Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η δομή του ατόμου. Από τον Δημόκριτο μέχρι το σύγχρονο κβαντικό άτομο. ΙΙΙ. Ηλεκτρονική δόμηση. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης. 1.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Η δομή του ατόμου. Από τον Δημόκριτο μέχρι το σύγχρονο κβαντικό άτομο. ΙΙΙ. Ηλεκτρονική δόμηση. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης. 1."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Η δομή του ατόμου. Από τον Δημόκριτο μέχρι το σύγχρονο κβαντικό άτομο. ΙΙΙ. Ηλεκτρονική δόμηση. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης. 1

2 Αρχές ηλεκτρονικής δόμησης. Η ηλεκτρονική δόμηση βασίζεται σε τρεις αρχές. Απαγορευτική αρχή του Pauli Αρχή ελάχιστης ενέργειας. Κανόνας του Hund. 2

3 Απαγορευτική αρχή του Pauli Στο ίδιο τροχιακό μπορεί να υπάρχουν μόνο δύο ηλεκτρόνια με αντιπαράλληλα spin. Στο ίδιο άτομο δεν μπορούν υπάρξουν ηλεκτρόνια με ίδιους και τους τέσσερις κβαντικούς αριθμούς. H απαγορευτική αρχή του Pauli καθορίζει ένα μέγιστο αριθμός ηλεκτρονίων σε κάθε τροχιακό, υποστιβάδα και στιβάδα. 3

4 Δυνατοί διαφορετικοί συνδυασμοί κβαντικών αριθμών n, l, m l και m s. στιβάδες n l mlml υποστιβάδες Κ2Κ2 2s 2 2p 6 3d s s2p y 2p z 2p x s3p y 3d 3d 3d 3d 3d 3px3px 3p z msms 3s23s2 τροχιακά 3p63p6 - + L8L8 M 18 1s 2 Υπόμνημα, 4

5 Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων (ανά τροχιακό, υποστιβάδα και στιβάδα). Σε κάθε τροχιακό: Σε υποστιβάδα: Σε στιβάδα: s 2 p 6 d 10 f 14 ηλεκτρόνια ανά υποστιβάδα K 2 L 8 M 18 N 32 ηλεκτρόνια ανά στιβάδα 5

6 . (κανόνας δόμησης aufbau ) Αρχή ελάχιστης ενέργειας. (κανόνας δόμησης aufbau ) Στη θεμελιώδη (σταθερότερη δυνατή) κατάσταση του ατόμου τα ηλεκτρόνια τοποθετούνται με τέτοια σειρά ώστε να συμπληρώνονται πρώτα τα τροχιακά που έχουν την μικρότερη ενέργεια.  Όσο μικρότερο είναι το άθροισμα (n+l) τόσο μικρότερη είναι η ενεργειακή στάθμη του τροχιακού.  Αν δύο τροχιακά έχουν το ίδιο (n+l), τότε μικρότερη ενεργειακή στάθμη έχει το τροχιακό με το μικρότερο 1ο κβαντικό αριθμό (n).  Τα τροχιακά στην ίδια υποστιβάδα έχουν την ίδια ένέργεια (εκφυλισμένα τροχιακά) 6

7 αύξουσα ενέργεια. Παράδειγμα κατάταξης τροχιακών με αύξουσα ενέργεια. Άρα για τα τροχιακά αυτά η σειρά αυξανόμενης ενέργειας είναι: 2s < 3p < 4s < 3d 2s n+l=2+0=2 3p n+l=3+1=4 4s n+l=4+0=4 3d n+l=3+2=5 7

8 Διαγράμματα αυξανόμενης ενέργειας τροχιακών. 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p,8s,5g,6f,... Σειρά πλήρωσης τροχιακών: 8

9 Διαγράμματα αυξανόμενης ενέργειας τροχιακών. 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p,8s,5g,6f,... 1s 2s2s 2p 3p 4p 3s3s 4s4s 3d E 9

10 Παραδείγματα ηλεκτρονικής δόμησης (κατά αύξουσα ενέργεια υποστιβάδας) 1s 2 2s 2 2p 6 Ne (Z=10) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 … Fe (Z=26) [Νe]3s 2 3p 1 Al (Z=13) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 [Ne] [Ar] 4s 2 3d 6 10

