ZÁKLADY OBECNÉ A KLINICKÉ BIOCHEMIE 2004 Chemické repetitorium Václav Pelouch kapitola ve skriptech - 1
Anorganická a obecná chemie Stavba atomu Atom je nejmenší částice hmoty, která obsahuje jádro (složené z protonů a neutronů) a obal (obsahující elektrony) Proton částice s nejmenším kladným nábojem hmotnost přibližně jako atom vodíku má jeden kladný náboj počet protonů v jádře = protonové (atomové) číslo (Z) toto číslo označuje i pořadí prvku v periodické soustavě prvků píše se vlevo dole u prvku 2
Anorganická a obecná chemie 3 Neutron částice bez náboje hmotnost jako proton počet neutronů v jádře =neutronové číslo (N) Elektron částice s nejmenším záporným nábojem počet elektronů v obalu je stejný jako počet protonů v jádře atom je elektricky neutrální!! elektrony se pohybují na elektronových vrstvách jsou různě vzdáleny od jádra nejvzdálenější vrstva je valenční vrstva, která obsahuje valenční elektrony (pouze tyto se podílejí na chemickém slučování atomů do molekul)
Anorganická a obecná chemie Nukleony: protony + neutrony počet nukleonů v jádře = nukleonové (hmotnostní) číslo (A) píše se vlevo nahoře u prvku nukleonové (A) 16 O protonové (Z) 8 A = N + Z vzorec dovolí spočítat počet neutronů vjádře, když známe počet protonů a nukleonové číslo Nuklidy atomy se stejným protonovým i nukleonovým číslem Isotopy atomy se stejným protonovým číslem liší se nukleonovým číslem a neutronovým číslem 4
Periodická soustava prvků tabulka prvků uspořádaných podle protonového čísla jednotlivých atomů každý prvek má svojí chemickou značku tabulku tvoří: vodorovné řady periody (označené 1-7) 1. perioda 2 prvky 2. perioda 8 prvků 3. perioda 8 prvků 4. perioda 18 prvků 5. perioda 18 prvků 6. perioda 32 prvků 7. perioda zatím neúplná počet se stále zvětšuje 5
Periodická soustava prvků svislé řády skupiny (označenéi VIII) každá skupina má dvě podskupiny: A - prvky nepřechodné B - prvky přechodné (obsahuje i podskupinu - vnitřně přechodné prvky: lantanoidy a aktinoidy používají se i další dělení prvků v tabulce: kovy nekovy polokovy 6
Struktura atomových orbitalů Atomové orbitaly místa, kde se nachází elektron v prostoru kolem atomového jádra k tomu slouží kvantová čísla Hlavní kvantové číslo udává velikost orbitalu značí se n a má hodnotu od 1 7 číslo je totožné s číslem periody v chemické tabulce někdy se používá místo čísel označení pomocí písmen: K, L, M, N, O, P, Q 7
Struktura atomových orbitalů Vedlejší kvantové číslo vyjadřuje prostorový tvar orbitalu značí se l a má hodnotu od nuly do n-1 n = hlavní kvantové číslo v chemické tabulce jsou proto u jednotlivých prvků uvedeny malými písmeny tyto příslušné orbitaly místa, kde jsou valenční elektrony: s prvky skupin A zde mají své valenční elektrony p prvky skupin A zde mají své valenční elektrony d prvky skupin B v podskupinách zaplňují orbitaly ve slupce n-1 f prvky lantanoidy a aktinoidy zaplňují orbitaly ve slupce n-2 8
Struktura atomových orbitalů Magnetické kvantové číslo vyjadřuje orientaci orbitalů vprostorua jejich počet značí se m a má hodnotu od -l do +l (včetně nuly) Spinové číslo popisuje chování elektronu v orbitalu rotaci kolem osy ± ½ Orbitaly se zapisují podle hlavního a vedlejšího čísla Orbitaly se postupně zaplňují takto: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 5d, 4f, 6p 9
Elektronegativita znamená schopnost atomu příslušného prvku poutat ksobě valenční elektrony při výstavbě chemické vazby: pokud prvek tvoří zásadotvorný oxid: hodnota < 1 pokud je prvek amfoterní: hodnota 1 2 pokud prvek tvoří kyselinotvorný oxid: hodnota > 2 elektronegativita u nepřechodných prvků v jednotlivých periodách stoupá od I A do VII A 10
Elektronegativita elektronegativita u nepřechodných prvků v jednotlivých skupinách klesá od 1. do 7. periody elektronegativita nejdůležitějších prvků pro biomedicinu: draslík -0,85 hořčík -1,2 chlor -2,8 lithium -0,97 vodík -2,1 dusík -3,1 sodík - 0,90 jod -2,4 kyslík -3,5 vápník -1,00 uhlík -2,5 fluor -4,1 11
Oxidační číslo je formální mocenství náboj, který by prvek měl ve sloučenině, kdyby si elektrony přivlastnil elektronegativnější z vazebných partnerů zapisuje se římskou číslicí jako horní index u atomu prvku, který je v základním stavu je oxidační číslo nula 12
Oxidační číslo Kyslík má téměř ve všech sloučeninách -II výjimka je v peroxidech -I ve sloučenině s fluorem (OF 2 ) +II Vodík má téměř ve všech sloučeninách +I výjimkou jsou hydridy -I u sloučenin vodíku s prvky z IIIA VA skupiny je vodík dohodou uváděn na 2. místě: BH 3 boran, SiH 4 silan u skupiny VI A VII A je uváděn na 1. místě: H 2 S sulfan, H 2 Se selan 13
Oxidační číslo alkalické kovy mají oxidační číslo +I kovy alkalických zemin mají oxidační číslo +II B, Al a lantanoidy mají oxidační číslo +III F ve všech sloučeninách a ostatní halogeny v halogenidech (kromě fluoridů) mají oxidační číslo -I Součet všech oxidačních čísel v molekule je nula 14
15
16
17