3. előadás
12-09-17
2
• 12-09-17
Az elektronpályák feltöltődési sorrendje 3
Az elemek rendszerezése, a periódusos rendszer • •
Elsőként Dimitrij Ivanovics Mengyelejev és Lothar Meyer vette észre az elemek halmazában rejlő periódikusságot.
12-09-17
4
12-09-17
5
• A rendszerezés alapja, az elektronszerkezet kiépülése
12-09-17
6
Csoport → 1
2 3 II III IA A B
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IV V VI VII <-- VIII III IV VI VII VIII I B II B VA B B B B B --> A A A A A
↓ Periódus 1 2 3 4 5 6 7
1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr
4 5 6 7 8 9 Be B C N O F 12 13 14 15 16 17 Mg Al Si P S Cl 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 * Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 ** Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus
58 Ce 90 ** Aktinidák Th
* Lantanidák
59 Pr 91 Pa
60 Nd 92 U
61 Pm 93 Np
62 Sm 94 Pu
63 Eu 95 Am
64 Gd 96 Cm
65 Tb 97 Bk
66 Dy 98 Cf
67 Ho 99 Es
68 Er 100 Fm
69 Tm 101 Md
70 Yb 102 No
2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Uuo
71 Lu 103 Lr
Elemi sorozatok a periódusos rendszerben Alkálifémek Alkáliföldfémek Lantanidák Aktinidák Átmenetifémek Másodfajú fémek Félfémek Nemfémek Halogének Nemesgázok
12-09-17
7
12-09-17
8
• • • • • • • •
Periodikusan változó tulajdonságok: Az atomok mérete Szabad atom mérete Kovalens sugár Ionok mérete – Pozitív töltésű ionok – Negatív töltésű ionok Ionizációs energia Elektronaffinitás Elektronegatívitás
12-09-17
9
54
12-09-17
10
12-09-17
11
• Néhány alkáli-földfém elem I. És II. Ionizációs energiája eV-ban
• Elem Be • I. i. e. [eV] 9,32 • II. i. e. [eV] 18,0
12-09-17
Mg 7,65 15,04
Ca 6,11 11,87
Sr 5,69 11,03
Ba 5,11 10,0
12
12-09-17
13
Elektronegativitás (kötéseket jellemzi a vegyületekben) Az az erő, amivel az atom vonzza a kötést létrehozó elektronjait Periodikus változás (ENFr = 0,7 → ENF = 4,0) – az atomok méretével ellentétesen
12-09-17
14
∆ EN nagy: Ionos kötés ∆ EN közepes: Poláros kovalens kötés ∆ EN ~ 0: nem poláros kovalens kötés
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
15
Kémiai kötések
12-09-29
stabilis: s2p6(d10)
Általános kémia 2011/2012. I. fé
16
Kémiai kötések
ionrács ionos kötés
atomrács fémrács fémes kötés
molekularács másodlagos kötés
kovalens kötés 12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
17
Ionos kötés ellentétes töltések között kialakuló elektrosztatikus kölcsönhatás – csak vegyületekben értelmezése a Bohr-féle atommodell alapján kationok és anionok képződése ionizációs energia, elektron affinitás
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
18
Ionos kötés
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
19
Kovalens kötés Le nem zárt héjak elektronjai „kollektivizálódnak” Elektronfelhők átlapolódnak
H2
Schrődinger
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
20
Kovalens kötés
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
21
Kovalens kötés
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
22
Kovalens kötés
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
23
Kovalens kötés
Datív kötés 12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
24
Fémes kötés un. delokalizált elektronfelhő és a fématomok között nincs elegendő elektron, hogy minden szomszéddal kötés (nemesgáz konfiguráció) jöjjön létre a fématom-törzsek szoros illeszkedése
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
25
Fémes kötésű kristályok Fémrácsban azonos mérető atomok - gömbilleszkedés szabályos és hatszöges legszorosabb illeszkedés - 12es koordináció négyzetes szoros illeszkedés - 8 (+6) koordináció
lapközepes köbös elemi cella 12-09-29
tetragonális térközepes elemi cella Általános kémia 2011/2012. I. fé
térközepes köbös elemi cella 26
Fémes kötésű kristályok
lapközepes köbös elemi cella:
térközepes köbös elemi cella:
térközepes tetragonális elemi cella:
jól megmunkálható, hengerelhető, nyújtható
nem nyújtható, merev fém
jól megmunkálható, kevésbé nyújtható
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
27
Fémes kötésű kristályok A fémes jelleg: fémfény – delokalizált elektronok olvadáspont tág határok között puha, nyújtható, jól megmunkálható (tiszta) vagy kemény, rideg (ötvözet) jó hő- és elektromos vezetés vízben és közönséges oldószerekben nem oldható
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
28
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
29
Ötvözetek Kristályrácsba idegen atomok beépülése – homogén vagy heterogén elegy helyettesítéses: hasonló méretű atomok rácshibák intersticiális: a fématomok közötti lyukakba kisebb atomok (bór, szén, hidrogén)
acél, bronz, alpakka,
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
30
12-09-29
Általános kémia 2012/2013. I. fé
31
12-09-29
Általános kémia 2012/2013. I. fé
32
Hidrogén(híd) kötés Poláris molekulák O, N vagy Fatomja és egy másik O, N vagy F-atom magányos elektronpárja között térben irányított szerkezetek kialakulása donor és akceptor molekulák olvadáspont és forráspont
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
33
van der Walls kötőerők
12-09-29
Általános kémia 2011/2012. I. fé
34
