Predavanje Dušana Veljkovića o strukturi atoma na seminaru u Petnici (2013 godina)

1. ДушанДушан ВељковићВељковић
ХемијскиХемијски факултетфакултет –– УниверзитетУниверзитет уу БеоградуБеограду
vdusan@chem.bg.ac.rs

2. Како је све почело?Како је све почело?
ПреПре окооко 1515 милијардимилијарди годинагодина
Када је све почело?Када је све почело?
СваСва материјаматерија билабила сконцентриснасконцентрисна нана веомавеома
маломмалом просторупростору……
…… аа ондаонда јеје наглонагло почелапочела дада сесе ширишири

4. Како је све почело?Како је све почело?
„„ВеликиВелики прасакпрасак ““
ТемператураТемпература 101099 КК !!
ДваДва сатасата наконнакон ВеликогВеликог праскапраска температуратемпература јеје
палапала ии омогућилаомогућила настајањенастајање материјематерије
8989%% водоникаводоника
1111%% хелијумахелијума

6. Шта знамо о атому?Шта знамо о атому?

8. „Све се састоји од атома, који су недељиви‟
Атомизам
ἄτομος= недељив

10. 1766-1844
-Искористио концепт атома да објасни зашто
елементи увек међусобно реагују у односу малих
целих бројева
-1804: Елементи се састоје од веома малих честица
које се називају атомимаатомима
-Атоми истог елемента су идентични по величини,
маси и другим особинама
-Атоми се не могу даље делити, створити или
уништити
- Атоми различитих елемената се повезују у односу
целих бројева градећи хемијска једињења
- Приликом хемијских реакција, атоми се међусобно
повезују, раздвајају или им се преуређује распоред

11.  атом виђен као мала, недељива сфера
МЕЂУТИМ...МЕЂУТИМ...

12. 1858. – Џулијус Пликер – откриће катодних зрака
1886. – Еуген Голдштајн: позитивно наелектрисање у атому
1895. – В. Рентген: откриће Х-зрака
1896. – Бекерел, Пјер и Марија Кири: откриће радиоактивности

14. 1856-1940
- Експерименти са катодним зрацима
- Катодна цев: Делимично евакуисана цев у којој
се налазе катода и анода повезане на извор
једносмерне струје
- При високом напону унутар цеви почиње да се
производи зрачење (види се уколико пролази
кроз гас или пада на одговарајући екран).
-Катодни зраци скрећу са праволинијске путање
у електричном или магнетном пољу – негативнонегативно
сусу наелектрисанинаелектрисани!!

15. 1856-1940
1897. - Катодни зраци сноп негативно
наелектрисаних честица са масом!
→ откриће електрона
→→ атоматом имаима сложенусложену грађуграђу!!
1903. – Томсонов модел атома: Атом је
позитивно наелектрисана куглица са
равномерно распоређеним негативно
наелектрисаним електронима у њима (тако
да укупно дају електронеутралну честицу).

16. МОДЕЛ „ПУДИНГА СА
ШЉИВАМА‟

17.  1913. бомбардовао фолију злата
снопом α-честица
 Уколико је атом компактна целина
(поТомсону), све честице ће
пролетети кроз танак слој злата, с
обзиром да поседују велике брзине
1871-1937
α-честица

18.  Највећи део честица прошао кроз
фолију без промене правца
 Свака 10 000-та честица се одбије!
Како је то могуће ?!?!?Како је то могуће ?!?!?
1871-1937

19. AuAuαα--честицечестице
„ Било је то као да сте
испалили гранату од 15 инча
на папирну марамицу, а она
се одбила од марамице и
погодила вас”
Е.РадерфордЕ.Радерфорд

20. AuAuαα--честицечестице

21. AuAuαα--честицечестице
 Већина масе атома налази
се у малом веома густом
региону – језгру
 С обзиром да се део
позитивно наелектрисаних
α честица одбија, језгро
мора бити позитивно
наелектрисано
 Већина запремине атома је
празан простор у коме се
крећу електрони

22.  Негативно наелектрисани електрони се
крећу око позитивно наелектрисаног
језгра – ПЛАНЕТАРНИ МОДЕЛ !

