ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ

Παρουσίαση με θέμα: "ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

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

2 Η εξέλιξη του ατομικού μοντέλου
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.

3 Το ατομικό πρότυπο του Bohr
1η 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 η οποία υπολογίζεται από τον τύπο:
Σε κάθε επιτρεπόμενη τροχιά το ηλεκτρόνιο έχει καθορισμένη ενέργεια (κβαντισμένη ενέργεια) η οποία υπολογίζεται από τον τύπο: όπου : n=1, 2, 3, ... ο κύριος κβαντικός αριθμός, που καθορίζει την ενεργειακή στάθμη του ηλεκτρονίου. 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)
Niels Bohr 2η 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.

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.
Σημείωση : 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.

11 Όταν το ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου μεταπίπτει από μία επιτρεπόμενη τροχιά, με ενέργεια Εαρχ., σε μια άλλη επιτρεπόμενη τροχιά Ετελ., μικρότερης ενέργειας, τότε εκπέμπει φωτόνιο συχνότητας ν και ισχύει: όπου : h : η σταθερά του Plank (h=6,63·10-34J·s) ΔΕ: η ενέργεια της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας

12 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). Louis de Broglie  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 Ένα πουλί και ένας λαγός
Μια όμορφη και μια άσχημη γυναίκα

14 ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΟΥ de Broglie:
όπου : λ : το μήκος κύματος του σωματιδίου (m) h : η σταθερά του Plank (h=6,63·10-34J·s) m : η μάζα του κινούμενου σωματιδίου (kg) u : η ταχύτητά του (m/s) Για να εκδηλωθεί ο κυματικός χαρακτήρας ενός σωματιδίου θα πρέπει αυτό να έχει μικρή μάζα και μεγάλη ταχύτητα. Σύγκριση: Μπάλα τενις Ηλεκτρόνιο

15 Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg
Werner Heisenberg Δεν μπορούμε να υπολογίσουμε με ακρίβεια ταυτόχρονα τη θέση και την ορμή ενός ηλεκτρονίου  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 Συνεπώς : καθορισμένη ενέργεια και ταυτόχρονα ακριβής θέση για το ηλεκτρόνιο Κυκλικές τροχιές του Bohr αν καθορισμένη ενέργεια τότε πιθανότητα ύπαρξης του ηλεκτρονίου σε ορισμένη θέση Αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg Έτσι, η αρχή της αβεβαιότητας οδηγεί αυτόματα στην κατάρριψη του μοντέλου του Bohr και την εισαγωγή του κβαντομηχανικού μοντέλου.

17 Το κβαντομηχανικό μοντέλο του ατόμου
Erwin Schröedinger 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 ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑ 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

19 ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΟ ΝΕΦΟΣ
Αντίθετα, το ψ2 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.

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 ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ n : κύριος κβαντικός αριθμός
l : δευτερεύων ή αζιμουθιακός αριθμός ml : μαγνητικός κβαντικός αριθμός ms : αριθμός του spin 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, ml) οδηγεί σε μια λύση της εξίσωσης Schrödinger καθορίζοντας ένα συγκεκριμένο ατομικό τροχιακό.

23 n : ΚΥΡΙΟΣ ΚΒΑΝΤΙΚΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ
Καθορίζει το μέγεθος του τροχιακού (ή του ηλεκτρονιακού νέφους) και την ενέργεια του ηλεκτρονίου, λόγω έλξης πυρήνα-ηλεκτρονίου. Παίρνει τιμές: n=1, 2, 3, …, 7, … n 1 2 3 4 5 6 7… Στιβάδα ή φλοιός K L M N O P Q… 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. Παίρνει τιμές: για ορισμένο n, τότε l=0, …, n-1 l 1 2 3 … Υποστιβάδα (ή αντίστοιχα ατομικά τροχιακά) s p d f Σχήμα σφαίρα 2 λοβοί Κάθε ζεύγος (n, l) αντιστοιχεί σε μία υποστιβάδα.

25 n l ml ms τροχιακά υποστιβάδες στιβάδες
1 +½ 1s (2e-) K -½ 2 2s L (8e-) -1 2py 2p (6e-) 2px +1 2pz

26 n l ml ms τροχιακά υποστιβάδες στιβάδες
3 +½ 3s (2e-) M (18) -½ 1 -1 3py 3p (6e-) 3px +1 3pz 2 -2 3d… 3d (10e-) +2

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

33 Τροχιακά “s” Για n≥1 αν l=0, τότε ml=0 δηλ. μια τιμή του ml κι άρα ένας μόνο προσανατολισμός για το s τροχιακό. 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” Για n≥2 αν l=1, τότε ml=-1, 0, +1
δηλ. τρεις πιθανές τιμές του ml κι άρα τρεις προσανατολισμοί για το p τροχιακό. 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” Για n≥3 αν l=2, τότε ml=-2, -1, 0, +1, +2
δηλ. πέντε πιθανές τιμές του ml κι άρα πέντε προσανατολισμοί για το d τροχιακό. Κάθε υποστιβάδα (για n≥3) έχει πέντε τροχιακά. π.χ. καθεμία από τις υποστιβάδες 3d, 4d, 5d, 6d, … έχει πέντε τροχιακά.

