Dział 1: Budowa atomu Flashcards
1) Hipoteza atomistyczna - John Dalton
- atomy danego pierwiastka są identyczne,
- materia składa się z atomów pierwiastków chemicznych, różniących się masą, rozmiarami i właściwościami,
- atomy mają kształt kuli i są niepodzielne,
- atomy łączą się w cząsteczki,
- cząsteczka pierwiastka chemicznego, cząsteczka związku chemicznego.
2) Joseph Thomson
- odkrył elektrony,
- Koncepcja: atom ma ładunek dodatni, w którym tkwią punktowe ładunki ujemne - elektrony.
- często porównywane do rodzynek w cieście
3) Ernest Rutherford
- tzw. planetarny model atomu,
- sprzeczny z prawami fizyki klasycznej.
4) Kwantowy model atomu - Niels Bohr
- elektrony krążą po orbitalach stacjonarnych
- elektrony krążące po tej samej orbicie mają jednakową energię, jej zmiana powoduje przeskok elektronu na inną orbitę stacjonarną
Absorpcja energii
pobieranie energii
Emisja energii
oddawanie energii
Kwant
jakaś porcja energii
stan podstawowy
= stan stacjonarny,
- wartość energii jest najniższa.
stan wzbudzony
energia jest wyższa niż w stanie podstawowym
Izotopy
odmiany tego samego pierwiastka o takiej samej liczbie p+ (liczba atomowa [Z]), a o różnej liczbie neutronów (liczba masowa[A])
Nuklid
atom pierwiastka o dokładnie znanej liczbie p+ i n.
Nukleony
protony i neutrony
Kationy tworzą, … , a aniony …
+ metale
- niemetale
Reguła oktetu
dążenie elektronów do uzyskania 8 elektronów walencyjnych
średnia masa (pierwiastka)
(A1 * % + A2 *%) / 100%
Maksymalna liczba elektronów na powłoce
2 * n^2 (n - numer powłoki)
maleją siły wiążące elektrony z jądrem, gdy …
wzrasta energia elektronu
Rdzeń atomu
wewnętrzne powłoki elektronowe i jądro atomu,
(bez powłoki walencyjnej)
powłoka elektronowa
zbiór elektronów o zbliżonych energiach
deekstytacja
elektron oddaje energię, przez co spada na powłokę bliżej jądra atomu
ekstytacja
elektron pochłania energię, przez co przeskakuje na powłokę dalej atomu
Podstawy mechaniki kwantowej
- Wśród powłok można podzielić elektrony na mniejsze zespoły o równej energii.
- Kolejne powłoki oznaczamy symbolami (K, L, M, N, O, P, Q)
- Na podpowłokach maksymalnie może znajdować się konkretna parzysta liczba elektronów. Począwszy od 2 elektronów na pierwszej podpowłoce zwiększając liczbę, co 4 elektrony z każdą kolejną podpowłoką.
- Liczba podpowłok jest równa numerowi podpowłoki.
Podpowłoki
s^2, p^6, d^10, f^14,
(g^18, h^22 - powłoki teoretyczne)
Zakaz Pauliego
W atomie nie mogą istnieć dwa e- o identycznych wartościach wszystkich 4 liczb kwantowych. E- muszą się różnić przynajmniej 1 z nich.
Reguła Hunda
przedstawia sposób zapełniania orbitali znajdujących się w jednej podpowłoce. Najpierw orbitale zajmowane są niesparowanymi (pojedynczymi) elektronami.
Bloki
grupa 1,2 i Hel - blok s: ns
grupy 3 -12 - blok d: ns (n-1)d
grupy 13 - 18 - blok p: ns np
lantanowce i aktynowce - blok f: ns (n-2)f
Skrócona konfiguracja elektronowa
wykorzystuje konfiguracje gazu szlachetnego z poprzedzającego okresu.
Wyjątki konfiguracyjne
przeskok e- pomiędzy podpowłokami zapewniający trwalszą konfigurację np. Cu, Cr, Ni, Mo, Ag, Au, Pt
Wzbudzenie
Rozerwanie pary e- i przeskoku na najbliższą podpowłokę o zbliżonej energii.
Nie mają możliwości wzbudzenia:
N, O, F
Kationy
ich konfigurację atomową ustala się przez usuwanie kolejnych e- z macierzystego atomu zgodnie z kolejnością podpowłok.
Aniony
dodajemy e- do momentu uzyskania konfiguracji atomowej najbliższego helowca kończącego okres tablicy mendelejewa.
Hipoteza Brogile’a
-elektron posiada dualistyczny charakter (korpuskularno - falowy) to znaczy, że w zależności od czynników zewnętrznych, zachowuje się jak cząstka (korpuskuła) lub fala.
Zasada nieozaczoności Heisenberga
nie można jednocześnie oznaczać połażenia i pędu e- w atomie. Możemy mówić tylko o prawdopodobieństwie znalezienia e- w chmurze elektronowej.
Główna liczba kwantowa (n)
określa energię e- w atomie oraz położenie na konkretnej powłoce.
Poboczna (orbitalna) (l)
określa kształt orbitalu, na którym znajduje się dany e- i wskazuje konkretną podpowłokę.
Magnetyczna liczba kwantowa (m)
wskazuje konkretny orbital, na który znajduje się e-/
Spinowa (s)
spin e-, a s= 1/2 (ZAWSZE)
Magnetyczna spinowa
1/2 lub -1/2
Chmura elektronowa
rozkład gęstości ładunków ujemnych.
Radionuklid
nuklid promieniotwórczy, nietrwały
Izotopy wodoru
Izotop_nazwa_ilość w środowisku_masa
* 1/1H_Prot / Proton_99,9%_1u
*2/1D_Deuter_0,015%_2u
*3/1T_Tryt_ilości śladowe_3u
Czas połowicznego rozpadu (półtrwania)
- średni czas po którym połowa jąder danego izotopu ulega przemianie (rozpadowi).
Promieniotwórczość naturalna
samorzutna przemiana jądra atomu w inne, połączona z emisją promieniowania. Zachodzi dla jąder od Z=83.
Liczby magiczne
2, 8, 20, 50, 82, 126
Promieniowanie α, β, γ,neutronowe (na jakich materiałach się zatrzymuje)
α - papier
β - aluminium 1mm
γ - ołów 15 mm
neutronowe - beton
Promieniowanie α, β, γ (w polu magnetycznym…)
α - przyciągane przez ładunek ujemny
β - przyciągane przez ładunek dodatni
γ - elektrycznie obojętne
Rozpad α
a/z X —> a-4/z-2 Y+ 4/2 He
Rozpad β-
a/z X —> a/z+1 Y+ 0/-1 e
Promieniowanie β-
strumień e- poruszających się z prędkością światła.
Przemiana β+
- rozpad promieniotwórczy jądra połączony z emisją pozytonu (cząstki β+)
- ulegają izotopy promieniotwórcze wytworzone sztucznie.
a/z X —> a/z-1 Y + 0/1e [+ ν (neutrino)]
Wychwyt K
- wychwyt e- z powłoki K (EC - electron capture)
- należy do przemian β
- a/z X + 0/-1 e —> a/z-1 Y
- zawsze uczestniczy promieniowanie γ
Promieniowanie γ
- większości przemian jądrowych towarzyszący wypromieniowaniu nadmiaru energii w postaci promieni γ.
1. nietrwały izotop
2. przemiana jądrowa
3. izotop jest w stanie wzbudzonym
4. gdy przechodzi do stanu podstawowego wytwarza promienie γ
