Struktura elektronowa

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Chemia stosowana I temat: elektrony i orbitale.
Advertisements

Wykład 10 dr hab. Ewa Popko.
Chemia stosowana II chemia organiczna dr inż. Janusz ZAWADZKI p. 2/44
Chemia stosowana I temat: wiązania chemiczne.
Akademia Górniczo-Hutnicza, WIMiR, wykład z chemii ogólnej
WiązaNia CHemiczNe Jak jest rola elektronów walencyjnych w łączeniu się atomów? Jak powstają jony i jak tworzy się wiązanie jonowe? Jak się tworzy wiązanie.
Układ oKresOwy PierwiAstków
Równowaga chemiczna - odwracalność reakcji chemicznych
EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY I WEWNĘTRZNY KRZYSZTOF DŁUGOSZ KRAKÓW,
Tworzenie odwołania zewnętrznego (łącza) do zakresu komórek w innym skoroszycie Możliwości efektywnego stosowania odwołań zewnętrznych Odwołania zewnętrzne.
Zajęcia 1-3 Układ okresowy pierwiastków. Co to i po co? Pojęcie masy atomowej, masy cząsteczkowej, masy molowej Proste obliczenia stechiometryczne. Wydajność.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 1.
Wielcy rewolucjoniści nauki
Współczesny układ okresowy pierwiastków chemicznych (u.o.p. chem.)
Zakaz Pauliego Dwa elektrony mogą zajmować ten sam orbital tylko wówczas, gdy ich spiny są przeciwne tj. zorientowane w przeciwnych kierunkach.
Dlaczego boimy się promieniotwórczości?
LASER Light Amplification by Stymulated Emision of Radiation wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję światła.
Astronomia Ciała niebieskie. Co to jest Ciało niebieskie ?? Ciało niebieskie - każdy naturalny obiekt fizyczny oraz układ powiązanych ze sobą obiektów,
MODUŁ 3 TEMAT 3 POZIOM 2 Zarządzani e czasem. CZY TO JUŻ CZAS PANIKOWAĆ…? Jesteś liderem pierwszej misji na Marsa! Jesteś bliski/a zakończenia pierwszego.
Kwantowy opis atomu wodoru Łukasz Palej Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek Górnictwo i Geologia Kraków, r
Wypadkowa sił.. Bardzo często się zdarza, że na ciało działa kilka sił. Okazuje się, że można działanie tych sił zastąpić jedną, o odpowiedniej wartości.
Rozwiązywanie równań I-go stopnia z jedną niewiadomą
ENERGIA to podstawowa wielkość fizyczna, opisująca zdolność danego ciała do wykonania jakiejś pracy, ruchu.fizyczna Energię w równaniach fizycznych zapisuje.
Wodorotlenki.
Przygotowały: Laura Andrzejczak oraz Marta Petelenz- Łukasiewicz z klasy 2”D”
Radosław Stefańczyk 3 FA. Fotony mogą oddziaływać z atomami na drodze czterech różnych procesów. Są to: zjawisko fotoelektryczne, efekt tworzenie par,
W YBRANE ZAGADNIENIA POSTĘPOWANIA CYWILNEGO W SPRAWACH O OCHRONĘ WŁASNOŚCI PRZEMYSŁOWEJ Prof. dr hab. Feliks Zedler Konferencja „Rynek leków a ochrona.
Teoria Bohra atomu wodoru Agnieszka Matuszewska ZiIP, Grupa 2 Nr indeksu
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne i wewnętrzne
Półprzewodniki i urządzenia półprzewodnikowe Elżbieta Podgórska Zarządzanie i Inżynieria Produkcji Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Gr 3, rok 4
- nie ma własnego kształtu, wlana do naczynia przybiera jego kształt, - ma swoją objętość, którą trudno jest zmienić tzn. są mało ściśliwe (zamarzając.
Analiza spektralna. Laser i jego zastosowanie.
Moment dipolowy -moment dipolowy wiązania,
Elektron(y) w atomie - zasada nieoznaczoności Heisenberga - orbital atomowy (poziom orbitalny) - kontur orbitalu - reguła Hunda i n+l - zakaz Pauliego.
Definiowanie i planowanie zadań typu P 1.  Planowanie zadań typu P  Zadania typu P to zadania unikalne służące zwykle dokonaniu jednorazowej, konkretnej.
Od recesji do koniunktury.. Podstawowe pojęcia. Recesja – zjawisko makroekonomiczne polegające na znacznym zahamowaniu tempa wzrostu gospodarczego, skutkujące.
Jak zapisać przebieg reakcji chemicznej?
Wpływ wiązania chemicznego na właściwości substancji -Związki o wiązaniach kowalencyjnych, -Związki jonowe (kryształy jonowe), -Kryształy o wiązaniach.
Izolatory i metale – teoria pasmowa ciał stałych
Co to są tlenki? budowa tlenków, otrzymywanie tlenków,
Temat: Właściwości magnetyczne substancji.
Binarny sumator. Binarny sumator Konieczność zmniejszania wymiarów Dominacja efektów kwantowych.
Optyka geometryczna.
Wyznaczanie miejsc zerowych funkcji
System wspomagania decyzji DSS do wyznaczania matematycznego modelu zmiennej nieobserwowalnej dr inż. Tomasz Janiczek.
Elektryczność i Magnetyzm
FIZYKA na służbie b’Rowersa ...krótki kurs.
FIZYKA na służbie b’Rowersa ...krótki kurs.
Co można zrobić z metali?
Największe i najmniejsze (cz. I)
Metale o właściwościach amfoterycznych
Zasadowe wodorki metali Obojętne związki wodoru z niemetalami
3Li ppm Li ppm Promień atomowy Promień jonowy (kationu, anionu)
Pojęcie mola, Liczba Avogadra, Masa molowa
Modele SEM założenia formalne
Funkcja – definicja i przykłady
Wstęp do Informatyki - Wykład 3
Wiązania chemiczne.
Stopień utlenienia Stopień utlenienia atomu określa jaki ładunek miałby atom, gdyby elektrony były przekazywane między atomami (nie-uwspólniane). Reguły.
Podsumowanie W3  E x (gdy  > 0, lub n+i, gdy  <0 )
Przemiany jądrowe sztuczne
Wstęp do reakcji jądrowych
Dlaczego masa atomowa pierwiastka ma wartość ułamkową?
 Podsumowanie W3: US J 1s,nl Hel (bez spinu): H0 = H1+H2 H’
Wyrównanie sieci swobodnych
reguła dubletu i oktetu, związki elektronowo deficytowe,
W jaki sposób mogą łączyć się atomy?
WYBRANE ZAGADNIENIA PROBABILISTYKI
Zapis prezentacji:

