jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony



Podobné dokumenty
Atomové jádro, elektronový obal

2. Atomové jádro a jeho stabilita

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

ATOMOVÉ JÁDRO. Nucleus Složení: Proton. Neutron 1 0 n částice bez náboje Proton + neutron = NUKLEON PROTONOVÉ číslo: celkový počet nukleonů v jádře

Fyzika atomového jádra

2. ATOM. Dualismus částic: - elektron se chová jako hmotná částice, ale také jako vlnění

Rozměr a složení atomových jader

1. Struktura hmoty. Následující schéma uvádí tento pojem do souvislosti s dalším

Protonové číslo Z - udává počet protonů v jádře atomu, píše se jako index vlevo dole ke značce prvku

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Fyzika atomového jádra (FAJ) Petr Veselý Ústav Jaderné fyziky, Česká Akademie Věd www-ucjf.troja.mff.cuni.cz/~vesely/faj/faj.pdf


Od kvantové mechaniky k chemii

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.

Molekuly 1 12/4/2011. Molekula definice IUPAC. Molekuly. Proč existují molekuly? Kosselův model. Představy o molekulách

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Orbitalová teorie. 1.KŠPA Beránek Pavel

Látkové množství. 6, atomů C. Přípravný kurz Chemie 07. n = N. Doporučená literatura. Látkové množství n. Avogadrova konstanta N A

Atomové jádro Elektronový obal elektron (e) záporně proton (p) kladně neutron (n) elektroneutrální

Stavba atomu. Created with novapdf Printer ( Please register to remove this message.

FYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník

ATOM. atom prvku : jádro protony (p + ) a neutrony (n) obal elektrony (e - ) protonové číslo 8 nukleonové číslo 16 (8 protonů + 8 neutronů v jádře)

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β

Atom, chemická vazba. Histrorie, atomové jádro, radioaktivita, elektronový obal, periodický zákon, chemická vazba

Atom a molekula - maturitní otázka z chemie

Stavba hmoty. Atomová teorie Korpuskulární model látky - chemické

13. Spektroskopie základní pojmy

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Částicové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop

Vlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika

Vybrané spektroskopické metody

Vazby v pevných látkách

Orbitaly ve víceelektronových atomech

Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul.

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Stavba atomu historie pohledu na stavbu atomu struktura atomu, izotopy struktura elektronového obalu atom vodíkového typu

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Symetrie molekul a stereochemie

Nekovalentní interakce

STRUKTURA ATOMŮ. První model atomu - Thomson (1898) atom je homogenní koule kladně nabité hmoty, v níž jsou ponořeny elektrony

Nekovalentní interakce

Stavba atomu. protony p + nukleony neutrony n 0. elektrony e -

Orbitaly, VSEPR 1 / 18

Chemické repetitorium. Václav Pelouch

ATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Metody spektrální. Metody molekulové spektroskopie NMR. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Orbitaly, VSEPR. Zdeněk Moravec, 16. listopadu / 21

Elektronový obal atomu

Náboj a hmotnost elektronu

Fyzika IV Dynamika jader v molekulách

Úvod do moderní fyziky. lekce 3 stavba a struktura atomu

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

spinový rotační moment (moment hybnosti) kvantové číslo jaderného spinu I pro NMR - jádra s I 0

Ch - Elektronegativita, chemická vazba

Struktura atomů a molekul

Geochemie endogenních procesů 1. část

Náboj a hmotnost elektronu

Elektronový obal atomu

Test vlastnosti látek a periodická tabulka

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =

3. Radioaktivita. Při radioaktivní přeměně se uvolňuje energie. X Y + n částic. Základní hmotnostní podmínka radioaktivity: M(X) > M(Y) + M(ČÁSTIC)

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

Symetrie molekul a stereochemie

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

atom Lomonosov Lavoisier Dalton Proutova modely atomů Thomsonův kladným elektronů vysílají elektromagnetické záření nedostatky: počet původ

Struktura elektronového obalu

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Přirovnání. Elektrony = obyvatelé panelového domu Kde bydlí paní Kostková? Musíme udat patro a číslo bytu.

