Budowa atomu. Układ okresowy pierwiastków chemicznych.

Alternatywny zapis:

kształt kuli (sferyczny) i odpowiada on najniższemu poziomowi energetycznemu elektronu danej powłoki elektronowej w atomie. Orbital atomowy typu p występuje w postaci trzech form przestrzennych o jednakowym kształcie przypominającym ósemki. Oznacza się je odpowiednio: px, P₂, P². Orbitale p danej powłoki elektronowej są równocenne energetycznie. Px L>Orbital atomowy typu d występuje w postaci 5 złożonych form przestrzennych. Orbitale d z tej samej powłoki elektronowej są równocenne energetycznie. 8 دوده dyz Orbital atomowy typu f występuje w postaci 7 skomplikowanych form przestrzennych. Orbitale f z tej samej powłoki elektronowej są równocenne energetycznie. Liczby kwantowe -> liczby charakteryzujące stan elektronów w atomie lub jonie. Stan kwantowy elektronu opisuje się za pomocą 4 liczb kwantowych: n - główna liczba kwantowa -> określa energię elektronu w atomie i przyjmuje wartości kolejnych liczb naturalnych: n = 1, 2, 3, 4, Stany kwantowe o takiej samej wartości liczby n tworzą powłokę elektronową, gdzie oznacza się je kolejno symbolami literowymi: K, L, M, N, O, P, Q. Promień orbitalu atomowego s wzrasta, gdy zwiększy się wartość głównej liczby kwantowej n. L>- poboczna (orbitalna) liczba kwantowa -> określa kształt orbitali atomowych i przyjmuje wartości całkowite: 0 ≤ 1 ≤ (n-1) Stany kwantowe o tej samej wartości głównej liczby kwantowej n i liczby kwantowej I tworzą podpowłokę elektronową (orbital atomowy), a oznacza się je symbolami literowymi: s, p, d, f. główna liczba kwantowa n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 m - magnetyczna liczba kwantowa -> określa liczbę poziomów orbitalnych związanych z ułożeniem orbitali atomowych przestrzeni pod wpływem zewnetrznego pola magnetycznego i przyjmuje wartości liczb całkowitych: -1 <m <l symbol literowy powłoki elektronowej K L M N poboczna liczba kwantowa 1=0 1-1 1 = 2 poboczna liczba kwantowa I=0 1=0 | = 1 1 = 0 | = 1 1 = 2 1=0 | = 1 1=2 1 = 3 symbol literowy podpowłoki elektronowej S d f symbol literowy podpowłoki elektronowej S S P S P d S P d magnetyczna liczba kwantowa m-1,0,1 m = -2,-1,0,1,2 m= -3,-2,-1,0,1,2,3 Stany kwantowe o takich samych wartościach liczb n, I im tworzą poziom orbitalny (stan orbitalny) L>m, - magnetyczna spinowa liczba kwantowa -> określa spin (czyli własny moment pędu elektronu - kierunek obrotu wokół własnej osi) i przyjmuje dwie wartości: Club Zakaz Pauliego -> w atomie lub jonie nie mogą istnieć dwa elektrony o identycznych stanach kwantowych. Stan kwantowy -> stan energetyczny elektronu opisany za pomocą 4 liczb kwantowych. Liczbę stanów kwantowych, równą maksymalnej liczbie elektronów, które mogą wypełnić daną powłokę elektronową, można obliczyć ze wzoru: maksymalna liczba elektronów = gdzie: n - główna liczba kwantowa 2n² Zatem: L> pierwsza powłoka elektronowa (n=1) obejmuje 2 stany kwantowe -> mogą ją zapełnić maksymalnie 2 elektrony o przeciwnych spinach; Ldruga powłoka elektronowa (n=2) obejmuje 8 stanów