module 5: de chemische binding Flashcards
- atoom + kwantumrevolutie & wetenschappers - moleculair orbitaal theorie - Lewis theorie - Valence Bond Theorie - coördinatieve binding - metalen en zouten
onderwerp solvay conferentie
nieuwe kwantumtheorie
elektronen en fotonen
wat was het probleem met het model van Rutherford
verklaart niet:
- unieke lijnenpatronen in atoomspectra van elementen
- waarom elektronen geen energie verliezen bij hun baan rond de kern
- waarom elektronen niet uiteindelijk naar de kern draaien
wat was de UV catastrofe?
probleem: wetten v EM straling konden straling ve zwart lichaam niet goed voorspellen
- theoretisch: veel energie uitstralen, zeer hoge frequentie
- realistisch: witheet en zeer weinig straling uitzenden
wat heeft Max Planck gedaan
kwantisering ingevoerd: energie is gekwantiseerd:
- materie = oscillatoren (atomen) die dezelfde energie uitstralen als ze opnemen.
- elke oscilator heeft energie die een veelvoud is van een kleine energiewaarde (
waarom stralen zwarte lichamen weinig energie uit?
hoge energie komt alleen voor bij hoge frequentie: er zijn weinig oscillatoren met hoge energie -> weinig straling met hoge frequentie
foto-elektrisch effect
elektronen die niet sterk gebonden zijn aan een atoom komen los vanaf ze genoeg energie opnemen van een invallende lichtgolf
energie vh elektron is niet afhankelijk vd intensiteit vh licht, enkel van de frequentie ervan
wat was er zo belangrijk aan het foto-elektrische effect
licht is een deeltje!!
wat zijn lijnenspectra?
ontstaan nadat het licht ve geëxciteerd element doorheen een prisma gedisperseerd wordt
- specifiek voor elk element
- energie voor elementen is gekwantiseerd
Bohr-atoommodel conclusies
afstand ve elektron tot de kern is gekwantiseerd
energie van een elektron is gekwantiseerd
grondtoestand
n = 1
kleinste baanstraal, laagste energieniveau
aangeslagen toestanden
n > 1: hogere energie
hoe heeft het Bohr-atoommodel atoomspectra verklaard?
excitatie H-atoom: elektronen van grondtoestand overgaan nr een andere toestand
terugval nr lagere toestand door uitsturen van 1 foton
energie vh foton komt overeen met 1 almerlijn
conclusie: dit model verklaart atoomspectra voor H en waterstofachtige systemen
probleem: faalt voor meerelektronensystemen
de Broglie golflengte
licht = golf = deeltje -> elektron = deeltje = golf
heeft dus een golflengte: golflengtes berekent volgens de de Broglie formule = de Broglie golflengte
onzekerheidsrelatie van Heisenberg
fundamentele beperking op nauwkeurigheid van gelijktijdige fysische metingen
hoe meer je weet over de plaats van een deeltje, hoe minder je weet over de snelheid ervan (en omgekeerd)
kwantummechanica
mechanica voor natuur op atomair niveau
hoe kan Bohr’s model bewezen worden?
als je de baan van een elektron benadert als een staande golf zijn enkel de posities mogleijk waar deze sluit
schrödinger vgl
enkel oplosbaar voor H+
wat zijn orbitalen
waarschijnlijkheidsruimtes
kwantumgetallen
n = hoofdkwantumgetal¨: baan v elektronen
l = nevenkwantumgetal: vorm van het orbitaal
ml = magnetisch kwantumgetal: oriëntatie vh orbitaal
ms = spin vh elektron
s orbitalen
bol symmetrisch, 1 oriëntatie
p orbitalen
2 lobes, 3 oriêntaties
d orbitalen
4 lobes, 5 oriëntaties
Pauli-verbod
2 elektronen in een atoom kunnen niet dezelfde set van 4 kwantumgetallen hebben
aufbau principe
slangendiagram: eerst de orbitalen met lagere energie vullen
opvullen subniveaus
laagste energie bereiken -> stabiliteit
1) grondtoestand: laagste energiebezetting, Pauli-verbod en regel v Hund
2) aangeslagen toestand: Pauli-verbod, geen laagste energiebezetting, niet volgens Hund
3) verboden toestand: niet volgens Pauli
metaalradius
straal van 2 atoomkernen /2
covalente radius
diatomische molecule: afstand tussen de 2 atomen
andere: radius = verschil radius centraal en uiterst atoom - radius van uiterst
ionisatie-energie
= energie nodig om een elektron uit een atoom te verwijderen
endotherm proces
elektronenaffiniteit
= energieverandering bij toevoeging van een elektron aan een gasvormig atoom bij T=0
meestal exotherm
regels van Slater (Zeff)
- enkel shielding door elektronen op een lager of gelijk niveau
- 0,35 op zelfde niveau
- 0,85 voor s en p op n-1
- 1 voor d en f op n-1
moleculair orbitaal theorie
principe: molecule = verzameling atoomkernen op bepaalde afstand van elkaar
bindingen ontstaan door de elektronen in moleculaire orbitalen
moleculaire orbitalen
= orbitalen die gedelocaliseerd zijn over de hele molecule
zijn hun zuiver atomair karakter verloren