PSE

10,252 views
9,887 views

Published on

0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
10,252
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
116
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

PSE

  1. 1. PERIODNI SISTEM ELEMENATA UNIVERZITET U NOVOM SADU PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET DEPARTMAN ZA HEMIJU
  2. 2. <ul><li>J.A. Newlands je pronašao da se osobine hemijskih elemenata mogu dovesti u vezu sa njihovim atomskim težinama </li></ul><ul><li>Do početka XIX veka nije postojala nikakva sistematizacija. </li></ul><ul><li>1829. god. J.W. Dobereiner je izvršio pokušaj klasifikacije hemijskih elemenata – tablica “trijada” . </li></ul>
  3. 3. <ul><li>1869. god. D.I. Mendeljejev daje tablicu klasifikacije hemijskih elemenata koja je izgledala približno kao tablice koje se danas koriste. </li></ul><ul><li>Glavni princip bio je da su fizičke i hemijske osobine elemenata periodične funkcije njihovih atomskih težina – “Zakon periodičnosti” . </li></ul>
  4. 4. <ul><li>L. Meyer daje svoju sistematizaciju, nešto drugačije komponovanu, ali sačinjenu po istim principima. </li></ul><ul><li>1894. god. započinje otkrivanje plemenitih gasova. </li></ul>
  5. 5. <ul><li>1922. god. N. Bohr daje objašnjenje Zakona periodičnosti – sa postupnim porastom atomskog broja, postupno se menjaju i periodično ponavljaju slične strukture atoma. </li></ul><ul><li>Savremena koncepcija Zakona periodičnosti je da osobine hemijskih elemenata nisu proizvoljne već da zavise od strukture atoma. </li></ul><ul><li>Zakon periodičnosti : “Fizičke i hemijske osobine elemenata su periodične funkcije njihovih atomskih brojeva”. </li></ul><ul><li>Prva polovina XX veka – Rutherford, Mosley i dr., - za atom jednog elementa karakteristična vrednost je atomski ili redni broj (broj protona u jezgru), a ne atomska težina (srednja vrednost atomskih masa različitih izotopa istog elementa). </li></ul>
  6. 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 <ul><li>A tomski broj je takođe jednak broju elektrona u njegovom naelektrisanom oblaku. </li></ul>ATOMSKI BROJ (Z) = BROJ PROTONA
  7. 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. 8. <ul><li>ATOMSKI BROJ = BROJ PROTONA </li></ul>Ca 20 40.08 Atomski broj Simbol elementa Atomska masa ATOMSK A MASA = masa protona + masa neutrona
  9. 9. Kvantni brojevi elektrona i atoma <ul><li>Glavni kvantni broj ( n ) </li></ul><ul><li>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 ); </li></ul><ul><li>Što je veća vrednost n, to je ljuska dalja od jezgra, </li></ul><ul><li>Udaljeniji elektroni poseduju veću energiju. </li></ul>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. 10. Drugi ( azimutn i, orbitalni) kvantni broj ( l ) Može imati vrednosti l = 0, 1, 2, … n -1, odnosi se na podnivo elektrona (označava se sa s , 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 podljusci s = 2 p = 6 d = 10 f = 14
  11. 11. Glavni i sekundarni kvantni broj
  12. 12. <ul><li>Vrednost l = 0 </li></ul><ul><li>Imaju oblik lopte (sfere) </li></ul><ul><li>Prečnik sfere raste sa porastom vrednosti n </li></ul>s-orbitale
  13. 13. <ul><li>Vrednost l = 1 </li></ul><ul><li>Imaju dva režnja i čvor između njih </li></ul>p-orbitale
  14. 14. d-orbitale <ul><li>Vrednost l = 2 </li></ul><ul><li>Četiri od pet orbitala imaju po četiri režnja, a peta podseća na p orbitalu sa đevrekom oko centra </li></ul>d yz d xz d xy x 2 -y 2 d z 2 d
