Budowa atomu
Zakaz Pauliego
W atomach wieloelektronowych obowiązuje zakaz Pauliego, zgodnie z którym w atomie żadne dwa elektrony nie mogą znajdować się w stanie opisanym przez te same liczby kwantowe. Dwa elektrony muszą różnić się wartością co najmniej jednej liczby kwantowej.
Promieniotwórczość
Trwałość jądra atomowego można określić na podstawie stosunku liczby neutronów do liczby protonów. Jądra, dla których stosunek ten mieści się w przedziale od 1,0 do 1,6, zazwyczaj stanowią jądra trwałe. Dla nietrwałych jąder atomowych stosunek tych liczb przyjmuje wartość większą od 1,6. Nietrwałe jądra ulegają rozpadowi promieniotwórczemu, któremu towarzyszy emisja promieniowania α lub β– z jednoczesnym utworzeniem jądra trwałego. Emisji tych cząstek towarzyszy również emisja promieniowania...
Budowa atomu według Bohra
Teoria budowy atomu sformułowana przez Bohra z punktu widzenia współczesnej fizyki jest błędna. Jednak postulaty tej teorii prowadzą do wniosków, które dobrze służą do opisu atomów wodoropodobnych. Przed stworzeniem przez Bohra teorii atomu Ernest Rutherford na podstawie swoich doświadczeń wyprowadził wniosek, że atom składa się z dodatnio naładowanego jądra atomowego oraz ujemnie naładowanych elektronów, które poruszają się wokół jądra po orbitach kołowych i eliptycznych. Zgodnie z...
Liczba masowa A
Określa sumę protonów i neutronów.
Nuklidy
To jądra poszczególnych izotopów (mają taką samą liczbę atomową Z i masową A). Atomy o jednakowej liczbie atomowej Z, a różnej liczbie masowej A, to izotopy tego samego pierwiastka. Izotopy tego samego pierwiastka mają zbliżone właściwości chemiczne, a różne właściwości fizyczne.
Atom
Jest najmniejszą częścią pierwiastka chemicznego zachowującą jego właściwości chemiczne.
Budowa atomu
Na przestrzeni wieków zmieniały się poglądy człowieka dotyczące budowy atomu i materii: Wybrane modele budowy atomu (schemat ideowy): model "ciasta z rodzynkami" ładunek dodatni skupiony jest w jądrze atomu planetarny model budowy atomu Zachowania mikrocząstek nie można opisać w oparciu o klasyczną mechanikę Newtona. Ciała mikroskopowe zachowują się zupełnie inaczej i stąd w opisie ich zachowania obowiązują zasady...
Liczba atomowa Z
Określa liczbę protonów. Często nazywana jest też liczbą porządkową, gdyż wyznacza miejsce danego pierwiastka w układzie okresowym.
Promień atomu
Jest miarą wielkości atomu, wyznaczany jest najczęściej na podstawie pomiaru odległości między jądrowej; w przypadku tzw. promienia kowalencyjnego – jest to połowa odległości między środkami atomów połączonych pojedynczym wiązaniem kowalencyjnym.
Współczesny obraz atomów
Wielkości fizyczne służące do opisu zjawisk zachodzących w atomach nie zmieniają się w sposób ciągły, lecz mogą przyjmować jedynie ściśle określone wartości zmieniające się w sposób skokowy. Dlatego mówimy, że zjawiska fizyczne mikroświata mają charakter kwantowy, a dziedzina fizyki służąca do ich opisu nazwana została mechaniką kwantową. Mechanika kwantowa w opisie atomów uwzględnia falowy charakter elektronów i do ich opisu posługuje się funkcjami falowymi. Podstawowym równaniem służącym...
Masa atomowa
to masa pojedynczego atomu wyrażona w atomowych jednostkach masy u.
Jednostka masy atomowej
To jednostka masy zdefiniowana jako 1/12 masy izotopu węgla 12 C w stanie podstawowym: 1 u = 1,66043 · 10 –27 kg
Pierwiastek
Zbiór atomów o tej samej liczbie atomowej Z.
