Struktura elektronskog omotača

Elektronski omotač čine elektroni.
Svaki elektron u zavisnosti od udaljenosti od jezgra ima odredjenu vrednost energije.
Zbog toga se elektroni mogu rasporediti na osnovu vrednosti energije po
energetskim nivoima i podnivoima.

Nivoa ima 7, a podnivoi su označeni slovima s, p, d, f.
Svaki podnivo može da "primi" odredjeni broj elektrona:

s - 2 elektrona

p - 6 elektrona

d - 10 elektrona

f - 14 elektrona.

Prvi nivo nema podnivoa, ali se označava kao da ima jedan podnivo i to 1s.

Drugi nivo ima dva podnivoa i to 2s i 2p.

Treći nivo ima tri podnivoa i to 3s, 3p i 3d.

Četvrti, peti, šesti nivo imaju s, p, d i f.

Elektronska konfiguracija je RASPORED ELEKTRONA PO ENERGETSKIM NIVOIMA I PODNIVOIMA.

Najveći atom koji postoji (dobijen veštačkim putem) ima elektronsku konfiguraciju:


Viši energetski nivo uvek ima više energije od nižeg bez obzira na redosled popunjavanja.

Redosled popunjavanja mora se poštovati pri pisanju svih elektronskih konfiguracija .

Za elektron je karakteristično da se veoma brzo kreće i ima veoma malu masu.
U isto vreme ne može se odrediti i položaj i brzina elektrona (Hajzenbergov princip neodredjenosti) tako da se koriste složena izračunavanja koja kao rezultat daju orbitalu.
Elektron ima i čestična i talasna svojstva.

Orbitala je prostor oko jezgra u kome je najveća verovatnoća nalaženja elektrona.

Orbitale mogu biti s, p, d, f.

s orbitala ima oblik sfere, a razlikuju se 1s, 2s, 3s do 7s orbitala. Razlika je u veličini.

p orbitale imaju oblik ''izduženih osmica" i razlikuju se u veličini, energiji i usmerenosti u prostoru.

VEŽBANJE

VRSTE SUPSTANCI, STRUKTURA ATOMA, JONSKA I KOVALENTNA VEZA

1. Odredi vrstu supstance na osnovu opisa:

a) jednostavna čista supstanca i ne može se hemijski razložiti na jednostavnije

b) supstanca izgrađena od istih molekula koji su sastavljeni od različitih atoma

c) supstanca proizvoljnog sastava čiji se sastojci ne mogu razlikovati golim okom ili mikroskopom.

2. Šematski predstavi čestični sastav:

a) smeše dva elementa sastavljena iz atoma b) smeše dva jedinjenja

c) elementa sastavljenog iz dvoatomnih molekula d) jedinjenja sastavljenog iz troatomnih molekula

3. Definiši pojmove: a) supstanca, b) elementarna supstanca, c) jedinjenje, d) čista supstanca
4. Navedi po tri primera za a) homogenu smešu, b) jedinjenje, c) heterogenu smešu
5. Napiši elektronsku konfiguraciju, odredi broj elementarnih čestica i grupu i periodu za:

a) Na b) Ca c) He d) Ne e) Cl f) P g) As

6. Uporedi orbitale po obliku, veličini i usmerenosti u prostoru: a) 2s i 4s, b) 2s i 2px , c) 4px i 4py
7. Odredi maksimalan broj elektrona na osnovu opisa: a) n=4, b) n=3, l=2, c) n=5, l=3, m_l=0
8. Šematski predstavi elektronske konfiguracije uz pomoć kvadratića (kućica) za: a) Li, b) O, c) Ar
9. Napiši elektronsku konfiguraciju atoma ako su date elektronske konfiguracije jona:

a) Ca²⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ b) Fe³⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ c) N^3- 1s²2s²2p⁶

10. Uporedi elektronske konfiguracije i oceni njihove relativne stabilnosti:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ 1s²2s²2p⁶3s²3p³

11. Napiši elektronske konfiguracije na osnovu grupe i periode:

a) Va grupa i 4 perioda b) VIIIa grupa i 1 perioda c) IIIa grupa i 2 perioda d) Ia grupa i 1 perioda

12. Odredi kvantne brojeve za

a)

b)

13. Koja od ponudjenih elektronskih konfiguracija nije moguća? Objasni

14. Poredjaj ponudjene atome prema porastu njihovih prvih energija jonizacija:

a) Na, Ar, S, Cl b) Ca, Ba, Mg c) Cl, Br, I

15. Kako se menja vrednost energije jonizacije atoma aluminijuma od prve do četvrte? Objasni. Ukoliko se neka vrednost znatno razlikuje od ostalih navedi koja je to energija jonizacije.
16. Šta je afinitet prema elektronu? Koji atom ima najveću vrednost afiniteta prema elektronu?
17. Opiši: a) Hundovo pravilo b) Paulijev princip isključenja
18. Odredi broj elementarnih čestica za: a) S^2- b) Al³⁺
19. Šta je jonska veza? Koji atomi medjusobnim povezivanjem mogu graditi jonsku vezu?
20. Objasni na koji način može nastati jonska veza izmedju atoma: a) Na i Cl, b) Ca i O, c) Mg i N
21. Šta je kovalentna veza? Na koji način nastaje kovalentna veza?
22. Šta je zajednički, a šta slobodan elektronski par?
23. Predstavi obrazovanje kovalentne veze korišćenjem Luisove teorije izmedju atoma:

a) H i H b) H i N c) O i O d) N i N e) H i Br

24. Nacrtaj orbitalnu sliku molekula: a) H₂ b) HCl c) O₂ d) N₂
25. Na osnovu vrednosti elektronegativnosti odredi koja je veza polarna a koja nepolarna i poredjaj veze po porastu polarnosti:

a) H-Cl b) H-H c) C=O d) N-O e) F-H

(elektronegativnosti: H-2,1, C-2,5, N-3,0, F-4,0, Cl-3,0)

26. Šta je elektronegativnost? Koja tri atoma imaju najveću elektronegativnost i na koji način se to može objasniti? Koji nemetal ima najmanju vrednost elektronegativnosti? Da li elektronegativnost ima jedinicu?
27. Uporedi prema vrednosti energije: a) dva atoma vodonika i molekul vodonika b) atom natrijuma i atom hlora u odnosu na jonski par NaCl

ATOM

STRUKTURA ATOMA

Atomi se sastoje iz elementarnih čestica: nukleona (protona i neutrona) i elektrona.