kwantowych -> mogą ją zapełnić maksymalnie 8 elektronów; trzecia powłoka elektronowa (n=3) obejmuje 18 stanów kwantowych -> mogą ją zapełnić maksymalnie 18 elektronów; Elektrony sparowane -> elektrony o przeciwnym spinie i takiej samej energii. KONFIGURACJA ELEKTRONOWA ATOMÓW Podpowłoki elektronowe (s,p,d,f) i powłoki elektronowe (K,L,M,N,...) są zajmowane przez elektrony w takiej kolejności, w jakiej wzrasta ich energia, czyli od powłoki o najniższej energii. energia podpowłok elektronowych n = 15 K L M 1 2 SIS up Em SP P 3 S VAN P P d N 4 S d f 05 All डब S d f Kolejność zapełnienia podpowłoki elektronowych (orbitali atomowych) można również przedstawić za pomocą schematu klatkowego (graficznego) P Q 6 7 S f S jeden poziom orbitalny Strzałki umieszczone wewnątrz schematu klatkowego oznaczają elektrony. Poziom orbitalny mogą zajmować maksymalnie 2 elektrony: pojedynczy elektron, elektron niesparowany para elektronowa, elektrony sparowane ZAKAZ PAULIEGO Reguła Hunda -> atom w stanie podstawowym ma możliwie największą liczbę elektronów niesparowanych: Orbital p zapełniony przez 2 elektrony Orbital p zapełniony przez 4 elektrony Podpowłokowy zapis konfiguracji elektronowej: numer powłoki elektronowej (główna liczba kwantowa) n liczba elektronów w podpowłoce elektronowej symbol podpowłoki elektronowej (odpowiada pobocznej liczbie kwantowej) Skrócony zapis konfiguracji elektronowej -> tworzy się go na podstawie konfiguracji elektronowej gazu szlachetnego poprzedzającego w układzie okresowym dany pierwiastek chemiczny. hp: 16 S: [Ne] 3₁² 3p² Elektrony walencyjne -> elektrony ostatniej, zewnętrznej powłoki elektronowej (powłoki walencyjnej), czyli znajdujące się na najwyższym poziomie energetycznym (główna liczba kwantowa o największej wartości). Są one najsłabiej związane z jądrem atomowym. Mogą wiec uczestniczyć w procesie tworzenia wiązań chemicznych.. Rdzeń atomowy -> jądro atomu wraz z elektronami niewalencyjnymi. Nie bierze udziału w reakcjach chemicznych. protony LICZBA ATOMOWA I LICZBA MASOWA nukleony Anion (jon ujemny)- nadmiar elektronów Kation (jon dodatni)- niedomiar elektronów ATOM neutrony X = Ładunek elementarny -> ładunek elektronu (-1) lub ładunek protonu (+1). Wartość wyrażana w kulombach (C) i wynosi 1,602-10-¹⁹C. Liczba atomowa Z -> liczba protonów w jądrze atomowym, ładunek jądra, liczba porządkowa pierwiastka chemicznego w układzie okresowym. Liczba masowa A -> liczba protonów Z + liczba neutronów (A-Z). E-> symbol pierwiastka chemicznego. elektrony m 0₂ = 16 u + 16 u + 16 u M03 = 48 u 15,9994 u x Masa atomowa -> masa atomu pierwiastka chemicznego wyrażona w jednostkach masy atomowej u - unitach. obliczanie masy atomu np. Oblicz masę atomu tlenu (w gramach), wiedząc, że masa atomowa tlenu wynosi 15,9994 u. Dane: m = 15,9994 u 1 u 1,66 1024 g x = 2,6550 10g liczba protonów = liczba elektronów Szukane; m₂ = ? 