Atomi szerkezete, kémiai kötés, a vegyérték és a szerkezet a molekulák
A szerkezet a atom. Bevezetés.
A vizsgálat tárgya a kémia a kémiai elemek és azok vegyületei. Kémiai elem úgynevezett atomok egy csoportja ugyanazzal a pozitív töltés. Atom - a legkisebb szemcse a kémiai elem, amely megőrzi kémiai tulajdonságait. Kommunikálnak egymással, atomok egy vagy több különböző elemek, amelyek a kompozit részecskék - molekula. Az összesített atomok vagy molekulák alkotnak kémiai vegyület. Minden egyes kémiai jellemzi egy sor egyedi fizikai tulajdonságai, például olvadás- és forráspontja hőmérséklet, sűrűség, elektromos és hővezető képessége, stb
1. Szerkezet atom és periódusos rendszerének elemei
Ismerete és megértése, hogyan kell kitölteni minták a periódusos rendszer elemeinek DI Mengyelejev lehetővé teszi, hogy megértsék a következő:
1.Physical lényege létezés természetének bizonyos elemeit,
2.prirodu kémiai vegyértékű elem,
3.sposobnost és „könnyedséget” elemet adni vagy kapni elektronok kölcsönhatásba lépni egy másik elemmel,
4.prirodu kémiai kötések, amelyek alkothatnak egy aktív elem együttműködik a többi elem, a térszerkezet az egyszerű és komplex molekulák és így tovább. Pr.
A szerkezet a atom.
Atom egy komplex mikrorendszer mozgásban és kölcsönhatásban áll egymással elemi részecskék.
A 19. század végén és a 20. század elején, azt találtuk, hogy az atomok állnak kisebb részecskék: neutronok, protonok és elektronok, az utolsó két részecskék töltött részecskék, a proton pozitív töltést hordoz, az elektron - negatív. Mivel az elem az alapállapotú atomok elektromosan semleges, ez azt jelenti, hogy a protonok száma az egy atom bármely elem az elektronok száma. Mass atomok összege határozza meg a tömeges protonok és a neutronok, amelyek száma megegyezik a különbség a tömegek az atomok és atomszáma a periódusos D. Mengyelejev.
1926-ban Schrödinger javasolt, hogy leírja a mozgás mikrorészecskék a atomok az elem révén a hullám egyenlet származó őket. Amikor megoldása Schrödinger hullám egyenletet a hidrogénatom három egész kvantumszámok: N, ℓ és ml. jellemző az állam az elektron háromdimenziós térben a központi területén a sejtmagba. A kvantum n szám, ℓ ml és vegye egész értékek. A hullám funkció meghatározott három kvantumszámok n, ℓ, és ml és a kapott oldatokat a Schrödinger egyenlet, az úgynevezett pályák. Orbital - a régióban a tér, ahol a legvalószínűbb, hogy megtalálja az elektron. tartozó atom a kémiai elem. Így a megoldás a Schrödinger egyenlet hidrogénatom vezet a megjelenése három kvantumszámok, a fizikai jelentését, amely az, hogy jellemzi három különböző típusú pályák, amelyek lehetnek egy atom. Nézzük meg részletesebben az egyes kvantum számát.
A főkvantumszám n lehet bármely pozitív egész szám értékek: n = 1,2,3,4,5,6,7 ... Ez jellemzi az elektronikus energiaszintek és a méret az elektron „felhő”. Jellemző, a szám a főkvantumszám egybeesik a időszaknak a számát, amelyben az elem tartózkodik.
A azimutális vagy orbitális kvantumszámmal ℓ eltarthat egész értékeket a ℓ = 0 .Előbb ... n - 1, és meghatározza azt az időt az elektronok, azaz az alak a orbitális. Minden számszerű értékek a következő jelöléseket használjuk ℓ: ℓ = 0, 1, 2, 3, és jelöljük s, p, d, f. sorrendben, ℓ = 0, 1, 2 és 3. Az elemek a periódusos rendszer elemeinek centrifugálás nélkül kvantumszámmal ℓ = 4.
A mágneses kvantum chislomℓ jellemzi térbeli elrendezése elektron pályák, és így az elektromágneses tulajdonságait az elektron. Ez terjedhet - ℓ ℓ a +. beleértve a nullát.
Form vagy, pontosabban, a szimmetria tulajdonságait atomi pályák függ a kvantum számokat ℓ, és ml. "Electron felhő," megfelel s - pályák egy gömb (ahol ℓ = 0).
Pályák meghatározott kvantum számok és ℓ = 1 ml = -1, 0 és 1, nevezzük p-pályák. Mivel ml tehát három különböző értéket, ahol az atom három energetikailag ekvivalens mennyiségű p-pályák (a főkvantumszám számukra azonos, és lehet egy mért érték az n = 2,3,4,5,6 vagy 7). p-pályák mutatnak tengelyszimmetrikus és formájában ömlesztett nyolcas, egy külső erőtérben orientált tengelyek mentén x, y és z (Fig.1.2). Ezért az eredete a szimbólumok px. py és pz.