Struktura elektronowa Struktura elektronowa atomów – układ okresowy pierwiastków: 1) elektrony w atomie zajmują poziomy energetyczne od dołu, inaczej niż te gołębie (w Australii, ale tam i tak chodzi się do góry nogami) [żart] http://www.karwasz.it/modern/australia.html

Model Bohra atomu wodoru

Elektrony zajmują poziomy energetyczne od dołu Opis poniżej nie jest poprawny, ale rysunek mniej więcej - tak: na niższych poziomach mieści się mniej elektronów, np. na 1º orbicie (K) dwa: 1s2 2º orbicie (L) osiem 2s2p 6 3º orbicie (M) osiemnaście 3s2p6d10 Arkadiusz Góral, Meandry Fizyki

Elektrony zajmują poziomy energetyczne od dołu Jak widać na zdjęciu obok, elektrony na określonej orbicie lokują się kolejno na podpoziomach, np. na 3º orbicie - s2 p6 d10 Tours, Francja, XII 2005 [żart]

z czego to wynika? z tzw. zakazu Pauliego: „nie jest możliwe, aby dwa elektrony zajmowały to samo miejsce [w przestrzeni konfiguracyjnej]” na przykład, na pierwszej orbicie (sferycznej) dwa elektrony różnią się kierunkiem krętu (spinu), tak jak to jest w atomie helu Podobnie na orbitalu s którejkolwiek z orbit, K, L, M itd. mieszczą się tylko dwa elektrony ½ a0

