Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ (από την τροχιά του Bohr στο τροχιακό της κβαντομηχανικής)

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ (από την τροχιά του Bohr στο τροχιακό της κβαντομηχανικής)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ (από την τροχιά του Bohr στο τροχιακό της κβαντομηχανικής)

2 •Στη διάρκεια των τελευταίων 125 χρόνων η εικόνα που έχουμε για το άτομο έχει αλλάξει δραστικά –Από την απλή συμπαγή σφαίρα σε –Ένα σύνθετο μοντέλο στο οποίο κυριαρχούν στατιστική και η πιθανότητες. Η εξέλιξη του ατομικού μοντέλου

3 Το ατομικό πρότυπο του Bohr 1 η συνθήκη (μηχανική συνθήκη)  Το ηλεκτρόνιο του ατόμου περιφέρεται γύρω από τον ακίνητο πυρήνα με την επίδραση της δύναμης Coulomb που δέχεται από αυτόν.  Το ηλεκτρόνιο του ατόμου κινείται σε ορισμένες μόνο κυκλικές τροχιές (επιτρεπόμενες τροχιές). Niels Bohr

4 όπου : n=1, 2, 3,... ο κύριος κβαντικός αριθμός, που καθορίζει την ενεργειακή στάθμη του ηλεκτρονίου.  Σε κάθε επιτρεπόμενη τροχιά το ηλεκτρόνιο έχει καθορισμένη ενέργεια (κβαντισμένη ενέργεια) η οποία υπολογίζεται από τον τύπο:  Το αρνητικό πρόσημο έχει τη φυσική έννοια ότι όσο μεγαλώνει η τιμή του n (δηλ το ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από τον πυρήνα), τόσο μεγαλώνει η ενέργεια του ηλεκτρονίου.  Όταν το ηλεκτρόνιο απομακρυνθεί αρκετά από τον πυρήνα, τότε η ενέργειά του παίρνει τη μέγιστη τιμή της (Ε ∞ = 0). [ιοντισμός : η κατάσταση του ατόμου που «έχει χάσει» το ηλεκτρόνιό του]

5  Θεμελιώδης κατάσταση ενός ατόμου: Όταν τα ηλεκτρόνια του ατόμου κινούνται κατά το δυνατό πλησιέστερα στον πυρήνα (δηλαδή έχουν την ελάχιστη δυνατή ενέργεια). Στην περίπτωση αυτή όπου τα ηλεκτρόνια κινούνται σε επιτρεπόμενες τροχιές, το άτομο δεν εκπέμπει ενέργεια. 1 Άτομο Η σε θεμελιώδη κατάσταση

6 Το ατομικό πρότυπο του Bohr (συνέχεια) 2 η συνθήκη (οπτική συνθήκη)  Το ηλεκτρόνιο εκπέμπει ή απορροφά ενέργεια υπό μορφή ακτινοβολίας μόνο όταν μεταπηδά από μια τροχιά σε μια άλλη, όταν δηλαδή αλλάζει ενεργειακή στάθμη.  Η ακτινοβολία εκπέμπεται όχι με συνεχή τρόπο αλλά σε μικρά πακέτα (κβάντα). Τα κβάντα φωτός ή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ονομάζονται γενικότερα φωτόνια. Niels Bohr

7  Διεγερμένη κατάσταση ενός ατόμου: Όταν, με απορρόφηση ενέργειας, τα ηλεκτρόνια (ένα ή περισσότερα) του ατόμου μεταπηδούν από τροχιά χαμηλότερης ενέργειας σε τροχιά μεγαλύτερης ενέργειας. Στην περίπτωση αυτή το άτομο απορροφά κβαντισμένα ποσά ενέργειας δίνοντας έτσι τα γραμμικά φάσματα απορρόφησης. Άτομο Η σε διεγερμένες καταστάσεις

