Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Transkript

1 Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

2 Výjimky z pravidelné elektronové konfigurace atomů, aneb snaha o dosažení stability.

3 Stabilita vzácných plynů Vzácné plyny mají velmi stabilní elektronovou konfiguraci. Mají zcela zaplněnou slupku, K 2 elektrony L 8 elektrony M 8 elektrony N 18 elektrony O 18 elektrony P 32 elektrony Q 32 elektrony velkou ionizační energii a jsou nereaktivní. Porovnej atomová čísla 2 He, 10 Ne, 18 Ar, 36 Kr, 54 Xe a 86 Rn s počtem elektronů ve slupkách.

4 Stabilita d 5 Také z poloviny zaplněný d orbital je stabilní. Ionizační energie potřebná na vytržení pátého elektronu je vyšší než u d orbitalu s 1,2,3 nebo 4 elektrony. Snaha o dosažení tohoto stabilního stavu se projevuje v elektronových konfiguracích například 24 Cr přesunem jednoho elektronu z předchozího 4s orbitalu do 3d. 24Cr( 18 Ar) 4s 1 3d 5 Poznámka: Orbital 4s má nižší energii než orbital 3d jen u prvků s atomovým číslem menším než 20. U draslíku a vápníku se před 3d obsazuje orbital 4s. Prvky následující za vápníkem mají energii orbitalu 3d nižší než 4s.

5 Stabilita d 10 Zcela zaplněný d orbital je stabilní. Ionizační energie potřebná na vytržení desátého elektronu je vyšší než u d orbitalu s 6,7,8 nebo 9 elektrony. Snaha o dosažení tohoto stabilního stavu se projevuje v elektronových konfiguracích například 29 Cu přesunem jednoho elektronu z předchozího 4s orbitalu do orbitalu 3d. 29Cu ( 18 Ar) 4s 1 3d 10 47Ag ( 36 Kr) 5s 1 4d 10 79Au( 54 Xe) 6s 1 4f 14 5d 10

6 Závislost ionizačních energií na protonovém čísle

7 Elektornová konfigurace kationtu Kationt vzniká z atomu po vytržení elektronu z elektronového obalu neutrálního atomu. K tomu je třeba dodat ionizační energii. Atom často nabývá ztrátou elektronu stabilní elektronovou konfiguraci. Například konfiguraci nejblíže nižšího vzácného plynu. Atom sodíku 11 Na ( 10 Ne) 3s 1 Kationt sodný 11 Na +I ( 10 Ne) 3s 0 Atom vápníku 20Ca ( 18 Ar) 4s 2 Kationt vápenatý 20Ca +II ( 18 Ar) 4s 0

8 Elektronová konfigurace aniontu Aniont vzniká z atomu po přijetí elektronu. Při tom se uvolní energie. Atom často nabývá přijetím elektronu stabilní elektronovou konfiguraci. Například konfiguraci nejblíže vyššího vzácného plynu. Atom fluoru 9F ( 2 He) 2s 2 2p 5 Fluoridový aniont 9F I ( 2 He) 2s 2 2p 6 Atom kyslíku 8O ( 2 He) 2s 2 2p 4 Oxidový aniont 8O -II ( 2 He) 2s 2 2p 6

9 Excitace uhlíku s pomocí rámečků * 6C ( 2 He) 2s 2p

10 Excitovaný stav Dodáním energie menší než ionizační přejde atom ze stavu stacionárního do excitovaného. Elektron se přesune do kvantové dráhy s vyšší energií. Atom uhlíku v základním stavu 6C ( 2 He) 2s 2 2p 2 Atom uhlíku v excitovaném stavu 6C * ( 2 He) 2s 1 2p 3 Atom síry v základním stavu 16S ( 10 Ne) 3s 2 3p 4 Atom síry v prvním excitovaném stavu 16S * ( 10 Ne) 3s 2 3p 3 3d 1 Atom síry ve druhém excitovaném stavu 16S ** ( 10 Ne) 3s 1 3p 3 3d 2

11 Valenční elektrony Valenční elektrony jsou elektrony atomu nad strukturou nejblíže nižšího vzácného plynu. Valenční proto, že se účastní vzniku chemických vazeb. Atom sodíku 11 Na ( 10 He) 3s 1 Atom vápníku 20Ca ( 18 Ar) 4s 2 Atom fluoru 9F ( 2 He) 2s 2 2p 5 Atom kyslíku 8O ( 2 He) 2s 2 2p 4 Atom uhlíku 6C ( 2 He) 2s 2 2p 2 Atom síry 16S ( 10 Ne) 3s 2 3p 4

12 Použitá literatura MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005, 240 s. ISBN ŠRÁMEK, Vratislav a Ludvík KOSINA. Obecná a anorganická chemie. 2. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2000, 262 s. ISBN GAŽO, J. Všeobecná a anorganická chémia. 2. vydanie. Bratislava: Alfa, 1978.

13 Registrační číslo projektu Šablona Autor Název materiálu CZ.1.07/1.5.00/ III/2 INOVACE A ZKVALITNĚNÍ VÝUKY PROSTŘEDNICTVÍM ICT Ing. František Paseka 04. Výjimky z pravidelné elektronové konfigurace atomů/ prezentace Ověřeno ve výuce dne Předmět Ročník Klíčová slova Anotace Metodický pokyn Chemie První Výjimky z pravidelné elektronové konfigurace, stabilita, ionizační energie, valenční elektrony, excitovaný stav, elektronová konfigurace iontů. Na začátku je zdůrazněna stabilní elektronová konfigurace vzácných plynů. Potom jsou uvedeny výjimky z pravidelné elektronové konfigurace. Jejich stabilita je odůvodněna grafem ionizačních energií v závislosti na atomovém čísle. Další snímky jsou věnovány excitaci elektronů a elektronové konfiguraci iontů. Závěrem vysvětlen pojem valenční elektrony. prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál určený k samostudiu Počet stran 13 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora. 13