Excitovaný stav atomů Mgr. Dagmar Muzikářová Gymnázium Elgartova, Brno

Prezentace na téma: "Excitovaný stav atomů Mgr. Dagmar Muzikářová Gymnázium Elgartova, Brno"— Transkript prezentace:

1 Excitovaný stav atomů Mgr. Dagmar Muzikářová Gymnázium Elgartova, Brno
2016/2017

2 Základní stav atomů Platí pravidla – výstavbový princip, Pauliho princip, Hundovo pravidlo Př.: Zapište elektronovou konfiguraci atomu uhlíku v základním stavu.

3 Excitace Proces, při kterém 1 nebo více valenčních
elektronů přejde do vyšší energetické hladiny. Tento stav může nastat po dodání energie. Atom v excitovaném stavu označujeme hvězdičkou. Pro atom má největší význam tzv. valenční excitovaný stav (má vliv na vytvoření chemické vazby).

4 Průběh excitace Excitovaný stav je nestálý.
Při excitaci vstupují valenční elektrony do volných tzv. vakantních orbitalů. Některé prvky tvoří více excitovaných stavů (př. síra), některé neexcitují (př. fluor).

5 Ionizace Proces, při kterém se dodáním dostatečně velké energie odtrhne jeden nebo postupně více elektronů od atomu a vznikne kladně nabitý ion – KATION. Energie potřebná k odtržení elektronu od atomu v plynném stavu = IONIZAČNÍ ENERGIE (kJ/mol). (1. ionizační energie, 2. ionizační energie atd.)

6 Velikost ionizační energie
Ionizační energie je vyšší než energie excitační Čím je ionizační energie nižší, tím je prvek reaktivnější. Př.: Li + e Li+ I1 = 520 kJ/mol Li e Li2+ I2 = 7300 kJ/mol

7 Elektronová afinita Energie uvolněná při vzniku ANIONTU z atomu v plynném stavu. Aniont (záporně nabitá částice) vznikne přijetím elektronu elektroneutrálním atomem. Př.: Cl + e Cl- Elektronová afinita se značí A, jednotka kJ/mol.

8 Velikost elektronové afinity
Čím je hodnota A vyšší, tím snadněji tvoří prvek anionty, tím je reaktivnější. Rozlišujeme první, druhou… A. Př.: O + e- → O A1 = -142 kJ/mol O- + e- → O A2 = -694 kJ/mol

9 Proč atomy excitují? Odtržením nebo příjmem elektronů se atomy snaží získat elektronovou konfiguraci nejbližšího vzácného plynu. ÚKOL: 1. Rozhodni, která skupina prvků se bude nejsnáze ionizovat? 2. Která skupina prvků bude mít nejvyšší elektronovou afinitu a proč?

10 ŘEŠENÍ 1. Nejsnáze se ionizují alkalické kovy a kovy alkalických zemin. Jejich konfigurace se od předchozího vzácného plynu liší jen o 1 resp. 2 elektrony. 2. Nejvyšší A mají prvky VII. A a VI. A, kterým k dosažení konfigurace následujícího plynu chybí pouze 1, resp. 2 elektrony.

11 Výjimky U prvků s protonovým číslem větším než 20 dochází po zaplnění orbitalu 4s dvěma elektrony ke snížení energie orbitalů 3d. Proto prvky s protonovým číslem větším než má vápník (20Ca) mají energii orbitalů 3d menší než je energie orbitalu 4s. Př.: Fe má po vytvoření základního stavu atomu jiné energetické pořadí orbitalů než odpovídá výstavbovému principu 26Fe s2 3d6 26Fe d6 4s2

12 Z toho důvodu atom železa (ale i jiných prvků) při ionizaci uvolňuje nejdříve elektrony z orbitalu 4s (jsou po vytvoření základního stavu energeticky nejbohatší) a teprve potom elektrony z orbitalů 3d: 26Fe d6 4s0 26Fe d5 4s0 ! kation Fe3+ je stálejší, protože orbitaly d jsou z poloviny obsazeny a orbital s je prázdný K podobné energetické záměně dochází i u orbitalů 5s a 4d. Při vzniku základního stavu atomu se zaplňují v pořadí 5s, 4d, po vzniku základního stavu je energetické pořadí orbitalů 4d, 5s.

13 Zdroje Vacík a kol.: Přehled středoškolské chemie
Benešoví a kol.: Odmaturuj z chemie

14