8  Αποδιέγερση ενός ατόμου: συμβαίνει όταν τα ηλεκτρόνια (ένα ή περισσότερα) του ατόμου μεταπίπτουν από τροχιά υψηλότερης ενέργειας σε τροχιά μικρότερης ενέργειας. Στην περίπτωση αυτή το άτομο εκπέμπει κβαντισμένα ποσά ενέργειας δίνοντας έτσι τα γραμμικά φάσματα εκπομπής. Αποδιεγέρσεις ατόμου Η

9

10 •Συνεχή φάσματα εκπομπής δίνουν τα διάπυρα στερεά και υγρά σώματα. •Τα συνεχή φάσματα εκπομπής δε διαφέρουν μεταξύ τους, οπότε η μελέτη τους δεν παρουσιάζει ενδιαφέρον, αφού δεν μας προσφέρουν καμία πληροφορία για τη χημική σύσταση του σώματος που εκπέμπει. •Η μοναδική πληροφορία που δίνουν είναι για τη θερμοκρασία του υλικού. Σημείωση :

11  Όταν το ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου μεταπίπτει από μία επιτρεπόμενη τροχιά, με ενέργεια Ε αρχ., σε μια άλλη επιτρεπόμενη τροχιά Ε τελ., μικρότερης ενέργειας, τότε εκπέμπει φωτόνιο συχνότητας ν και ισχύει: όπου : h : η σταθερά του Plank (h=6,63· J·s) ΔΕ: η ενέργεια της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας

12 Louis de Broglie Η κυματική θεωρία της ύλης To φως, όπως και κάθε κινούμενο μικρό σωματίδιο π.χ. ηλεκτρόνιο, παρουσιάζει διττή φύση, σωματιδίου (κβάντα) και κύματος (ηλεκτρομαγνητικό κύμα).  Η φύση του φωτός είναι μία (δεν αλλάζει συνεχώς), απλώς, ανάλογα με τις πειραματικές συνθήκες, άλλοτε εκδηλώνεται ο σωματιδιακός και άλλοτε ο κυματικός του χαρακτήρας. Όπως και σε καθεμία από τις παρακάτω εικόνες συνυπάρχουν δύο αντικείμενα:

13 Μια όμορφη και μια άσχημη γυναίκα Ένα πουλί και ένας λαγός

14 όπου : λ : το μήκος κύματος του σωματιδίου (m) h : η σταθερά του Plank (h=6,63· J·s) m : η μάζα του κινούμενου σωματιδίου (kg) u : η ταχύτητά του (m/s) ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΟΥ de Broglie:  Για να εκδηλωθεί ο κυματικός χαρακτήρας ενός σωματιδίου θα πρέπει αυτό να έχει μικρή μάζα και μεγάλη ταχύτητα. Σύγκριση: Μπάλα τενιςΗλεκτρόνιο

15 Werner Heisenberg Δεν μπορούμε να υπολογίσουμε με ακρίβεια ταυτόχρονα τη θέση και την ορμή ενός ηλεκτρονίου Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg  Όσο μεγαλύτερη ακρίβεια έχουμε στον προσδιορισμό της θέσης του σωματιδίου, τόσο μεγαλύτερο είναι το σφάλμα στον προσδιορισμό της ορμής του και αντίστροφα. Στην περίπτωση των υποατομικών σωματιδίων τα σφάλματα αυτά δεν μπορούν να θεωρηθούν αμελητέα.

16 καθορισμένη ενέργεια και ταυτόχρονα ακριβής θέση για το ηλεκτρόνιο Συνεπώς : Κυκλικές τροχιές του Bohr Αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg αν καθορισμένη ενέργεια τότε πιθανότητα ύπαρξης του ηλεκτρονίου σε ορισμένη θέση Έτσι, η αρχή της αβεβαιότητας οδηγεί αυτόματα στην κατάρριψη του μοντέλου του Bohr και την εισαγωγή του κβαντομηχανικού μοντέλου.

