Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Stavba atomu Stavba atomu 1. Historický přehled 2. Stavba atomu 3. Stavba jádra 4. Radioaktivita 5. Stavba elektronového obalu 6. Poloha prvku v periodické.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Stavba atomu Stavba atomu 1. Historický přehled 2. Stavba atomu 3. Stavba jádra 4. Radioaktivita 5. Stavba elektronového obalu 6. Poloha prvku v periodické."— Transkript prezentace:

1 1 Stavba atomu Stavba atomu 1. Historický přehled 2. Stavba atomu 3. Stavba jádra 4. Radioaktivita 5. Stavba elektronového obalu 6. Poloha prvku v periodické soustavě

2 2 1. Historický přehled Leukippos, Epikuros, Demokritos (Řecko), atomos 4. st. p.n.l. středověk období alchymie Názor zapomenut Leukippos Epikuros st. 19. st

3 3 1. Historický přehled Leukippos, Epikuros, Demokritos (Řecko), atomos 4. st. p.n.l. středověk období alchymie st. 19. st. Názor zapomenut Navázání na Aristotela a Platóna, 4 živly Návrat k představě atomů (pokusy) John Dalton – Atomová teorie Aristoteles a Platón

4 4 1. prvky se skládají z velmi malých dále nedělitelných částic – atomů, 2. atomy téhož prvku jsou stejné, atomy různých prvků se liší, 3. v průběhu chemických dějů se atomy spojují, oddělují nebo přeskupují, přičemž ale nemohou vznikat nebo zanikat, 4. slučováním dvou či více prvků vznikají chemické sloučeniny. John Dalton – Atomová teorie

5 5 4. st. p.n.l. středověk období alchymie st. 19. st John Thomson – objev elektronu, pudink. model Ernest Rutherford – Jádrový model (objev jádra) James Chadwick – objev neutronu pudinkový model Jádrový model

6 6 2. Stavba atomu Atom = elektroneutrální částice prvku, kterou nelze rozdělit chemickou cestou. (chemicky je nedělitelný) 0,1 nmAtom helia (model)nm Atom = jádro (p +,n) + obal (e - ) m(e-) = 9, kg m(p+) = 1,673· kg m(n) = 1,675· kg m(n) = m(p+) = m(e-)

7 7 3. Stavba jádra X A Z A = Nukleonové číslo (n a p) Z = Protonové číslo (p) N = Neutronové číslo (n) A = Z + N Nuklid = soubor atomů, které mají stejné Z i A. (např. 12 C a 12 C jsou dva totožné nuklidy!) Prvek = látka tvořená výhradně atomy se stejným Z (např. uhlík) Izotop = atomy téhož prvku (stejné Z), které se liší číslem A = soubor nuklidů daného prvku (např. 12 C a 13 C jsou vůči sobě izotopy) (protium, deuterium a tritium) Izobar = atomy různých prvků (odlišné Z), ale stejné A (např. 14 C- 14 N; 3 H- 3 He) 66 Příklady!!!

8 8 4. Radioaktivita Proces při kterém se nestabilní atomová jádra samovolně rozpadají. Jejich přeměnou vznikají jádra a uvolňuje se neviditelné záření Henri Becquerel Poprvé pozorována radioaktivita u sloučenin uranu Marie Curie – Sklodovská, Pierre Curie Objev Polonia a Radia (Smolinec u Jáchyma) - Radioaktivita je vlastností atomu a nezávisí na tom, zda jsou atomy součástí prvku nebo sloučeniny. Které atomy jsou nestabilní? a) Z ≤ 20, nejstabilnější jsou: N/Z = 1 b) Z > 2O nejstabilnější jsou: N/Z = 1,5

9 9 4.1 Přirozená radioaktivita V přírodě existuje cca 50 radioaktivních látek (radionuklidů). Radionuklidy jsou prvky, které vyzařují 3 druhy neviditelného záření. Záření α Proud kladně nabitých jader helia ( 4 2 He) Má velmi malý dosah (proniká vrstvou vzduchu silnou několik cm) Rychlost = km/s Záření β dva druhy: proud pozitronů 0 +1 e a proud elektronů 0 -1 e 100x větší pronikavost než záření alfa. Rychlost = km/s Záření γ = elektromagnetické vlnění (proud fotonů), vysoká E je nejpronikavější (projde i vrstvou olova širokou několik cm) obvykle doprovází záření α a β Rychlost = km/s = rychlost světla

10 Umělá radioaktivita Umělá radioaktivita = samovolný rozklad UMĚLE PŘIPRAVENÝCH NUKLIDŮ, které se v přírodě nevyskytují.

