Orbitalová teorie 1.KŠPA Beránek Pavel
Atom Základní stavební částice hmoty je atom Víme, že má vnitřní strukturu: jádro (protony + neutrony) a obal (elektrony) Už víme, že v jádře drží protony pohromadě díky částicím gluonům a sami se skládají z kvarků. Už víme, že elektrony nemají vnitřní strukturu (jsou to skutečně elementární částice na rozdíl od protonů a neutronů) a krouží kolem jádra po takzvaných orbitalech
Jak vypadá orbital?
Jak vypadá orbital?
Pohyb elektronů kolem jádra Využíváme takzvaný orbitalový model = jen určité přiblížení reality (orbitalové modely nejsou přesné) Nakreslit přesně orbital umíme jen u atomu vodíku, jinde to neumíme (příliš složitá matematika = matematika kvantové fyziky)
Orbital Místo s největší pravděpodobností výskytu elektronu (95 až 99%) Popisujeme je pomocí trojice kvantových čísel a spinu
Hlavní kvantové číslo n Udává energii elektronu N = 1, 2, 3, 4, (také označujeme jako K, L, M, N, )
Vedlejší kvantové číslo l Udává tvar orbitalu l = 0, 1, 2,, n-1 nejčastěji ho zapisujeme ve formě písmenka za hlavní kvantové číslo 0 = s, 1 = p, 2 = d, 3 = f,
Magnetické kvantové číslo m Udává prostorovou orientaci (natočení) m = -l,, 0,, +l
Spin s Moment hybnosti elektronu (rotace) Má hodnoty + ½ a ½ (budeme značit a )
Spočtěte počet orbitalů pro n = 1 Nápověda: n = 1,2,3,,max, l = 0,1,2,,n-1, m = -l,,0,,+l
Spočtěte počet orbitalů pro n = 1 Nápověda: n = 1,2,3,,max, l = 0,1,2,,n-1, m = -l,,0,,+l n = 1, l = 0, m = 0
Spočtěte počet orbitalů pro n = 2 Nápověda: n = 1,2,3,,max, l = 0,1,2,,n-1, m = -l,,0,,+l
Spočtěte počet orbitalů pro n = 2 Nápověda: n = 1,2,3,,max, l = 0,1,2,,n-1, m = -l,,0,,+l n = 1 l = 0 m = 0 l = 0 m = 0 n = 2 m = -1 l = 1 m = 0 m = +1
Spočtěte počet orbitalů pro n = 3
n = 1 n = 2 n = 3 l = 0 m = 0 l = 0 l = 1 m = 0 m = -1 m = 0 m = +1 l = 0 m = 0 m = -1 l = 1 m = 0 m = +1 l = 2 m = -2 m = -1 m = 0 m = +1 m = +2
Tvary orbitalů při různých kvantových číslech
Pauliho vylučovací princip Každý orbital může být obsazen nejvýše 2ma elektrony Elektrony musí mít opačný spin ANO ANO NE
Výstavbový princip Elektrony obsazují orbitaly tak, aby systém měl co nejmenší energii E(1s) < E(2s) < E(3s) < 1s 2s 3s ANO NE
Hundovo pravidlo Orbitaly se stejnou energií se zaplňují všechny po 1 elektronu a až pak se doplní elektron s opačným spinem 2p 2p ANO ANO NE NE
Opakování 1. Co je to orbital atomu? 2. Jaké částice se nachází v orbitalu? 3. Kolik kvantových čísel máme? 4. Co udává hlavní kvantové číslo a jakých hodnot nabývá? 5. Co udává vedlejší kvantové číslo a jakých hodnot nabývá? 6. Co udává magnetické kvantové číslo a jakých hodnot nabývá? 7. Co je to spin a jakých hodnot nabývá? 8. Jakými písmeny označujeme vedlejší kvantová čísla? (4 písmena)
Opakování 9. Co říká Pauliho vylučovací princip? 10. Co říká výstavbové pravidlo? 11. Co říká Hundovo pravidlo? 12. Jak se jmenují 3 pravidla pro výstavbu orbitalů atomu? 13. Kolik elektronů se vejde maximálně na 1 orbital a jakou podmínku musí dodržet? 14. Kolik elektronů může maximálně obsahovat atom s hlavním kvantovým číslem = 1?
Opakování 15. Kolik elektronů může maximálně obsahovat atom s hlavním kvantovým číslem = 2? 16. Kolik orbitalů může maximálně obsahovat atom s hlavním kvantovým číslem = 3? 17. Kolik elektronů může minimálně obsahovat atom s hlavnim kvantovým číslem = 1? 18. Kolik elektronů může minimálně obsahovat atom s hlavnim kvantovým číslem = 2? 19. Kolik elektronů může minimálně obsahovat atom s hlavnim kvantovým číslem = 3?
Opakování 20. Kolik elektronů může maximálně obsahovat atom s hlavním kvantovým číslem = 1? 21. Kolik elektronů může maximálně obsahovat atom s hlavním kvantovým číslem = 2? 22. Kolik elektronů může maximálně obsahovat atom s hlavním kvantovým číslem = 3? 23. Nakreslete alespoň 2 typy orbitalů 24. Jakými písmeny označujeme hlavní kvantová čísla? 25. Který ze stavů bude první obsazen? 2p nebo 3p a proč?
Opakování 30. Je následující zaplnění orbitalu možné? Jaké pravidlo hovoří o této problematice? 31. Je následující zaplnění orbitalu možné? Jaké pravidlo hovoří o této problematice? 32. Je následující zaplnění orbitalu možné? Jaké pravidlo hovoří o této problematice?
Opakování 33. Je následující zaplnění orbitalů možné? Jaké pravidlo o této problematice hovoří? 3s 34. Je následující zaplnění orbitalů možné? Jaké pravidlo o této problematice hovoří? 3s
Opakování 35. Je následující zaplnění orbitalů možné? Jaké pravidlo hovoří o této problematice? 36. Je následující zaplnění orbitalů možné? Jaké pravidlo hovoří o této problematice? 37. Je následující zaplnění orbitalů možné? Jaké pravidlo hovoří o této problematice?
Opakovaní 38. Je následující zaplnění orbitalů možné? Jaké pravidlo hovoří o této problematice?