teori Flashcards
Hur många kvanttal behövs för att beskriva en elektrons fördelning i rymden,
dvs. en orbital?
Tre: Huvudkvanttalet (n), bikvanttalet (l) och det magnetiska kvanttalet (ml).
Hur många kvanttal behövs för att beskriva en elektrons totala tillstånd?
Fyra: Huvudkvanttalet (n), bikvanttalet (l) och det magnetiska kvanttalet (ml) samt
spinnkvanttalet (ms).
Vad menas med Pauliprincipen?
Två elektroner i en atom kan inte ha alla fyra kvanttalen lika.
Förklara i ord den viktigaste skillnaden mellan en σ- och en π-bindning.
En σ - bindning är rotationssymmetrisk, dvs. tillåter fri rotation runt förbindelseaxeln.
π- bindningar har två elektrontäta områden som inte ligger efter förbindelseaxeln
(”ovan/under”, ”framför/bakom”) och saknar därför denna rotationssymmetri.
π- bindningar ”låser” därför en bindning och förhindrar fri rotation runt förbindelseaxeln,
Hur varierar atomstorleken genom period 2 i det periodiska systemet?
Förklara varför!
Atomstorleken minskar åt höger inom perioden eftersom de yttersta elektronerna
(valenselektronerna) attraheras av summan av laddningar hos kärnan och den inre
elektronstrukturen. Detta gör att den effektiva kärnladdningen ökar åt höger och
attraktionskraften med den.
Hur kan det komma sig att en molekyl som har polariserade bindningar ändå
är opolär?
Om de två bindningarna polarisation tar ut varandra blir det inget resulterande
dipolmoment över molekylen.
Två hypotetiska element i 2:a eller 3:e perioden har följande joniseringsenergier:
Element X första: 800 kJ/mol andra: 2500 kJ/mol tredje: 3900 kJ/mol fjärde: 23000 kJ/mol
Element Y första: 700 kJ/mol andra: 2200 kJ/mol tredje: 3500 kJ/mol fjärde: 19000 kJ/mol
a) Till vilken grupp i det periodiska systemet borde element X höra? Varför?
b) Vilken laddning bör en jon av element X ha?
c) Var skulle du placera element Y i förhållande till element X i det periodiska
systemet – till vänster, ovanför, under eller till höger? Motivera!
a) Grupp 13. Ökningen i joniseringsenergi är betydligt större mellan 3:e och 4:e än mellan de
tidigare joniseringsenergierna.
b) +3
c) Under element X. Joniseringsenergierna är lägre, vilket tyder på en större atom/jon. Som
nämnts tidigare ökar storleken nedåt i en grupp (vid samma laddning). Orsaken är att Zeff i
förhållande till Z minskar med ökande antal inre (skärmande) elektroner.
Minskande Zeff/Z gör också att joniseringsenergin blir lägre.
Förklara varför magnesium har hög elektrisk konduktivitet mha. bandteorin. Till
hur stor andel är det ledande bandet fyllt?
I magnesium överlappar s- och p-bandet, vilket gör att det ledande bandet inte är helt fyllt.
Fyllnadsgraden i bandet motsvarar fyllnaden i varje enskild atom:
Mg: [Ne] 3s2
3p0. Totalt ryms 8e-
i 3s- och 3p-gruppen tillsammans, men det finns endast 2e-
i dessa orbitaler. Fyllnadsgraden är alltså 2/8 = 25 %.
Förklara varför jod är ett fast ämne, medan klor är en gas!
Styrkan i dispersionskrafter ökar med molmassan, vilket innebär att fler elektroner
involveras. Detta ger ökad polarisering i de inducerade dipolerna och därigenom starkare attraktion.
Förklara varför atomradierna ökar nedåt i en grupp.
Vid övergången till en ny period, tillkommer elektroner i orbitaler med ett högre
huvudkvanttal. Dessa skärmas effektivt av innanförliggande elektroner i orbitaler med lägre huvudkvanttal. Detta gör att den effektiva kärnladdningen (Zeff) sjunker för de yttersta orbitalerna.
Förklara vad som händer på molekylnivå när koldioxid förångas.
Van der Waals-attraktioner (dispersionskrafter) övervinns av värmerörelserna mellan molekylerna och koldioxidmolekylerna separeras från varandra.
Vad är det för skillnad mellan begreppen elektronaffinitet och elektronegativitet?
Elektronaffinitet: Den energiförändring som fås när en elektron upptas av en atom (eller molekyl).
Elektronegativitet: Förmågan hos en atom att attrahera elektroner till sig själv, när den ingår i en molekyl eller en jon. Elektronegativitet är inte något absolut mått, det finns flera olika modeller för beräkning av elektronegativitet och värdena kan skilja sig något mellan dessa olika
beräkningssätt.
Varför har grundämnena långt ner och till vänster i periodiska systemet
de mest utpräglade metalliska egenskaperna (t.ex. Cs)?
Cs och omgivande grundämnen har många elektroner i de inre orbitalerna, dessa skärmar den yttersta elektronen (valenselektronen), som därigenom känner av en låg effektiv kärnladdning. Elektronen kommer därigenom att vara löst bunden till atomkärnan, och låg energi krävs därför för att delokalisera den till omgivande atomer, dvs. utpräglat metalliska egenskaper
Ett hypotetiskt grundämne har följande joniseringenergier:
1:a – 900 kJ/mol
2:a – 1650 kJ/mol
3:e – 14900 kJ/mol
4:e – 21000 kJ/mol
I vilken grupp i periodiska systemet borde grundämnet befinna sig? Förklara.
Skillnaden i joniseringsenergi är störst mellan 2:a och 3:e steget. Detta beror på att de e- som då avlägsnas har ett lägre huvudkvanttal än de tidigare (”bryter upp ett ädelgasskal”). Dessa befinner sig närmare kärnan och högre energier krävs därför. Grundämnet borde därför höra
till grupp 2.
Vilka värden har de kvanttal som beskriver de två elektronerna i en 5s-
orbital? Ge alla värden.
Huvudkvanttalet n = 5, bikvanttalet l = 0 och det magnetiska kvanttalet ml = 0. Spinnkvanttalet är +1⁄2 respektive -1⁄2.