24.  1900.1900.
Енергија не може имати произвољнеЕнергија не може имати произвољне
вредностивредности –– закони класичне физике не важе!закони класичне физике не важе!
 Она може бити емитована или апсорбованаОна може бити емитована или апсорбована
само у квантима, дакле као умножак основнесамо у квантима, дакле као умножак основне
јединице енергије,јединице енергије, hhνν
(касније су кванти енергије названи фотони)(касније су кванти енергије названи фотони)
 E = n x hE = n x hνν ==>> квант енергијеквант енергије
((hh--Планкова константа,Планкова константа, νν--фреквенцијафреквенција
зрачења)зрачења)
1858-1947

25.  Метали под дејством УЉ светлостиМетали под дејством УЉ светлости
емитују електронеемитују електроне –– фотоелектричнифотоелектрични
ефекатефекат
 1905. Ајнштајн: Светлост је честичне1905. Ајнштајн: Светлост је честичне
природеприроде
 Светлост се простире у квантимаСветлост се простире у квантима ––
фотонима који при судару са металомфотонима који при судару са металом
„избацују” електроне из метала„избацују” електроне из метала
1879-1955
E = mcE = mc22

27. 1885-1962
 ЗаштоЗашто електрониелектрони нене емитујуемитују енергијуенергију докдок
сесе крећукрећу саса убрзањем?убрзањем?
 АкоАко емитују,емитују, уу једномједном тренуткутренутку биби моралиморали
дада јеје потрошепотроше ии паднупадну нана језгро?језгро?
 ОдаклеОдакле потичупотичу спектралнеспектралне особинеособине атома?атома?

28. 1885-1962
 ЗаштоЗашто електрониелектрони нене емитујуемитују енергијуенергију докдок
сесе крећукрећу саса убрзањем?убрзањем?
 АкоАко емитују,емитују, уу једномједном тренуткутренутку биби моралиморали
дада јеје потрошепотроше ии паднупадну нана језгро?језгро?
 ОдаклеОдакле потичупотичу спектралнеспектралне особинеособине атома?атома?

29. 1913.1913. Борови постулати:Борови постулати:
 Електрон се у атому креће по тачноЕлектрон се у атому креће по тачно
одређеним, допуштеним путањамаодређеним, допуштеним путањама
(орбитама) и тада не емитује енергију(орбитама) и тада не емитује енергију
(стационарно стање).(стационарно стање).
Допуштена путања са најнижом енергијомДопуштена путања са најнижом енергијом
одговара основном стању атома.одговара основном стању атома.
 Атом апсорбује или емитује енергију приАтом апсорбује или емитује енергију при
преласку електрона са једне на другупреласку електрона са једне на другу
допуштену путању.допуштену путању.
 Електрон може прећи у било којиЕлектрон може прећи у било који
енергетски ниво (орбиту).енергетски ниво (орбиту).

30.  БоровБоров је овај модел извео на примеру атомаје овај модел извео на примеру атома
водоникаводоника
 Израчунао радијусе орбита допуштених заИзрачунао радијусе орбита допуштених за
кретање електронакретање електрона
 Приметио да су радијуси орбита одређениПриметио да су радијуси орбита одређени
бројем n (бројем n (главни квантни бројглавни квантни број) и да стоје у односу) и да стоје у односу
квадрата низа бројева:квадрата низа бројева:
rr11 : r: r22 : r: r33 : … : r: … : rnn = n= n11
22 : n: n22
22 : n: n33
22 : … : n: … : nnn
22 (n=1(n=1--7)7)

31. Решена тајна структуре атома!
......илиили не?не?

32. БоровБоров моделмодел атомаатома даједаје добредобре резултатерезултате самосамо
заза атоматом водоникаводоника (тј(тј.. једноелектронскеједноелектронске
системе),системе), нене можеможе сесе употребитиупотребити заза сложенијесложеније
системе!системе!

34.  1923.Да ли су електрони уопште1923.Да ли су електрони уопште
честице?честице?
 Зрак светлости сличан катодном зракуЗрак светлости сличан катодном зраку
 ЕлектрониЕлектронимама треба придружити итреба придружити и
таласна својства?таласна својства?
1892-1987

35. 1892-1987
Ајнштајн: E = mc2
Планк: E = hν
mV =h/λmV =h/λ
mc2 = hν
mV2 = hν
mV2 = hv/λ
λ = hv/mV2 = h/mV
19271927.. –– дифракцијадифракција електронаелектрона нана кристалимакристалима –– потврђенапотврђена
деде БрољиеваБрољиева теоријатеорија

