Atom a molekula - maturitní otázka z chemie

Transkript

1 Atom a molekula - maturitní otázka z chemie by jx.mail@centrum.cz - Pond?lí, Únor 09, Otázka: Atom a molekula P?edm?t: Chemie P?idal(a): Dituse Atom = základní stavební?ástice všech látek Skládá se ze 2?ástí: o Kladn? nabité jádro o Záporn? nabitý elektronový obal Jádro se skládá z kladn? nabitých proton? a neutrálních neutron? -> nukleony Elektronový obal je tvo?en záporn? nabitými elektrony Molekula = elektroneutrální skupina 2 nebo více atom? spojených navzájem chemickou vazbou Existují 2 typy molekul: o Stejnojaderné (homonukleární) obsahují atomy stejného prvku (H2) o R?znojaderné (heteronukleární) obsahují atomy r?zných prvk? (HCl) page 1 / 6

2 Prvek = chemicky?istá látka složená z atom? se stejným protonovým?íslem Atomy prvk? mohou být volné (He), vázané v molekulách (Cl2) nebo v krystalové struktu?e (uhlík v diamantu) Slou?enina = chemicky?istá látka tvo?ená stejnými molekulami slou?enými ze 2 a více r?zných atom? prvk? (CO2), nebo ionty vázanými v krystalové struktu?e (NaCl) Orbital Oblast s nejhustším výskytem elektron? v elektronovém obalu (s nejv?tší elektronovou hustotou) Orbitaly rozlišujeme na s, p, d, f Relativní atomová hmotnost Jednotka: nemá jednotku, je to bezrozm?rná veli?ina Podíl hmotnosti atomu a atomové hmotnostní konstanty mu = 1,661*10-27kg Látkové množství Jednotka: mol používá se p?i bilancování chemických d?j? Charakterizuje množství?ástic v látce Avogadrova konstanta: 6,023*1023 udává po?et?ástic odpovídající látkovému množství 1 mol Izotop Atom se stejným po?tem proton?, ale s r?zným po?tem neutron? V?tšina prvk? se vyskytuje jako sm?s více izotop?, ale v p?írod? p?evládá jen jeden P?.: kyslík má 3 izotopy: 168C, 178C, 188C, nej?ast?ji je ale zastoupen nuklid 168C Izotopy jednoho prvku mají stejné chemické vlastnosti, liší se fyzikálními vlastnostmi, nap?. hmotností atom? Nuklid page 2 / 6

3 = látka složená z atom?, jejichž jádra mají stejný po?et proton? a neutron? -> stejný po?et nukleon? Historie objevení atomu První zmínky o složení látek vznikly už ve st?edov?ku Demokritos Prohlásil, že hmota se skládá z velmi malých?áste?ek (atom?), které jsou již ned?litelné a nejde je už dále vytvá?et nebo ni?it John Dalton Každá hmota se skládá z atom? ned?litelných?ástic Atomy jednoho prvku jsou stejné Atomy r?zných prvk? se liší svými vlastnostmi P?i chemických reakcích dochází ke spojování, odd?lování a p?eskupování atom?, atomy p?i nich nevznikají, nemizí a ani se nem?ní na atomy jiných prvk? Spojováním 2 nebo více prvk? vznikají látky nové chemické slou?eniny V ur?ité slou?enin? p?ipadá 1 atom 1 prvku vždy na stejný po?et atom? jiného prvku Thomson?v pudinkový model atomu Joseph John Thomson p?i studiu katodového zá?ení roku 1897 objevil elektron první subatomární?ástici a vyvrátil tak Daltonovu teorii o ned?litelnosti atomu Na základ? tohoto objevu vytvo?il Thomson?v model atomu (pudinkový), který p?edpokládal, že atom je tvo?en rovnom?rn? rozloženou kladn? nabitou hmotou, ve které jsou (jako rozinky v pudinku) rozptýleny záporn? nabité elektrony Rutherford?v planetární model atomu Ernest Rutherford na za?átku 20. století dokázal, že v?tšina hmoty s kladným nábojem je umíst?na ve velmi malém prostoru ve st?edu atomu Planetární model spo?ívá v tom, že kolem kladn? nabitého jádra obíhají záporn? nabité elektrony podobn?, jako planety obíhají kolem Slunce Pozd?ji zjistil, že jádro atomu vodíku je nejjednodušším jádrem a je tvo?eno pouze 1?ásticí (protonem), která je také obsažena v jádrech ostatních atom? page 3 / 6

