Ionok elektronkonfigurációja

Ionok elektronkonfigurációja Atomok

Ionok

N: 1s2 2s2 2p3

+ 3 e-

N3-: 1s2 2s2 2p6

O: 1s2 2s2 2p4

+ 2 e-

O2-: 1s2 2s2 2p6

F: 1s2 2s2 2p5

+ 1 e-

F1-: 1s2 2s2 2p6 Ne: 1s2 2s2 2p6

Na: 1s2 2s2 2p6 3s1

- 1 e-

Na1+: 1s2 2s2 2p6

Mg: 1s2 2s2 2p6 3s2

- 2 e-

Mg2+: 1s2 2s2 2p6

- 3 e-

Al3+: 1s2 2s2 2p6

Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

Chapter 6/1

Ionok elektronkonfigurációja


Chapter 6/2

Ionok elektronkonfigurációja Atoms

Ions

Fe: [Ar] 4s2 3d6

- 2 e-

Fe2+: [Ar] 3d6

Fe: [Ar] 4s2 3d6

- 3 e-

Fe3+: [Ar] 3d5


Chapter 6/3

Ionsugarak

Kationok: kisebb főkvantumszám, nagyobb effektív töltés


Chapter 6/4

Ionsugarak

Anionok: újabb taszítás + kisebb effektív töltés


Chapter 6/5

Ionizációs energia Ionization Energy (Ei): The amount of energy necessary to remove the highest-energy electron from an isolated neutral atom in the gaseous state.


Chapter 6/6

Ionizációs energia


Chapter 6/7

Ionizációs energia

B: 2s árnyékol, O: párból) Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

Chapter 6/8

Magasabb ionizációs energiák M + energy

M1+ + e-

M1+ + energy

M2+ + e-

M2+ + energy

M3+ + e-


Chapter 6/9

Elektronaffinitás (Eea): atom + elektron = anion.


Chapter 6/10

Ionos kötés és az ionrácsok

1s2 2s2 2p6 3s1

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Na + Cl

Na1+

1s2 2s2 2p6

Cl11s2 2s2 2p6 3s2 3p6


Chapter 6/11


Chapter 6/12

Ionos kötés és az ionrácsok Born-Haber ciklus


Chapter 6/13

Ionos kötés és az ionrácsok Born-Haber ciklus 1:

Na(s)

2:

1 Cl2(g) 2

3:

Na(g)

4:

Cl(g) + e-

5:

Na1+(g) + Cl1-(g) 1 Na(s) + Cl2(g) 2

Na(g) Cl(g)

+107.3 kJ/mol +122 kJ/mol

Na1+(g) + e-

+495.8 kJ/mol

Cl1-(g)

-348.6 kJ/mol

NaCl(s)

-787 kJ/mol

NaCl(s)

-411 kJ/mol


Chapter 6/14

Rácsenergia Rácsenergia (U): az ionrácsból szabad ionok.


Chapter 6/15

Oktetszabály A főcsoportbeli elemek reakcióban a 8 elektronos szerkezet általában kivételezett.


Chapter 6/16

Oktettszabály

Fémek: kis Ei és kis Eea. Könnyebben leadnak. Nemfémek: nagyobb Ei és nagyobb Eea. Inkább felvesznek elektront.


Chapter 6/17

Oktetszabály

Több is elfér.


Chapter 6/18

Alkálifémek

• • • •

Erős redukálószerek Fémes Ezüstfényű Megmunkálható

• • • •

Jó vezető Lágy Reaktív Sóikban fordulnak elő


Chapter 6/19

Alkálifémek Előállítás 2LiCl(l) 2NaCl(l)

Elektrolízis KCl-ben 450 °C Elektrolízis in CaCl2 580 °C

2Li(l) + Cl2(g) 2Na(l) + Cl2(g)


Chapter 6/20

Alkálifémek Előállítás 850 °C

KCl(l) + Na(l)

K(g) + NaCl(l) 750 °C

2RbCl(l) + Ca(l)