Masa atomowa pierwiastka
Jest średnią ważoną mas atomowych izotopów, wynikającą z procentowej zawartości poszczególnych izotopów w naturalnej mieszaninie: Wartość masy atomowej izotopu (m1, m2, …) zaokrąglona do liczby całkowitej jest równa jego liczbie masowej. Większość pierwiastków występujących w przyrodzie stanowi mieszaninę dwóch lub więcej izotopów, np. najwięcej trwałych izotopów ma cyna, a po jednym trwałym izotopie mają np. glin, fluor, sód, fosfor. Na przykład miedź występuje w przyrodzie w...
Masa cząsteczkowa
to masa pojedynczej cząsteczki wyrażona w atomowych jednostkach masy u. Stanowi sumę mas atomowych wszystkich atomów wchodzących w skład cząsteczki.
Orbital atomowy
Jest funkcją falową położenia elektronu. Kwadrat bezwzględnej wartości tej funkcji falowej określa gęstość prawdopodobieństwa napotkania elektronu w określonym elemencie przestrzeni wokół jądra. Postać tych funkcji opisana jest zestawem trzech liczb kwantowych (głównej, orbitalnej, magnetycznej): Ψn,l,m, np. Ψ1,0,0 , Ψ2,l,0. Stan elektronu w atomie opisuje zestaw pięciu liczb kwantowych, których charakterystykę przedstawiono w poniższej tabeli. liczby kwantowe opisywany...
Budowa atomu
Atom to najmniejsza część pierwiastka posiadająca jeszcze cechy tego pierwiastka. Do wyjaśnienia zachowania elektronów w atomach nie można stosować praw fizyki klasycznej, gdyż prowadzą one do wniosków sprzecznych z rzeczywistością. Tak małe obiekty opisywane są przez prawa fizyki kwantowej.
Pierwszy postulat Bohra
Elektron w atomie może poruszać się tylko po ściśle określonych orbitach nazywanych orbitami stacjonarnymi (dozwolonymi), na których nie wysyła promieniowania elektromagnetycznego, dzięki czemu nie spada na jądro. Dozwolone orbity to takie, na których moment pędu elektronu L jest równy całkowitej wielokrotności stałej Plancka podzielonej przez 2π: gdzie r oznacza promień n-tej orbity, m – masę elektronu, v – prędkość elektronu. Wynika stąd, że elektron nie może być w dowolnym...
Powinowactwo elektronowe
Jak zjonizować atom? atom elektrycznie obojętny + elektron --> jon jednoujemny Powinowactwo elektronowe : energia wydzielona podczas przyłączania elektronu do atomu. Im większe jest powinowactwo elektronowe (większa jest energia oddawana), tym „chętniej” atom przyłącza elektron. W grupie powinowactwo elektronowe maleje ze wzrostem liczby atomowej, ponieważ im większa jest odległość ostatniej powłoki od jądra, tym mniejsza tendencja do przyłączania kolejnego elektronu...
Energia jonizacji
Jak zjonizować atom? atom elektrycznie obojętny --> jednododatni jon + 1 elektron (oderwany) Energia jonizacji : minimalna energia niezbędna do oderwania elektronu. Najłatwiej oderwać pierwszy elektron od atomu (E1–pierwsza energia jonizacji); wartości kolejnych energii jonizacji rosną: trudniej oderwać elektron od już istniejącego kationu (E 1 < E 2 < E 3 ...).Wartości kolejnych energii jonizacji dla atomu magnezu przedstawiono na wykresie obok: Analizując...
Konfiguracja elektronowa
to zapis przedstawiający przyporządkowanie elektronów atomu odpowiednim orbitalom atomowym. W stanie podstawowym (tzn. o minimalnej energii) przyporządkowanie to odbywa się zgodnie z następującymi regułami: a) w atomach wieloelektronowych elektrony zapełniają orbitale atomowe według ich wzrastającej energii orbitalnej: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p itd.; b) zakaz Pauliego: w atomie wieloelektronowym dwa elektrony nie mogą znajdować się w stanach opisywanych takimi samymi...
