STRUKTURA ATOMA. Dalton (1803) Tomson (1904) Raderford (1911) Bor (1913) Šredinger (1926)

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "STRUKTURA ATOMA. Dalton (1803) Tomson (1904) Raderford (1911) Bor (1913) Šredinger (1926)"

Γῆ Βαρνακιώτης
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Dalton (1803) Tomson (1904) Raderford (1911) Bor (1913) Šredinger (1926)

2 TALASNO MEHANIČKI MODEL ATOMA Hipoteza de Brolja Elektroni i fotoni imaju dvojnu prirodu: talasnu i korpuskularnu. E = hν E = mc 2 Elektron jestojeći talas n broj talasnih dužina λ = λ = h mc Talasna dužina elektrona e h m v e r n λ = 2rπ talasna dužina λ Da bi bio stojeći talas n mora biti ceo broj

3 Hajzenvergov princip neodređenosti Nemogućeje istovremeno odrediti brzinu i položaj elektrona Δx Δp = Δx Δm e v > h neodređenost položaja neodređenost momenta kretanja Maks Born Ako odlučimo da odredimo energiju elektrona sa velikom pouzdanošću, moramo prihvatiti da njegov položaj možemo znati sa velikom nepouzdanošći. Verovatnoća nalaženja elektrona u određenom delu prostora.

4 ŠREDINGEROVA JEDNAČINA Matematički model koji opisuje talasnu prirodu elektrona. 2 ψ 2 x + 2 ψ 2 y + 2 ψ 2 z + 8π h 2 2 m (E V )ψ = 0 Daje vezu između položaja i energije elektrona. ψ talasna funkcija koja određuje amplitudu talasa. Da bi se rešila jednačina u trodimenzionom prostoru moraju se uzeti tri međusobno zavisne konstante (kvantizovane) i to su: n, l i m l. Orbitala talasna funkcija koja je dobijena za kombinaciju tri kvantna broja. Iz nje se dobija Prostor oko jezgra sa najvećom verovatnoćom nalaženja elektrona.

5 ψ 2 Verovatnoća nalaženja elektrona ili gustina elektrona u jedinici zapremine. ψ = 0 i ψ 2 = 0 čvorovi talasne funkcije Verovatnoća nalaženja elektrona ili gustina elektrona u delu sferne ljuske oko jezgra (zapremine 4πr 2 dr) ψ 2 4πr 2 Radijalna funkcija raspodele verovatnoće nalaženja elektrona ili radijalna gustina elektrona.

6 OBLICI 1s, 2s I 3s ORBITALA a 0 = 52,9 pm Gustina elektrona Radijalana gustina elektrona r 90 elektron provodi 90 % vremena u sferi poluprečnika r 90. r(pm) ψ 2 Radijalana 4πr 2 gustina elektrona r(pm) Rastojanje

7 OBLICI 1s, 2s i3s ORBITALA (l = 0) Radijalna gustina (4πr 2 ψ 2 ) čvor čvor Gustina elektrona s orbitala Rastojanje od jezgra, r Čvorovi talasne funkcije čvor čvor Broj sfernih čvorova = n 1

OBLIK p ORBITALA (l = 1) ψ ψ 2 - + r r yz čvorna

8 OBLIK p ORBITALA (l = 1) ψ ψ r r yz čvorna ravan xz čvorna ravan xy čvorna ravan p x p y p z

9 OBLIK d ORBITALA l = 2 m l = 2, 1, 0, 1, 2 Imaju dve čvorne ravni Orbitale se nalaze između ovih ravni.

10 OBLIK f ORBITALA l = 3 m l = 3, 2, 1, 0, 1, 2, 3 Prikaz jedne od 7 f orbitala, koje su komplikovanog oblika.

11 POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMA Elektronska konfiguracija elementa valentni elektroni (u podnivoima najvišeg n) 9 F 1s 2 2s 2 2p 5 valentna ljuska (orbitale sa valentnim e ) Važi PAULIJEV PRINCIP ISKLJUČENJA

Energije atomskih orbitala Energija Radijalna gustina

jezgra Elektron oseća manje privlačno dejstvo jezgra

2s elektroni više prodiru ka jezgru i osecaju veće Z

12 Energije atomskih orbitala Energija Radijalna gustina (4πr 2 ψ 2 ) Energija Z eff efektivno naelektrisanje jezgra Elektron oseća manje privlačno dejstvo jezgra zbog prisustva ostalih elektrona. 2s elektroni više prodiru ka jezgru i osecaju veće Z eff od 2p elektrona osecaju veću privalačnu silu, zato imaju manji sadržaj energije.

POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMA PRINCIP MINIMUMA ENERGIJE Pri popunjavanju orbitala elektron zauzima najniži raspoloživi energetski nivo.