4 James Chadwick Roku 1932 objevil neutron, který se v jád?e nachází spolu s protony Bohr?v model atomu Niels Bohr upravil Rutherfordovu teorii tak, že se elektrony pohybují kolem jádra po uzav?ených dráhách o ur?itém polom?ru bez vyza?ování elektromagnetického zá?ení Energie elektronu se m?že m?nit pouze nespojit?, ve skocích, v kvantech energie Kvantov? mechanický model atomu Je založen na principech kvantové fyziky Louis de Broglie prohlásil, že elektrony mají nejen?ásticové, ale i vlnové vlastnosti (elektronový mikroskop) Erwin Schrödinger tuto teorii zpracoval ve form? složitých rovnic a vznikl nový model atomu Podle Schrödingera nem?žeme ur?it konkrétní dráhu elektronu, ale jen ur?it pravd?podobnost, kde se elektron nachází Stavba atomového obalu Elektronový obal obklopuje atomové jádro a zaujímá v?tšinu prostoru atomu Je tvo?en pouze elektrony, proto má záporný elektrický náboj Atom jako celek je neutrální, proto obal neutralizuje jeho kladn? nabité jádro V neutrálním atomu je stejný po?et proton? a elektron? U kladn? nabitých iont? je po?et elektron? menší a u záporn? nabitých v?tší Hmotnost elektronového obalu tvo?í cca 0,01% celkové hmotnosti atomu Vlastnosti elektron? lze charakterizovat 4 kvantovými?ísly: o Hlavní kvantové?íslo o Vedlejší kvantové?íslo/orbitální?íslo o Magnetické?íslo o Spinové kvantové?íslo page 4 / 6

5 Ve složit?jších atomech se nachází více elektron?, musíme brát v potaz spin elektronu Elektrony v obalu se umis?ují do orbital? Elektrony, které se nacházejí ve vn?jší slupce obalu, se nazývají valen?ní elektrony Valen?ní elektrony jsou významné pro chemické vazby a jsou odpov?dné za chemické vlastnosti atomu/molekuly Schrödingerova rovnice popisuje pohyb elektronu v kvantové mechanice pomocí vlnové funkce?? popisuje stav elektronu Fyzikální význam? 2udává pravd?podobnost výskytu elektronu Kvantová?ísla Hlavní kvantové?íslon Ur?uje energii elektronu v atomu a nabývá hodnot N+ elektrony se stejným kvantovým?íslem tvo?í elektronovou vrstvu, které se zna?í: K, L, M, N, O, P, Q, nebo?ísly 1, 2, 3, podle rostoucího n Vedlejší kvantové?íslo/orbitální?íslo l Ur?uje tvar a energii orbitalu a nabývá hodnot 0 (n-1) Hodnoty vedlejšího kvantového?ísla se ozna?ují s, p, d, f a píší se za hlavní kvantové?íslo Magnetické kvantové?íslom Ur?uje orientaci orbitalu v prostoru a nabývá hodnot od l do +l (všechna kladná celá?ísla v?etn? 0) -> 2l + 1 Spinové kvantové?íslos Charakterizuje rotaci elektronu kolem vlastní osy Nabývá jen 2 hodnot: -0,5 a + 0,5 Toto?íslo necharakterizuje obal, ale elektron Elektronová konfigurace Obsazení jednotlivých orbital? se?ídí 3 pravidly: Výstavbový princip (princip minimální energie) page 5 / 6

6 Powered by TCPDF ( Atom a molekula - maturitní otázka z chemie Orbitaly s energií nižší se zapl?ují elektrony d?íve než orbitaly s vyšší energií Hundovo pravidlo V degenerovaných orbitalech (orbitalech se stejnou energií) vznikají elektronové páry teprve po obsazení každého orbitalu 1 elektronem Nepárové elektrony v degenerovaných orbitalech mají stejný spin Pauliho princip V atomu nemohou být elektrony, které by m?ly všechna 4 kvantová?ísla stejná, musí se lišit alespo? spinovým kvantovým?íslem V každém orbitalu mohou být maximáln? 2 elektrony: o Hladina s 2 elektrony o Hladina p 6 elektron? o Hladina d 10 elektron? o Hladina f 14 elektron? PDF generated by Kalin's PDF Creation Station page 6 / 6