15,9994 u 1,66 10-24 g lu liczba protonów < liczba elektronów. liczba protonów > liczba elektronów Unit wynosi masy izotopu węgla ¹2℃ i zastępuje gramy lub kilogramy. -24 1. u = 1,66 •10 g. Masa cząsteczkowa -> suma mas atomowych pierwiastków chemicznych wchodzące w skład cząsteczki, np: 7 A N E 26Fe Żelazo 55,85 1,8 masa atomowa, u obliczanie masy atomowej np. Oblicz masę atomową węgla, wiedząc, że masa atomu węgla wynosi 19,9378-10-2g. Dane: me = 19,9378-10 g X = 1 u x Szukane: mc = ? x = 12,0107 u 1,66 10 24 g 19,9378 10g 15,9994 u 19,9378-10 g 1,66 10 g obliczanie masy czasteczkowej np. Oblicz masę cząsteczkową glukozy CH₁₂O Dane: Mc = 12 u mu=lu m = 16 u Szukane: McH₂06 = ? McH₁₂0= mc 6 + m, 12 + m. 6 Mc₂06 = 12 u 6 + 1 u∙12 + 16 u. 6 McgH₂O6 = 180 u obliczanie masy czasteczkowej hydratu np. Oblicz masę cząsteczkową gipsu CaSO 2 H₂O. Dane: Szukane: mc= 12 u Masa: H₂O = ? m₁ = 1 u m = 16 u m = 32 u mcasa H₂O=Maso₂ + 2.mo MCH₂= 40 u + 32 u + 16 u. 4 + 2 (1 u 2 + 16 u) Masa mo 172 u 8 IZOTOPY Izotopy -> atomy tego samego pierwiastka chemicznego (mające jednakową liczbę atomową Z) różniące się liczbą masową A. Nazwy izotopów tworzy się dodając do nazwy pierwiastka jego liczbę masową, np. symbol: N -> nazwa: azot-14 (azot czternaście) lub symbol: N -> nazwa: azot-15 (azot piętnaście). Jedynie izotopy wodoru, ze względu na znaczące różnice w budowie i właściwościach, mają odrębne nazwy oraz symbole literowy. Nazwa izotopu Symbol Liczba S 6 1 2 3 Na 4 Rozpowszechnienie w przyrodzie chemiczny literowy protonów neutronów masowa, u elektronów 2 Be 3 4 S Sc Y №b Prot 1Η H 1 ( 7 8 Mn Co 1 1 99,985% Nuklidy -> atomy o określonej liczbie protonów i neutronów. Symbole nuklidów są zapisywane wraz z liczbami atomową Z i masową A, np. H to atom wodoru, którego jądro ma 1 proton i 1 neutron. Tylko nieliczne pierwiastki chemiczne występują w środowisku przyrodniczym w postaci jednego trwałego nuklidu: 9 40 41 Au 42 Deuter ?H D 1 1 AL PL 2 1 Bi 13 14 15 16 17 F Tryt 3Η T 1 ilości śladowe 0,015% (ok. 10-16%) 2 M 3 1 18 Masa atomowa (A) pierwiastka chemicznego jest średnią - średnią ważoną wynikającą z mas atomowych i zawartości procentowej jego izotopów przyrodzie. Średnią masę atomową oblicza się ze wzoru: m - średnia masa atomowa pierwiastka chemicznego, u, A₁,A₂,...,A - liczby masowe w poszczególnych izotopów, %m,,%m₂,...,%m, - Zawartość procentowa poszczególnych izotopów, %. obliczanie średniej masy atomowej mal. = m₁ = np. Oblicz średnią masę atomową siarki na podstawie informacji przedstawionych na diagramie. Dane: %m, = 94,93% %m₂ = 0,76% %m₂ = 4,29% %m = 0,02% mat= 32,09 u Dane: m = 96,41 u A₁ = 6 A₂ = 7 m₁ = %m₁= mat. = %m, A, +%m, A₂ + %m, A, + %m.. A. 100% 94,93 32 +0,76 33+ 4,29-34 + 0,02.36 100% = A = 32 A = 33 A = 34 A = 36 %m₂ = %m, A₁+ %m, A 100% %mat:100% - %m₂ A₁ A₁ %m, A₁ + %m₂. A₂ + 100% obliczanie zawartości procentowej izotopów w pierwiastku chemicznym np. Lit jest mieszaniną dwóch izotopów: "Li i 'Li. Oblicz zawartość procentową izotopów litu, wiedząc, że średnia masa atomowa litu wynosi 6,941. 100% -(m.t.-A₂) A₂-A₂ 100% (6,9416) 7-6 %m₂ = 94,1% %m₁ = 5,9% Szukane: mat= ? %m₂ Zatem: %m₁ = 100% - %m₂ = 100% - 94,1% = 5,9% Szukane: %m, = ? %m₂ = ? = 94,1 % 429%25 076% 5 ... + %m. A. Wiedząc, że: %m₁ + %m₂ = 100% można zapisać: %m₁ = 100% - %m₂ Zatem: 100% - %m₂ = 0.25 10. 