37.  1926.Ако је електрон талас, онда се на1926.Ако је електрон талас, онда се на
њега може применити таласнањега може применити таласна
једначина која важи за свако таласноједначина која важи за свако таласно
кретањекретање
 Шредингерова једначина тачно решенаШредингерова једначина тачно решена
само за атом водоника, за сложенијесамо за атом водоника, за сложеније
системе тражимо приближна решењасистеме тражимо приближна решења
1887-1961

38.  Макс Борн: Квадрат таласне функцијеМакс Борн: Квадрат таласне функције
((ψψ) одговара вероватноћи налажења) одговара вероватноћи налажења
електронаелектрона
 Вероватноћа налажења електрона окоВероватноћа налажења електрона око
језгра водоника највећа на удаљеностијезгра водоника највећа на удаљености rr
тј. електрон се налази тачно на ономтј. електрон се налази тачно на оном
растојању од језгра које одговарарастојању од језгра које одговара
Боровом радијусу за прву орбитуБоровом радијусу за прву орбиту
 Вероватноћа налажења електрона уВероватноћа налажења електрона у
језгру је једнака нулијезгру је једнака нули
1887-1961

40.  Немогуће је истовремено прецизноНемогуће је истовремено прецизно
одредити брзину и положај електронаодредити брзину и положај електрона
(честице).(честице).
 ΔΔp·p· ΔΔxx ≥ 1/2≥ 1/2 ћћ
pp –– момент кретањамомент кретања
хх-- положај електронаположај електрона
ћћ == h/2h/2ππ
1901-1976

41.  Принцип неодређености је директнаПринцип неодређености је директна
последица двојне природе материјепоследица двојне природе материје
 Кориговао Боров модел: не можемоКориговао Боров модел: не можемо
говорити о тачно одређеним кружнимговорити о тачно одређеним кружним
путањама већ само о вероватноћипутањама већ само о вероватноћи
налажења електрона око језграналажења електрона око језгра
 ТаласноТаласно--механички модел атомамеханички модел атома
1901-1976

42.  18041804.. ДалтонДалтон:: АтомиАтоми сусу недељивинедељиви
 18971897.. ЏЏ..ТомсонТомсон:: АтомАтом сесе састојисастоји изиз позитивногпозитивног
наелектрисањанаелектрисања уу комком сусу распоређенираспоређени негативнонегативно
наелектрисанинаелектрисани електрониелектрони
 19131913.. Радерфорд,Радерфорд, БорБор:: ПланетарниПланетарни модел,модел,
електрониелектрони сесе крећукрећу окооко језграјезгра каокао планетепланете окооко
СунцаСунца
 19241924--19321932.. ДеДе Брољи,Брољи, Шредингер,Шредингер, Дирак,Дирак,
ХајзенбергХајзенберг::ТаласноТаласно--механичкимеханички моделмодел

43.  И протони, неутрони и електрони се даљеИ протони, неутрони и електрони се даље
могу делити (кваркови, лептони...)могу делити (кваркови, лептони...)
 Преко 200 елементарних честица у атому,Преко 200 елементарних честица у атому,
неке се и данас откривају...неке се и данас откривају...
 За хемичаре довољно поједностављеноЗа хемичаре довољно поједностављено
посматрање: протони, електрони и неутронипосматрање: протони, електрони и неутрони
 Хемија се, пре свега, бави електронимаХемија се, пре свега, бави електронима

44. "If you think you understand quantum mechanics,
you don't understand quantum mechanics.“
Ричард Фајман
Добитник Нобелове награде
за физику 1965. године

45.  ДефинисањеДефинисање релативнихрелативних атомскихатомских масамаса омогућилоомогућило
дада сесе свисви додо тадатада познатипознати елементиелементи организујуорганизују
премапрема особинамаособинама
 УУ 1919.. векувеку првипрви покушајипокушаји систематизовањасистематизовања
елеменатаелемената одод странестране Деберајнера,Деберајнера, ЊулендсаЊулендса ии
МајераМајера

46.  18691869.. МендељејевМендељејев објавиообјавио првипрви
периоднипериодни системсистем уу комком јеје елементеелементе
разврстаоразврстао попо растућимрастућим релативнимрелативним
атомскиматомским масамамасама ии хемијскимхемијским
особинамаособинама
 ЗаЗа разликуразлику одод претходника,претходника, онон јеје својсвој
периоднипериодни системсистем детаљнодетаљно образложиообразложио