Zapis konfiguracji elektronowej z użyciem rdzenia gazu szlachetnego:
Budowa atomu
Atom zbudowany jest z dodatnio naładowanego jądra i zajmujących przestrzeń poza jądrem elektronów. Jądro składa się z protonów i neutronów, czyli nukleonów . Proton p Neutron n Elektron e cząstka obdarzona jednostkowym ładunkiem dodatnim masa ~ 1u zbudowany z kwarków z greckiego protos , czyli pierwszy cząstka pozbawiona ładunku elektrycznego masa ~ 1u zbudowany z kwarków szybki rozpad poza atomem z łaciny neutrum ,...
Zapis konfiguracji zgodny ze wzrastającą energią orbitalną:
[ 13 Al]; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 [ 29 Cu]; 1s 2 2s 2 2p 6 3s23p 6 4s 1 3d 10
Widmo atomu wodoru
Widmo jest rozkładem promieniowania elektromagnetycznego na zbiór elementarnych fal o różnej długości. Na podstawie analizy widma można badać różne substancje w celu identyfikacji pierwiastków, które się w nich znajdują. Jest to możliwe dzięki temu,że atom każdego pierwiastka ze względu na swoją budowę może emitować lub absorbować fale elektromagnetyczne charakterystyczne tylko dla niego. Widmo emisyjne atomu danego pierwiastka to zbiór fal elektromagnetycznych o określonych długościach...
Zapis w notacji K,L,M:
Znając konfigurację elektronową atomu pierwiastka można: a) określić jego położenie w układzie okresowym pierwiastków b) określić maksymalny i minimalny stopień utlenienia atomu pierwiastka w związku chemicznym
Konfiguracja elektronowa
Jest to zapis przedstawiający przyporządkowanie elektronów atomu odpowiednim orbitalom atomowym. W stanie podstawowym (tzn. stanie o minimalnej energii) przyporządkowanie to odbywa się zgodnie z następującymi regułami: w atomach wieloelektronowych elektrony zapełniają orbitale atomowe według ich wzrastającej energii orbitalnej: 1s 2s 2p 3s 3p 4s3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f. zakaz Pauliego : w atomie wieloelektronowym dwa elektrony nie mogą znajdować się w stanach opisywanych...
Okres połowicznego rozpadu τ½
Czas, w którym połowa jąder izotopu danego pierwiastka ulega rozpadowi. Jest to wielkość charakteryzująca każdy nuklid promieniotwórczy.
Protony, neutrony, elektrony
Atom to układ elektrycznie obojętny, zbudowany z dodatnio naładowanego jądra i elektronów. Jądro składa się z protonów i neutronów, czyli nukleonów. Między nukleonami w jądrze działają niezależne od ładunku siły przyciągania, zwane siłami jądrowymi. proton p + neutron n o elektron e - - cząstka obdarzona jednostkowym ładunkiem dodatnim o wartości 1,6 · 10–19 C - masa: 1,00728 u - należy wraz z neutronem do nukleonów - zbudowany z kwarków - z greckiego protos –...
Elektroujemność
Elektroujemność to zdolność atomu do przyciągania elektronów. Zdolność tę wyznaczył m.in. Pauling, przedstawiając ją w postaci wartości liczbowych. Cez i frans charakteryzują się najmniejszą wartością elektroujemności (0,7) w skali Paulinga, a fluor największą, czyli 4,0. W okresie elektroujemność rośnie ze wzrostem liczby atomowej, a w grupie maleje .
Drugi postulat Bohra
Elektron może emitować lub pochłaniać promieniowanie elektromagnetyczne tylko podczas przejść z jednej dozwolonej orbity na inną. Energia ta jest wysyłana lub pochłaniana w postaci kwantu (porcji) o wartości równej różnicy energii elektronu na tych dwóch orbitach: E m - E n = h ⋅ f, gdzie E m i E n to energie elektronu na m-tej orbicie i na n-tej. Na skutek przejścia elektronu między różnymi orbitami z atomu są wysyłane (lub pochłaniane) kwanty promieniowania (fotony) o różnej...