94,93% S mat 100% -%m₂. A₂ A₁ |-A₁ A₁ (100% - %m₂) = mat. 100% - %m₂-A₂ A₁ 100% - %m₂ A₁ + %m₂ A₂ = mat 100% -%m₂. A₁ + %m₂ A₂ = mat 100% - A₁ - 100% %m₂ (A₂-A₁) 100% (mat - A₁) PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ NATURALNA I SZTUCZNA Jądro atomowe pierwiastka chemicznego jest trwałe, gdy siły przyciągania między nukleonami są większe od sił odpychania między protonami. Pierwiastki promieniotwórcze -> nietrwałe izotopy pierwiastków chemicznych. Promieniotwórczość (radioaktywność) -> zjawisko związane z przemianą promieniotwórczego pierwiastka do momentu powstania trwałego atomu. Bekerel (Bq) -> jednostka radioaktywności równa jednemu rozpadowi na sekundę. Rodzaje promieniotwórczości: Naturalna- samorzutna przemiana jąder atomowych, w której wyniku powstają pierwiastki chemiczne o mniejszej masie atomowej i następuje emisja promieniowania. Sztuczna- dotyczy izotopów promieniotwórczych, które nie wystepują w środowisku przyrodniczym. Promieniotwórczość naturalna Szczególnie nie trwałe są pierwiastki chemiczne, które mają więcej niż 82 protony w jądrze. Rozpad jąder atomów pierwiastków promieniotwórczych jest związany ze zmianą ich liczby masowej A lub liczby atomowej Z, które za leżą od rodzaju emitowanego promieniowania. Przemiany te podlegają tzw. regule przesunięć Soddy'ego-Fajansa, które określa, jak zmienia się liczby atomowej Z masową A na skutek emisji promieniowania. Zgodnie z tą regułą: ↳ Przemiana a -> rozpad promieniotwórczy jądra atomowego połączone z emisją jądra atomu helu, czyli cząstki a. Każdej przemianie a towarzyszy zmniejszenie liczby masowej A atomu u 4 jednostki i zmniejszenie jego liczby atomowej Z o 2: EX+He A-4 EX+x lub 288 Ra → ²² 6 Rn + 2 H₂ 222 86 np. Przemiana -> rozpad promieniotwórczy jądra atomowego połączone z emisją elektronu, czyli cząstki ߯. Każda przemiana ß powoduje podwyższenie liczby atomowej Z o 1, ale bez zmiany liczby masowej izotopu: 2 E 21₁ X+ ß- lub 230 The . пр. 227 89 Ac ↳ Przemiana * -> rozpad promieniotwórczy jądra atomowego połączone z emisją pozytonu, czyli cząstki ß*. Każda przemiana ß powoduje zmniejszenie liczby atomowej Z o 1, ale bez zmiany liczby masowej izotopu: 2E₂²₁X+B+ lieb 1²0 → 1¹/²₂ N + 1 e np. E-X+-e 2+1 · 11 2E- 24 X + i e Większości naturalnych przemian jądrowych towarzyszy emisja promieniowania elektromagnetycznego 8, podczas której nie zmienia się ani liczba masowa A, ani liczba atomowa Z. Jądra atomowe emitują promieniowanie 8, aby pozbyć się nadmiaru energii, jaki pojawi się w nich np. wyniku emisji cząstek a. Promieniowanie to może być emitowany również przez jądra atomów w stanie wzbudzonym. X ४ RODZAJ PROMIENIOVANIA +2 4 ŁADUNEK ELEKTRYCZNY MASA SPOCZYNKOWA [u] PRĘDKOŚĆ [] 30 000 PRZENIKLIWOść NISKA ^ 1840 90 000-297000 ŚREDNIA B (B) - 1 Szereg promieniotwórczy -> sekwencja przemian (rozpad promieniotwórczy izotopu) obejmująca 10-14 etapów. Przemiany jądrowe zgrupowania w szeregi