12.NMR spektrometrie při analýze roztoků

ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU

Valenční elektrony a chemická vazba

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

SPEKTROSKOPIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Chemické složení vesmíru

Prvek, nuklid, izotop, izobar, izoton

Metody pro studium pevných látek

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

6.3.5 Radioaktivita. Předpoklady: Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. neutronové číslo

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Transkript:

atom jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony molekula Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti seskupení alespoň dvou atomů spojených chemickými vazbami ( sdílení elektronů )

atom prvku A X A nukleonové (hmotnostní, hmotové) číslo 13 C Z X Z protonové (atomové) číslo 6 C

prvek určující protonové číslo A X A nukleonové číslo 13 C, 12 C Z X Z protonové číslo 6 C konkrétní nukleonové i protonové číslo - nuklid atomární forma (v plynném stavu) (nízký tlak, vysoká teplota) molekulární formy O 2, O 3, N 2, Cl 2 klastry (jednotky až stovky atomů) a cluster is a (polycyclic) array of atoms that is intermediate in character between a molecule and a solid P 4, As 4, C 60 (dále klastry aniontové, kationtové) vázány v krystalové struktuře

izotopy od jednoho prvku, různé nukleonové číslo izobary stejné nukleonové číslo, různé protonové číslo izotony stejný počet neutronů

izotopy izobary izotony

2. Atomy a molekuly jádro nukleony baryony protony kladný jednotkový náboj neutrony nulový náboj uplatnění silných interakcí gluony vazba kvarků, mezony vazba protonů a neutronů dosah 10-15 m síly krátkého dosahu (síla coulombické repulze mezi kladně nabitými protony je proti silné interakci zanedbatelná) http://www-hep2.fzu.cz/adventure/nucleus_binding.html

jádro - modely kapkový, slupkový stabilita (hmotnostní defekt) důležitý poměr počtu neutronů a protonů u lehčích atomů A = 2 Z u těžších atomů A > 2 Z stabilnější nuklidy sudo-sudé magická čísla 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 184 pouze čtyři stabilní licho-lichá 2 H, 6 Li, 10 B, 14 N http://hp.ujf.cas.cz/~wagner/prednasky/subatom/modely/osnova.html

jádro radioaktivní přeměny α záření jádra 4 He β záření β -, β + - elektrony, pozitrony γ záření elektronový záchyt K-záchyt, L-záchyt (následné zaplnění vakance z vyšší hladiny) RADIOAKTIVITA aktivita A [Bq] kinetická rovnice 1.řádu jaderné reakce, jaderné štěpení, jaderná fúze

jádro jaderný spin neutrony i protony FERMIONY (Pauliho princip) spinové kvantové číslo nukleonu nabývá lichých násobků ½ NMR spektrometrie nutný nenulový spin jádra - lichý počet alespoň jednoho typu nukleonů příklad 1 H, 13 C, 19 F, 31 P polovinový spin jádra příklad 14 N, 2 H, 10 B celočíselný spin jádra jádra se sudo-sudá mají nulový celkový spin a nelze je měřit 12 C, 16 O

elektronový obal ATOMOVÉ ORBITALY energetické hladiny, výstavbový princip degenerace základní stav a excitované stavy kvantová čísla hlavní - n, vedlejší - l, magnetické - m, spinové Pauliho princip výlučnosti (fermiony)

elektronový obal vnitřní elektrony spektrometrie využívající RTG záření možnost prvkové analýzy RTG fluorescence valenční elektrony spektrometrie v UV a viditelné oblasti atomová a molekulová meziatomové interakce vznik chemické vazby, molekulové orbitaly σ, π, π *, σ *

chemická vazba překryv AO vznik MO σ, π, π *, σ * vazebná energie délka chemické vazby ( síla vazby ) kovalentní vazba, koordinační vazba, iontová vazba, kovová vazba lokalizace MO, polarita vazby, počet zúčastněných AO vznik a zánik chemických vazeb - CHEMICKÁ REAKCE

molekula seskupení atomů spojených chemickými vazbami ( sdílení elektronů ) prostorová struktura geometrie kartézské souřadnice jader atomů ( rovnovážné souřadnice) vnitřní souřadnice délky vazeb, valenční (vazebné) úhly, di(h)edrální úhly, mimorovinné souřadnice

molekula seskupení atomů spojených chemickými vazbami ( sdílení elektronů ) elektroneutrální útvar obvyklé molekuly sudý počet e - nepárový elektron radikál, biradikál lichý počet atomů vnášejících lichý počet e - odvozené elektricky nabité částice kationty, anionty, (radikálové ionty)

molekuly seskupení atomů spojených chemickými vazbami ( sdílení elektronů ) dynamické objekty vibrace, rotace stupně volnosti velmi odlišné velikosti od biatomických přes malé molekuly k makromolekulám strukturní variabilita, rigidita struktury