  15. 15. Magnetni kvantni broj (m) Magnetni kvantni broj m vrednosti od – l do + l , uključujući i nulu, definiše nagib ravni oblaka elektrona, npr. za n = 2 i l = 2 dobija se m l = -1, 0, +1, s-orbitala d-orbitale p-orbitale
  16. 16. <ul><li>Orbitale sa istom vrednošću n pripadaju istom energetskom nivou (ljusci) </li></ul><ul><li>Orbitale sa istom vrednošću l pripadaju istom podnivou (podljusci) </li></ul>Orbitale, ljuske i podljuske
  17. 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. 18. Elektronske konfiguracije <ul><li>Opis energetskih stanja elektrona pomoću kvantnih brojeva naziva se elektronska konfiguracija atoma, a njen šematski prikaz naziva se orbitalni dijagram. </li></ul><ul><li>Paulijev princip isključivosti (Wolfgang Pauli) glasi da dva elementa ne mogu da imati ista četiri kvantna broja . Ako dva elektrona pripadaju istoj orbitali (n, l, m l su isti), oni se međusobno moraju razlikovati po smeru spina (m s = +1/2 i m s = - ½) </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  19. 19. Redosled popunjavanja orbitala <ul><li>Popunjavanje se vrši sukcesivno. </li></ul><ul><li>Prvo se popunjavaju one najniže energije ( Princip izgrađivanja ) </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  20. 20. Pisanje izraza za konfiguraciju elektrona <ul><li>Orbitalni dijagrami </li></ul><ul><li>Svaki kvadrat predstavlja jednu orbitalu </li></ul><ul><li>Strelice predstavljaju elektrone </li></ul><ul><li>Smer strelice predstavlja spin elektrona </li></ul>1 s 1 Vrednost n Podnivo ( l ) Broj elektrona u podnivou Li 1s 2s 2p NE DA H 1s
  21. 21. <ul><li>Atomska struktura azota </li></ul>Pisanje elektronskih konfiguracija 1s 2 2s 2 2p 3 Prikaz e  po ljuskama Grupni prikaz e  Prikaz e  po ljuskama i podljuskama
  22. 22. Elektronska konfiguracija azota
  23. 23. Na je 11-i elemenat u PS i taj poslednji elektron se smešta u M-ljusku <ul><li>Atomska struktura natrijuma </li></ul>Pisanje elektronskih konfiguracija 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 UNUTRAŠNJI ELEKTRONI VALENTNI ELEKTRONI M ljuska (n=3) L ljuska (n=2) K ljuska (n=1)
  24. 24. Primer - Magnezijum Mg Z=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 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 UNUTRAŠNJI ELEKTRONI VALENTNI ELEKTRONI
  25. 25. Primer - Hlor Cl Z=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 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Počelo popunjavanje 3p orbitala Preostao broj elektrona = 0 Cl Z=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. 26. PSE I ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA ATOMA <ul><li>Orbitalni dijagrami osnovnih stanja atoma od Z=1 do Z=10 </li></ul>Vodonik Helijum Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon Konfiguracija Atom Z
  27. 27. Inertni gas – elektronska konfiguracija je stabilna
  28. 28. Stabilne elektronske konfiguracije (plemeniti gasovi)
  29. 29. STRUKTURA PERIODNOG SISTEMA Grupa
  30. 31. s, p, d i f blokovi u P SE
  31. 32. Svi elementi jedne grupe u PSE imaju istu elektronsku konfiguraciju
  32. 33. Metalni karakter Metalni karakter opada Metalni karakter raste
  33. 34. Promene E j u PSE Ej opada u grupi Ej raste du ž periode Energija potrebna da se iz izolovanog atoma u gasovitom stanju izdvoji elektron naziva se energija 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
  34. 35. Promene E j u PSE Atomski broj Ej (kJ/mol) Plemeniti gasovi Alkalni metali