promieniotwórcze: Naturalne: m = L Szereg uranowo-aktynowy, rozpoczynające się od występującego w przyrodzie izotopu uranu 235 U i obejmujący izotop aktynu 2²7 Ac; Szereg uranowo-radowy, rozpoczynające się od występującego w przyrodzie izotopu uranu 238 U i obejmujący izotop radu 226 Ra; 299 792 EIN WYSOKA Szereg torowy- rozpoczynający się od występującego w przyrodzie izotopu toru Sztuczny -> szereg neptun nowy, rozpoczynające się od izotopu neptun Np. nie występującego w przyrodzie, lecz otrzymanego wyniku reakcji jądrowych izotopu plutonu 244 Pu. Szeregi promieniotwórcze są nazywane również rodzinami promieniotwórczymi. m. Okres póttrwania, tę (okres połowicznego zaniku, czas połowicznego rozpadu)- czas, po którym połowa liczby atomów izotopu promieniotwórczego ulega przemianie. Nuklid trwały -> nuklid, którego okres półtrwania jest dłuższy niż 10 lat.. 12 232 Gdzie: m - masa pozostałego po rozpadzie izotopu promieniotwórczego, m。 - masa początkowa izotop U promieniotwórczego, n- liczba cykli rozpadowych. Th; Analiza wykresu zmiany masy izotopu promieniotwórczego w zależności od czasu np. Zmiany zawartości izotopu promieniotwórczego radu Ra W próbce tego izotopu o mo = 1,20 mg w zależności od czasu przedstawiono na poniższym wykresie. wyznacz okres półtrwania tego izotopu (t) oraz masy izotopu (m,,m,,m₂) w próbce po upływie t₁ = 800 lat, t₂ = 2400 lat i t₂ = 4000 lat. ттур 1,20 MA 0,60 mmg 1,20 m₂ 0,30 9,157 0,60 0,30 0,15. t, lata Z wykresu można odczytać, że po upływie 1600 lat pozostanie 0,60 mg radu, czyli połowę jego zawartości początkowej. Po upływie kolejnych 1600 lat zawartość izotopu w próbce znów zmniejszy się o połowę i będzie równa 0,30 mg. Zatem okres półtrwania izotopu promieniotwórczego raduRa wynosi t = 1600 lat. Masę izotop próbce po upływie t₁ = 800 lat, t₂ = 2400 lat i t 3= 4000 lat można odczytać z wykresu: 1600 3200 800 1600 2400 3200 4000 4800 4800 tilata Odczytaj wykresu masę próbki po upływie 1600 lat oraz 3200 lat i podaj wartość t Odczytaj z wykresu m₂, m₂ i m₂. 13. Napisz odpowiedź. Masa izotopu promieniotwórczego raduRa próbce po upływie 800 lat wynosi m = 0,85 mg, po 2400 latach m₂ = 0,45 mg, a po 4000 lat m3 = 0,20 mg. Okres półtrwania Ra wynosi ₁₂ = 1600 lat. Masy izotopu radu upływie 800, 240, 4000 lat wynoszą odpowiednio: m₁ = 0,85 mg, m₁ = 0,45 mg, m, = 0,20 mg.. Wyznaczanie masy izotopu promieniotwórczego na podstawie okresu póltrwania np. Okres półtrwania izotopu promieniotwórczego toru 2 Th wynosi t = 24,1 dnia. Przygotowano próbkę tego izotopu o masie m₁ = 200μ g. Wyznacz chcę izotopu promieniotwórczego w próbce po upływie 96,4 dnia. Wynik podaj w gramach. Narysuj wykres zależności masy izotopu promieniotwórczego od czasu, a następnie wyznacz masę izotopu promieniotwórczego w próbce po upływie t₁ = 10 dni i t₂= 42 dnia. Wynik podaj w mikrogramach. Dane: m = 200 g t = 24,1 dnia + = 96,4 dnia SPOSOB Po upływie 24,1 dnia próbka będzie zawierała połowę początkowej ilości izotopu Th, a po kolejnych 24,1 dniach zawartość izotopu w próbce znów zmniejszy