13 POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMA PRINCIP MINIMUMA ENERGIJE Pri popunjavanju orbitala elektron zauzima najniži raspoloživi energetski nivo. Najpre se popunjava orbitala čiji je zbir kvantnih brojeva (n+l) manji. n+l=1 n+l=2 n+l=3 n+l=4 n+l=5 n+l=6n+l=7 za isto n energija raste u nizu s < p < d < f (tj. l = 0, 1, 2, 3) 3s i 3p orbitale (3+0) < (3+1) prvo se popunjavaju 3s orbitale 3d i 4s orbitale (3+2) > (4+0) prvo se popunjavaju 4s orbitale 4s i 3p orbitale (4+0) = (3+1) prvo se popunjavaju orbitale sa manjim n (3p)

14 u osnovnom stanju 4 4f 4d 5 B: 1s 2 2s 2 2p 1 6C: 1s 2 2s 2 2p 2 E n e r g i j a 3 2 4p 3d 4s 3p 3s 2p 7 N: 1s 2 2s 2 2p 3 8O: 1s 2 2s 2 2p 4 9 F: 1s 2 2s 2 2p 5 10 Ne: 1s2 2s 2 2p 6 1 2s 1s 3Li: 1s 2 2s 1 4Be: 1s 2 2s 2 2He: 1s2

15 19K i 20 Ca po sadržaju energije 4s < 3d 4f 4d 4 E n e r g i j a 3 4p 3d 4s 3p 3s 2p 30 Zn: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d Ca: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 18Ar: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 12 Mg: 1s2 2s 2 2p 6 3s s 1s

16 Preskakanja se javljaju i kod drugih atoma: Rubidijum i stroncijum 37 Rb i 38Sr po sadržaju energije 5s < 4d Cezijum i barijum 55 Cs i 56Ba po sadržaju energije 6s < 5d Francijum i radijum 87 Fr i 88Ra po sadržaju energije 7s < 6d

17 Sa porastom n energetski nivoi se približavaju i preklapaju. Porast energije Očekivano: Stvarno: Očekivano: 24 Cr: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 4 24 Cr: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 29 Cu: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 Stvarno: 29 Cu: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 Polupopunjena 3d orbitala Cr i potpuno popunjena 3d orbitala Cu energetski su stabilnije.

18 POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMA Prikazivanje el. konfiguracije preko orbitalnog dijagrama. ili ( ) prikazivanje orbitala prikazivanje elektrona u orbitalama 5 B: 1s2 2s 2 2p 1 1s 2s 2p 5 B: ( ) ( )( )( )( )

19 POPUNJAVANJE ATOMSKIH ORBITALA ELEKTRONIMA HUNDOVO PRAVILO maksimalnog multipliciteta Degenerisane orbitale se popunjavaju tako što se u svaku prvo smesti elektron istog spina, a zatim se popunjavaju elektronima suprotnog spina. 1s 2s 2p 6C: ( )( ) ( )( )( ) 6C: ( )( ) ( )( )( )

20 HUNDOVO PRAVILO maksimalnog multipliciteta Atom Orbitalni dijagram 7N: ( ) ( ) ( )( )( ) 8O: ( ) ( ) ( )( )( ) 9F: ( ) ( ) ( )( )( ) 10Ne: ( ) ( ) ( )( )( ) 1s 2s 2p Elektronska konfiguracija 1s 2 2s 2 2p 3 1s 2 2s 2 2p 4 1s 2 2s 2 2p 5 1s 2 2s 2 2p 6

21 spareni elektroni nespareni elektroni Atom Orbitalni dijagram 7N: ( ) ( ) ( )( )( ) 8O: ( ) ( ) ( )( )( ) 9F: ( ) ( ) ( )( )( ) 10Ne: ( ) ( ) ( )( )( ) 1s 2s 2p Elektronska konfiguracija 1s 2 2s 2 2p 3 1s 2 2s 2 2p 4 1s 2 2s 2 2p 5 1s 2 2s 2 2p 6

22 1s 2s 2p 8O: ( ) ( ) ( )( )( ) 1s 2 2s 2 2p 4 paramagnetičan 8O: ( ) ( ) ( )( )( ) 1s 2 2s 2 2p 4 dijamagnetičan Paramagnetna svojstva imaju supstance sa nesparenim elektronima (slabo ih privlači magnetno polje). Dijamagnetna svojstva imaju supstance sa sparenim elektronima (blago ih odbija magnetno polje).

23 Skraćena elektronska konfiguracija 10 Ne: 1s2 2s 2 2p 6 16 S: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 [Ne] 3s 2 3p 4 28 Ni: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8 [Ar] 4s 2 3d 8 18 Ar: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

24 Grupa 1 Grupa 2 3 Li [He] 2s1 4Be [He] 2s2 11 Na [Ne] 3s1 12Mg [Ne] 3s2 19 K [Ar] 4s1 20Ca [Ar] 4s2 Rb [Kr] 37 5s1 38Sr [Kr] 5s2 55 Cs [Xe] 6s1 56Ba [Xe] 6s2 Svi elementi u određenoj grupi Periodnog sistema imaju isti raspored elektrona u podnivoima najvišeg glavnog kvantnog broja

Σχετικά έγγραφα

TALASNO-MEHANI MEHANIČKI MODEL ATOMA

TALASNO-MEHANI MEHANIČKI MODEL ATOMA TALASNO-MEHANI MEHANIČKI MODEL ATOMA Kompton (19): svetlost ima i talasnu i korpuskularnu prirodu. Luj De Brolj (193): elektron ima i korpuskularnu i talasnu prirodu.