17 Erwin Schröedinger Το κβαντομηχανικό μοντέλο του ατόμου Η κυματική εξίσωση του Schrödinger • περιγράφει τη θέση των ηλεκτρονίων γύρω από το άτομο χρησιμοποιώντας πιθανότητες και όχι συγκεκριμένες τροχιές. •Ένα ηλεκτρόνιο μπορούμε να πούμε ότι βρίσκεται οπουδήποτε γύρω από το άτομο, άλλοτε συχνότερα και άλλοτε σπανιότερα.

18  Η επίλυση της εξίσωσης του Schrödinger οδηγεί στις κυματοσυναρτήσεις ψ, οι οποίες περιγράφουν την κατάσταση του ηλεκτρονίου με ορισμένη ενέργεια και ονομάζονται ατομικά τροχιακά.  Το ψ αυτό καθεαυτό δεν έχει φυσική σημασία. Αν ψ=0 τότε αυτό δηλώνει την απουσία,ενώ Αν ψ≠0 τότε αυτό δηλώνει την παρουσία του ηλεκτρονίου γύρω από τον πυρήνα ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑ

19 Αντίθετα, το ψ 2 εκφράζει:  την πιθανότητα εύρεσης του ηλεκτρονίου σε ένα ορισμένο σημείο του χώρου γύρω από τον πυρήνα.  την κατανομή ή την πυκνότητα του ηλεκτρονιακού νέφους στο χώρο γύρω από τον πυρήνα. ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΟ ΝΕΦΟΣ

20 Σχηματική απεικόνιση της πυκνότητας του ηλεκτρονιακού νέφους του ατόμου του υδρογόνου σε μη διεγερμένη κατάσταση: α) με «στιγμές» β) με πυκνότητα χρώματος γ) με «οριακές» καμπύλες (πάνω). Γραφική παράσταση της πυκνότητας του ηλεκτρονιακού νέφους σε συνάρτηση με την απόσταση από τον πυρήνα (κάτω).

21 Τροχιακά •Τα τροχιακά απεικονίζονται ως περιοχές όπου είναι πιθανό να βρεθούν τα ηλεκτρόνια. •Ηλεκτρονιακή πυκνότητα είναι ένα μέτρο της πιθανότητας να βρεθεί το ηλεκτρόνιο μέσα σε ένα τροχιακό. •Η μαθηματική επιφάνεια ενός τροχιακού εκφράζει ένα θεωρητικό όριο εντός του οποίου το ηλεκτρόνιο μπορεί να βρεθεί περίπου κατά το 90% του χρόνου.

22 •Οι τρεις πρώτοι προκύπτουν ως αριθμητικές λύσεις της εξίσωσης του Schrödinger για το άτομο του υδρογόνου, αλλά μπορούν να εφαρμοστούν και σε άλλα πολυηλεκτρονιακά άτομα. •Κάθε δυνατή τριάδα (n, l, m l ) οδηγεί σε μια λύση της εξίσωσης Schrödinger καθορίζοντας ένα συγκεκριμένο ατομικό τροχιακό. ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ n : κύριος κβαντικός αριθμός l : δευτερεύων ή αζιμουθιακός αριθμός m l : μαγνητικός κβαντικός αριθμός m s : αριθμός του spin

23 n : ΚΥΡΙΟΣ ΚΒΑΝΤΙΚΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ •Καθορίζει το μέγεθος του τροχιακού (ή του ηλεκτρονιακού νέφους) και την ενέργεια του ηλεκτρονίου, λόγω έλξης πυρήνα-ηλεκτρονίου. •Π•Παίρνει τιμές: n=1, 2, 3, …, 7, … n … Στιβάδα ή φλοιός KLMNOPQ… •Κ•Κάθε τιμή του n αντιστοιχεί σε μία στιβάδα.

