PSE

1. PERIODNI SISTEM ELEMENATA UNIVERZITET U NOVOM SADU PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTETDEPARTMAN ZA HEMIJU 2. J.A. Newlandsje pronašao da se osobine hemijskih elemenata mogu dovesti u vezu sa njihovim atomskim težinama Dopočetka XIX veka nije postojala nikakva sistematizacija. 1829. god.J.W. Dobereinerje izvršio pokušaj klasifikacije hemijskih elemenata – tablica“trijada” . 3. 1869. god.D.I. Mendeljejevdaje tablicu klasifikacije hemijskih elemenata koja je izgledala približno kao tablice koje se danas koriste.Glavni princip bio je da su fizičke i hemijske osobine elemenata periodične funkcije njihovih atomskih težina –“Zakon periodičnosti” . 4. L. Meyerdaje svoju sistematizaciju, nešto drugačije komponovanu, ali sačinjenu po istim principima. 1894. god. započinje otkrivanje plemenitih gasova. 5. 1922. god.N. Bohrdaje objašnjenje Zakona periodičnosti – sa postupnim porastom atomskog broja, postupno se menjaju i periodično ponavljaju slične strukture atoma.Savremena koncepcija Zakona periodičnosti je da osobine hemijskih elemenata nisu proizvoljne već da zavise od strukture atoma.Zakon periodičnosti :“Fizičke i hemijske osobine elemenata su periodične funkcije njihovih atomskih brojeva”. Prva polovina XX veka – Rutherford, Mosley i dr., - za atom jednog elementa karakteristična vrednost jeatomskiiliredni broj(broj protona u jezgru), a ne atomska težina (srednja vrednost atomskih masa različitih izotopa istog elementa). 6. Šta čini da se elementi razlikuju jedni od drugih ? Šta je uzrok formiranja beskrajno različitih supstanci? Broj protona u jezgru atoma suštinski odvaja elemente jedne od drugih. BROJ PROTONA A tomski broj je takođe jednak broju elektrona u njegovom naelektrisanom oblaku. ATOMSKI BROJ (Z)= BROJ PROTONA 7. X A Z Masen i broj Broj neutrona N Atomski broj Izotopi Izotoni Izobari MASENI BROJ= BROJ PROTONA+ BROJ NEUTRONA H 1 1 0 H 2 1 1 H 3 1 2 Co 60 27 33 Ni 60 28 32 Be 9 4 5 B 10 5 5 8. ATOMSKI BROJ= BROJ PROTONA Ca 20 40.08 Atomski broj Simbol elementa Atomska masa ATOMSK A MASA = masa protona + masa neutrona 9. Kvantni brojevi elektrona i atomaGlavni kvantni broj ( n ) Predstavlja pozitivne cele brojeve od 1 do 7 ( n =1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) i definiše energetski nivo elektrona (označava se i slovima K, L, M, N, O, P , Q );Što je veća vrednost n, to je ljuska dalja od jezgra, Udaljeniji elektroni poseduju veću energiju.n =1K-ljuska n =2L-ljuska n =3M-ljuska n =4N-ljuska n =5O-ljuska n =6P-ljuska n =7Q-ljuska 10. Drugi ( azimutn i, orbitalni) kvantni broj ( l ) Može imati vrednostil= 0, 1, 2, … n -1, odnosi se na podnivo elektrona (označava se sas ,p ,d ,f );l =0s-orbitala l =1p-orbitala l =2d-orbitala l =3f-orbitala l =4g-orbitala Maksimalni broj elektrona u podljuscis = 2 p = 6 d = 10 f = 14 11. Glavni i sekundarni kvantni broj 12. Vrednostl= 0 Imaju oblik lopte (sfere) Prečnik sfere raste sa porastom vrednostin s-orbitale 13. Vrednostl= 1 Imaju dva režnja i čvor između njih p-orbitale 14. d-orbitale Vrednostl= 2 Četiri od pet orbitala imaju po četiri režnja, a peta podseća naporbitalu sa đevrekom oko centra d yz d xz d xy x 2 -y 2 d z 2 d 15. Magnetni kvantni broj (m) Magnetni kvantni broj m vrednosti od – ldo + l , uključujući i nulu, definiše nagib ravni oblaka elektrona, npr. zan= 2 il= 2 dobija sem l = -1, 0, +1, s-orbitala d-orbitale p-orbitale 16. Orbitale sa istom vrednošćunpripadaju istom energetskom nivou (ljusci) Orbitale sa