Stupně volnosti 2 atomy spojené vazbou - LINEÁRNÍ MOLEKULA 2 x 3 stupně volnosti ~ 6 3 stupně volnosti - translace těžiště 2 stupně volnosti - rotace molekuly 1 stupeň volnosti - vibrace 3 atomy spojené vazbami - LOMENÁ MOLEKULA 3 x 3 stupně volnosti ~ 9 3 stupně volnosti - translace těžiště 3 stupně volnosti - rotace molekuly 3 stupně volnosti - vibrace

Vibrační stupně volnosti N atomů spojených vazbou - LINEÁRNÍ MOLEKULA N x 3 stupně volnosti ~ 3 N 3 translace těžiště 2 stupně volnosti - rotace molekuly 3 N - 5 stupňů volnosti - vibrace N atomů spojených vazbou - LOMENÁ MOLEKULA N x 3 stupně volnosti ~ 3 N 3 translace těžiště 3 stupně volnosti - rotace molekuly 3 N - 6 stupňů volnosti - vibrace

molekula prostorové seskupení atomů spojených chemickými vazbami ( sdílení elektronů ) SYMETRIE molekul prvky a operace symetrie zachování pozice alespoň jednoho bodu (jeden bod tělesa invariantní) zachování vzdáleností, úhlů, velikosti bez translace» BODOVÉ GRUPY SYMETRIE

2. SYMETRIE molekul prvky / operace symetrie i identita E střed symetrie / inverze i n-četná osa symetrie / rotace C n rovina symetrie / zrcadlení, reflexe s n-četná rotačně-reflexní osa S n s S 4 C 3

1 2. Množiny operací symetrie grupy grupové postuláty bodové grupy C? C n? s? i? C 1 i? 1 C v D h 6C 5? I 0 0 i? I h 0 0 0 0 1 1 0 O 1 C s C i 3C 4? 4C 3? nc 2 C n? S 2n? s h? i? 1 O h 1 1 1 i? s h? 1 T h 1 0 6s? T d 1 T 0 1 0 D nh ns v? 0 1 D n S 2n 1 D nd C nv C nh 1 1 1 ns v? C n 0 0

2. Množiny operací symetrie grupy grupové postuláty bodové grupy grupové násobení skládání (postupná aplikace) operací symetrie uzavřenost grupy výsledek grupového násobení je též prvkem grupy grupové násobení je asociativní (a b).c = a.(b.c) existuje neutrální prvek - identita E e.f = f.e = f ke každému prvku existuje inverzní prvek f.f -1 = f -1.f = e

2. Množiny operací symetrie grupy grupové postuláty bodové grupy grupové násobení skládání (postupná aplikace) operací symetrie grupové násobení nemusí být komutativní a b b.a grupa, v níž pro každé dva prvky platí komutativnost komutativní (Abelova) grupa podgrupy část grupy splňující grupové postuláty triviální podgrupa jednotková grupa tvořená identitou

Symetrie v chemii Aplikace: klasifikace molekul a vlastnosti molekul pozn. chirální molekuly nemají rotačněreflexní osu hybridní orbitaly molekulové orbitaly teorie krystalového pole vibrační spektra IČ a Ramanova spektroskopie predikce dovolených spektrálních přechodů

Rozdíly IČ a Ramanovy spektrometrie APROXIMATIVNÍ VÝPOČTY VIBRAČNÍCH MÓDŮ IČ/Ramanova spektra CO 2

Rozdíly IČ a Ramanovy spektrometrie APROXIMATIVNÍ VÝPOČTY VIBRAČNÍCH MÓDŮ IČ/Ramanova spektra CO 2 Normal Vibrations: Click on the wave number to see corresponding 3D normal vibration Peakname [1/cm] IR Intensity Raman Intensity Peakname [1/cm] IR Intensity Raman Intensity 4 SIU 2339.06 100.000 0.000 3 PIU 516.85 4.693 0.000 1 SIG 1379.97 0.000 100.000 3 PIU 514.62 4.689 0.000

Příklady molekul

Příklady molekul

Příklady molekul

Příklady molekul