się o połowę. W ten sposób można obliczyć zawartość izotopu 2Th po upływie tatatat Czas, t, dni Masa, m, g t = 0 m = 200 400 go 80 SPOSOB 60 40 20 Szukane: m = ? t = 24,1 m = 100 10 20 30 + = 48,2 m = 50 96,4 dnia n = 24₁1 dnia. n=4 m=. m= 12,5 Mg Po upływie 96,4 dnia masa izotopu "Th w próbce będzie wynosiła 12,5μ g, czyli 12,5-106 g. 200 00 μg Korzystając z danych uzyskanych powyżej, należy narysować wykres i odczytaj z niego masę izotopu Th w próbce po upływie t.= 10 dni i t₂ = 42 dni m.49/ 200- ·180- 460 150+ 120+ t = 72,3 m = 25 40 50 60 70 80 90 100 t,dni += 96,4 m = 12,5 m= Masy izotopu promieniotwórczego toru Th w próbce po upływie t₁ = 10 dni i t₁ = 42 dni wynoszą odpowiednio m₁ = 160 μg i m₂ = 60 μg. ·14. m₂ Po upływie 96,4 dnia masa izotopu Th wynosi 12,5 106 g. Po upływie 10 dni i 42 dni masy izotopu Th wynoszą m₁ = 160μg i m₂ = 60 μg. Sztuczne przemiany jądrowe: L> Rozszczepienie jądrowe: W wyniku zderzenia jądra atomowego z neutronem następuje podział jądra atomowego na dwa lub więcej porównywalnych co do wielkości części: n+2EA X+₂y+3ón np. on +²35 U 146 Ba + Kr +3n ZAPIS UPROSZUZONY 235 U(n,3n) ¹5%Ba, Kr Neutrony powstające w wyniku rozszczepienia jądrowego bombardują kolejny jądra atomowe, co prowadzi do dalszych przemian. Zachodzi reakcja łańcuchowa, czyli taka, w której produkt pierwszej przemiany jest substratem kolejnej. ↳ Fuzja jądrowa -> reakcja łączenia się jąder atomowych, nazywana również synteza termojądrową. A₁ X + ₂ YE+n np. ²H+ ³H2Metón Niekontrolowane reakcje łańcuchowe -> taka reakcja zachodzi w bombie atomowej jednak dzieje się tak tylko wtedy, gdy ilość materiału rozszczepialnego nie jest mniejsza niż tzw. masa krytyczna, czyli najmniejsza zwarta masa pierwiastka radioaktywnego potrzebna, aby zaszła samorzutne, niekontrolowane Łańcuchowa reakcja rozkładu. Izotopy zastosowania: Archeologia -> określenie wieku znalezisk archeologicznych pochodzenia organicznego dzięki oznaczeniu w nich zawartości izotopu węgla." C. Źródła energii -> jako paliwo w elektrowniach jądrowych wykorzystywany jest izotop U. Urządzenia techniczne -> detektory dymu (23 Pu lub 24 Am). Wykrywanie ukrytych wad konstrukcyjnych służą m.in. defektoskopy izotopowe. Medycyna -> wykrywanie nowotworów -> pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa (PET). ·15. BUDOWA UKŁADU OKRESOWEGO PIERWIASTKÓW CHEMICZNYCH Pierwiastek chemiczny -> zbiór atomów o takiej samej liczbie atomowej Z. Prawo triad -> W kilku grupach zawierających po trzy pierwiastki, właściwości fizyczne i chemiczne są podobne i zmieniają się regularnie ze wzrostem masy atomowej. Ca Sri Ba np. Ɑ, Br, J 5. Se, Te Masa atomowa środkowego pierwiastka chemicznego triady jest przybliżeniu równa średniej arytmetycznej mas atomowych pozostałych dwóch pierwiastków chemicznych. Taką triadę tworzą np.: Lit, sód i potas. Masę atomową sodu można wyznaczyć: Tu+39% = 23 и 2 MNa = M₂ + MK 2 = Prawo oktaw -> po uszeregowaniu pierwiastków chemicznych według zwiększającej się mas atomowych, co ósmy pierwiastek chemiczny ma podobne