47.  РелтивнаРелтивна атомскаатомска масамаса одређујеодређује особинеособине
елеменатаелемената
 ЕлементиЕлементи поређанипоређани попо пораступорасту
релативнихрелативних атомскихатомских масамаса показујупоказују
периодичностпериодичност хемијскиххемијских особина,особина, тјтј..
ПослеПосле извесногизвесног бројаброја елеменатаелемената долазедолазе
поновопоново елементиелементи сличнихсличних хемијскиххемијских
особинаособина
 ЕлементиЕлементи којикоји недостајунедостају јошјош нисунису
откривениоткривени
 РелативнеРелативне атомскеатомске масемасе елеменатаелемената морајуморају
одговаратиодговарати положајуположају елеменатаелемената уу таблицитаблици

48.  18711871.. МендељејевМендељејев објављујеобјављује нови,нови,
побољшанипобољшани периоднипериодни системсистем ии уу њемуњему
предвиђапредвиђа особинеособине елеменатаелемената којикоји нисунису додо
тадатада откривениоткривени
• ека• ека--борбор  скандијумскандијум
• ека• ека--алуминијумалуминијум  галијумгалијум
• ека• ека--силицијумсилицијум  германијумгерманијум
 ПериодниПериодни законзакон МендељејеваМендељејева:: ОсобинеОсобине
елеменатаелемената сусу периодичнапериодична функцијафункција
њиховихњихових релативнихрелативних атомскихатомских масамаса
((каснијекасније:: атомскогатомског бројаброја))

50.  ПериодниПериодни законзакон нијеније биобио уу сагласностисагласности саса четиричетири
парапара елеменатаелемената:: аргонаргон ии калијумкалијум;; кобалткобалт ии никалникал;;
телуртелур ии јодјод;; торијумторијум ии протактинијумпротактинијум..
 ОвајОвај проблемпроблем јеје решенрешен тектек послепосле открићаоткрића изотопаизотопа

51.  АтомиАтоми истогистог елементаелемента којикоји сесе разликујуразликују попо бројуброју
неутронанеутрона (а(а самимсамим тимтим ии попо атомскојатомској маси)маси) називајуназивају
сесе изотопиизотопи..
 ЈеданЈедан атоматом специфичногспецифичног изотопаизотопа називаназива сесе нуклиднуклид
 ФизичкеФизичке особинеособине супстанцисупстанци зависезависе одод масемасе атома,атома,
разликујуразликују сесе заза једињењаједињења саса различитимразличитим изотопимаизотопима
 ИзотопскиИзотопски ефекатефекат –– брзинабрзина хемијскехемијске реакцијереакције
зависизависи одод масемасе атома,атома, тежитежи атомиатоми споријеспорије реагујуреагују

52.  ПросечнаПросечна атомскаатомска масамаса сесе рачунарачуна нана основуоснову масемасе
свакогсваког изотопаизотопа тогтог елементаелемента ии његовењегове
заступљеностизаступљености уу природиприроди

54.  ДваДва нуклидануклида сусу изобариизобари акоако имајуимају истиисти
масени,масени, аа различитразличит редниредни бројброј
 ДваДва нуклидануклида сусу изотониизотони уколикоуколико имајуимају
истиисти бројброј неутрона,неутрона, аа различитразличит бројброј
протонапротона уу језгрујезгру

55.  ТаласнеТаласне функцијефункције морајуморају иматиимати константеконстанте
одређениходређених вредностивредности дада биби задовољилезадовољиле таласнуталасну
функцијуфункцију
 ТеТе константеконстанте сесе називајуназивају квантнимквантним бројевимабројевима
 ТаласнаТаласна функцијафункција којакоја представљапредставља комбинацијукомбинацију
квантнихквантних бројевабројева називаназива сесе орбитала,орбитала, свакасвака
орбиталаорбитала одређенаодређена саса 33 квантнаквантна бројаброја
 ЕлектронЕлектрон описујуописују четиричетири квантнаквантна бројаброја

