Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ"

Transcript

1 Γενική και Ανόργανη Χημεία Περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων. Σχηματισμός ιόντων. Στ. Μπογιατζής 1 Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Π Δ Χειμερινό εξάμηνο Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

2 n K 1 1s Αρχή δόμησης (Aufbau) εφαρμογή για το οξυγόνο (O) υποστιβάδες L 2 2s 2p M 3 3s 3p 3d N 4 4s 4p 4d 4f O 5 5s 5p 5d 5f 5g Αύξηση ενέργειας Πυρήνας (8 πρωτόνιο) 2 ηλεκτρόνια 6 ηλεκτρόνια 1s 2 2s 2 2p 4 ή [He]2s 2 2p 4 2 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης οξυγόνο (O)

3 n K 1 1s Αρχή δόμησης (Aufbau) εφαρμογή για το θείο (S) υποστιβάδες L 2 2s 2p M 3 3s 3p 3d N 4 4s 4p 4d 4f O 5 5s 5p 5d 5f 5g Αύξηση ενέργειας 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3 [Ne] 3s 2 3p 4 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης M L s S K p Ενεργειακές στάθμες στο θείο K M L

4 M L s Αρχή δόμησης (Aufbau): τροχιακά p S Ενεργειακές στάθμες στο θείο K M L K Άτομο S 4 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

5 n K 1 1s Αρχή δόμησης (Aufbau) εφαρμογή για το σελήνιο (Se) υποστιβάδες L 2 2s 2p M 3 3s 3p 3d N 4 4s 4p 4d 4f O 5 5s 5p 5d 5f 5g Αύξηση ενέργειας 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 4 5 σελήνιο (Se) N L M [Ar] 4s 2 3d 10 4p 4 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης K Se

6 Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στα στοιχεία ακολουθεί περιοδικό νόμο IIIb IVB VB VIB VIIB VIIB VIIB VIIB IB IIB Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

7 2η περίο δος Ηλεκτρόνια σθένους Κατά μήκος μια περιόδου του Περιοδικού Πίνακα: αυξάνεται σταδιακά ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους η περίοδος 7 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

8 Περιοδικός Πίνακας των Χημικών Στοιχείων H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg IIIb IVB VB VIB VIIB VIIB VIIB VIIB IB IIB Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Mo Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba W Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] Λανθανίδες Ακτινίδες La Στοιχεία μετάπτωσης (ή μετάβασης) 8 Ac Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

9 9 Ατομικές μάζες σε παρένθεση, αντιστοιχούν στο σταθερότερο ή πιο κοινό ισότοπο Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

10 2η περίο δος Συμπλήρωση των ηλεκτρονίων σθένους σε μια Περίοδο Κατά μήκος μια περιόδου του Περιοδικού Πίνακα: αυξάνεται σταδιακά ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους (αλλά και του συνολικόύ αριθμού ηλεκτρονίων) 2 η περίοδος Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

11 Συμπλήρωση των ηλεκτρονίων στα στοιχεία μετάπτωσης 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Ca 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IXB XB Ti Fe Cu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Ge 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2

12 Περιοδικός Πίνακας των Χημικών Στοιχείων H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg IIIb IVB VB VIB VIIB VIIB VIIB VIIB IB IIB Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Mo Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba W Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] Λανθανίδες Ακτινίδες La Ac Στοιχεία μετάπτωσης (ή μετάβασης) 12 μέταλλα Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης αμέταλλα ευγενή αέρια μεταλλοειδή

13 Ευγενή αέρια Έχουν συμπληρωμένη ηλεκτρονιακή δομή, δηλ. στην εξωτερική τους στιβάδα: Το He: 2 ηλεκτρόνια Τα Ne, Ar, Kr, Xe: 8 ηλεκτρόνια Για το λόγο αυτό, οι ιδιότητές τους είναι ιδιαίτερες 13 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr

14 Ομοιότητες στα στοιχεία της ίδιας ομάδας IIIb IVB VB VIB VIIB VIIB VIIB VIIB IB IIB s Στοιχεία μετάπτωσης (ή μετάβασης) 14 d f Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης p

15 Εκτεταμένος Περιοδικός Πίνακας 15 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

16 Περιοδικότητα : οι ατομικές ακτίνες Κάθε άτομο έχει γεωμετρία (περίπου) σφαίρας. Οι ακτίνες των σφαιρικών ατόμων αυξάνονται σύμφωνα με τη θέση του ατόμου στον Περιοδικό Πίνακα. 16 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

17 Ατομική ακτίνα, pm Περιοδικότητα : Ο όγκος των ατόμων Ατομικός αριθμός 55 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης 87

18 Περιοδικός Πίνακας των Χημικών Στοιχείων H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg IIIb IVB VB VIB VIIB VIIB VIIB VIIB IB IIB Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Mo Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba W Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] Λανθανίδες Ακτινίδες La Ac Στοιχεία μετάπτωσης (ή μετάβασης) 18 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Sn Σχηματίζουν οξέα Σχηματίζουν οξέα και βάσεις Σχηματίζουν βάσεις

