WYKŁAD II A. Podstawowe zadanie chemika materiałowego: kontrola wytwarzania, magazynowania i transferu materii i energii poprzez tworzenie nowych materiałów.

Prezentacja na temat: "WYKŁAD II A. Podstawowe zadanie chemika materiałowego: kontrola wytwarzania, magazynowania i transferu materii i energii poprzez tworzenie nowych materiałów."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD II A. Podstawowe zadanie chemika materiałowego: kontrola wytwarzania, magazynowania i transferu materii i energii poprzez tworzenie nowych materiałów. B. Układ okresowy: podstawowe narzędzie chemika. Praktyczny układ okresowy chemika materiałowego. C. Struktura elektronowa i rozmiary atomów. Gdzie leżą i jak wygladają orbitale. Energia jonizacji i kontrakcja orbitali. Efekty relatywistyczne. D. Elektroujemność. Twardość i miekkość w sensie Pearsona.

2 C C–CC–C Glassy C RVC Nanotubes, CNT Amorphous C Chaoit & carbynes
Diamon(oi)d Fullerene(s) graphite

3 Układ okresowy pierwiastków chemicznych.

4 Pierwiastki zewnątrzprzejściowe (d)
Early TM Late TM Pierwiastki zewnątrzprzejściowe (d) Pierwiastki wewnątrzprzejściowe (f) Grupa główna (s) Grupa główna (post–przejściowe) (p)

5 Praktyczny układ okresowy pierwiastków chemika materiałowego.

6 Struktura elektronowa i rozmiary atomów.
1H 13.6 eV … 92U eV

7 kontrakcja lantanowców
Największy kation: Cs+(8) Ca. 188 pm Najmniejszy kation: H+ Ca. 0 pm Największe aniony: Bi3– Te2– I– Ca. 200–206 pm Najmniejszy anion: F– Ca. 117 pm + chemia połączeń złożonych: nieorganiczna (np. aniony heteropolikwasów) i organiczna (np. sole tetrabutyloammoniowe) kontrakcja lantanowców 8 8+10 8=2+6 10

8 Gdzie leżą i jak wygladają orbitale.
N 1 2 3 4 L S P D F

9 Energia jonizacji i kontrakcja orbitali.
E /eV –13.6 –24.6 –54.7 H He Li

10 Orbitale walencyjne. Pierwszy potencjał jonizacji.

11 Efekty relatywistyczne.
Pierwszy i drugi potencjał jonizacji Grupa 11: n s1 (n–2) d10 Cu Ag Au Żółta barwa Au(0) i związków Au(1+); Zwiększona kwasowość Lewisa Au(1+); np. AuCl2– Istnienie Au–1 (CsAu, Cs3AuO); Długość wiązania M–H jest o 0.2 Å krótsza w AuH niż w AgH; Najwyższym osiągalnym stopniem utlenienia Au jest prawdopodobnie (7+); udokumentowano (5+); Au(2+) ma znaczącą tendencję do dysproporconacji na (1+) i (3+). Pierwszy i trzeci potencjał jonizacji Grupa 12: n s2 (n–2) d10 Zn Cd Hg

12 Orbitale molekularne. Jonowość i kowalencyjność.
np (H, F, Cl, Br…) ns (H, Li, Na, K…) * 

13 Zaburzenie elektroujemności przez podstawienie izoelektronowe: C+ C  B + N

14 Elektroujemność Mullikena atomów, jonów i molekuł
Elektroujemność Mullikena atomów, jonów i molekuł. Twardość i miekkość w sensie Pearsona. Polaryzowalność. cM = (IEv+EAv)/2 P = (IEv–EAv)/ gdzie v = rodzaj orbitalu, np. s lub sp2  = (E/N) = –M  = ½ (/N) = ½ (2E/N2)  ~ 1/ LUMO P cM HOMO H Przybliżenie Koopmansa: IP(1) = –E(HOMO)

15 Elektroujemność Mullikena i twardość Pearsona gazów szlachetnych.
Brak połączeń chemicznych ArHF (2000), ArF2 & ArHCl??? Uboga chemia Kr(II) Xe (II, IV, VI, VIII) Xe jako ligand (2002): [AuXe4]2+ Pierwiastek radioaktywny