11 Radioaktivní rozpady (přeměny) Rozpad α Z jádra (většinou těžkého prvku) je vymrštěna částice 4 2 He Rozpad β - neutron se přemění na proton a elektron. Proton zůstává v jádře, elektron jádro opouští Ra → Rn He Pa → U e A Z X → A Z+1 Y e A Z X → A-4 Z-2 Y He 1 0 n → 1 1 p e Charakteristické pro jádra s nadbytkem neutronů.

12 12 Elektronový záchyt Přebytek protonů. Proton zachytí elektron z EO. Vzniká neutron. Rozpad β + proton se přemění na neutron a pozitron. Neutron zůstává v jádře, pozitron jádro opouští. Charakteristické pro jádra s nadbytkem protonů. 4.3 Radioaktivní rozpady (přeměny) P → Si e A Z X → A Z-1 Y e 1 1 p → 1 0 n e 0 -1 e p → 1 0 n A Z X → A Z-1 Y

13 Poločas rozpadu τ ½ je doba, za kterou se rozpadne polovina přítomných jader radioaktivního nuklidu. Radiouhlíková metoda (pro zajímavost) Užití pro určování stáří archeologických nálezů. Přírodní uhlík je tvořen třemi izotopy: 12 C 13 C a 14 C (radioaktivní) Poměr izotopů je v atmosféře konstantní, z toho plyne, že každý organismus má též ve svém těle konstantní poměr těchto izotopů. Zemře-li organismus – přísun 14 C z atmosféry se zastaví, 14 C se rozpadá a poměr se zvětšuje. τ ½ ( 14 C) =5730 let

14 14

15 15 5. Stavba elektronového obalu (=EO) John Thomson – rozinky v pudinku Ernest Rutherford – kruhové dráhy elektronů Niels Henrick David Bohr – eliptické dráhy elektronu (1913 Bohrův model) Demokritos – zanedbatelné kuličky Albert Einstein – Elektron má dualistický charakter. Nelze současně stanovit rychlost a hybnost (polohu)!

16 Orbitaly Opuštění klasické teorie a představy o pohybu elektronu po kruhových či eliptických drahách. ORBITY Tyto dráhy byly nahrazeny ORBITY. ORBITAL = část prostoru v okolí jádra, ve které se elektron vyskytuje s 95% pravděpodobností!!!

17 17 Vodík a uhlík

18 Kvantová čísla Elektrony se v EO atomu nacházejí v několika hladinách (tzv. vrstvách). Energie s rostoucí vzdáleností od jádra roste. Každý elektron je popsán čtyřmi kvantovými čísly: 2. Vedlejší kvantové číslo ( l ) 3. Magnetické kvantové číslo (m l ) 4. Spinové kvantové číslo (m s ) 1. Hlavní kvantové číslo (n) Kterýkoliv elektron z EO lze poté JEDNOZNAČNĚ charakterizovat na základě souboru čtyř kvantových čísel.

19 Hlavní kvantové číslo (n) Rozhoduje o ENERGII a o VZDÁLENOSTI od jádra. Udává SLUPKU (sféru, hladinu), ve které se elektron nachází. n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (nabývá celých kladných čísel). n = K, L, M, N, O, P, Q (čísla lze nahradit velkými písmeny). Čím větší číslo tím větší energie a vzdálenost od jádra.

20 Vedlejší kvantové číslo (l) Rozhoduje o ENERGII a o TVARU ORBITALU. Nabývá hodnot od 0 po n-1: Tvar orbitalu: l=0orbital skoule l=1orbital protující osmička l=2orbital d2 rotující osmičky l=3orbital f3 rotující osmičky nl

21 Vedlejší kvantové číslo (l) Rozhoduje o ENERGII a o TVARU ORBITALU. Nabývá hodnot od 0 po n-1: Tvar orbitalu: l=0orbital skoule l=1orbital protující osmička l=2orbital d2 rotující osmičky l=3orbital f3 rotující osmičky

22 Magnetické kvantové číslo (m l ) Udává PROSTOROVOU ORIENTACI orbitalu v prostoru. Nabývá hodnot od -l po +l: orbitallmlml prostorová orientace s00 koule má jednu orientaci p101 osmička rotuje třemi směry d možných orientací f možných orientací

23 23

24 Spinové kvantové číslo (m l ) Udává ROTAČNÍ IMPULS ELEKTRONU. (vnitřní moment hybnosti) Nabývá hodnot dvou hodnot: -1/2 a +1/2 V každém orbitalu leží dva elektrony lišící se spinem!!!

