Luennot, viikko 1 Flashcards
Massan säilymisen laki
Lavoisier 1774:
Aineiden kokonaismassa kemiallisen reaktion jälkeen on sama kuin aineiden kokonaismassa ennen reaktiota. Ainetta ei synny eikä häviä kemiallisessa reaktiossa.
Vakiokoostumuksen laki
Proust 1799: Kaikilla yhdisteestä otetuilla osanäytteillä on sama koostumus - Alkuaineet esiintyvät samassa massaprosenttisuhteessa
Daltonin atomiteoria 1803-1807
- Kaikki alkuaineet koostuvat jakamattomista hiukkasista, atomeista. Atomeja ei voida kemiallisesti luoda eikä hävittää.
- Kaikki saman alkuaineen atomit ovat identtisiä massan ja muiden ominaisuuksien suhteen ja eroavat kaikkien muiden alkuaineiden atomeista.
- Atomit reagoivat keskenään pienissä kokonaislukusuhteissa muodostaen yhdisteitä
Atomin mallin pääteoriat
- 1898 J.J Thomson, rusinapullamalli
- 1911 Ernest Rutherford, uusi atomimalli, ydin
- 1913 Nils Bohr, uusi atomimalli
1926 Erwin Schrödinger, aaltoyhtälö
Atomin perushiukkaset
Elektroni, protoni, neutroni
Nykyaikainen käsitys atomimallista
Kvanttimekaaninen atomimalli
De Broglie – Heisenberg – Schrödinger
Atomiorbitaali
Alue, missä elektroni todennäköisimmin sijaitsee
Miten atomiorbitaalien energiat määräytyvät
Neljän kvanttiluvun perusteella
Alkuaineet, merkinnät Z, A, E
E= alkuaineen symboli, Z = järjestysluku (protonien lukumäärä), A=massaluku (protonien ja neutronien yhteislukumäärä)
Isotoopit
Neutronien lukumäärä voi vaihdella (massaluku vaihtelee). Saman alkuaineen atomit ovat isotooppeja keskenään, kun niiden massaluvut ovat erilaisia, mutta järjestysluku pysyy samana
Miksi on otettu käyttöön suhteellinen atomimassa
Atomien massat ovat epäkäytännöllisen pieniä
Tyypillisen C-C sidoksen pituus
154 pm (1,54Å)
1 u (atomic mass unit)
1,66054 x 10^27 kg
Absoluuttiset massat
n. 1 x 10-27 kg - 5 x10-25 kg
Suhteellinen atomimassa (kerro hiili 12)
- Hiili-12 on valittu standardiksi, johon muita verrataan
- Hiili-12 massaksi on sovittu tarkalleen 12u (1960)
- Muiden alkuaineiden massat on saatu määritettyä massaspektometrilla suhteuttaen C-12: massaan
Esim. Happi-16 isotoopin massa ?
Massaspektrometrilla saadaan 16O ja 12C massojen suhteeksi 1,3391
→ 16O:n massa on 1,33291 x 12 u = 15,9949 u
Suhteellinen atomimassa laskettuna eri isotooppien suhteellisten massojen ja niiden yleisyyksien avulla
Yleisyys % x suhteellinen massa, + lasku niin kauan kuin isotooppeja riittää
Atomimassa kilogrammoina
55,84728 u = 9,27366 * 10-26 kg
Voiko atomeita laskea makroskooppisesta näytteestä
Mahdotonta
Missä suhteessa aineet reagoivat
lukumääräsuhteissa (reaktioyhtälön kertoimet)
Ainemäärä (mooli) määritelmä
Atomien lukumäärä 12 grammassa puhdasta C-12
Hiukkasten (atomien, molekyylien tms) lukumäärä yhdessä moolissa on
Avogadron luku NA
= 6,022 x 10^23 mol-1
Yhdessä moolissa jokaista
alkuainetta on ? kpl
atomia!
6,022 x 10^23
Paljonko yksi mooli vesimolekyylejä painaa, kun
M(vesimolekyyli) = 18,0 g/mol
m=18,0g