56.  ГлавниГлавни квантниквантни бројброј ((nn)) –– одређујеодређује енергијуенергију
електронскогелектронског нивоанивоа попо комком сесе електронелектрон креће,креће,
каокао ии серијусерију поднивоаподнивоа
 ОрбиталниОрбитални (азимутални)(азимутални) квантниквантни бројброј ((ll)) ––
одређујеодређује поднивоеподнивое уу основномосновном енергетскоменергетском
нивоунивоу
nn ll
11 00
22 0, 10, 1
33 0,1,20,1,2
nn 0, 1, … n0, 1, … n--11
l= 0, 1, 2, 3, 4 … nl= 0, 1, 2, 3, 4 … n--11
s p d f gs p d f g

57.  МагнетниМагнетни квантниквантни бројброј ((mmll)) –– одређујеодређује коликоколико
имаима ss,, pp,, dd,, ff стањастања ии можеможе иматиимати вредностивредности одод –– ll
додо ++ ll..
 СпинскиСпински квантниквантни бројброј ((mmss)) –– односиодноси сесе нана спин,спин,
односноодносно нана смерсмер ротацијеротације електронаелектрона окооко
сопственесопствене осеосе ии можеможе иматиимати самосамо дведве
вредности,вредности, +½+½ илиили --½½..

59.  Паулијев принцип искључењаПаулијев принцип искључења
 Хундово правилоХундово правило

60.  УУ билобило којукоју атомскуатомску орбиталуорбиталу нене могумогу
статистати вишевише одод двадва електронаелектрона
 УколикоУколико сесе уу једнојједној орбиталиорбитали налазеналазе двадва
електрона,електрона, њиховињихови спиновиспинови морајуморају битибити
спарениспарени (морају(морају иматиимати супротнесупротне спинове)спинове)
 УУ једномједном атомуатому нене могумогу постојатипостојати двадва
електронаелектрона којикоји имајуимају свасва четиричетири истаиста
квантнаквантна бројаброја

61.  УколикоУколико постојипостоји већивећи бројброј орбиталаорбитала истеисте
енергијеенергије електрониелектрони заузимајузаузимају орбиталеорбитале
нана тајтај начинначин дада сесе добиједобије максималанмаксималан бројброј
електронаелектрона паралелногпаралелног спинаспина (максималан(максималан
бројброј неспаренихнеспарених електрона)електрона)
СС= 1s= 1s22 2s2s22 2p2p22

62.  Електронима се најпре попуњавају енергетски
нижи нивои (до трећег нивоа то је у складу са
порастом главног квантног броја)

63.  НајмањаНајмања енергијаенергија потребнапотребна дада сесе уклониуклони електронелектрон
изиз валентногвалентног нивоанивоа атомаатома уу гасномгасном стањустању
 ПрваПрва енергијаенергија јонизацијејонизације –– енергијаенергија потребнапотребна заза
удаљавањеудаљавање најслабијенајслабије везаногвезаног електронаелектрона уу атомуатому
X(g) →X+ + e-
 ДругаДруга енергијаенергија јонизацијејонизације –– енергијаенергија потребнапотребна заза
удаљавањеудаљавање најслабијенајслабије везаногвезаног електронаелектрона уу такотако
јонизованомјонизованом катјонукатјону
X+
(g) →X2+ + e-

64.  АтомиАтоми некихнеких елеменатаелемената тежетеже дада примеприме електронелектрон
ии такотако достигнудостигну конфигурацијуконфигурацију најближегнајближег
племенитогплеменитог гасагаса
 УУ томтом процесупроцесу сесе ослобађаослобађа илиили везујевезује енергијаенергија
 АфинитетАфинитет премапрема електронуелектрону јеје енергијаенергија којакоја сесе
ослобађаослобађа илиили трошитроши везивањемвезивањем једногједног
електронаелектрона::
XX ++ ee−− →→ XX−−

65.  Тенденција неког атома да привуче заједничкеТенденција неког атома да привуче заједничке
електроне из хемијске везеелектроне из хемијске везе
 Концепт електронегативности први увеоКонцепт електронегативности први увео
Л.ПолингЛ.Полинг
 Данас се углавном користе електронегативностиДанас се углавном користе електронегативности
по Миликенупо Миликену

66. ХЕМИЈСКА ВЕЗАХЕМИЈСКА ВЕЗА

67.  Мали број елемената се у природи налазеМали број елемената се у природи налазе
као слободни, углавном су у једињењимакао слободни, углавном су у једињењима
Зашто се атоми повезују хемијским везама?Зашто се атоми повезују хемијским везама?

