1.Pierwiastki, u.Mendelejewa, orbitale, bloki

Pochodzenie i rozpowszechnienie się pierwiastków: • obecnie wszyscy wierzymy w teorię wielkiego wybuchu (przynajmniej ci którzy chcą zdać chemię) Dwóch znajomych Lubi to! • w pierwszych sekundach po wielkim wybuchu istniały tylko dwa pierwiastki- wodór i hel. • po milionach lat, po ostygnięciu wszechświata, atomy wodoru i helu pod wpływem grawitacji skupiły się w wielkie chmury • następuje zmniejszanie się chmur, wzrost temperatury, który prowadzi do wybuchu i powstania gwiazdy • wysoka temperatura we wnętrzu gwiazd prowadzi do zderzeń i zlewania się atomów wodoru, co jest swoistym procesem powstawania innych pierwiastków • ciepło powstające w wyniku tych reakcji samoistnie napędza kolejne reakcje syntezy jeszcze cięższych pierwiastków • po ukończeniu cyklu życia gwiazda imploduje, towarzyszy temu wydzielenie wielkiej ilości energii, która przyczynia się do powstania jeszcze cięższych pierwiastków • Gwiezdny pył, który pozostaje po starej gwieździe zbiera się ponownie w celu utworzenia nowej generacji gwiazd, jednak nie wszystkie ,,okruchy,, zostają spożytkowane w procesie gwiazdotwórczym • te które nie biorą udziału łączą się w skały, które jako planety poruszają się po orbicie gwiazdy ( np., Ziemia) Geneza układu Mendelejewa: • 1803r.-zaczyna się wyznaczanie mas atomowych, zaczęto dostrzegać okresowość, zauważono, że w sąsiedztwie trzech atomów o zbliżonych właściwościach masa atomu środkowego jest średnią arytmetyczną dwóch otaczających go atomów, (np. wapń, stront, bar) • 1864r.- John Newlands, że jeżeli pogrupujemy pierwiastki według masy atomowej to co ósmy pierwiastek wykazuje takie same własności, (prawo oktaw) • kilka lat później Mendelejew i Meyer uogólniają to prawo i nazywają ,,prawem przyrody,,. Dzięki niemu można było przewidzieć właściwości jeszcze nie odkrytych pierwiastków • teoria miała jednak pewne błędy, ponieważ masa atomowa to nie to samo co liczba atomowa, niestety M&M nie mieli takiego sprzętu jak obecnie posiadamy i nie byli w stanie tego sprawdzić. • Jednak dzięki swojej intuicji, w sytuacjach gdy właściwości nie pasują do wyznaczonej masy atomowej obaj obstają przy konieczności wystąpienia błędu w wyznaczaniu masy atomowej (np., kobalt, nikiel) • okresowość układu da się zauważyć wykreślając np. objętość atomu w zależności od liczby atomowej. Na wykresie wyraźnie widać zależność okresową • Pamiętaj! Grupy to t pionowe kolumny, a okresy to te poziome wiersze. • Nazwy grup tworzymy od pierwszego pierwiastka w grupie, z wyjątkiem grupy I gdzie mamy litowce, a nie wodorowce. • W układzie posiadamy także dwie pozycję pod którymi ,,kryją się,, całe zespoły po 15 pierwiastków (lantanowce i aktynowce). Jest tak ze względu na zbliżone własności chemiczne oraz względy klasyfikacyjne • praktyczność układu okresowego polega na łatwości znalezienia pierwiastka o pożądanych własnościach lub w drugą stronę Orbitale atomowe • Zakaz Heisenberga- nie da się jednocześnie zmierzyć dokładnego pędu i położenia elektronu • dzięki koncepcji de Broglie'a, wiemy, że nie da się dokładnie zlokalizować elektronu. Traktujemy go więc nie jako cząsteczkę, ale jako falę. • Ponieważ nie jesteśmy w stanie narysować dokładnego toru ruchu elektronu, mówimy o prawdopodobieństwie napotkania elektronu • Energia elektronu jest kwantowana- elektron może przyjmować tylko określone porcje energii, • stan kwantowy elektronu określa tak zwana funkcja falowa ψ, nazywana inaczej orbitalem, • Trzeba pamiętać, że atom nie przypomina układu słonecznego! • Liczby Kwantowe n

Główna

1,2,3,...,7

• •

Trzeba pamiętać, że atom nie przypomina układu słonecznego! Liczby Kwantowe

n Główna l(słownie: el) Poboczna m Magnetyczna ms •

•

Spinowa

ψ=f(n,l,m) zakaz Pauliego- nie mogą istnieć dwa elektrony w atomie o identycznych zestawach liczb kwantowych. Oznacza to, że orbital ψ może opisywać stan dwóch elektronów, ale tylko i wyłącznie o przeciwnych spinach. Powłoki atomowe

Powłoka Podpowłoki M (n=3) L=2 d L=1 p L=0 s L (n=2) L=1 p L=0 s K (n=1) L=0 s • •

