STRUKTURA ATOMA Demokrit 460 370 p.n.e.hemija.me/wp-content/uploads/2019/09/struktura-atoma.pdf · 2019-10-07 · Najsitniji deo elementarne supstance je atom.-Atom je nedeljiv.Hemijska

STRUKTURA ATOMA

ideja o atomima

ATOM(beskrajno mali)

Demokrit

460–370 p.n.e.Grčka

OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJA

DALTONOVA TEORIJA ATOMA

Džon Dalton

1808 god.


Najsitniji deo elementarne supstance je atom.Atom je nedeljiv.-

Hemijska jedinjenja nastaju spajanjem atoma odgovarajućih elemenata.-

Atomi različitih elemenata imaju različita osobine i različite mase.-

Atomi jedne proste supstance (elementa) imaju iste mase. -

DALTONOVA TEORIJA ATOMA


J.J. Tompson je našao prirodu zraka koji nastaju električnim pražnjenjem katodnih cijevi.

OTKRIĆE ELEKTRONA


Izmjerio je odnos naelektrisanja elektrona i njegove masee/m=1.76.108 C/g

OTKRIĆE ELEKTRONA


Na osnovu vrijednosti e/m moglo se pretpostaviti da elektron ima ili ogromno naelektrisanje ili izuzetno malu masu. Tačno određivanje

naelektrisanja eksperimentalno je uradio Miliken.

OTKRIĆE ELEKTRONA

Milikenov ogled


Robert Milikan (Univerzitet u Čikagu) odredio je naelektrisanje naelektronu 1909.

OTKRIĆE ELEKTRONA

Milikenov ogled


Dobio je različite vrednosti naelektrisanja čestica - celobrojniumnožak od 1,6 x 10-19 C

OTKRIĆE ELEKTRONA

Milikenov ogled


Masa elektrona

Naelektrisanje elektrona

e = 1,6 x 10-19 C

Specifično naelektrisanje elektrona

m = 9.1094 x 10-31 kg

OTKRIĆE ELEKTRONA

e/m=1.76 x 108 C/g


OTKRIĆE RENDGENKIH ZRAKA I RADIOAKTIVNOST

Wilhelm Conrad Röntgen

1845 –1923 Nobelova nagrada za fiziku


Izazivaju fluorescenciju-

talasna dužina = 10-11 – 10-9 m -

razelektrišu elektroskop-

prolaze kroz materiju-

OTKRIĆE RENDGENSKIH ZRAKA I RADIOAKTIVNOST


http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Anna_Berthe_Roentgen.gif


H. Bekerel

1896 god.Otkriće prirodne radioaktivnosti


http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Becquerel_Henri_photograph.jpg


Marie Curie SklodowskaPierre Curie

1898 god.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/ba/Marie_Curie_(Nobel-physics).png

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Pierrecurie2.jpg


• Ernest Rutherford otkrio je tri vrste zračenja:

– zraci

– zraci

– zraci


X - zraciu magnetnom polju

- zraci

- zraci

- zraci

-zraci (čestice)-pozitivno naelektrisani, jezgra atomahelijuma(He2+)

-zraci (čestice)- negativno naelektrisani (snopelektrona, e-)

-zraci–identični sa X-zracima (manje talasne dužine)

λ = 0,001 – 0,1 nm



Preovlađujuća teorija (tzv. Tompsonov model) bila je model

„šljiva u pudingu", koji je izneo Tompson

STRUKTURA ATOMA

ATOM, otprilike do 1900 god.

U njemu je prikazana pozitivna sfera materije sa negativnim

elektronima


Tomsonov učenik Raderford: + i –naelektrisanje u atomu nijeravnomerno rasporedjeno

STRUKTURA ATOMA

RATHERFORDOV EKSPERIMENAT

Na listić zlata usmerio je snop -čestica

Posmatrao je pravac prolaska -zraka na fluorescentnom zastoru


Pošto su neke čestice odbijale podvelikim uglovima, Tompsonovmodel nije mogao biti tačan.

