Struktura atomu.

Prezentace na téma: "Struktura atomu."— Transkript prezentace:

1 Struktura atomu

2 Historie Demokritos (asi 460-370 l.př.n.l.)
Atom je nejmenší dále nedělitelná částice hmoty Atomy se pohybují a střetávají se Pokud si odpovídají, tak se spojují, čímž všechno vzniká

3 Historie Daltonova teorie (poč. 19. stol.) atomy jsou dále nedělitelné
atomy různých prvků mají různé vlastnosti Při CHR se atomy spojují a rozdělují Ve sloučenině připadá na 1 atom jednoho prvku stejný počet atomů druhého prvku - zákon o zachování hmotnosti - zákon stálých poměrů slučovacích

4 Historie Thomson 1897 objevil elektron při studiu elektrické vodivosti plynů

5 Historie Rutherford (poč. 19. stol.)
Kolem kladně nabitého jádra, (který má až krát menší poloměr než je poloměr celého atomu), obíhají záporně nabité elektrony po kruhových drahách – planetární model

6 Historie Chadwick (1932) Jádro obsahuje kromě protonů ještě elektroneutrální neutrony

7 Historie Bohrův kvantově mechanický model
Elektrony se pohybují ve drahách po kružnicích s určitým poloměrem a stálou energií Ke změně energie může dojít pouze při přechodu elektronu na jinou dráhu

8 Historie Orbitalový model atomu
Elektrony se kolem jádra nepohybují v přesných drahách, ale v tzv. orbitalech Orbital je prostor kolem jádra, v němž se nejpravděpodobněji elektron vyskytuje

9 Elementární částice atomu
Jádro má velmi malou velikost: průměr – m. tj. např. (1 mm a 10 m) Částice Symbol Relativní hmotnost Skutečná náboj Skutečný Proton p 1 1, kg +1 +1, C Neutron n Elektron e 1/1840 9, kg -1 -1, C

10 Kvantová čísla Hlavní kvantové číslo (n):
vyjadřuje velikost orbitalu. S vyšší hodnotou n roste velikost orbitalu a zvyšuje se energie přítomných elektronů. Nabývá hodnot od 1 do 7. Elektrony se stejným hlavním kvantovém čísle se nacházejí ve stejné elektronové vrstvě neboli slupce. Jednotlivé vrstvy se označují písmeny K, L, M, N, O, P, Q Číslo periody v PSP

11 Kvantová čísla Vedlejší kvantové číslo (l):
vyjadřuje prostorový tvar orbitalu. Nabývá hodnot od 0 do n‑1  a příslušný typ orbitalu se označuje písmeny s, p, d, f f Číslo l 1 2 3 s p d f Typ orbitalu

12 Kvantová čísla Magnetické kvantové číslo (m):
vyjadřuje orientaci orbitalu v prostoru, nabývá hodnot od –l po +l.

13 Kvantová čísla Spinové kvantové číslo (s):
vysvětluje chování elektronu v orbitalu, nabývá hodnoty -1/2, nebo +1/2 Lze si představit jako směr rotace částice (s výhradou)

14 Shrnutí Kvantové číslo Symbol Hodnoty Vyjadřuje Hlavní n
1, 2, 3, …., 7 Velikost orbitalu Vedlejší l 0, 1, 2, …., n-1 Prostorový tvor orbitalu Magnetické m -l, …. 0, …., +l Orientaci orbitalu v prostoru Spinové s +1/2, -1/2 Chování elektronu v orbitalu

15 Elektronové uspořádání atomu
Zápis elektronů v orbitalu: Energie AO - vrstva 1s2 Počet elektronů v orbitalu Typ orbitalu, vedlejší kvantové číslo l

16 s p d f

17 Elektronové uspořádání atomu
A) Pomocí symbolů: Zápis: 1s2 2s2 2p5 znamená - 9 elektronů, z nichž 2 jsou v orbitalu 1s, dva v orbitalu 2s a pět v orbitalu 2p B) Pomocí rámečků: 1s s p C) Zkrácený zápis: 1s2 2s2 2p6 3s1 = [10Ne] 3s1     

18 Pravidla pro zaplňování orbitalů
V jednom orbitalu mohou být maximálně dva elektrony lišící se hodnotou spinového čísla 

19 Pravidla pro zaplňování orbitalů
E Výstavbový princip – orbitaly s nižší energií se obsazují dříve než orbitaly s vyšší energií 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 5d, 4f, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s s p d f 8 7 6 5 4 3 2 1

20 Pravidla pro zaplňování orbitalů
V degenerovaných orbitalech (tj. orbitalech se stejným kvantovým číslem n a l) se nejprve zaplňují jedním elektronem, teprve pak dochází ke spárování DOBŘE ŠPATNĚ     

21 Valenční elektrony U nepřechodných prvků v orbitalech ns a np
17Cl – je v 3. periodě: n=3, 3 vrstvy – je ve 7. skupině: 7 valenčních elektronů – tj.: v orbitalech ns=3s2 a np=3p5 Ověření: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 = [10Ne] 3s2 3p5

22 Valenční elektrony U přechodných prvků (s vyjímkou Zn, Cd, Hg) jsou umístěny v orbitalech ns a (n-1)d 22Ti je v 4. periodě: n=4, 4 vrstvy - je v 4. skupině: 4 valenční elektrony – tj.: v orbitalech ns=4s2 a (n-1)d=3d2 Ověření: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 = [18Ar] 4s2 3d2 Poznámka: při tomto způsobu zápisu se orbitaly uvádějí podle rostoucí hodnoty hlavního kvantového čísla. Při téže hodnotě n pak v pořadí orbitalů s, p, d, f

23 Cvičení 1 Zapište elektronovou konfiguraci atomů a určete valenční vrstvu

24 Cvičení 2

25 Přehled orbitalů (viz učebnice)

26 Schéma pořadí obsazování hladin (viz učebnice)

27

28 Cvičení 3 Vysvětlete pojem valenční elektrony, jaký mají význam v obalu atomu Napište symbolické elektronové uspořádání v atomu 20Ca popište jednotlivé vrstvy vyznačte valenční vrstvu určete počet valenčních elektronů Napište rámečkové uspořádání elektronů v atomu 7N nakreslete jeho orbitalový model K uvedeným kvantovým číslům přiřaďte orbitaly n=1, l=0 n=3, l=0 s n=2, l=1 p n=3, l=2 d n=2, l=0 Kolik orbitalů a jaký maximální počet elektronů může být ve vrstvě L? Určete, zda orbitaly 3s, 3p a 3d mají stejnou energii