  35. 36. Promene afiniteta prema elektronu Energija koja se oslobađa kada neutralni atom u gasovitom stanju prima jedan elektron naziva se afinitet prema elektronu (kJ/mol). To je egzoterman proces. Grupa Afinitet prema elektronu (kJ/mol)
  36. 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.
  37. 38. Promena veličine atoma Atomski broj Radijus (pm)
  38. 39. Elektronegativnost Elektronegativnost se definiše kao stepen kojim atom privlači elektron ka sebi. Kreće se u granicama od 0.7 do 4.0 . Veće vrednosti: tendencija ka preuzimanju elektrona. Manja elektronegativnost Veća elektronegativnost
  39. 40. Afinitet prema elektronu Energija jonizacije Energija jonizacije Afinitet prema elektronu Nemetalni karakter Metalni karakter Radijus atoma Radijus atoma
  40. 41. <ul><li>1. Maksimalan broj elektrona po podnivoima je: a) s 2 p 6 d 10 f 7 b) s 1 p 6 d 10 f 14 c) s 2 p 6 d 10 f 14 d) s 2 p 6 d 5 f 14 e) s 1 p 3 d 5 f 7 </li></ul>2. Ako element X ima Z = 27 i A=60 onda ima: a) 33 protona i 27 neutrona b) 27 protona i 27 neutrona c) 27 protona i 33 elektrona d) 27 protona i 33 neutrona e) 33 protona i 27 elektrona Z = ATOMSKI BROJ (BROJ PROTONA) A = MASENI BROJ (BROJ PROTONA + BROJ NEUTRONA)
  41. 42. <ul><li>3. Element sa atomskim brojem 38 i masenim brojem 90 sadrži: </li></ul><ul><li>a) 52 protona, 52 elektrona i 38 neutrona </li></ul><ul><li>b) 38 protona, 38 elektrona i 52 neutrona </li></ul><ul><li>c) 52 protona, 38 elektrona i 52 neutrona </li></ul><ul><li>d) 38 protona, 52 elektrona i 38 neutrona </li></ul><ul><li>e) 52 protona, 38 elektrona i 38 neutrona </li></ul><ul><li>4. Element sa rednim brojem 17 ima elektronsku konfiguraciju 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 . Nalazi se u: </li></ul><ul><li>3 periodi i V grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>2 periodi i III grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>3 periodi i II grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>7 periodi i III grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>e) 3 periodi i VII grupi periodnog sistema </li></ul>
  42. 43. <ul><li>5. Atomi nekog hemijskog elementa imaju sledeću elektronsku konfiguraciju 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 3 . U periodnom sistemu, ovaj element se nalazi u: </li></ul><ul><li>4 periodi i II grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>3 periodi i III grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>3 periodi i IV grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>4 periodi i V grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>e) 5 periodi i IV grupi periodnog sistema </li></ul><ul><li>6. Koji od atoma elemenata sa datom elektronskom konfiguracijom ima najjače izražena svojstva nemetala? </li></ul><ul><li>1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 b) 1s 2 2s 2 2p 3 </li></ul><ul><li>c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 </li></ul><ul><li>1s 2 2s 2 2p 4 </li></ul>
  43. 44. <ul><li>7. Koji od atoma elemenata sa datom elektronskom konfiguracijom ima najjače izražena svojstva metala? </li></ul><ul><li>1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 b) 1s 2 2s 2 2p 3 </li></ul><ul><li>c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 </li></ul><ul><li>1s 2 2s 2 2p 4 </li></ul><ul><li>8. Energija jonizacije i koeficijent elektronegativnosti opadaju u nizu: </li></ul><ul><li>Pb, Sn, Ge, Si, C b) C, Si, Ge, Sn, Pb </li></ul><ul><li>c) Si, C, Ge, Sn, Pb d) C, Pb, Sn, Ge, Si </li></ul><ul><li>e) Pb, Si, Ge, Sn, C </li></ul>

×