68.  ТеоријаТеорија валентневалентне везевезе
 ТеоријаТеорија молекулскихмолекулских орбиталаорбитала

69.  ОкоОко атомаатома уу молекулумолекулу распоређенираспоређени сусу
локализованилокализовани електронскиелектронски паровипарови
 ЕлектрониЕлектрони могумогу потпунопотпуно прећипрећи саса једногједног атомаатома
нана други,други, илиили сесе двадва атомаатома могумогу повезатиповезати прекопреко
заједничкогзаједничког електронскогелектронског парапара
 СтањеСтање дублетадублета ии октетаоктета –– стабилнестабилне
конфигурацијеконфигурације електронскихелектронских гасовагасова којимакојима
атомиатоми тежетеже

70.  КаоКао ии уу атомуатому,, ии уу молекулумолекулу електрониелектрони
распоређенираспоређени попо одговарајућимодговарајућим орбиталамаорбиталама
 ОрбиталеОрбитале одређенеодређене одговарајућимодговарајућим квантнимквантним
бројевимабројевима ии садржајемсадржајем енергијеенергије
 АтомскеАтомске орбиталеорбитале моноцентричне,моноцентричне, молекулскемолекулске
орбиталеорбитале полицентричнеполицентричне
 УместоУместо ознакаознака ss,, pp,, dd,, ff којекоје сесе јављајујављају кодкод
атомскихатомских орбитала,орбитала, уу случајуслучају молекулскихмолекулских
орбиталаорбитала ознакеознаке сусу σσ,, ππ,, δδ,, φφ..

71. ЛКАОЛКАО теоријатеорија
 ЛинеарнаЛинеарна комбинацијакомбинација атомскихатомских орбиталаорбитала::
молекулскемолекулске орбиталеорбитале сесе добијајудобијају сабирањемсабирањем
атомскихатомских орбиталаорбитала;; одод ХХ атомскихатомских настајенастаје ХХ
молекулскихмолекулских орбиталаорбитала

72. Основне карактеристике хемијске везе:Основне карактеристике хемијске везе:
 Енергија везе (енергија коју је потребноЕнергија везе (енергија коју је потребно
утрошити да би се веза раскинула)утрошити да би се веза раскинула)
 Дужина везеДужина везе
Обрнуто сразмерне величинеОбрнуто сразмерне величине

73. Ред везе = Број везивних електрона – број антивезивних електрона
2
НН22

74. Ред везе = Број везивних електрона – број антивезивних електрона
2
ННее22

75. Ред везе = Број везивних електрона – број антивезивних електрона
2
ННее22
++

76. •• ОВЕП теоријаОВЕП теорија
•• ХибридизацијаХибридизација

77.  ОВЕП = одбијање валентних електронскихОВЕП = одбијање валентних електронских
паровапарова
слободни ел. парслободни ел. пар-- слободни ел. парслободни ел. пар
слободни ел. парслободни ел. пар-- ел. пар у везиел. пар у вези
ел.пар у везиел.пар у вези –– ел.пар у везиел.пар у вези
Вода није правилан тетраедарВода није правилан тетраедар

78.  МатематичкиМатематички моделмодел којикоји служислужи заза објашњавањеобјашњавање
хемијскогхемијског везивањавезивања ии геометријегеометрије уу молекулумолекулу
 ЗасниваЗаснива сесе нана „„мешању“мешању“ атомскихатомских орбиталаорбитала истогистог
атомаатома којекоје ондаонда оформеоформе групугрупу новихнових орбиталаорбитала саса
оријентацијоморијентацијом погодномпогодном заза ступањеступање уу везувезу саса
орбиталамаорбиталама другихдругих атомаатома
 ХибридизацијаХибридизација јеје математичкиматематички модел,модел, аа нене физичкифизички
феномен,феномен, хибриднехибридне орбиталеорбитале нене постојепостоје уу природиприроди
 НеНе можеможе дада објасниобјасни спектроскопскеспектроскопске особинеособине
(посебно(посебно комплексакомплекса прелазнихпрелазних метала)метала)

81.  ЈонскаЈонска везавеза
 КовалентнаКовалентна везавеза
 КоординативноКоординативно--ковалентна везаковалентна веза
 МеталнаМетална везавеза
 НековалентнеНековалентне интеракцијеинтеракције