24 l : ΔΕΥΤΕΡΕΥΩΝ Ή ΑΖΙΜΟΥΘΙΑΚΟΣ ΚΒΑΝΤΙΚΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ •Καθορίζει το σχήμα του τροχιακού, λόγω απώσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων. •Π•Παίρνει τιμές: για ορισμένο n, τότε l=0, …, n-1 •Κ•Κάθε ζεύγος (n, l) αντιστοιχεί σε μία υποστιβάδα. l 0123… Υποστιβάδα (ή αντίστοιχα ατομικά τροχιακά) spdf… Σχήμασφαίρα2 λοβοί

25 nlmlml msms τροχιακάυποστιβάδεςστιβάδες 100+½1s1s1s (2e - ) K (2e - ) -½ 200+½2s (2e - ) L (8e - ) -½ 1+½2p y 2p (6e - ) -½ 0+½2p x -½ +1+½2p z -½

26 300+½3s (2e - ) M (18) -½ 1+½3p y 3p (6e - ) -½ 0+½3p x -½ +1+½3p z -½ 2-2+½3d … 3d (10e - ) -½ +½3d … -½ 0+½3d … -½ +1+½3d … -½ +2+½3d … -½ nlmlml msms τροχιακάυποστιβάδεςστιβάδες

27 Τροχιακά “s” •Όλα τα τροχιακά “s” έχουν σφαιρικό σχήμα •Το μέγεθος των σφαιρών εξαρτάται από τον κύριο κβαντικό αριθμό n: όσο μεγαλύτερος είναι ο n, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του s τροχιακού.

28 Τροχιακά “p” •Όλα τα τροχιακά “p” έχουν σχήμα διπλού λοβού. •Το μέγεθος των λοβών εξαρτάται από τον κύριο κβαντικό αριθμό n (όπως και για τα s τροχιακά)

29 Υποστιβάδα 2p Υποστιβάδα 2s

30 Τροχιακά “d” •Τα τροχιακά “d ” έχουν σύνθετα σχήματα: τα 4 μοιάζουν με τετράφυλλα φύλλα, ενώ το άλλο μοιάζει με ένα διπλό λοβό με ένα δακτύλιο στη μέση. •Το μέγεθος των λοβών εξαρτάται από τον κύριο κβαντικό αριθμό n. (όπως για τα s & p τροχιακά)

31 Τροχιακά “f” •Τα τροχιακά “f ” έχουν ακόμα πιο σύνθετα σχήματα και κάποια απ’ αυτά εκτείνονται σε επίπεδα που ορίζουν κάθε φορά οι δύο από του τρεις άξονες.

32 m l : ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΣ ΚΒΑΝΤΙΚΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ •Καθορίζει τον προσανατολισμό του τροχιακού, λόγω μαγνητικού πεδίου που δημιουργούν γύρω τους τα κινούμενα ηλεκτρόνια. •Π•Παίρνει τιμές:για ορισμένο l, τότε m l =-l,… 0…+l •Κ•Κάθε τριάδα (n, l, m l ) ορίζει ένα ατομικό τροχιακό. l 0123… mlml 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 ?… Πλήθος τροχιακών (στην υποστιβάδα) 1 (s) 3 (p) 5 (d) 7 (f) …

33 Τροχιακά “s” •Γ•Για n≥1 αν l=0, τότε m l =0 δηλ. μια τιμή του m l κι άρα ένας μόνο προσανατολισμός για το s τροχιακό. •Κ•Κάθε υποστιβάδα (για n≥1) έχει ένα τροχιακό. π.χ. καθεμία από τις υποστιβάδες 1s, 2s, 3s, 4s, 5s, 6s, 7s, … έχει ένα τροχιακό.

34 Τροχιακά “p” •Γ•Για n≥2 αν l=1, τότε m l =-1, 0, +1 δηλ. τρεις πιθανές τιμές του m l κι άρα τρεις προσανατολισμοί για το p τροχιακό. •Κ•Κάθε υποστιβάδα (για n≥2) έχει τρία τροχιακά. π.χ. καθεμία από τις υποστιβάδες 2p, 3p, 4p, 5p, 6p, 7p, … έχει τρία τροχιακά.

