Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Adatgyűjtés, mérési alapok, a

környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc

Tudományos kutatásmódszertani, elemzési és közlési ismeretek modul

5. Lecke

Kvantumszámok és elektronegativitás

Kvantumszámok, n=1Az atommaghoz legközelebb eső elektronszinten vannak az n = 1

főkvantumszámú elektronok. Az n1 pályán összesen 2 elektron található.

A mellékkvantumszám 0-tól n-1-ig terjedő értékeket vehet fel. Ez ebben az esetben csupán egy értéket jelent: l = 0.

A mágneses kvantumszám – l -től + l -ig terjedő értékeket vehet fel, mivel l = 0, így az m is csak egy értéket vehet fel: m = 0.

A spin kvantumszám s = -1/2, +1/2 (Éppen melyik félkörön tartózkodik az elektron.)

Az n = 1-es pályán lévő két elektron kvantumszámai tehát a következők:1. n = 1, l = 0, m = 0, s = -1/22. n = 1, l = 0, m = 0, s = +1/2

Kvantumszámok n=2

n = 2, l = 0, m = 0, s = -1/2n = 2, l = 0, m = 0, s = +1/2n = 2, l = 1, m = -1, s = +1/2 n = 2, l = 1, m = -1, s = -1/2n = 2, l = 1, m = 0, s = +1/2n = 2, l = 1, m = 0, s = -1/2n = 2, l = 1, m = 1, s = +1/2n = 2, l = 1, m = 1, s = -1/2

l = 0 vagy l = 1

m = 0 m = -1 m = 0 m = -1

s= + ½ s= - ½ s= + ½ s= - ½ s= + ½ s= - ½ s= + ½ s= - ½

Maximális elektronszámÁltalánosságban n-es főkvantumszámhoz felírható

maximális elektronszám: N = 2n2. Ez azt jelenti tehát, hogy 2n2 elektron írható fel úgy, hogy a Pauli-féle elv is érvényben van, azaz nincs két olyan elektron, amelynek mind a négy kvantumszáma megegyezne.

Folytatva a sort kimutatható, hogy az n = 3-as főkvantumszámhoz 18, az n = 4-es főkvantumszámhoz pedig 32 db

elektron tartozik.

Elektronhéj telítettség

A legegyszerűbb elem a hidrogén. 1 db elektronja van, ez az első héjon helyezkedik el. Mivel az első héjon maximálisan 2 elektron található, így még lenne 1 szabad hely ezen a héjon. Így azt mondjuk, hogy a pálya telítetlen.

A héliumnak összesen két elektronja van. Ezek még pont “elférnek” az első héjon. Mivel az első héjhoz maximálisan két elektron tartozik, így azt mondjuk, hogy a hélium esetében az első héj telített.

Periódusos rendszer és az elektronok viszonya

A sorok mutatják, hogy hány héjjal rendelkeznek az abban szereplő elem. A hidrogén és a hélium az első sorban helyezkednek el, ez azt jelenti, hogy egy elektronhéj található.

Az oszlopok pedig arra utalnak, hogy hány elektron található a legkülső elektronhéjon. A hidrogén esetén 1 db elektron van a legkülső elektronhéjon, így az első oszlopban – az ún. I. főcsoportban helyezkedik el.

A hélium egyetlen héja telített, hiszen azon két elektron található. A hélium a nyolcadik oszlopban – az ún. VIII. főcsoportban helyezkedik el. Ez a főcsoport speciális főcsoport, hiszen itt helyezkednek el azok az elemek, amelyeknek a külső elektronhéjuk telített, az ún. nemesgázok.

Valójában minden elem arra törekszik, hogy elérje ezt a nemesgázszerkezetet, azaz, hogy a külső elektronhéjon a maximális mennyiségű elektron legyen található.

ElektronegativitásAmikor egy atom kémiai kötésbe kerül egy másik atommal,

akkor a külső elektronhéjak érintkeznek egymással. A kötések kialakulásánál alapvető jelentőségű, hogy a

kötésben részt vevő atomok mennyire “vonzódnak” a saját külső elektronjaikhoz. Erre utal az elektronegativitás.

Az elektronegativitás megmutatja, hogy az atomban lévő atommag milyen mértékben tudja a végtelenből magához vonzani az elektront illetve a már vonzáskörzetében lévő elektront milyen mértékben tudja megtartani.

A legerősebb elem ilyen szempontból a fluor (F), a leggyengébb pedig a francium (Fr).

Az elektronegativitás értékei

ELEM ELEKTRONEGATIVITÁS

O -3,5

N -3,0

C -2,5

H -2,1

Cl -3,0

S -2,5

Na -0,9

Fr -0,7

Kémiai kötések

A kémiai kötéseknek két fő csoportja van:

• az elsődleges kémiai kötések, ahol atomok molekulákká kapcsolódnak,

• a másodlagos kémiai kötések, ahol molekulák vegyületekké kötődnek.

Kovalens kötésMinden atom arra törekszik, hogy elérje a nemesgázszerkezetet.

Ez többféle módon érhető el; a kovalens kötés az egyik ilyen „út” a nemesgázszerkezet felé.

Amikor két hidrogénatom találkozik, akkor ezt az 1-1 elektront a következőképpen osztják meg egymás között:

H Hx .

A két elektron egyszerre mindkét atomhoz tartozik. Az összekapcsolódott elektronpár a szaggatott vonallal leírt pályán „kering” a két atommag környezetében, és ugyanolyan valószínűséggel tartózkodik az egyik atom közelében, mint a másik atom közelében. A molekula kívülről semleges.

Oxigén molekula létrejötte

O..O

xx

x x

x x

. .

. .

OONem kötő elektron-

párokKötő

elektron-párok

Az oxigénatomoknak összesen 6 elektronjuk van a külső elektronhéjukon. Kovalens kötésben két-két elektron fog kötésbe menni, a többi 4-4 elektron kötésen kívül marad. Az elektronpárok, amelyek kötést alkotnak, az ún. kötő elektronpárok, a többi elektronok az ún. nemkötő elektronpárok. Az oxigénnek tehát két kötő elektronpárja van és két nemkötő elektronpárja.Egy egyszerűsített jelöléssel ez a következőképpen néz ki:

Kérdések a leckéhez

• Kvantumszámok fogalma és rendszere

• Elektronhéjak telítettsége • Kémiai kötések

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!