istom vrednošćulpripadaju istom podnivou (podljusci) Orbitale, ljuske i podljuske 17. Spinski kvantni broj (m s ) Dirak i Pauli kasnije uvode i četvrti kvantni broj – spinski kvantni broj Spinski kvantni broj m s , vrednosti -1/2 do +1/2 definiše smer obrtanja elektrona oko sopstvene ose (- u levo i + u desno). + 18. Elektronske konfiguracije Opis energetskih stanja elektrona pomoću kvantnih brojeva naziva se elektronska konfiguracija atoma, a njen šematski prikaz naziva se orbitalni dijagram. Paulijev princip isključivosti (Wolfgang Pauli) glasi dadva elementa ne mogu da imati ista četiri kvantna broja . Ako dva elektrona pripadaju istoj orbitali (n, l, m lsu isti), oni se međusobno moraju razlikovati po smeru spina (m s = +1/2 i m s= - ½) Hundovo pravilo–elektroni se razmeštaju unutar istovrsnih degenerisanih orbitala tako da broj nesparenih elektrona sa paralelnim spinovima bude maximalan . Drugim rečima, elektroni degenerisanih orbitala zauzimaju što je moguće veći prostor u atomu, tako da su međusobno na što većem rastojanju. Na taj način odbijanje između elektrona je manje, a energija atoma niža. 19. Redosled popunjavanja orbitala Popunjavanje se vrši sukcesivno. Prvo se popunjavaju one najniže energije ( Princip izgrađivanja ) Izuzetak: 4s orbitala se popunjava pre 3d orbitale jer ima niži sadržaj energije (“ efekat prodiranja ”). Za 4s orbitalu n+l=4+0, a za 3d orbitalu n+l=3+2. 20. Pisanje izraza za konfiguraciju elektrona Orbitalni dijagrami Svaki kvadrat predstavlja jednu orbitalu Strelice predstavljaju elektrone Smer strelice predstavlja spin elektrona 1 s 1 Vrednostn Podnivo ( l ) Broj elektrona u podnivou Li 1s 2s 2p NE DA H 1s 21. Atomska struktura azota Pisanje elektronskih konfiguracija 1s 22s 22p 3 Prikaz e po ljuskama Grupni prikaz e  Prikaz e po ljuskama i podljuskama 22. Elektronska konfiguracija azota 23. Na je 11-i elemenat u PS i taj poslednji elektron se smešta u M-ljusku Atomska struktura natrijumaPisanje elektronskih konfiguracija 1s 22s 22p 6 3s 1 UNUTRAŠNJI ELEKTRONI VALENTNI ELEKTRONI M ljuska (n=3) L ljuska (n=2) K ljuska (n=1) 24. Primer - Magnezijum MgZ=12 Broj elektrona=12 Ispunjena 1s orbitala Preostao broj elektrona = 10 Ispunjena 2s orbitala Preostao broj elektrona = 8 Ispunjena 2p orbitala Preostao broj elektrona = 2 Ispunjena 3s orbitala Preostao broj elektrona = 0 Mg1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 UNUTRAŠNJI ELEKTRONI VALENTNI ELEKTRONI 25. Primer - Hlor ClZ=17 Broj elektrona=17 Ispunjena 1s orbitala Preostao broj elektrona = 15 Ispunjena 2s orbitala Preostao broj elektrona = 13 Ispunjena 2p orbitala Preostao broj elektrona = 7 Ispunjena 3s orbitala Preostao broj elektrona = 5 Cl1s 2 2s 2 2p 6 3s 23p 5 Počelo popunjavanje 3p orbitala Preostao broj elektrona = 0 ClZ=17 Broj elektrona=17 Ispunjena 1s orbitala Preostao broj elektrona = 15 Ispunjena 2s orbitala Preostao broj elektrona = 13 Ispunjena 2p orbitala Preostao broj elektrona = 7 Ispunjena 3s orbitala Preostao broj elektrona =Počelo popunjavanje 3p orbitala Preostao broj elektrona = 0 VALENTNI ELEKTRONI 26. PSE I ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA ATOMA Orbitalni dijagrami osnovnih stanja atoma od Z=1 do Z=10 Vodonik Helijum Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon Konfiguracija Atom Z 27. Inertni gas – elektronska konfiguracija je stabilna 28. Stabilne elektronske konfiguracije (plemeniti gasovi) 29. STRUKTURA PERIODNOG SISTEMA Grupa 30.   