1,2,3,...,7 Od 0 do n-1 Od –l(el) do 1(el) nie mylić z jedynką -1/2 lub 1/2

Orbitale -2 -1 0 1 2 3d Razem 3^2 orbitali, -1 0 1 3p mogą opisać 3^2*2=18 0 3s elektronów -1 0 1 2p Razem 2^2 orbitali, 0 2s 2^2*2 elektronów 0 Razem 1^2 orbitali 1^2*2 elektronów

Energia elektronu jest stała i zależy od głównej liczby kwantowej n (Maciej nie jest pewien czy nie przypadkiem od L a raczej tak bo elektrony przeskakują np. z s na p czyli zwiększają swoją energię by móc być dalej od jądra, wtem mówimy o stanie wzbudzonym) rejony dodatnie i ujemne odpowiadają za tę samą gęstość prawdopodobieństwa elektronowego (dzieje się tak ponieważ wyznaczana jest ona przez kwadrat funkcji ψ

•

Powierzchnie graniczne orbitali •

Zapisywanie konfiguracji elektronowej na przykładzie węgla klasycznie: C: 1s2 2s2 2p2 lub z wykorzystaniem konfiguracji gazu szlachetnego (forma skrócona): C: [He] 2s2 2p2 1,2,3… powłoki

s p d f - podpowłoki

Bloki układu okresowego:

Wielkość atomów i jonów: • rozmiary atomów metali o krysztale regularnym jesteśmy w stanie wyznaczyć poprzez podzielenie odległości między atomami metalu w krysztale przez 2 (x/2), natomiast te odległość można wyznaczyć z gęstości atomów w krysztale. • Im większy jest ładunek jądra tym mniejsze jest oddziaływanie przyciągające elektrony, a w wyniku tego większa średnica atomu, • Z wyżej wymienionego powodu litowce są największe, natomiast gazy szlachetne są najmniejsze • Rozmiar atomu ze względu na położenie w układzie okresowym (Boże błogosław angielski internet za ten obrazek) •

Jony dodatnie są zawsze mniejsze od obojętnych, natomiast ujemne zawsze większe Energia jonizacji • Energia potrzebna, by z atomu zrobić kation poprzez usunięcie najsłabiej związanego elektronu • Pierwsza energia jonizacji to taka, która pozwala na przejście atomu z poziomu energetycznego 0 na poziom +1, dalsze nazwy są analogiczne (z +1 na +2 itd.) • Wraz ze wzrostem numeru grupy energia jonizacji rośnie, można to sobie logicznie wytłumaczyć tym, że wartość energii jonizacji zależy między innymi od wielkości atomu. Zależy ona również od elektrycznego ładunku jądra oraz typu usuwanego elektronu (s,p,d,f) Powinowactwo elektronowego • jest to ilość energii jak jest wydzielana przy przyłączaniu elektronu do obojętnego atomu (w stanie gazowym) • wartość tej energii zależy od wielkości atomu oraz efektywnego ładunku jądra • reakcje przyłączania są często egzotermiczne

•

jest to ilość energii jak jest wydzielana przy przyłączaniu elektronu do obojętnego atomu (w stanie gazowym) • wartość tej energii zależy od wielkości atomu oraz efektywnego ładunku jądra • reakcje przyłączania są często egzotermiczne • w układzie mamy parę dużych spadków powinowactwa pomiędzy pierwiastkami: pomiędzy azotem N oraz węglem C, drugim przypadkiem jest przejście tlenu z O 1- na O 0 • nie da się określić tendencji wartości powinowactwa elektronowego dla całego układu, ale warto zapamiętać, że największymi mogą się pochwalić chlor Cl i fluor F. • Gazy szlachetne, beryl Be, magnez Mg i azot N mają ujemne wartości powinowactwa elektronowego Elektroujemność • jest to wielkość charakteryzująca tendencję jądra znajdującego się w atomie do przyciągania elektronów ku sobie • miarę elektroujemności w układzie okresowym określa skala Paulinga, która opiera się na tym, że wodór ma wartość 2,1

•

Nie jesteśmy w stanie obliczyć elektroujemności gazów szlachetnych, ponieważ nie tworzą one cząsteczek dwuatomowych Polaryzowalność • jest to zdolność chmury elektronowej do odkształceń pod wpływem innego atomu • polaryzowalność rośnie wraz ze wzrostem wielkości atomu i spadkiem ładunku atomu • pojęciem pokrewnym jest zdolność do polaryzacji, czyli do odkształcania chmury elektronowej innego jonu Metale bloku s • Litowce (grupa I) i Berylowce (grupa II) • struktura elektronowa powłok walencyjnych ns (litowce ns1, a berylowce ns2) • w wyniku reakcji chemicznych tworzą jony dodatnie (litowce 1+, natomiast berylowce 2+) • są najmniej elektroujemne • wraz ze wzrostem liczby atomowej rośnie aktywność oraz charakter metaliczny pierwiastków • są to srebrzysto-białe, łatwotopliwe metale, o niskiej gęstości (stąd nazwa metale ,,lekkie,,) • łatwo wyparowują w płomieniu palnika • w reakcjach z tlenem dają nam tlenki i nadtlenki o charakterze zasadowym • w reakcjach z wodom (haha wodom :D co zmęczenie robi z ludźmi J ) otrzymujemy wodorotlenki

Kuby notatki debeściak, spodziewajcie się tego na zaliczeniu