2Rb(g) + CaCl2(l) 750 °C

2CsCl(l) + Ca(l)

2Cs(g) + CaCl2(l)


Chapter 6/21

Alkálifémek Halogénekkel 2M(s) + X2

2MX(s)

M = Li, Na, K, Rb, or Cs X = F, Cl, Br, or I

Hidrogénnel és nitrogénnel Hő

2M(s) + H2(g)

2MH(s)

M = Li, Na, K, Rb, or Cs

Hő

6Li(s) + N2(g)

2Li3N(s) Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

Chapter 6/22

Alkálifémek Oxigén 4Li(s) + O2(g)

2Li2O(s)

oxid

2Na(s) + O2(g)

Na2O2(s)

peroxid

KO2(s)

szuperoxid

K(s) + O2(g)


Chapter 6/23

Alkálifémek Vízzel 2M(s) + 2H2O(l)

2M1+(aq) + 2OH1-(aq) + H2(g) M = Li, Na, K, Rb, or Cs Ammóniával

2M(s) + 2NH3(l)

2M1+(soln) + 2NH21-(soln) + H2(g) M = Li, Na, K, Rb, or Cs


Chapter 6/24


Chapter 6/25


Chapter 6/26

Az alkálifémek vegyületei

Li2CO3: mániás depresszió kezelése LiH, LiAlH4: laboratóriumi redukálószer NaCl: konyhasó,

Sóvidék, Erdély Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

Chapter 6/27

Wieliczka sóbánya, Lengyelország

Az alkálifémek vegyületei NaOH: nátrium-hidroxid, vizes oldata a nátronlúg laboratóriumban lúg, iparban pl. bauxit feltárása, szappangyártás előállítása NaCl vizes oldatának elektrolízise: 2NaCl(aq) + 2H2O(l) = 2NaOH(aq) + Cl2(g) + H2(g) Na2SO4: nátrium-szulfát, glaubersó laboratóriumban pl. szárítószer (vizet kristályvízként köti meg) iparban pl. papírgyártás Na2CO3: nátrium-karbonát, szóda, sziksó laboratóriumban pl. CO2 fejlesztés iparban üveggyártás NaHCO3: szódabikarbóna (sütőpor) NaNO3: nátrium-nitrát, chilei salétrom: műtrágya, régebben puskaporgyártás Na3PO4: nátrium-foszfát: vízlágyítás KOH: kálium-hidroxid, vizes oldata a kálilúg KCl: kálium-klorid, ásványként: szilvin felhasználás műtrágyaként K2CO3: kálium-karbonát, hamuzsír CsOH: alkálielemek


Chapter 6/28 sziksó, Alföld

Na-K pumpa


Chapter 6/29

Alkáliföldfémek

• • •

Erős redukálószerek Fémes Ezüstfényű

• • •

Lágy (keményebb az 1a-nál) Nem annyira reaktív, mint 1a Sóikban fordulnak elő


Chapter 6/30

Alkáliföldfémek Előállítás BeF2(l) + Mg(l)

MgCl2(l) 3MO(l) + 2Al(l)

1300 °C

Elektrolízis

Magas T

Be(l) + MgF2(l)

Mg(l) + Cl2(g) 3M(l) + Al2O3(s) M = Ca, Sr, or Ba


Chapter 6/31

Alkáliföldfémek Halogének M + X2

M = Be, Mg, Ca, Sr, or Ba

MX2

X = F, Cl, Br, or I Oxigén 2M + O2

2MO

M = Be, Mg, Ca, Sr, or Ba


Chapter 6/32

Alkáliföldfémek Víz M(s) + 2H2O(l)

M2+(aq) + 2OH1-(aq) + H2(g) M = Mg, Ca, Sr, or Ba


Chapter 6/33

Mészkő oldódása

CaO: kalcium-oxid, égetett mész mészégetés: CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) (900ºC) mészoltás: CaO(s) + H2O(l) = Ca(OH)2(s) Ca(OH)2: kalcium-hidroxid, oltott mész építőipar, fertőtlenítés, fémkohászatban salakképző Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