35 Τροχιακά “d” •Γ•Για n≥3 αν l=2, τότε m l =-2, -1, 0, +1, +2 δηλ. πέντε πιθανές τιμές του m l κι άρα πέντε προσανατολισμοί για το d τροχιακό. •Κ•Κάθε υποστιβάδα (για n≥3) έχει πέντε τροχιακά. π.χ. καθεμία από τις υποστιβάδες 3d, 4d, 5d, 6d, … έχει πέντε τροχιακά.

36 Τροχιακά “f” •Γ•Για n≥4 αν l=3, τότε m l =-3,-2,-1, 0, +1, +2, +3 δηλ. επτά πιθανές τιμές του m l κι άρα επτά προσανατολισμοί για το f τροχιακό. •Κ•Κάθε υποστιβάδα (για n≥4) έχει επτά τροχιακά. π.χ. καθεμία από τις υποστιβάδες 4f, 5f,… έχει επτά τροχιακά.

37 m s : ΑΡΙΘΜΟΣ ΤΟΥ spin •Καθορίζει τη φορά ιδιοπεριστροφής του ηλεκτρονίου. •Δεν συμμετέχει ούτε την ενέργεια του ηλεκτρονίου ούτε στον καθορισμό του τροχιακού. •Π•Παίρνει τιμές: m s = -½ για αριστερόστροφο e - ( ↓ ) και m s = +½ για δεξιόστροφο e - ( ↑ ) •Κ•Κάθε τετράδα (n, l, m l, m s ) ορίζει πλήρως την κατάσταση ένας ηλεκτρονίου.

38 Αντίθετα με τους δείκτες του ρολογιού “πάνω” Κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού: “κάτω” Το spin του ηλεκτρονίου Τα ηλεκτρόνια έχουν εκτός από την ενέργεια και μια άλλη ιδιότητα Συμπεριφέρονται ως περιστρεφόμενοι μαγνήτες. Οι πόλοι αυτών των μικροσκοπικών μαγνητών μπορεί να κατευθύνονται “πάνω” ή “κάτω”, ανάλογα με το πώς περιστρέφεται το ηλεκτρόνιο.

39 Κβαντικός αριθμός του spin Πείραμα Stern Gerlach:τα πειστήρια για το σπιν

40 Τα ηλεκτρόνια απωθούνται μεταξύ τους Τα περιστρεφόμενα e (κινούμενα φορτία) έχουν μαγνητικά πεδία. Αντίθετα μαγνητικά πεδία έλκονται και επιτρέπουν ηλεκτρόνια σε “συγκατοίκηση” στο ίδιο τροχιακό Κάθε e - σε ένα άτομο περιγράφεται από ένα μοναδικό σύνολο κβαντικών αριθμών n, l, m l, και m s (απαγορευτική αρχή του Pauli)

41 •Η ηλεκτρονιακή δόμηση των ατόμων (δηλ. η συμπλήρωση των τροχιακών με ηλεκτρόνια) γίνεται ακολουθώντας τους παρακάτω τρεις κανόνες: ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗΣ ΔΟΜΗΣΗΣ 1.Αρχή της ελάχιστης ενέργειας 2.Απαγορευτική αρχή του Pauli 3.Κανόνας του Hund •Ας μην ξεχνάμε ότι στην ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων οφείλεται η χημική συμπεριφορά τους!

42 Αρχή ελάχιστης ενέργειας Σε ένα πολυηλεκτρονιακό άτομο τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν τροχιακά με τη μικρότερη ενέργεια, ώστε να αποκτήσουν τη μέγιστη σταθερότητα στη θεμελιώδη κατάσταση. Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η ενέργεια των ηλεκτρονίων; • Από την έλξη πυρήνα-ηλεκτρονίου  κβαντικός αριθμός n. • Από την άπωση μεταξύ ηλεκτρονίων  κβαντικός αριθμός l.