Nukleoni su čestice koje čine jezgro atoma, a elektroni čine elektronski omotač.

Proton je elementarna čestica koja je pozitivno naelektrisana.
Neutron je elementarna čestica koja nije naelektrisana.
Elektron je elementarna čestica koja je negativno naelektrisana.

m(p⁺) ≈ m(n⁰)

m(p⁺) <<>

masa protona približno je jednaka masi neutrona, a masa elektrona mnogo je manja od mase protona, odnosno neutrona.

q(p⁺) = - q (e¯)

količina nelektrisanja protona jednaka je količini naelektrisanja elektrona, razlika je u znaku.

JEZGRO ATOMA JE 10 000 PUTA MANJE OD OMOTAČA.

Broj elementarnih čestica može se odrediti na osnovu vrednosti atomskog i masenog broja.

Atomski broj je broj protona u jezgru.

Z=N(p⁺)

Maseni broj je zbir broja protona i broja neutrona u jezgru.

A=N(p⁺) + N(n⁰)

U ATOMU broj protona jednak je broju elektrona. Zbog toga je atom elektroneutralna čestica.

Čestični sastav supstanci

Demokrit i Leukip su grčki filozofi koji su prvi uveli pojam atoma kao najmanje nedeljive čestice.
Oni su razmišljali da "ukoliko je moguće usitniti supstancu tako da ništa od nje ne ostane, onda je moguće i spajati "ništa" i "ništa" tako da se dobije nešto", a kako to nije moguće onda mora postojati neki najmanji najsitniji deo koji je osnova svih supstanci.

Ova ideja je zaboravljena i tek 2000 godine kasnije Dalton obnavlja teoriju o atomu.

Atom je najsitnija hemijski nedeljiva čestica koja je jedinica građe supstanci.
Atom je loptasta čestica male mase.

Postoje različiti atomi i to su atomi elemenata. Koliko ima elemenata toliko ima vrsti atoma.

Povezivanjem atoma u novu česticu nastaje MOLEKUL.
A od atoma mogu nastati i joni.

Osnovne čestice su, prema tome, atomi, molekuli i joni.

Elementarne supstance uvek imaju iste atome.
Neke elementarne supstance izgradjeni su od atoma, a kod nekih elemenatarnih supstanci osnovne čestice čine molekuli izgradjeni od istih atoma.

Na primer: natrijum, kalijum, aluminijum, bakar, zlato, živa i drugi kao osnovne čestice sadrže atome.
Jod, hlor, fluor, kiseonik, azot, vodonik, brom, sumpor, fosfor kao osnovne čestice sadrže molekule.

Jedinjenja mogu biti izgradjena od molekula(koji su izgradjeni od različitih atoma) ili od jona (pozitivnih i negativnih, tako da se ista grupa jona ponavlja u strukturi)

ELEMENTARNE SUPSTANCE

JEDINJENJA

Supstance

Supstanca je sve što ima masu i zauzima prostor. Supstance izgrađuju fizička tela.

Supstance mogu biti:

čiste supstance i smeše.

• Čiste supstance su supstance koje ne sadrže tragove drugih supstanci i imaju STALAN SASTAV i svojstva.
• Smeše su mešavine čistih supstanci i imaju PROIZVOLJAN SASTAV. Svojstva smeša zavise od sastojaka i odnosa u kome su pomešani.

Čiste supstance mogu biti:
elementarne supstance i
jedinjenja.

• Elementarne supstance su jednostavne čiste supstance i ne mogu se hemijskim putem razložiti na jednostavnije supstance. Primeri elemntarnih supstanci su: vodonik, sumpor, azot, kiseonik, aluminijum, natrijum, bakar, cink...
• Jedinjenjasu složene čiste supstance i mogu se hemijskim putem razložiti na jednostavnije. Primeri jedinjenja su: destilovana voda, natrijum-hlorid, amonijak, hlorovodonik, glukoza, etanola...

Smeše mogu biti:

homogene i heterogene.

• Homogene smeše su smeše koje imaju isti sastav u svim svojim delovima i čiji se sastojci ne mogu razlikovati golim okom ili mikroskopom.
• Heterogene smeše imaju različit sastav u svojim delovima i sastojci se mogu razlikovati golim okom ili mikroskopom.

Svaka supstanca ima svoja fizička i hemijska svojstva i može se fizički ili hemijski promeniti.
Fizička promena supstance je promena pri kojoj se menjaju samo fizička svojstva, a hemijskom promenom supstanca se pretvara u nove supstance.

Fizička svojstva supstanci su boja, miris, ukus, agregatno stanje, gustina, rastvorljivost, savitljivost, tvrdoća i druga.
Hemijska svojstva su svojstva supstanci koja pokazuju na koji način se ta supstanca može pretvoriti u drugu supstancu. Hemijsko svojstvo je, na primer, reaktivnost.