Powtórki chemiczne nocą? Violetta Kozik Instytut Chemii Uniwersytet Śląski

Przemiany jądrowe 1. SAMORZUTNE PRZEMIANY JĄDROWE - wysyłanie promieniowania.    Przemiana α Polega na wysłaniu cząstek α, czyli jąder helu, pochodzących z jąder pierwiastków ulegających przemianie. Przemianie tej ulegają głównie ciężkie pierwiastki (A≥210).

Schemat reakcji:                        

Przemiana β- Polega na emisji elektronu pochodzącego z rozpadu neutronu w jądrze pierwiastka, który ulega przemianie.

Przemiana β+ Polega na emisji pozytonu pochodzącego z rozpadu protonu w jądrze pierwiastka, który ulega przemianie.

CZAS PÓŁTRWANIA (czas połowicznego rozpadu) Czas półtrwania, to czas po którym połowa początkowej ilości izotopu promieniotwórczego uległa rozpadowi. T1/2 Przykład: T1/2 = 5, początkowa m = 50g 50 g 25g 12,5 g 6,25 g …..

Liczby kwantowe Główna liczba kwantowa n może przyjmować wartości całkowitych liczb dodatnich. Decyduje o rozmiarach orbitalu, liczbie powłok i całkowitej energii elektronu 1, 2, 3, ................... Wartość n 1 2 3 4 5 6 Symbol literowy K L M N O P

Poboczna /dodatkowa, orbitalna, azymutalna / liczba kwantowa l może przyjmować wartości: od 0, 1, 2, .......do / n-1 / Okresla liczbę podpowłok w powłoce i decyduje o kształcie orbitalu. Okresla wartość orbitalnego momentu pędu elektronu.

Dla pierwszej powłoki gdzie n = 1 liczba poboczna l przyjmie wartość l = n - 1 = 1 -1 = 0 Dla drugiej powłoki gdzie n = 2 liczba poboczna l będzie miała wartości 0 oraz n - 1 = 2 - 1 =1, wartości liczby pobocznej l = 0, 1. Odpowiednio dla n = 3 wartości liczby pobocznej wyniosą l = 0, 1, 2

l 0 1 2 3 4 5 symbol podpowłoki s p d f g h

Magnetyczna liczba kwantowa m m = - l, -(l - 1), ......-1, 0, +1, .......,+(l -1) +l Określa liczbę poziomów orbitalnych w danej podpowłoce i decyduje o orientacji przestrzennej orbitalu

Dla l = 2, m = -2, -1, 0, 1, 2 Spinowa liczba kwantowa s s ma tylko jedną wartość 1/2. Określa spin elektronu, niezależna od pozostałych liczb kwantowych

magnetyczna spinowa liczba kwantowa ms Określa liczbę stanów stacjonarnych w poziomie orbitalnym, Określa zwrot wektora spinu

Układ okresowy w naturalny sposób dzieli się na bloki s, p, d i f, odpowiadające różnej konfiguracji elektronów na zewnętrznej powłoce atomów poszczególnych pierwiastków. Do bloków s i p należą pierwiastki grup głównych, do bloku d pierwiastki przejściowe, zaś do bloku f lantanowce i aktynowce. Pierwiastki bloku s Pierwiastki bloku d Pierwiastki bloku p Pierwiastki bloku f 14

blok d 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 (promocja elektronu) Informacje o pierwiastku wynikające z jego liczby atomowej, położenia w grupie i w okresie. Symbol Nazwa Liczba atomowa Masa atomowa Grupa Okres Konfiguracja elektronowa K potas 19 39,1u 1 (IA) 4 blok s 1s22s2p63s2p64s1 I jod 53 126,9u 17 (VIIA) 5 blok p 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d10 5s2 5p5 Cu miedź blok d 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 (promocja elektronu) Ce cer 58 140,1u 3 6 Blok f 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d10 4f2 5s2 5p6 6s2 16

Konfiguracja elektronowa atomu chromu Chrom należy do pierwiastków przejściowych bloku d (zewnątrzprzejściowych) Dla chromu należałoby oczekiwać konfiguracji 3d44s2, jednak konfiguracja z pięcioma niesparowanymi elektronami o orbitalach 3d okazuje się energetycznie bardziej korzystna i jeden z elektronów 4s przechodzi do 3d ( promocja elektronowa). Promocja elektronów to zjawisko, które zachodzi w atomach i polega na międzypoziomowym przeniesieniu elektronu na wolny orbital w celu uzyskania trwałej konfiguracji. Zjawisko to pojawia się wtedy, gdy różnica energii między wypełnianymi poziomami jest niewielka, a zyski energetyczne wynikające na przykład z większej symetrii orbitali są duże (np. Cu, Ag, Nb,Ru). 17

Co to jest hybrydyzacja? Hybrydyzacją nazywa się wymieszanie orbitali atomowych w celu utworzenia nowych orbitali atomowych, które nazywa się orbitalami zhybrydyzowanymi (łac. Hybrida – mieszaniec).

Budowa cząsteczki BeH2 2s atomu sp t1 t2 Konfiguracja 4Be:1s22s2 Wzór elektronowy H··Be··H Zapis powłoki walencyjnej atomu berylu 2p wzbudzenie hybrydyzacja 2s atomu sp t1 t2

sp

Budowa cząsteczki BF3 2s atomu sp2 t1 t2 t3 Konfiguracja 5B:1s22s22p1 9F: 1s22s22p5 Wzór elektronowy Zapis powłoki walencyjnej atomu boru 2p wzbudzenie hybrydyzacja 2s atomu sp2 t1 t2 t3

sp2

Budowa cząsteczki CH4 2s atomu sp3 t1 t2 t3 t4 Konfiguracja 6C:1s22s22p2 1H: 1s1 Wzór elektronowy Zapis powłoki walencyjnej atomu węgla 2p wzbudzenie hybrydyzacja 2s atomu sp3 t1 t2 t3 t4

sp3

gdzie: n - ilość par elektronowych wiązań, Przewidywanie geometrii cząsteczek - VSEPR (Valence Shell Elektron Pair Repulsion - odpychanie się par elektronowych powłoki walencyjnej) Istotą tej metody jest ocena wzajemnego oddziaływania na siebie par elektronowych wiązań pomiędzy atomem centralnym A a ligandami L oraz wolnych par elektronowych E rozmieszczonych wokół atomu centralnego A. ALnEm gdzie: n - ilość par elektronowych wiązań, m - ilość wolnych par elektronowych atomu centralnego

Jeżeli w cząsteczce mamy tylko dwie pary elektronów (n + m =2) wykorzystane do utworzenia wiązań to największą odległość między chmurami elektronowymi zapewnia struktura liniowa

Dla trzech par elektronów (n + m = 3) najbardziej korzystnym jest rozmieszczenie chmur elektronowych na jednej płaszczyznie i kątach między wiązaniami 1200 - struktura trygonalno-płaska.

Odpowiednio przy czterech parach (n + m = 4) elektronowych korzystnym dla cząsteczki jest przyjęcie struktury tetraedrycznej w której kąty między dwoma wiązaniami są jednakowe i odpowiadają kątom czworościanu foremnego - 109,50

Przy pięciu parach elektronów (n + m = 5) cząsteczka ma budowę podwójnej piramidy trójkątnej

oraz odpowiednio dla sześciu par elektronowych (n + m = 6) oktaedru

Należy ćwiczyć, Ćwiczyć, Zrozumieć Powtarzać ,,Nie staraj się zostać człowiekiem sukcesu, lecz człowiekiem wartościowym” Albert Einstein