43 Συγκρίνοντας την ενέργεια υποστιβάδων θεωρούμε ότι μικρότερη ενέργεια έχει εκείνη με το μικρότερο άθροισμά τους n+l Π.χ. η υποστιβάδα 3s (n+l=3+0=3) έχει μικρότερη ενέργεια από την υποστοιβάδα 3p (n+l=3+1=4). Έτσι πρώτα συμπληρώνεται με ηλεκτρόνια η 3s και μετά η 3p. Π.χ. η υποστιβάδα 3d (n+l=3+2=5) έχει μεγαλύτερη ενέργεια από την υποστοιβάδα 4s (n+l=4+0=4) Έτσι πρώτα συμπληρώνεται με ηλεκτρόνια η 4s και μετά η 3d. Π.χ. η υποστιβάδα 3d (n+l=3+2=5) έχει μεγαλύτερη ενέργεια από την υποστοιβάδα 4p (n+l=4+1=5) Αν έχουν το ίδιο άθροισμα, τότε μικρότερη ενέργεια έχει η υποστιβάδα με το μικρότερο n. Έτσι πρώτα συμπληρώνεται με ηλεκτρόνια η 3d και μετά η 4p.

44 Η ενέργεια στις υποστοιβάδες και τα τροχιακά n=4 4s 4p 4d 4f n=3 3s 3p 3d n=2 2s 2p n=1 1s Αύξηση της ενέργειας

45 Τα τροχιακά συμπληρώνται με τη σειρά: s - p - d - f Ξεκινούν από τη βάση προς την κορυφή Σειρά συμπλήρωσης των τροχιακών με ηλεκτρόνια

46 Η σειρά συμπλήρωσης ηλεκτρονίων 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s ή : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10

47 Σε ένα άτομο δεν είναι δυνατό να υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια με ίδιους και τους τέσσερις κβαντικούς αριθμούς Wolfrang Pauli ( ) Απαγορευτική αρχή του Pauli Συνεπώς, ένα τροχιακό “χωράει” μέχρι 2 ηλεκτρόνια με ίδιους (n, l, m l ) και διαφορετικό m s.

48 Μέγιστο πλήθος e - σε κάθε υποστοιβάδα. τιμή του l0123 υποστοιβάδαspdf πλήθος τροχιακών1357 Τύπος : 2l+1 max αριθμό e Τύπος : 2(2l+1)

49 •n•n = 1 L = 0 m L = 0 m s = + 1/ 2 •n•n = 1 L = 0 m L = 0 m s = - 1/ 2 •n•n = 2 L = 0 m L = 0 m s = + 1/ 2 Li : 1s 2 2s 1 Διαμόρφωση ηλεκτρονίων του 3 Li Τετράδες κβαντικών αριθμών για κάθε ηλεκτρόνιο Κατανομή σε υποστιβάδες Κατανομή σε τροχιακά 1s2s2p Διαμόρφωση ηλετρονίων του 16 S (1, 0, 0, +½) (1, 0, 0, -½) (2, 0, 0, +½) (2, 0, 0, -½) (2, 1, -1, +½) (2, 1, -1, -½) (2, 1, 0, +½) (2, 1, 0, -½) (2, 1, +1, +½) (2, 1, +1, -½) (3, 0, 0, +½) (3, 0, 0, -½) (3, 1, -1, +½) (3, 1, -1, -½) (3, 1, 0, +½) (3, 1, +1, +½) S : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Τετράδες κβαντικών αριθμών για κάθε ηλεκτρόνιο Κατανομή σε υποστιβάδες Κατανομή σε τροχιακά της τελευταίας στιβάδας 3s3p y 3p x 3p z

50 Friedrich Hund ( ) Κανόνας του Hund Σε ένα άτομο, τα ηλεκτρόνια της τελευταίας υποστιβάδας κατανέμονται στα τροχιακά της με τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται το μέγιστο άθροισμα spin. Συνεπώς, συμπληρώνουμε αρχικά τα τροχιακά της ίδιας υποστιβάδας (ίδιας ενέργειας) με ηλεκτρόνια παράλληλου spin (+½) και στη συνέχεια τοποθετώ στα τροχιακά αυτά ηλεκτρόνια αντιπαράλληλου spin (-½).