Chapter 6/34

Az alkáliföldfémek fontosabb vegyületei

CaSO4: kalcium-szulfát, CaSO4⋅2H2O: gipsz, CaSO4⋅1/2H2O: égetett gipsz építőipar, gyógyászat Ca5(PO4)3 (F,OH,Cl): apatit foszfortartamú műtrágya előállítása CaC2: kalcium-karbid előállítása: CaO(s) + 3C(s) = CaC2(s) + CO(g) felhasználása régebben: karbidlámpák CaC2(s) + 2H2O(l) = Ca(OH)2 + C2H2(g) 2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(g) CaCO3: kalcium-karbonát, mészkő (pát, kalcit, aragonit) korábban néztük: mészkő oldódása (Ca,Mg)CO3: dolomit

A víz keménysége: állandó és változó ~ Változó: Ca(HCO3)2 + Mg(HCO3)2 forralással karbonátok kicsapódnak Állandó: többi Ca- és Mg-só

aragonit

kalcit

Ioncsere


Chapter 6/36

Biomineralizáció


Chapter 6/37

Alumínium

• • •

Fémes Ezüstfényű Jó vezető

• • •

Oxigénnel reagál (oxidréteg) Vízzel nem (oxidréteg) Földkéreg fontos eleme


Chapter 6/38

Alumínium Előállítás Elektrolízis Na3AlF6-ban

2Al2O3(soln)

980 °C

4Al(l) + 3O2(g)

Halogénekkel 2Al + 3X2

2AlX3

X = F, Cl, Br, or I


Chapter 6/39

Alumíniumgyártás


Chapter 6/40

Alumínium Oxigén 4Al + 3O2

2Al2O3

Nitrogén 2Al + N2

2AlN


Chapter 6/41

Halogének

• • •

Erős oxidálószerek Nemfémes Kétatomos molekulák

• •

Reaktívak Sóikban fordulnak elő


Chapter 6/42

A 17. csoport elemeinek tulajdonságai

Felhasználásuk és kémiai tulajdonságaik : F2: halványsárga, rendkívül reaktív gáz, fluorozásra használják: UF6, SF6, teflon e.á. Cl2: sárgászöld, szúrósszagú gáz; fertőtlenítőszer: pl. víztisztítás Br2: vörösbarna, szúrósszagú folyadék; iparban brómozásra használják, ill. hagyományos fekete-fehér fényképezéshez AgBr előállítása I2: sötétszürke, könnyen szublimálható kristályos anyag; oxigénmentes oldószerben lilás, oxigéntartalmú oldószerben barna színnel oldódik; alkoholos oldatát fertőtlenítőszerként (oxidálószer) alkalmazzák Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

Chapter 6/43

Halogének Előállítás Elektrolízis

2HF(l) 2NaCl(l)

100 °C Elektrolízis 100 °C

2Br1-(aq) + Cl2(g) 2I1-(aq) + Cl2(g)

H2(g) + F2(g) 2Na(l) + Cl2(g)

Br2(l) + 2Cl1-(aq) I2(s) + 2Cl1-(aq)


Chapter 6/44

Halogének Fémekkel 2M + nX2

2MXn

M = Metal X = F, Cl, Br, or I

Hidrogénnel H2(g) + X2

2HX(g)

X = F, Cl, Br, or I

Más halogénekkel I2(g) + Cl2(g)

2ICl(s)

Br2(l) + F2(g)

2BrF(g)


Chapter 6/45

Nemesgázok

• •

Színtelen, szagtalan Nemfém

• •

Igen kevéssé reaktív Egyatomos gázok


Chapter 6/46

Nemesgázok Reakció Xe(g) + F2(g)

XeF2(s)

Xe(g) + 2F2(g)

XeF4(s)

Xe(g) + 3F2(g)

XeF6(s)


Chapter 6/47

Ionok elektronkonfigurációja

Recommend Documents