właściwości. Jest takich sześć grup pierwiastków chemicznych o podobnych właściwościach. Założenia klasyfikacji pierwiastków chemicznych Dmitrija Mendelejewa: Pierwiastki chemiczne uszeregowane zgodnie ze zwiększającą się masą atomową okresowo zmienia swoje właściwości - prawo okresowości. Układ okresowy pierwiastków chemicznych składa się z poziomych szeregów i pionowych kolumny. Pierwiastki chemiczne znajdujące się w jednej kolumnie wykazują zbliżone właściwości. w układzie okresowym należy przewidzieć miejsce dla prawdopodobnie istniejących, a nieodkrytych jeszcze pierwiastków chemicznych, tzw. eka-pierwiastków. ↳ Układzie okresowym należy zmienić kolejność niektórych pierwiastków chemicznych, ponieważ podobieństwo właściwości w tej samej grupie jest ważniejsze od masy atomowej. Prawo okresowości -> właściwości pierwiastków chemicznych powtarzają się okresowo wraz ze zwiększeniem się ich atomowych. Budowa układu okresowego pierwiastków chemicznych We współczesnym układzie okresowym pierwiastki chemiczne są ułożone według zwiększającej się liczby atomowej Z Okresy to poziomy szeregi układu okresowego. Atomy pierwiastków chemicznych znajdujących się w tym samym okresie mają taką samą liczbę powłok elektronowych. W układzie okresowym jest okresów. Grupy to pionowe kolumny układu okresowego. Atomy pierwiastków chemicznych należących do danej grupy mają identyczną konfigurację zewnętrznych powłok elektronowych. Układ okresowy składa się z 18 grup. Grupę 18. tworzą pierwiastki gazowe, które nie wykazują aktywności chemicznej - są bierne chemicznie. Są to gazy szlachetne. ·16. (elektrony walency.jne) 1 2 2 Li Be 3 4 S 6 3 La Ac ME TALE PRZEJECIOWE 4 S ( 7 8 9 40 41 421 alexanowce 13 14 15 16 17 B CNOF Układzie okresowym pierwiastków chemicznych okres zwykle rozpoczyna się aktywnym metalem, a kończy niemetalem. niemetal metal 18 ·17. THe + 1. grupa - litowce, 2. grupa - berylowce, 13. grupa - borowce, 14. grupa - węglowce, 15. grupa - azotowce, 16. grupa - tlenowce, 17. grupa - fluorowce, 18. grupa - helowce BUDOWA ATOMU A POŁOŻENIE PIERWIASTKA CHEMICZNEGO W UKŁADZIE OKRESOWYM Bloki konfiguracyjne -> wyodrębnione w układzie okresowym zbiory pierwiastków chemicznych o podobnej konfiguracji elektronów walencyjnych. BLOKI KONFIGURACYJNE = BLOKI ENERGETYCZNE 2 25 3 3 4 S ( 7 3d 4d 40 44 5 d 6d (n-1) d ns 13 14 AS 16 17 41 52 (n-2) (n-1)d ns np ns Blok s -> obejmuje związki chemiczne grup 1. i 2. oraz hel. Ich atomy w zewnętrznej powłoce elektronowej (n) mają tylko jedną pod powłokę (orbital) s, zapełnioną jednym (s) lub dwoma (s) elektronami ·18 Blok p. -> obejmuje pierwiastki chemiczne grup 13.-18. z wyjątkiem helu. Zewnętrzna powłoka elektronowa ich atomów składa się z dwóch podpowłok (orbitali): całkowicie zapełnionej s (s) i p zawierającej od jednego do sześciu elektronów (od p_ do`p ). Atomy pierwiastków chemicznych grupy osiemnastej kończące kolejne okresy układu, mają całkowicie zapełniony obydwie podpowłoki. Blok d -> obejmuje pierwiastki chemiczne grup 3.