51 2 η περίοδος: Εφαρμογή της απαγορευτικής αρχής του Pauli, και του κανόνα του Hund 1s 2s 2p Be 1s 2 2s 2 B 1s 2 2s 2 2p 1 1s 2s 2p m L = -1 m L = +1 m L = 0 1s 2s 2p C 1s 2 2s 2 2p 2 1s 2s 2p N 1s 2 2s 2 2p 3

52 2 η περίοδος: προσθέτουμε και τροχιακά 2p με αντίθετα (m s = -½) spin: 1s 2s 2p O 1s 2 2s 2 2p 4 1s 2s 2p F 1s 2 2s 2 2p 5 1s 2s 2p Ne 1s 2 2s 2 2p 6 Στο Νέον συμπληρώνονται όλα τα τροχιακά, γι’ αυτό είναι πολύ σταθερό. Διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Στην 3 η περίοδο το Na μπορούμε να το γράψουμε: [Ne]3s 1

53 Ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων (n-1)d τροχιακά συμπληρώνονται ανάμεσα στα ns και np τροχιακά “ s” τομέας “ p” τομέας “ d” τομέας HeH LiBe NaMg KCa RbSr CsBa FrRa InITeSbSn Kr Ne Ar Xe Rn F Cl Br At O S Se Po N P As Bi C Si Ge Pb B Al Ga Tl ZnCu Cd Hg Ag Au Ni Pd Pt Co Rh Ir Fe Ru Os Mn Tc Re Cr Mo W V Nb Ta Ti Zr Hf Sc Y La AcRfHaSg 4f τροχιακό 5f τροχιακό ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNo Lr CePr NdNd PmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu ns 1 ns 2 (n-1) d1d1 d2d2 d3d3 d4d4 d5d5 d6d6 d7d7 d8d8 d9d9 d 10 np 1 np 2 np 3 np 4 np 5 np 6 (n-2) f1f1 f2f2 f3f3 f4f4 f5f5 f6f6 f7f7 f8f8 f9f9 f 10 f 11 f 12 f 13 f 14 “ f ” τομέας

54 Τα τροχιακά των 10 πρώτων στοιχείων από το H μέχρι το Ne

55 Διαμόρφωση των στοιχείων των τριών πρώτων περιόδων Στοιχεία της ίδιας ομάδας έχουν την ίδια εξωτερική στοιβάδα (“σθένους”). Αυτά τα e λαμβάνουν μέρος στους χημικούς δεσμούς; Έτσι έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες. 5 η ομάδα – 5e - σθένους 3 η περίοδος –συμπληρώνουμε e - στην 3 η στοιβάδα

56 Στα στοιχεία μετάπτωσης συμπληρώνονται και d τροχιακά. Όταν έχουμε πέντε d τροχιακά (l = -2, -1, 0, +1, +2), με δύο e σε κάθε ένα τροχιακό οι σειρές των μετάλλων μετάπτωσης περιέχουν 10 στοιχεία σε κάθε περίοδο 4s 4p Ar 3d 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 Zn 4s 4p Ar 3d 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1 Ga Το Ga έχει 18 περισσότερα e από το Al. Αλλά και τα δύο έχουν τρία e στην εξωτερική στοιβάδα και έτσι έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες.

57 Ατομική ακτίνα • Το μέγεθος του ατόμου ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά και αυξάνεται από την κορυφή προς τη βάση του ππ. Ατομική ακτίνα Μειώνεται Αυξάνεται

58 Περιοδικότητα της ατομικής ακτίνας Ατομικός αριθμός Ζ Ατομική ακτίνα (pm)

59 Περιοδικότητα της ενέργειας πρώτου ιοντισμού (Ε i )

60 Τάσεις για τις ατομικές ιδιότητες Ατομική ακτίνα Ενέργεια Ιοντισμού Ηλεκτροσυγγένεια


Κατέβασμα ppt "1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ (από την τροχιά του Bohr στο τροχιακό της κβαντομηχανικής)"

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google