Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0743
Název školy
Moravské gymnázium Brno s.r.o.
Autor
RNDr. Miroslav Štefan
Tematická oblast
Chemie ATOM
Ročník
1. ročník
Datum tvorby
11.10.2013
Anotace
a) určeno pro studenty b) obsahuje základní informace o elektronovém obalu c) Vhodné pro zopakování učiva
Elektronový obal
CK-12 FOUNDATION. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:D_orbitals.png
Vývoj názorů • Thomsonův (pudingový) model atom je tvořen rovnoměrně rozloženou kladně nabitou hmotou, ve které jsou jako rozinky v pudinku rozptýleny záporně nabité elektrony • Rutherfordův (planetární) model –atom se skládá z kladně nabitého hutného jádra, kolem kterého obíhají záporně nabité elektrony obdobně jako planety obíhají Slunce
NIGHT INK. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Rutherfordsches_Atommodell.png
Vývoj názorů • Bohrův model atomu - Elektrony se pohybují po kružnicových drahách, na nichž nevyzařují žádné elektromagnetické záření. Při přechodu mezi hladinami vyzáří (nebo pohltí) 1 foton. • Kvantově-mechanický model atomu – elektron je popisován jako vlnová funkce, která definuje pravděpodobný výskyt elektronu v prostoru.
MYSELF. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Bohr_Model.svg
Základní pojmy • elektron - částice se záporným nábojem, která tvoří obal atomu (1840x lehčí než proton); elektron v závislosti na podmínkách má někdy částicový a někdy vlnový charakter • orbital - část prostoru v okolí jádra atomu, ve kterém se elektron vyskytuje s 95% pravděpodobností • stavba elektronového obalu podmiňuje chemické vlastnosti každého chemického prvku
POORLENO. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hydrogen_Density_Plots.png
Kvantová čísla • Elektrony se v elektronovém obalu atomu nacházejí ve vrstvách, jejichž energie s rostoucí vzdáleností od jádra roste • Elektrony jsou charakterizovány 4 kvantovými čísly: hlavním, vedlejším, magnetickým a spinovým BARRACO, Carlo. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/File:HydrogenOrbitalsN6L0M0.png
Hlavní kvantové číslo • označuje se „n“ • popisuje energetickou hladinu, ve které se elektron nachází • informuje o energii elektronu a jeho vzdál. od jádra • Nabývá vždy celých kladných hodnot (n=1,2,3,…) • Někdy se používají písmena K,L,M,N,…
Vedlejší kvantové číslo • označuje se „l“ • společně s n určuje energii elektronu • určuje typ a tvar orbitalu • nabývá hodnot od 0 do n-1 (např. pro n=3 je l=0,1,2) AUTOR NEUVEDEN. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AOs-3D-dots.png
Magnetické kvantové číslo • označuje se „ml“ • udává orientaci orbitalu v trojrozměrném prostoru • nabývá hodnot od –l do +l (pro l=2 je ml=-2,1,0,1,2)
SVEN. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/File:D_orbitals.svg
Spinové kvantové číslo • označuje se „ms“ • popisuje vnitřní moment hybnosti částice • nabývá hodnot -½ nebo +½
Pauliho princip výlučnosti v atomu nemohou existovat 2 elektrony, které by měly všechna 4 kvantová čísla stejná
Tvary orbitalů
DHATFIELD. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:F4M2.png
Tvary orbitalů • orbital s • l=0 • má tvar koule, jejíž poloměr se zvyšuje s rostoucím n • každá hladina el.obalu obsahuje pouze jeden orbital s • orbitaly p • l=1 • v každé hladině elektron.obalu jsou tři orbitaly typu p (pro ml= -1,0,1) • orbitaly p mají stejnou E, ale liší se orientací v prostoru, takovým orbitalům se říká degenerované (mají stejné n+l, ale liší se m)
• orbitaly d • l=2 • v každé hladině elektron.obalu je pět orbitalů typu d (pro ml=-2,-1,0,1,2) • orbitaly d jsou degenerované • existují orbitaly dxy, dxz, dzy, dx2-y2, dz2 • orbitaly f • l=3 • v každé hladině elektron.obalu je 7 orbitalů typu f (ml=-3,-2,-1,0,1,2,3) • orbitaly f jsou rovněž degenerované
Pravidla pro zaplňování orbitalů
PATRICIA.FIDI. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Electron_orbitals.svg
Pravidla pro zaplňování orbitalů • Pauliho princip výlučnosti – v jednom orbitalu mohou být maximálně 2 elektrony lišící se hodnotou ms • Hundovo pravidlo – v degenerovaných orbitalech vznikají elektronové páry teprve po zaplnění každého orbitalu jedním elektronem. Všechny nespárované elektrony mají stejný spin. (systém má nejnižší energii a je nejstabilnější) • Výstavbový princip a pravidlo n+l – orbitaly s energií nižší se zaplňují elektrony dříve než orbitaly s energií vyšší. Energie orbitalů se zvyšuje s rostoucí hodnotou součtu n+l. Jestliže je součet n+l stejný, rozhoduje hodnota n. Orbital, jehož hodnota n je menší, má nižší energii a zaplňuje se elektrony dříve 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p • Zkrácený zápis elektronové konfigurace • Uvádí se jen obsazení těch orbitalů, které má atom navíc proti atomům předcházejícího vzácného plynu • Např. 20Ca: 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² nezkrácený zápis • 20Ca: [18Ar] 4s² zkrácený zápis
Použité zdroje: Obrazový materiál Citace jsou uvedeny přímo u jednotlivých obrázků Články na internetu AUTOR NEUVEDEN. wikipedia.org [online]. [cit. 17.10.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Atom Literatura HONZA, Jaroslav; MAREČEK, Aleš. Chemie pro čtyřletá gymnázia. Olomouc: Nakladatelství Olomouc s.r.o., 1998, ISBN 80-7182-055-5. VACÍK, Jiří a kol. Přehled středoškolské chemie. Praha: SPN, 1999, ISBN 80-7236-108-7.