orbitale s, p, d itd. Na drugiej orbicie, oprócz orbitalu s możliwe są trzy orbitale p (zorientowane w trzech kierunkach x, y, z) rozkład prawdopodobieństwa znalezienia elektronu na orbitalu: py i na orbitalu px kształt orbitalu p kształt orbitalu d

orbitale s, p, d itd. Na trzeciej orbicie, oprócz orbitalu s możliwe są trzy orbitale p oraz 5 orbitali d (o kształcie jakby obwarzanków z uszami) ! o dziwo, taki kształt orbitali niedawno zaobserwowano doświadczalnie! Direct observation of d-orbital holes and Cu–Cu bonding in Cu2O J. M. Zuo, M. Kim, M. O'Keeffe and J. C. H. Spence Nature 401, 49-52(2 September 1999) doi:10.1038/43403

orbitale s, p, d itd. Orbitale f mają „kształt” jeszcze bardziej skomplikowany, jak np. jeden z orbitali 4f

Rozwiązanie dokładne: równanie Schrödingera

Rozkłady kątowe: wielomiany Legendre’a

Rozwiązanie dokładne: funkcje radialne (orbital s)

Rozwiązania dokładne: promień Bohra =13,6 eV =0.53Å

W kolejnych okresach zapełnianie są poszczególne orbitale: okres 1) 1s; okres 2) 2s i 2p; 3) 3s i 3p 4) 4s, 3d i 4p 5) 5s, 4d i 5p 6) 6s, 4f, 5d i 6p itd.

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g 6s 6p 6d 6f 6g 6h W kolejnych okresach zapełnianie są poszczególne orbitale: okres 1) 1s; okres 2) 2s i 2p; 3) 3s i 3p 4) 4s, 3d i 4p 5) 5s, 4d i 5p 6) 6s, 4f, 5d i 6p itd. 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g 6s 6p 6d 6f 6g 6h 7s 7p 7d 7f 7g 7h

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g 6s 6p 6d 6f 6g 6h W kolejnych okresach zapełnianie są poszczególne orbitale: okres 1) 1s; okres 2) 2s i 2p; 3) 3s i 3p 4) 4s, 3d i 4p 5) 5s, 4d i 5p 6) 6s, 4f, 5d i 6p itd. 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g 6s 6p 6d 6f 6g 6h 7s 7p 7d 7f 7g 7h

! 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g 6s 6p 6d 6f 6g 6h W kolejnych okresach zapełnianie są poszczególne orbitale: okres 1) 1s; okres 2) 2s i 2p; 3) 3s i 3p 4) 4s, 3d i 4p 5) 5s, 4d i 5p 6) 6s, 4f, 5d i 6p itd. 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g 6s 6p 6d 6f 6g 6h 7s 7p 7d 7f 7g 7h ! Cn Z=112 Cn=1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10f14 6s2p6d10 7s2

oczywiście, jest to porządek, w którym jest wiele wyjątków, jak na przykład wanad (Z=23) [Ar] 3d 3 4s2 a następnie chrom (Z=24) [Ar] 3d 5 4s1

Najważniejsze konfiguracje 1,2 Okres Z= Atom konfiguracja 1 H 1s1 2 He 1s2 3 Li 1s22s1 = [He]2s1 4 Be [He]2s2 5 6 C [He]2s22p2 * 7 8 9 F [He]2s22p5 10 Ne [He]2s22p6 *lub hybrydyzacja sp3 (diament, CH4) albo sp2(grafit)

Najważniejsze konfiguracje 3 Okres Z= Atom konfiguracja 3 11 Na 1s22s2p63s1=[Ne]3s1 12 Mg [Ne]3s2 13 Al [Ne]3s23p1 14 Si [Ne]3s23p2 …. 18 Ar [Ne]3s22p6

Najważniejsze konfiguracje 4 3 18 Ar [Ne]3s23p6 4 19 K 1s2 2s2p6 3s2p6 4s1 =[Ar]4s1 20 Ca 1s22s2p63s2p64s2 =[Ar]4s2 21 Sc 1s2 2s2p6 3s2p63d1 4s2 22 Ti [Ar]3d2 4s2 samoloty 23 V [Ar]3d3 4s2 24 Cr [Ar]3d5 4s1 wart. I, II, III, V 25 Mn [Ar]3d5 4s2 26 Fe [Ar]3d6 4s2 magnetyczny 27 Co cdn.

