CHEMIE http://homen.vsb.cz/~val15 http://rccv.vsb.cz/iTutor.

Prezentace na téma: "CHEMIE http://homen.vsb.cz/~val15 http://rccv.vsb.cz/iTutor."— Transkript prezentace:

1 CHEMIE

2 Cíle: Stavba atomu-el. obal
Znalosti Pojem atomový orbital (AO) a jeho označování (kvantová čísla) Pravidla pro zaplňování AO elektrony Pojmy valenční AO, sféra, elektrony Elektronová konfigurace prvků (uspořádání elektronů v obale) Aplikace poznatků Zápis el. konfigurace i pomocí rámečkového diagramu Zkrácený zápis el. konfigurace Určit a označit počet valenčních elektronů

3 Broglie, Born, Schrödinger, Heisenberg,
Historicky významné modely atomu století autor poznatek st. Dalton atomy jsou neměnné a nezničitelné st. Thomson atomy jsou koule, existují menší částice Rutherford planetární model atomu 1.pol. 20.st. Bohr e- jsou uspořádany na energetických hladinách 20.st. Broglie, Born, Schrödinger, Heisenberg, kvantově mechanický model (dual. charakter e-)

4 Kvantově mechanický model atomu
korpuskulárně-vlnový dualismus elektronů (vlnová mechanika) nelze současně určit přesně dráhu-polohu a zároveň rychlost-hybnost elektronů (princip neurčitosti) je model převážně matematický (Schrödingerova rovnice) výsledkem je vlnová funkce Ψ (popisuje chování elektronu) |Ψ|2 udává hustotu pravděpodobnosti výskytu elektronu

5 Fyzikální odlišnosti mikrosvěta
Makrosvět (změna vlastností spojitě) Mikrosvět (změna např. energie skokem) Klasická (newtonská) mechanika nahrazena kvantovou mechanikou (popisuje stav) Kvantování (Planck, záření černého tělesa)

6 Dualistický charakter
Korspuskulární (přesná lokalizace v prostoru, definovaná trajektorie pohybu, vymezený povrch) Vlnový (šíření kmitů prostorem) Dualistický: chování částic-fotony i vlnění-světlo)  hmotnost a  rychlost: převládá vlnový ch. Elektrony mají dualistický charakter

7 Stavba elektronového obalu
Kvantově-mechanický model Lokalizace elektronů Atomové orbitaly AO (s, p, d, f) Kvantová čísla (n, l, m, s) Valenční sféra (valenční elektrony) Elektronová konfigurace

8 Příklady zápisu el. konfigurace:
jod (Z = 53) 53I: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p5 53I [36Kr]: 4d10 5s2 5p5 (zkrácený zápis) 4d s p5 53I [36Kr]:    

9 Hlavní kvantové číslo n
Určuje energii orbitalu a nabývá celočíselných hodnot od 1 do nekonečna. Elektrony se stejným hlavním kvantovým číslem tvoří elektronovou vrstvu (sféru). Vrstvy se označují velkými písmeny K, L, M,…... n 1 2 3 4 5 6 7 vrstva K L M N O P Q Vnější elektronová vrstva – má nejvyšší energii – označuje se jako valenční. Elektrony obsazující tuto vrstvu jsou valenční elektrony.

10 Stavba elektronového obalu

11 Vedlejší kvantové číslo l
Určuje tvar orbitalu a současně upřesňuje energii elektronu. Nabývá celočíselných hodnot od 0 do (n – 1). Orbitaly se stejným n a l mají stejnou energii. Označují se jako degenerované. V praxi se místo číselné hodnoty vedlejšího kvantového čísla používá symbolů s, p, d, f,… l 1 2 3 orbitaly s p d f

12 Orbital s (sphere)

13 Orbital s (sphere)

14 Orbitaly p (propeller)
z px pz=p0 z x py

15 Orbitaly d (diamond) dxz dyz y x z dz2=d0 dx2-y2 dxy

16 Orbitaly f (flower)

17 Magnetické kvantové číslo m Spinové kvantové číslo s
Určuje vzájemnou orientaci orbitalů. Nabývá hodnot od –l do +l. Prakticky určuje počet orbitalů daného typu. Spinové kvantové číslo s Týká se pouze elektronu, určuje jeho rotační impuls, tzv. spin. Nabývá hodnot: +1/2 a -1/2. Dva elektrony opačného spinu tvoří v témž orbitalu elektronový pár.

18 hodnoty, kterých nabývá
Kvantová čísla n, l, m, s kvantové číslo hodnoty, kterých nabývá co určuje hlavní kvantové číslo - n 1, 2, 3, 4,… energii, vrstvu (1 < 2 < 3 < 4…) vedlejší kvantové číslo - l 0, 1, 2,….n-1 tvar, energii (s < p < d < f…) magnetické kvantové číslo - m -l,….0,….+l orientaci v prostoru spinové kvantové číslo - s -1/2, +1/2 směr rotace e-

19 Označování AO n l AO 1 0s 1s 2 2s 1p 2p 3 3s 3p 2d 3d

20 Přehled orbitalů a počty elektronů na sférách
Kvantová čísla Počet hlavní (n) vedlejší (l) magnetické (m) orbitalů elektronů na orbitalech na sférách 1 (K) 0 (s) 1 2 2 (L) 8 1 (p) -1, 0, +1 3 6 3 (M) 18 2 (d) -2, -1, 0, +1, +2 5 10 4 (N) 32 3 (f) -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 7 14

21 1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p
Pořadí AO v atomu 1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p

22 Zaplňování AO elektrony
Nejdříve se zaplňují AO s nejnižší energií Maximální počet e- v AO je dva AO téhož typu se nejdříve obsazují jedním e-, teprve pak tvoří páry e- se zapisují jako horní index (př. 2s1) Elektronová konfigurace prvků

23 Rámečkový diagram  s2 s1   s0 AO se označí rámečkem:
e- se vepisují do rámečků pomocí šipek:  s2 s1   s0

24 Rámečkový diagram p4 p6    p0 AO se označí rámečkem
e- se vepisují do rámečků pomocí šipek p4 p6    p0

25 Rámečkový diagram d0 d10  d7   AO se označí rámečkem
e- se vepisují do rámečků pomocí šipek d0 d10  d7  

26 Rámečkový diagram  s2 p6 d10    f14  AO se označí rámečkem:
e- se vepisují do rámečků pomocí šipek:  s2 p6 d10    f14 

27 Elektronová konfigurace-příklady

28 Příklady zápisu el. konfigurace:
jod (Z = 53) 53I: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p5 53I [36Kr]: 4d10 5s2 5p5 (zkrácený zápis) 4d s p5 53I [36Kr]:    

29 Pořadí AO (prázdných) v atomu
1 2 3 4 5 6 7 1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p-7s-5f-6d-7p (ns)+(n-2)f+(n-1)d+(np) Číslo periodyvalenční vrstva (hl. kvantové číslo) Číslo skupinypočet valenčních elektronů

30 Periodická soustava prvků (PSP)
82Pb [54Xe]: 4f14 5d10 6s2 6p2

31 PSP - s,p,d,f prvky s1-2 p1-6 d1-10 f1-14