Továbbá, vannak olyan D- és F-atomi pályák az első és ℓ = 2 ml = -2, -1, 0, +1 és +2, azaz Öt AD, a második és ℓ = 3 ml = -3, -2, -1, 0, +1, +2 és +3, azaz 7 AO.
Negyedik kvantum ms úgynevezett spin kvantumszám, vezették be megmagyarázni néhány finom hatásokat spektrumában a hidrogénatom Goudsmit és Uhlenbeck: 1925-ben. elektron spin - a perdület az elektron töltött elemi részecskék, ami kvantált orientáció, azaz a szigorúan meghatározott szögek. Ez az orientáció határozza meg a spin mágneses kvantum szám (ok), amelyek az elektron egyenlő ½. Ezért a szabályok szerint kvantálására elektron ms = ± ½. Ebben a tekintetben, egy három kvantumszám hozzá kell adni a kvantumszám ms. Hangsúlyozzuk ismét, hogy négy kvantumszám határozza meg eljárás az a periódusos rendszer elemeinek és miért az első időszakban csak két elem, a második és a tretom - nyolc, - a negyedik -. 18, stb azonban megmagyarázni a szerkezet többelektronos atomok, a sorrendben a töltési elektron szintek fokozva a pozitív töltést az atom nem elég, hogy egy ábrázolása a négy kvantum számokat, „control” viselkedés az elektronok befejezése az elektronikus pályák, de kell, hogy többet ome egyszerű szabályokat, nevezetesen a Pauli-elv, Hund-szabály és Klechkovskii szabályokat.
Szerint a Pauli-elv azonos kvantum állapot, amelyre jellemző végleges értéket a négy kvantumszám, nem lehet több, mint egy elektron. Ez azt jelenti, hogy egy elektron elvileg hozható bármely atomi. Két elektron lehet azonos atomi csak akkor, ha másik spin kvantumszám.
Amikor kitölti az elektronok három p-AO, öt d-AO és hét f-AO kell vezérelnie eltérő Pauli-elv is szabály Gunda: kitöltése alburok pályák az alapállapotú elektronok azonos spin.
Amikor töltés subshells (p, d, f) abszolút értéke a centrifugálás összeget maximalizálni kell.
Aufbau elv. Szabály szerint Klechkovskii a zapolneniid forbitaliey és elektronok kell soblyudatsyaprintsip minimum energii.Soglasno ezt az elvet, az elektronok az alapállapotú orbitális töltött minimális energiaszintet. Energia szintalatti meghatározott mennyiségét kvantum chiseln + ℓ = E
Az első Aufbau elv. először töltjük azokat sublevels számára kotoryhn + ℓ = Eminimalna.
Második Aufbau elv. ha ravenstvan + ℓdlya több sublevels megy töltés Földalatti szintek számára kotorogonminimalna.
Ma már ismert, 109 elemekkel.
2.Energiya ionizációs, az elektron-affinitása, és elektronegativitás.
A legfontosabb jellemzői az elektronikus konfiguráció az ionizációs energia az atom (EI) vagy ionizációs potenciál (IP) és elektron-affinitása az atom (SE). ionizációs energia az úgynevezett energia változását a szétválás folyamatának a szabad elektron az atom 0 K: A = ++ É. ionizációs energia függését a sorszáma Z elem, atomrádiusz mérete van egy markáns periodikus jellegű.
Az elektron affinitása (EA), egy változást jelent az energia, amely kíséri elektron kötődés az izolált atom képez egy negatív iont át 0 ° C-on: A + E = A- (atom, ion és a saját őrölt Államok). Ebben az esetben, az elektron elfoglalja a legalacsonyabb el nem foglalt atomi (LILW), ha VZAO által elfoglalt két elektront. Solar sejtek erősen függ az orbitális elektronszerkezet.
Változások EI és SE korrelált a változás sok tulajdonságainak elemek és azok vegyületei, mellyel előre jelezni ezeket a tulajdonságokat az értékek EI és SE. A legmagasabb abszolút értéke a elektron-affinitása van halogének. Minden egyes csoportban az elemek periódusos rendszerének vagy EI ionizációs potenciál növelésével csökken az atomszáma, amely kapcsolatban van növekedésével az atomi sugár és növekvő számú elektronikus rétegek, és amely jól korrelál a megnövekedett sejt kapacitás csökkentésére.
1. táblázat a periódusos táblázat értékeit EI és SE eV / atom. Megjegyzendő, hogy a pontos értékét az FE ismert csak néhány atom, az 1. táblázatban vannak húzva.
Az első ionizációs energia (EI), elektron-affinitása (EA) és elektronegativitási χ) atomok a periódusos rendszerben.