Najważniejsze konfiguracje 4, cd 27 Co 28 Ni [Ar]3d8 4s2 29 Cu [Ar]3d10 4s1 miedź 30 Zn [Ar]3d10 4s2 powł. antykorozyjne 31 Ga [Ar]3d10 4s2p1 32 Ge podobnie jak krzem … 36 Kr [Ar]3d10 4s2p6 gaz szlachetny

Najważniejsze konfiguracje 5 4 36 Kr 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6 5 37 Rb [Kr] 5s1 metal alkaliczny 38 Sr [Kr] 5s2 39 Y [Kr] 4d1 5s2 40 Zr [Kr] 4d2 5s2 ZrO2 – „diament” 41 Nb [Kr] 4d4 5s1 42 Mo [Kr] 4d5 5s1 metal b. twardy … [Kr] 4dn 5s1 45 Rh [Kr] 4d8 5s1 46 Pd [Kr] 4d10 5s2 metal szlachetny cdn.

Najważniejsze konfiguracje 5, cd 47 Ag [Kr] 4d10 5s1 srebro 48 Cd [Kr] 4d10 5s2 kadm ≈ cynk 49 In 50 Sn [Kr] 4d10 4s2p2 cyna … 54 Xe [Kr]4d10 5s2p6 gaz szlachetny

Najważniejsze konfiguracje 6 5 54 Xe 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p6 6 55 Cs [Xe] 6s1 metal alkaliczny 56 Ba [Xe] 6s2 57 La [Xe] 5d1 6s2 Lantanowce: dużo, blisko położonych poziomów elektronowych ↓ 58 Ce [Xe] 4f 2 5d0 6s2 59 Pr [Xe] 4f 3 6s2 … [Xe] 4f n 6s2 64 Gd [Xe] 4f 7 5d1 6s2 65 Tb [Xe] 4f 9 6s2 cdn.

Najważniejsze konfiguracje 6, cd 79 Au [Xe] 4f 14 5d10 6s1 złoto 80 Hg [Xe] 4f 14 5d10 6s2 rtęć … 84 Po [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4 polon 86 Rn [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6 gaz szlachetny, radioaktywny - rozpada się na polon 7º okres jest podobny do 6º, np. 88Rad przypomina Bar ale to już świat radioaktywny, mało przydatny „materiałowcom”

Metale chętniej oddają elektrony (tworzą jony dodatnie) niemetale chętniej przyjmują elektrony (tworzą jony ujemne)

Ilość elektronów na najbardziej „zewnętrznym” orbitalu określa własności chemiczne pierwiastka. Na przykład węgiel, z dwoma elektronami na orbitalu 2s i dwoma na orbitalu (orbitalach) 2p może oddawać 4 elektrony (jak w drobinie CO2) lub przyjmować 4 elektrony (jak w drobinie CH4).

Ilość elektronów na najbardziej „zewnętrznym” orbitalu określa własności chemiczne pierwiastka. Atomy chromu, manganu, żelaza nie mają ściśle określonej jednej „wartościowości” – mogą przyjmować lub oddawać różne ilości elektronów.

Energia jonizacji He Ne Ar Kr Xe Sc Hg Rn Al Li Na

Elektroujemność

Struktura elektronowa odzwierciedla się w wielu różnych własnościach pierwiastków – fizycznych, chemicznych, metalurgicznych na przykład, w widmach anihilacji pozytonów (pomiarach prędkości „orbitalnych” elektronów walencyjnych)

Struktura elektronowa odzwierciedla się w wielu różnych własnościach pierwiastków – fizycznych, chemicznych, metalurgicznych na przykład, w widmach anihilacji pozytonów (pomiarach prędkości „orbitalnych” elektronów walencyjnych)