STRUKTURA ATOMA

RATHERFORDOV EKSPERIMENAT

Kada bi atom bio čvrst po celojzapremini, nijedna –čestica ne biprošla kroz metalni listić bez skretanja

Masa atoma metalnog listića nalazi se uvrlo maloj zapremini atoma -

JEZGRO ATOMA


Protone je otkrio Ratherford 1919. godine

STRUKTURA ATOMA

Ostale subatomske čestice

Neutrone je otkrio James Chadvick 1932. godine.


Protoni i elektroni su jedine čestice koje imajunaelektrisanje.

STRUKTURA ATOMA

Subatomske čestice

Protoni i neutroni su u suštini iste mase.

Masa elektrona je toliko mala da ga ignorišemo.


Simboli elemenata su pretstavljeni sa jednim ili dva slova.

STRUKTURA ATOMA

Simboli elemenata

C12

6Simbol elementa

Atomski broj (broj protonaili elektrona)

Maseni broj (broj protona plus neutrona)


Svi atomi istog elementa imaju isti broj protona:

atomski broj (Z)

STRUKTURA ATOMA

Atomski broj

C12

6Simbol elementa




Masa atoma u jedinicama atomske mase (amu) je ukupan broj protona i neutrona u atomu.

STRUKTURA ATOMA

Maseni broj

C12

6Simbol elementa




Izotopi su atomi istog elementa različitih masa.

STRUKTURA ATOMA

Izotopi

Izotopi imaju različit broj neutrona.


Izotopi su atomi istog elementa različitih masa.

STRUKTURA ATOMA

Izotopi

Izotopi imaju različit broj neutrona.


Atomske i molekulske mase se mogu izmeriti sa velikom preciznošću sa masenim

spektrometrom.

STRUKTURA ATOMA

Atomska masa


Zato što u stvarnom svetu koristimo velike količine atoma i molekula, koristimo prosječne mase u

proračunama (relativne atomske mase)

STRUKTURA ATOMA

Relativna atomska masa

Otkriće izotopa objašnjava zašto relativne atomske mase nijesu cijeli brojevi.


U prirodi kiseonik se javlja u obliku tri izotopa:

Ar %16O 15,99491 99,75917O 16,99913 0,03718O 17,99916 0,204

Izračunati Ar?

Ar(O) = 0,99759.15,99491 + 0,00037.16,99913 +

0,00204.17,99916 = 15,99937


POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMA



Ervin Schrodinger



Ervin Schrodinger

22

2 2

8

dh EVm dx


POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMAn-glavni kvantni broj

n=1 2x12 = 2x1 = 2n=2 2x22 = 2x4 = 8n=3 2x32 = 2x9 = 18n=4 2x42 = 2x16 = 32

n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Maksimalan broj elektrona u energetskom nivou je = 2n2


POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMAl-sporedni kvantni broj

l=0..........n-1

Zbog efekta zaklanjanja - podnivou u okviru jednog nivoa imaju različite vrednosti energije

Vrijednost l 0 1 2 3

Orbitale s p d f


POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMAm-magnetni kvantni broj

m=-l.......0.....+l


1s

2s

2p3s

3p4s3d

4p5s4d

5p4f0

E


s < p < d < f


POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMAorbitale

s-orbitala

Vrednost l = 0.

Imaju oblik sfere.

Radijus sfere se povećava s povećanjem vrednosti n.



p-orbitalae

Vrednost l = 1.

Imaju oblik izduženih osmica.



d-orbitalae

Vrednost l = 2.


POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMAs-spinski kvantni broj

Određuje smjer okretanja elektrona oko sopstvene ose

s=+1/2, -1/2


POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMAs-spinski kvantni broj

Pulijev princip isključenja

Ni dva elektrona u istom atomu ne mogu imati istu energiju.