-12. Ich atomy w zewnętrznej powłoce elektronowej (n) mają podpowłokę zapełnioną jednym (s) lub dwoma (s) elektronami. Kolejne elektrony uzupełniają wewnętrzna (n-1) podpowłokę d (od d do d ). Blok f-> tworzą lantanowce i aktynowce. Atomach tych pierwiastków chemicznych, gdy spełnione są powłoki zewnętrzne, kolejny elektrony uzupełniają wewnętrzna (n-2) podpowłokę f (od f do f ). Jak ustalić pełny zapis konfiguracji elektronowej danego atomu (manganu) L> Ustalić położenie -> numer grupy, numer pierwiastka chemicznego w układzie okresu okresowym. Następnie trzeba poruszać się wzdłuż okresów i zapisywać symbole kolejnych podpowłok zapełnionych elektronami. H FETT - Pt Au Hg TPP ty Pi An Đàn Hà Nội ĐH Ho Chi M CLTWO blok s ↑↓ 15² W 2. okresie są 2 pola bloku s i. 6 pól w bloku p.. Zatem 2 elektrony zapełniają podpowłokę 2s, a 6 elektronów - 2p. Również w 3. okresie są 2 pola w bloku si 6 pól w bloku p. Zatem dwa elektrony zapełniają podpowłokę 3s, a 6 elektronów - 3p. pełny zapis: skrócony zapis: 25² Ne 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d ₂He 19K Ca Sc 2 Ti V CrMn blok s blok p blok d 2 pº PNPS T Dy IN 35² MFeG2nGa Ge As Se Ev 2 Mo Pd Ag D OMM CT WROPA Hg TP Po At Pr RES 7 Fr Pagi MD Rg Cn NFM LO L>Należy zacząć od początku okresu układu okresowego, czyli od wodoru. W 1. okresie znajdują się 2 pola w bloku s, zatem 2 elektrony zapełniają pod powłokę 1s. ·19 blok s blok p blok dblok f Li Be 3 d³ Na Mg 1s² 2s 2p 3s 3p Ho Er Tm Yb Lu B blok sblok p Jak ustalić skrócony zapis konfiguracji elektronowej danego atomu? 25 Mn: 15² 2s 2p 3s² 3p645² 3ds 2 25 Mn: [Ar] 45²3d³ (manganu) Jak graficznie przedstawić rozmieszczenie elektronów w podpowłoce danego atomu? 126 126299 3pº 25Mn C N O F LW 4. okresie należy uwzględnić 2 pola w bloku si 5 pól w bloku d. Zatem 2 elektrony zapełniają podpowłokę 4s, a 5 elektronów - 3d. 13Al Si 15P 16S 17CI Ar OFTESTAMENTE Ne SPIS TREŚCI 1. Budowa atomu 2. Elementy mechaniki kwantowej w ujęciu jakościowym 3. Konfiguracja elektronowa atomów 4. Liczba atomowa i liczba masowa 5. Izotopy 6. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna 7. Budowa układu okresowego pierwiastków chemicznych 8. Budowa atomu A położeniem pierwiastka chemicznego w układzie okresowym ✓ PIERWIASTEK CHEMICZNY UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW CHEMICZNYCH MASA ATOMO UN IT PROMIENIOTWÓRCZOŚC SZTUCZNA PROMIENIOWANIE 2E₂X+e PROMIENIOWANIE 2E-72-2X + ₂ He MAPA POJĘĆ - BUDOWA ATOMU OMOWA, ZASTKAA. ZACHOWUJĄCA WŁAŚwości JEGO NUKLID. TRWAŁY ODMIANY ZWIĘKSZAJĄCA SIĘ LICZBA Z OKRES POLTRWANIA IZOTOP. PROMIENIOTWÓRCZOść NATURALNA Emisya ... ATOM 2E NUKLID NIETRWAŁY MAGNETYCZNA LICZBA KWANTOWA -1<m<l POBOCINA LICZBA KWANTOLIA 0<l < (n-1). BUDOLIA JADRO ATOMOWE (ORBITALNA) GŁÓWNA LICZBA KUANTOWA, n n = 1,2,3,4,.... NUKLEONY POWŁOKI ELEKTRONOWE. ELEKTRONY. NIE WALENCYJNE ·KL, M, N..... n=1,2,3,4.... NEUTRONY n.non, O PROTONY + 1 Pipiip.Ⓒ. LICZBY. KWANTOWE MAGNETY CINA SPINOWA KWANTOWA LICZBA 1 m² = 1/2 lub m₂ = =- 12/2 PODPOWŁOKI ELEKTRONOWE Osis (n-1) ELEKTRONY WALENCYJNE ELEKTRONY e-1e₁ CZĄSTKI ELEMENTARNE