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

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

38 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. Αντίθετα με τους δείκτες του ρολογιού “πάνω” Κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού: “κάτω”

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

40 το Spin του ηλεκτρονίου και η απαγορευτική αρχή του Pauli
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, ml, και ms (απαγορευτική αρχή του Pauli)

41 ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗΣ ΔΟΜΗΣΗΣ
Η ηλεκτρονιακή δόμηση των ατόμων (δηλ. η συμπλήρωση των τροχιακών με ηλεκτρόνια) γίνεται ακολουθώντας τους παρακάτω τρεις κανόνες: Αρχή της ελάχιστης ενέργειας Απαγορευτική αρχή του Pauli 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 Αύξηση της ενέργειας n=2 2s 2p n=1 1s

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

46 Η σειρά συμπλήρωσης ηλεκτρονίων
7s p 6s p d 5s p d f 4s p d f 3s p d 2s p 1s ή : 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d10

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

48 Μέγιστο πλήθος e- σε κάθε υποστοιβάδα.
τιμή του l 1 2 3 υποστοιβάδα s p d f πλήθος τροχιακών 5 7 Τύπος : 2l+1 max αριθμό e- 6 10 14 Τύπος : 2(2l+1)

49 Διαμόρφωση ηλεκτρονίων του 3Li
n = 1 L = 0 mL = 0 ms = + 1/ 2 n = 1 L = 0 mL = 0 ms = - 1/ 2 n = 2 L = 0 mL = 0 ms = + 1/ 2 Li : 1s2 2s1 Τετράδες κβαντικών αριθμών για κάθε ηλεκτρόνιο Κατανομή σε υποστιβάδες 1s 2s 2p Κατανομή σε τροχιακά Διαμόρφωση ηλετρονίων του 16S (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 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Τετράδες κβαντικών αριθμών για κάθε ηλεκτρόνιο Κατανομή σε υποστιβάδες 3s 3py 3px 3pz Κατανομή σε τροχιακά της τελευταίας στιβάδας

50 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). Friedrich Hund ( )

51 2η περίοδος: Εφαρμογή της απαγορευτικής αρχής του Pauli, και του κανόνα του Hund
Be 1s2 2s2 1s 2s 2p mL = -1 mL = 0 mL = +1 B 1s2 2s2 2p1 1s 2s 2p C 1s2 2s2 2p2 1s 2s 2p N 1s2 2s2 2p3 1s 2s 2p

52 2η περίοδος: προσθέτουμε και τροχιακά 2p με αντίθετα (ms = -½) spin:
O 1s2 2s2 2p4 1s 2s 2p F 1s2 2s2 2p5 1s 2s 2p Ne 1s2 2s2 2p6 1s 2s 2p Στο Νέον συμπληρώνονται όλα τα τροχιακά, γι’ αυτό είναι πολύ σταθερό. Διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Στην 3η περίοδο το Na μπορούμε να το γράψουμε: [Ne]3s1

53 Ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων
“ p” τομέας “ s” τομέας “ d” τομέας He H Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba Fr Ra (n-1)d τροχιακά συμπληρώνονται ανάμεσα στα ns και np τροχιακά In I Te Sb Sn 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 Zn Cu 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 Ac Rf Ha Sg Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu np1 np2 np3 np4 np5 np6 (n-1) d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 ns1 ns2 4f τροχιακό 5f τροχιακό “ f ” τομέας (n-2) f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14

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. 5η ομάδα – 5e- σθένους 3η περίοδος –συμπληρώνουμε e- στην 3η 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 Zn Ar 4s 3d 1s22s22p63s23p64s23d10 4p Ga Ar 3d 4s 1s22s22p63s23p64s23d104p1 4p 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 Ατομική ακτίνα Μειώνεται Αυξάνεται
Το μέγεθος του ατόμου ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά και αυξάνεται από την κορυφή προς τη βάση του ππ. Μειώνεται Αυξάνεται Ατομική ακτίνα

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

59 Περιοδικότητα της ενέργειας
πρώτου ιοντισμού (Εi)

60 Τάσεις για τις ατομικές ιδιότητες
Ατομική ακτίνα Ενέργεια Ιοντισμού Ηλεκτροσυγγένεια