31. s, p, d i f blokovi u P SE 32. Svi elementi jedne grupe u PSE imaju istu elektronsku konfiguraciju 33. Metalni karakter Metalni karakter opada Metalni karakter raste 34. Promene E ju PSE Ej opada u grupi Ej raste du ž periode Energija potrebna da se iz izolovanog atoma u gasovitom stanju izdvoji elektron naziva seenergija jonizaci je(kJ/mol ili eV). Li (g) Li + (g)+ e -Ej 1 = 5,4 eV Li + (g) Li 2+ (g)+ e-Ej 2 = 75,6 eV Li 2+ (g) Li 3+ (g)+ e-Ej 3 = 121,8 eV 35. Promene E ju PSE Atomski broj Ej (kJ/mol) Plemeniti gasovi Alkalni metali 36. Promene afiniteta prema elektronu Energija koja se oslobađa kada neutralni atom u gasovitom stanju prima jedan elektron naziva seafinitet prema elektronu (kJ/mol). To je egzoterman proces.Grupa Afinitet prema elektronu (kJ/mol) 37. Veli čina atoma – radijus atoma Svaki atom se može smatrati kao sfera sa određenim radijusom. Radijus atomske sfere nije konstantan, već zavisi u izvesnom stepenu od njegove okoline. Veličina atoma je značajna pri proučavanju difuzije atoma u metalnim legurama. 38. Promena veličine atoma Atomski broj Radijus (pm) 39. Elektronegativnost Elektronegativnostse definiše kao stepen kojim atom privlači elektron ka sebi. Kreće se u granicama od0.7do4.0 . Veće vrednosti: tendencija ka preuzimanju elektrona. Manja elektronegativnost Veća elektronegativnost 40. Afinitet prema elektronu Energija jonizacije Energija jonizacije Afinitet prema elektronu Nemetalni karakter Metalni karakter Radijus atoma Radijus atoma 41. 1.Maksimalan broj elektrona po podnivoima je:a)s 2p 6d 10f 7 b)s 1p 6d 10f 14 c)s 2p 6d 10f 14 d)s 2p 6d 5f 14 e)s 1p 3d 5f 7 2.Ako element X imaZ = 27 i A=60 onda ima: a)33 protona i 27 neutronab)27 protona i 27 neutrona c)27 protona i 33 elektronad)27 protona i 33 neutrona e)33 protona i 27 elektrona Z = ATOMSKI BROJ (BROJ PROTONA) A = MASENI BROJ (BROJ PROTONA + BROJ NEUTRONA) 42. 3.Element sa atomskim brojem 38 i masenim brojem 90 sadrži: a)52 protona, 52 elektrona i 38 neutronab)38 protona, 38 elektrona i 52 neutrona c)52 protona, 38 elektrona i 52 neutronad)38 protona, 52 elektrona i 38 neutrona e)52 protona, 38 elektrona i 38 neutrona 4.Element sa rednim brojem 17 ima elektronsku konfiguraciju 1s 22s 22p 63s 23p 5 . Nalazi se u: 3 periodi i V grupi periodnog sistema2 periodi i III grupi periodnog sistema 3 periodi i II grupi periodnog sistema7 periodi i III grupi periodnog sistema e)3 periodi i VII grupi periodnog sistema 43. 5.Atomi nekog hemijskog elementa imaju sledeću elektronsku konfiguraciju 1s 22s 22p 63s 23p 64s 2 3d 104p 3 . U periodnom sistemu, ovaj element se nalazi u: 4 periodi i II grupi periodnog sistema3 periodi i III grupi periodnog sistema 3 periodi i IV grupi periodnog sistema4periodi i V grupi periodnog sistema e)5 periodi i IV grupi periodnog sistema 6. Koji od atoma elemenata sa datom elektronskom konfiguracijom ima najjače izražena svojstva nemetala?1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 b)1s 2 2s 2 2p 3 c)1s 2 2s 2 2p 6 3s 1d)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 1s 2 2s 2 2p 4 44. 7. Koji od atoma elemenata sa datom elektronskom konfiguracijom ima najjače izražena svojstva metala?1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 b)1s 2 2s 2 2p 3 c)1s 2 2s 2 2p 6 3s 1d)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 1s 2 2s 2 2p 4 8.Energija jonizacije i koeficijent elektronegativnosti opadaju u nizu: Pb, Sn, Ge, Si, Cb)C, Si, Ge, Sn, Pbc)Si, C, Ge, Sn, Pbd)C, Pb, Sn, Ge, Sie)Pb, Si, Ge, Sn, C