82.  ЈеданЈедан одод начинаначина дада двадва атомаатома реагујуреагују јеје дада сесе
оствариоствари прелазпрелаз електронаелектрона саса атомаатома једногједног
елементаелемента нана атоматом другогдругог елементаелемента
 КадаКада атоматом илиили молекулмолекул отпустиотпусти илиили примиприми
електронеелектроне постајепостаје јонјон
 ЈониЈони могумогу битибити моноатомскимоноатомски алиали
ии полиатомскиполиатомски –– јединоједино јеје
битнобитно дада сусу наелектрисанинаелектрисани

83. ЗаштоЗашто настајунастају јони?јони?
 ЈонскиЈонски парпар енергетскиенергетски стабилнијистабилнији одод слободнихслободних
атомаатома –– затозато сесе успостављауспоставља јонскајонска везавеза
 ПостижуПостижу стабилнустабилну електронскуелектронску конфигурацијуконфигурацију
(најближег(најближег племенитогплеменитог гаса)гаса)
 НасталиНастали јонијони сесе привлачепривлаче КулоновимКулоновим
електростатичкимелектростатичким силамасилама
 ШтоШто сесе вишевише повећаваповећава растојањерастојање измеђуизмеђу честица,честица,
привлачнепривлачне силесиле сусу мањемање

84.  19161916.. ЛуисоваЛуисова теоријатеорија:: ХемијскаХемијска везавеза јеје
заједничкизаједнички електронскиелектронски парпар којикоји настајенастаје одод попо
једногједног електронаелектрона саса обаоба атомаатома којикоји сусу повезаниповезани
томтом везомвезом
 УколикоУколико некинеки атоматом уу молекулумолекулу поседујепоседује
електронскеелектронске паровепарове којикоји нисунису укључениукључени уу
хемијскухемијску везу,везу, ониони сесе називајуназивају слободнислободни
електронскиелектронски паровипарови
 КовалентнаКовалентна везавеза можеможе битибити поларнаполарна (велика(велика
разликаразлика уу електронегативности)електронегативности) илиили неполарнанеполарна
(углавном(углавном измеђуизмеђу атомаатома истогистог елемента)елемента)

85.  ЈеднострукаЈеднострука везавеза –– једанједан заједничкизаједнички електронскиелектронски парпар
 ДвострукаДвострука везавеза –– двадва заједничказаједничка електронскаелектронска парапара
 ТрострукаТрострука везавеза –– тритри заједничказаједничка електронскаелектронска парапара
ДаДа лили постојипостоји четворострукачетворострука веза?веза?

86.  Генерално,Генерално, алкалниалкални ии земноалкалниземноалкални металиметали
(изузев(изузев берилијума)берилијума) саса халогенимхалогеним елементимаелементима ии
кисеоникомкисеоником градеграде јонскајонска једињењаједињења
 НеНе постојипостоји јаснајасна границаграница измеђуизмеђу јонскејонске ии
ковалентнековалентне везевезе (у(у HClHCl проценатпроценат јонскејонске везевезе јеје
1717%%,, уу HFHF 4343%%,, уу HBrHBr 1111%%,, уу HIHI 55%%))

87.  1893. А. Вернер доказао постојање1893. А. Вернер доказао постојање
координационих једињења и дао првукоординационих једињења и дао прву
теорију о природи хемијске везе у њиматеорију о природи хемијске везе у њима
 Комплекс се састоји из централногКомплекс се састоји из централног
металног јона и лиганадаметалног јона и лиганада
 Централни метални јон је позитивноЦентрални метални јон је позитивно
наелектрисан и делимично попуњене dнаелектрисан и делимично попуњене d--
орбитале, док лиганди имају електроне којеорбитале, док лиганди имају електроне које
предају у те делимично попуњене орбиталепредају у те делимично попуњене орбитале
металаметала

88.  Централни метални јон и лиганди заједно чинеЦентрални метални јон и лиганди заједно чине
координациону сферу и понашају се као једанкоординациону сферу и понашају се као један
јон (не задржавају хемијске особине прејон (не задржавају хемијске особине пре
координовања)координовања)
[Co(NH3)4CO3]2 SO4[Co(NH3)4CO3]2 SO4
 Пример: Цијаниди! (после координовања заПример: Цијаниди! (после координовања за
метал више нису отровни)метал више нису отровни)
 Координациони број металаКоординациони број метала –– бројброј
координативнокоординативно--ковалентних веза које металковалентних веза које метал
оствари у комплексуоствари у комплексу

