Falowa natura materii
Bohr zało ył, e na danej orbicie elektron ma okre lon
warto
energii, której nie traci podczas poruszania si
dookoła j dra.
Bohr otrzymał wyra enie:
h = mc2
Uwzgl dniaj c, e
λ =
otrzymujemy ostatecznie:
c
ν
c
h
λ =
=
ν
mc
Je eli zamiast c wprowadzi si do wzoru pr dko
cz stki , otrzymamy:
h
λ =
mυ
Obraz dyfrakcyjny otrzymany wskutek przepływu
elektronów przez cienk foli metalow , na której widzimy
obszary o wyra nym zag szczeniu, wskazuj ce na obrazy
dyfrakcyjne elektronów.
Poj cie orbitalu
Ró ne sposoby graficznego przedstawienia chmury elektronowej (rozkładu
prawdopodobie stwa przebywania elektronu w ró nych obszarach
przestrzeni).
Mechanika kwantowa oblicza amplitud fali de Broglie'a z
równania opisuj cego rozchodzenie si fal- równania Schrödinger:
∂ Ψ ∂ Ψ ∂ Ψ 8π m
+ 2 + 2 +
( E − V )Ψ = 0
2
2
h
∂x
∂y
∂z
2
2
2
2
amplituda fali de Broglie'a
przyjmuje, ró ne warto ci w
ró nych miejscach przestrzeni, jest' funkcj zmiennych x, y, z.
E - całkowita energia elektronu, m – masa elektronu
v - energia potencjalna elektronu, h – stała Planca.
Stan energetyczny elektronu w atomie okre la si za
pomoc tzw. liczb kwantowych
- główna liczba kwantowa n, (1,2,3....),
- poboczna (orbitalna) liczba kwantowa l, (0,1,2,...n-l),
- magnetyczna liczba kwantowa m, ( -l,... 0,.. +l)
-spinowa liczba kwantowa s, (±½).
Orbital opisuj cy stan elektronu w atomie nazywa si orbitalem
atomowym, natomiast orbital opisuj cy stan elektronu w
cz steczce - orbitalem cz steczkowym
Orbitale s, p, d, f :
l = 0 orbital s
l = 1 orbital p
l = 2 orbital d
l = 3 orbital f
Z zasady Pauliego wynika, e elektrony wyst puj ce
w danym atomie nie mog mie jednakowych
warto ci wszystkich czterech liczb kwantowych.
Główna
liczba
kwantowa
(n)
1 (K)
2 (L)
3 (M)
4 (N)
Liczba orbitali
Liczba
elektronów
s
1
1
1
1
p
3
3
3
d
5
5
f
7
2
8
18
32
Kształt orbitali s i p
Kształt orbitali px, py, pz.
Kształt orbitali d.
Struktura orbitalowa atomów
Ogólny zapis orbitalowy:
nXz
n – warto głównej liczby kwantowej,
X – typ orbitalu,
z – liczba elektronów na danym orbitalu.
Orbitale mo na przedstawia równie za pomoc zapisu
klatkowego.
wzrost energii
n=1
2
3
4
5
s
s
s
s
s
s
p
p
p
p
p
d
d
d
f
6
7
s
f
Zasada zapełniania orbitali przez elektrony uj ta jest –
reguł HUNDA:
Energia jonizacji i powinowactwo elektronowe
np. atom siarki (Z=16) – stan podstawowy 1s22s2p63s2p4
I stopie wzbudzenia 1s22s2p63s2p3d1
II stopie wzbudzenia 1s22s2p63s1p3d2
Warto
energii potrzebnej do oderwania elektronu
walencyjnego od atomu nazywana jest energi
jonizacji.
Energia jonizacji dla pierwszych 10 pierwiastków:
Pierwiastek
Energia jonizacji X·10-5 [J/mol] dla
poszczególnych stopni wzbudzenia
Lp.
Symbol
I
II
III
IV
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
13,12
23,72
5,21
8,99
8,01
10,87
14,02
13,13
16,81
20,81
52,2
73,0
17,6
24,2
29,9
28,6
34,0
33,7
39,5
117,5
148,5
36,6
46,2
45,7
53,0
60,5
61,7
209,0
250,2
62,2
(…)
….
Na → Na+ + e1s22s2p63s1 1s22s2p6
Cl + e- → Cl1s22s2p63s2p5
1s22s2p63s2p6
Wi zania atomowe (kowalencyjne )
Wyst puj w cz steczkach typu H2, Cl2, O2, CH4.
Nakładanie si tych orbitali prowadzi do utworzenia
orbitalu molekularnego (cz steczkowego).
Wtedy tworzy si wi zanie typu σs-s.
Wi zanie σs-p i σp-p.
Orbitalowa struktura cz steczki wody
Wi zania koordynacyjne
Wspólna para elektronowa mo e powsta tak e w
wyniku…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)