25 5.2 Tvary a prostorová orientace orbitalů l=0 Orbital s: koule V každé hladině EO je 1 orbital typu s l=1 Orbital p: rotující osmička (l=1) V každé hladině EO jsou 3 degenerované orbitaly typu p (stejná E, jiná prostorová orientace) l=2 Orbital d: dvě rotující osmičky V každé hladině EO je 5 degenerovaných orbitalů typu d (stejná E, jiná prostorová orientace) Degenerované orbitaly = mají stejné hodnoty n a l, liší se m l !

26 26

27 Znázorňování orbitalů 4. Pomocí vzácného plynu (viz dále) 1. Nákres - nepřehledné 2. Symbolicky: číslo n, typ orbitalu (s, p, d …), počet e 3. Rámečky: číslo n, typ orbitalu (s, p, d …), e jako šipky Příklady!!! 1s 2 1s ↑↓

28 28 PRAVIDLA ZAPLŇOVÁNÍ ORBITALŮ: 1. Výstavbový princip 2. Pauliho princip výlučnosti 5.3 Znázorňování orbitalů Nejprve se zaplní orbitaly s NEJNIŽŠÍ ENERGIÍ. 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p Jak se naučit?Pravidlo n+l V jednom orbitalu mohou být max. 2 e lišící se spinem (hodnotou m s ) s ↑↓ p ↑↓ ↑↓ ↑↓ d ↑↓ ↑↓↑↓ ↑↓ ↑↓ (max. 118 elektronů)

29 29 1s 2s 3s 5f 6f 2p 3p 4s 4p 4d 4f 3d 5s 5p5d 6s 6p 7s

30 30 Příklady!!! 3. Hundovo pravidlo V orbitalech o stejné E vznikají elektronové páry až po obsazení všech orbitalů jedním elektronem. Nespárované elektrony mají stejný spin. p ↑ ↑ ↑správně p ↑ ↑↓ ↑špatně p ↑↓špatně p ↑ ↑ správně p ↑ ↓ špatně p ↑↓ ↑ ↑správně

31 31 6. Poloha prvku v periodické soustavě Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich protonových čísel Dmitrij Mendělejev 1896 Periodický zákon Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí (tzn. periodicky se mění) jejich atomových vlastností Co – Ni Te – I Period. tabulka je graf. vyjádření period. zákona

32 prvky (1-2 e) 2. 8 prvků (3-10 e) 3. 8 prvků (11-18 e) prvků (19-36 e) prvků (37-54 e) 6.1. Periody prvků (55-86 e) 7. prozatím 23 prvků (87-109? e) LanthanoidyAktinoidy 7 slupek → 7 period!

33 33 s-prvkyp-prvky d-prvky f-prvky s-prvky p-prvky d-prvky f-prvky - doplňují e do orbitalu ns - doplňují e do orbitalu np - doplňují e do orbitalu (n-1)d - doplňují e do orbitalů (n-2)f Nepřechodné prvky Přechodné prvky Prvky vnitřně přechodné

34 34 Alkalické kovy Kovy alkalických zemin (Ca, Sr, Ba, (Ra)) Chalkogeny Halogeny Vzácné plyny 6.2. Skupiny

35 35 Valenční elektrony Valenční elektrony = elektrony s nejvyšší energií a nacházejí se: u nepřechodných prvků (s- a p- prvků) v orbitalech ns a np u přechodných prvků (u d-prvků) v orbitalech ns a (n-1)d u f-prvků v orbitalech ns, (n-2)f a (n-1)d

36 Zkrácený zápis elektronové konfigurace Vzácné plyny leží v 18. skupině a vždy ukončují periody. Mají plně obsazeny všechny orbitaly!!! 2 He: 1s 2 86 Rn: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 54 Xe: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 36 Kr: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 18 Ar: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 10 Ne: 1s 2 2s 2 2p 6 Poslední vrstva EO může obsahovat maximálně 8 elektronů v orbitalech ns a np (ns 2 a np 6 ). Zcela zaplněná poslední vrstva je charakteristická vysokou stabilitou – charakteristické pro vzácné plyny. Příklady!!! Elektronový oktet 2 He: 1s 2 86 Rn: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 54 Xe: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 36 Kr: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 18 Ar: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 10 Ne: 1s 2 2s 2 2p 6


Stáhnout ppt "1 Stavba atomu Stavba atomu 1. Historický přehled 2. Stavba atomu 3. Stavba jádra 4. Radioaktivita 5. Stavba elektronového obalu 6. Poloha prvku v periodické."

Podobné prezentace


Reklamy Google