89.  ВезаВеза измеђуизмеђу атомаатома металаметала
 МеталиМетали проводепроводе топлотутоплоту ии електричнуелектричну струју,струју, аа нене
мењајумењају сесе –– лаколако покретљивипокретљиви електрониелектрони
 ПрвоПрво објашњењеобјашњење:: јонијони металаметала „потопљени“„потопљени“ уу
слободнеслободне електроне,електроне, измеђуизмеђу јонајона металаметала сесе крећекреће
„електронски„електронски гас“гас“
 КвантноКвантно--механичкомеханичко тумачењетумачење:: ПреклапањемПреклапањем
орбиталаорбитала металаметала градеграде сесе тракетраке (преклапањем(преклапањем
(n+(n+11)s)s--орбиталаорбитала градигради сесе ss--трака,трака, преклапањемпреклапањем dd--
орбиталаорбитала градигради сесе dd--трака)трака)

90.  РазликеРазлике уу јачинијачини металнеметалне везевезе потичупотичу одод разликаразлика уу
бројуброју електронаелектрона уу валентномвалентном нивоунивоу атомаатома металаметала
 ПрвоПрво сесе попуњавапопуњава везивнивезивни регионрегион валентневалентне тракетраке ии
тото доводидоводи додо јачањајачања металнеметалне везевезе
 ОдОд 77.. групегрупе ПП..СС..ЕЕ.. почињепочиње попуњавањепопуњавање антивезивнеантивезивне
тракетраке

91. попуњавање антивезивне тракепопуњавање антивезивне траке

92.  АтомиАтоми металаметала густогусто пакованипаковани -- ЛКАОЛКАО

93. ПолупроводнициПолупроводници -- проводљивостпроводљивост сесе
повећаваповећава саса температуромтемпературом

94. ......МеђумолекулскеМеђумолекулске силесиле
 1919..веквек ВанВан дердер ВалсВалс:: ИзмеђуИзмеђу различитихразличитих молекуламолекула
постојепостоје привлачнепривлачне илиили одбојнеодбојне силесиле
 НековалентнеНековалентне интеракцијеинтеракције сусу интермолекулскогинтермолекулског
карактера,карактера, држедрже молекулемолекуле међусобномеђусобно повезанимповезаним
 НековалентнеНековалентне интеракцијеинтеракције сусу знатнознатно слабијеслабије одод
класичнихкласичних хемијскиххемијских везавеза
 НековалентнеНековалентне интеракцијеинтеракције одод огромногогромног значајазначаја уу
биолошкимбиолошким системимасистемима

95. Нековалентне интеракције суНековалентне интеракције су
електростатичке природеелектростатичке природе
 Водонична везаВодонична веза
 Ван дер Валсове силеВан дер Валсове силе
 „Стекинг“ интеракције„Стекинг“ интеракције

96.  Водоник везан за електронегативан
елемент
 Х-Н...Y
 Од изузетног значаја уприроди, вода би
била у гасовитом стању без водоничне
везе

97. Основне карактеристике:
 Геометрија водоничне везе
 Енергија водоничне везе
KHF2 – најјача молекулска водонична веза

98. Силе малог дометаСиле малог домета
 диполдипол--дипол (молекули који поседују дполни моменатдипол (молекули који поседују дполни моменат
међусобно се привлаче супротно наелектрисаниммеђусобно се привлаче супротно наелектрисаним
крајевима)крајевима)
 диполдипол--индуковани дипол (поларни молекули у близинииндуковани дипол (поларни молекули у близини
неполарних могу индуковати допле у неполарнимнеполарних могу индуковати допле у неполарним
молекулима, што поново изазива међумолекулскомолекулима, што поново изазива међумолекулско
привлачење)привлачење)
 ЈонЈон –– индуковани диполиндуковани дипол
 Лондонове силеЛондонове силе –– кретање наелектрисања у самомкретање наелектрисања у самом
молекулу (течни хелијум)молекулу (течни хелијум)

99.  КакоКако сусу оријентисанеоријентисане азотнеазотне базебазе уу молекулимамолекулима
нуклеинскихнуклеинских киселина?киселина?
 ПАРАЛЕЛНОПАРАЛЕЛНО

100. ХВАЛА :)