Ni dva elektrona u istom atomu ne mogu imati identične skupove kvantnih brojeva..



Nivo n 1 2 3

Podnivo l

Orbitala ml

Spin ms

0 0

0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 2 1 0 -1 -2

2101

= +1/2

= -1/2

Dozvoljeni skupovi kvantnih brojeva za elektrone u atomima



Nivo n 1 2 3

Podnivo l

Orbitala ml

Spin ms

0 0

0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 2 1 0 -1 -2

2101

= +1/2

= -1/2




Nivo n 1 2 3

Podnivo l

Orbitala ml

Spin ms

0 0

0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 2 1 0 -1 -2

2101

= +1/2

= -1/2


OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJAOPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJA


Nivo n 1 2 3

Podnivo l

Orbitala ml

Spin ms

0 0

0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 2 1 0 -1 -2

2101

= +1/2

= -1/2


OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJAOPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJA


Nivo n 1 2 3

Podnivo l

Orbitala ml

Spin ms

0 0

0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 2 1 0 -1 -2

2101

= +1/2

= -1/2



POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMAOrbitalni dijagrami

Svaka kockica predstavlja jednu orbitalu.

Polu-strelice predstavljaju elektrone.

Pravac strelice predstavlja rotaciju elektrona.



Hundovo pravilo (pravilo maksimalnog multipliciteta)

Kako se popunjavaju elektronima orbitale iste energije (degenerisane orbitale, ista vrednost n i l)?

Degenerisane orbitale se popunjavaju tako da imamo maksimalan broj

nesparenih elektrona


1s 2s 2p

1s 2s 2p

Energetski nepovoljnoatom - nestabilan

Energetski povoljnoatom - stabilan

6C

6C


Hundovo pravilo (pravilo maksimalnog multipliciteta)


ELEKTRONSKE KONFIGURACIJE

1H 1s1

2He 1s2

3Li 1s2 2s1

4Be 1s2 2s2

5B 1s2 2s22p1



6C 1s2 2s2 2p2

7N 1s2 2s2 2p3

8O 1s2 2s2 2p4

9F 1s2 2s2 2p5

10Ne 1s2 2s2 2p6

16S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4


1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

6s 6p 6d

7s 7p

početak

ELEKTRONSKE KONFIGURACIJEŠema popunjavanja atomskih orbitala



4s – orbitala

n = 4 l = 0

n + l = 4 + 0 = 4

3d – orbitala

n = 3 l = 2

n + l = 3 + 2 = 5

Energetski nivo 4s orbitale je niži od nivoa 3d

4s < 3d 5s < 4d 6s < 5d 7s < 6d




4s < 3d 5s < 4d 6s < 5d 7s < 6d

20Ca 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d2

20Ca 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s2




4s < 3d 5s < 4d 6s < 5d 7s < 6d

Po dogovoru piše se 3d 4s

27Co 1s2 2s22p6 3s23p6 3d7 4s2

Co2+ 1s2 2s22p6 3s23p6 3d7

-2e-


ELEKTRONSKE KONFIGURACIJEPeriodni sistem elemenata

Popunjavamo orbitale u rastućem redosledu energije.

Različiti blokovi u PSE odgovaraju različitim vrstama orbitala


24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2

4s 3d

24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1

4s 3d


Elementi kod kojih ne dolazi do normalnog popunjavanja atomskih orbitala

24Cr 29Cu (Ag, Au, Mo)


Ako se neki element nalazi u četvrtoj periodi i drugoj grupi koji je njegov redni broj?

20


Element sa atomskim brojem 16 ima osobine nasjličnije elementu čiji je redni broj:

a) 6b) 32c) 34d) 17e) 15


STRUKTURA ATOMA Demokrit 460 370 p.n.e.hemija.me/wp-content/uploads/2019/09/struktura-atoma.pdf · 2019-10-07 · Najsitniji deo elementarne supstance je atom.-Atom je nedeljiv.Hemijska

Documents