11 1 η παρατήρηση στην ενέργεια των τροχιακών. Στο άτομο του υδρογόνου η ενέργεια εξαρτάται μόνο από τον 1ο κβαντικό αριθμό n. Έτσι τα τροχιακά της ίδιας στιβάδας του υδρογόνου έχουν την ίδια ενέργεια (εκφυλισμένα) και δεν διαφοροποιούνται ενεργειακά όπως τα τροχιακά των πολυηλεκτρονικών ατόμων. ενέργεια άτομο Η (z=1) άτομο Νa (Z=11) 11

12 2 η παρατήρηση στην ενέργεια των τροχιακών. Από τους κανόνες δόμησης είδαμε ότι το ns τροχιακό έχει μικρότερη ενέργεια από τα (n-1)d τροχιακά και γι’ αυτό συμπληρώνεται πρώτα το ns και μετά τα (n-1)d. Όταν όμως τοποθετούνται τα ηλεκτρόνια στα (n-1)d τροχιακά, αυτά αποκτούν μικρότερη ενέργεια από τα ηλεκτρόνια στο ns. Τα εσωτερικά ηλεκτρόνια (n-1)d εξασκούν απωστικές δυνάμεις στα εξωτερικά ns με αποτέλεσμα τα ns ηλεκτρόνια να αυξάνουν την ενέργειά τους. (n-1)d ns (n-1)d 12

13  Πρέπει να είμαστε προσεκτικοί όταν μας ζητείται μία ηλεκτρονική διαμόρφωση και πάντα να γίνεται διευκρίνιση για την διαμόρφωση που γράφουμε. 3 η παρατήρηση στην ηλεκτρονική δόμηση. Σύμφωνα με την προηγούμενη (2 η ) παρατήρηση είναι δυνατόν να γράφουμε της ηλεκτρονικές διαμορφώσεις με δύο τρόπους: Με αύξουσα ενέργεια τροχιακών 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 Με αύξουσα ενέργεια ηλεκτρονίων 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 π.χ. Fe (Z=26)  Καλό είναι να γράφουμε την ηλεκτρονική διαμόρφωση με αύξουσα ενέργεια ηλεκτρονίων γιατί διευκολύνει στην διαμόρφωση των κατιόντων: π.χ. για τον Fe 2+ γράφουμε: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 ενώ για τον Fe 3+ γράφουμε: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 13

14 Η σταθερότητα συμπληρωμένων και ημισυμπληρωμένων υποστιβάδων 4 η παρατήρηση στην ενέργεια των τροχιακών. Την αρχή της μεγίστης σταθερότητας των συμπληρωμένων και ημισυμπληρωμένων υποστιβάδων σύμφωνα με την οποία αυξημένη σταθερότητα επιδεικνύουν οι συμπληρωμένες και ημισυμπληρωμένες υποστιβάδες. Cr: [Ar]3d 5 4s 1 και όχι [Ar]3d 4 4s 2 Cu: [Ar]3d 10 4s 1 και όχι [Ar]3d 9 4s 2 14

15 Κανόνας του Hund. Τα ηλεκτρόνια της ίδιας υποστιβάδας τοποθετούνται σε τροχιακά έτσι ώστε να έχουν το μέγιστο συνολικό spin. Τα ηλεκτρόνια της ίδιας υποστιβάδας, τοποθετούνται σε τροχιακά έτσι ώστε να έχουν κατά προτίμηση παράλληλα spin. π. χ. στο άτομο του οξυγόνου με δομή 1s 2, 2s 2, 2p 4, τα 4 ηλεκτρόνια στην υποστιβάδα (2p) έχουν δυνατότητα να έχουν δύο διαμορφώσεις: σωστή διαμόρφωση.λάθος διαμόρφωση. 2p y 2 2p z 2p x 2 2p y 1 2p z 1 2p x 2 15


Κατέβασμα ppt "Η δομή του ατόμου. Από τον Δημόκριτο μέχρι το σύγχρονο κβαντικό άτομο. ΙΙΙ. Ηλεκτρονική δόμηση. Επιμέλεια: Διογένης Κοσμόπουλος 2 ο ΓΕΛ Αργυρούπολης. 1."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google