19 Θερμοκρασία τήξης των στοιχείων Σε ομάδα μετάλλων: το σημείο τήξης μειώνεται προς τα κάτω Κατά μήκος περιόδου: το σ.τ. είναι αρχικά χαμηλό, μετά αυξάνεται (B, C, Al, Si) και μετά μειώνεται πάλι 19 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Σε ομάδα αμετάλλων: το σημείο τήξης αυξάνεται προς τα κάτω Γιγάντια μοριακή? δομή

20 Fe Χαρακτηριστικά μέταλλα μετάβασης: σίδηρος Σίδηρος από μετεωρίτη 20 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

21 Cu Χαρακτηριστικά μέταλλα μετάβασης: χαλκός 21 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

22 Χαρακτηριστικά μέταλλα μετάβασης: άργυρος 22 Ag Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

23 Hg Χαρακτηριστικά μέταλλα μετάβασης: υδράργυρος 23 Λυχνία ατμών υδραργύρου Φυσική κατάσταση σε θερμ. δωματίου: ΥΓΡΟ (και αρκετά πτητικό)! [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Ηλ. δομή μοιάζει με εκείνη των ευγενών αερίων

24 K 1 1s L 2 2s 2p M 3 3s 3p 3d N 4 4s 4p 4d 4f Ερωτήσεις O 5 5s 5p 5d 5f 5g Γράψτε την ηλεκτρονιακή δομή με κουκίδες γύρω από το σύμβολο κάθε στοιχείου. Σε ποια ομάδα του Περιοδικού Πίνακα ανήκει κάθε ένα από αυτά; a) 17 Cl e) 36 Kr b) 12 Mg f) 55 Cs c) 6 C g) 8 O 24 d) 83 Bi h) 15 P Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

25 Ευγενή αέρια Έχουν συμπληρωμένη ηλεκτρονιακή δομή, δηλ. στην εξωτερική τους στιβάδα: Το He: 2 ηλεκτρόνια Τα Ne, Ar, Kr, Xe: 8 ηλεκτρόνια Για το λόγο αυτό, οι ιδιότητές τους είναι ιδιαίτερες 25 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr

26 Από τα άτομα στα ιόντα Li Li + + e- Na Na + + e- K K + + e- Ca Ca + e- + + Ca Ca 2+ + e- 26 Ιοντισμός = απόσπαση ηλεκτρονίου, ή οξείδωση) 1 ος ιοντισμός 2 ος ιοντισμός 520 kj/mol 500 kj/mol 420 kj/mol 590 kj/mol 1145 kj/mol Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

27 27 Σχηματισμός του ιόντος Li + Ιοντισμός = απόσπαση ηλεκτρονίου, ή οξείδωση) Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης 2He 4

28 11Na σχηματισμός κατιόντος Na + Με το σχηματισμό ιόντων, τα στοιχεία μπορούν να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου - e Na + Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης + e - 10Ne

29 F Σχηματισμός του ιόντος F - 29 F - Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης 10Ne

30 Σχηματισμός ανιόντος Cl - Με το σχηματισμό ιόντων, τα στοιχεία αποκτούν δομή ευγενούς αερίου + e - 17Cl 17Cl - 30 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης 28 Ar

31 Ενέργεια ιοντισμού και ηλεκτρονοσυγγένια. Ενέργεια ιοντισμού: η ενέργεια που απαιτείται ώστε να αποσπαστεί ένα ηλεκτρόνιο από ένα άτομο [δημιουργία κατιόντων] Ηλεκρονοσυγγένεια: η ενέργεια που εκλύεται όταν προστίθεται ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο [δημιουργία ανιόντων] 31 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

32 Ενέργεια ιοντισμού. Ενέργεια ιοντισμού: η ενέργεια που απαιτείται ώστε να αποσπαστεί ένα ηλεκτρόνιο από ένα άτομο 32 Cn Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

33 F Ενέργεια ιοντισμού. Μεγάλες τιμές Ε.Ι.: δύσκολος ιοντισμός (δύσκολος σχηματισμός θετικών ιόντων (κατιόντων) Cl Br 33 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης I Αλκάλια Αλκαλικές γαίες Μέταλλα μετάπτωσης Στοιχεία μετα-μετάπτωσης Μεταλλοειδή Αμέταλλα Αλογόνα Ευγενή αέρια Λανθανίδες Ακτινίδες At

34 34 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Ενέργεια ιοντισμού.

35 Ηλεκτρονοσυγγένεια Ηλεκρονοσυγγένεια (ΗΣ): η ενέργεια που εκλύεται όταν προστίθεται ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο [δημιουργία ανιόντων] + e - + Ενέργεια (ΗΣ) 17Cl 17Cl - 35 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

36 Ευγενή αέρια Ηλεκτρονοσυγγένεια Ηλεκρονοσυγγένεια: η ενέργεια που εκλύεται όταν προστίθεται ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο [δημιουργία ανιόντων] Ο 36 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Μεγάλες τιμές Η.Σ.: εύκολος σχηματισμός αρνητικών ιόντων (ανιόντων)

37 Μέγεθος των ιόντων: Ιοντικές ακτίνες 37 κατιόντα Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης ανιόντα

38 Ιοντικές ακτίνες Ομάδα 1 Ομάδα 2 Ομάδα 13 Ομάδα Ομάδα 17 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης

39 Ιοντικές ακτίνες

40 Τέλος του Μαθήματος 40 Π Δ, Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης