Neutronas Elektronas nº e Atomo sandara Chemijos mokslas nagrin ja atomo sandarą tiek, kad būtų galima paaiškinti elementų chemines savybes, atomų ryšius molekul se ir naujų elementų susidarymą, vykdant branduolines reakcijas. Dalel Simbolis Vieta atome Protonas p + Santykin mas 1 1 0,000545 Santykinis krūvis 1+ 0 1 Branduolyje Branduolyje Skrieja aplink branduolį Protonų skaičius branduolyje apsprendžia atomo rūšį. Atominis skaičius Z tai protonų skaičius elemento atomo branduolyje. Z = elemento eil s Nr. periodin je sistemoje Z = branduolio krūviui Z = elektronų skaičiui atome Mas s skaičius A tai protonų skaičiaus ir neutronų skaičiaus suma elemento atomo branduolyje A = Z + N Neutronai krūvio neturi, jų skaičius keičia tik atomo masę, bet nekeičia branduolio krūvio, kartu ir atomo cheminių savybių. Pasikeitus neutronų skaičiui atomo branduolyje, susidaro izotopai. Izotopais yra vadinami to paties elemento atomai, turintys skirtingas atomines mases A ir vienodą branduolio krūvį Z. A Izotopo cheminis simbolis. Z X Čia A = Z + N. Trys vandenilio izotopai 1 H1 protis (99,9 %) 1 H2 deuteris (0,1%) 1 H3 tritis (labai mažai) A(H) = 1,00794 Elemento atomin mas, užrašyta periodin je elementų sistemoje, yra įvairių izotopų masių vidurkis, paimtų tuo procentiniu santykiu, kokiu šie izotopai paplitę gamtoje. O ir N išorinio sluoksnio elektronų išsid stymas kvantų d žut se Cheminių ryšių sudaryme dalyvauja valentiniai elektronai 1
Išvados Cheminių procesų metu reaguojančių medžiagų atomų branduoliai nekinta. Vykstant cheminei reakcijai, t.y. yrant ar susidarant cheminiams ryšiams, keičiasi atomo elektroninio apvalkalo sandara. D l to chemin energija susijusi su e energija. Metalams būdingas blizgesys ir jie yra geri šilumos bei elektros laidininkai. Nemetalai blogi šilumos bei elektros laidininkai. Pusmetaliai (metaloidai) turi kai kurias metalų, ir kai kurias nemetalų savybes. Inertin s dujos 8A grup s elementai turi užpildytą išorinį elektronų sluoksnį. Periodin elementų lentel remiasi periodiniu d sniu Cheminių elementų, vieninių medžiagų bei junginių savyb s yra atomo branduolio krūvio periodin funkcija. Išvada pagal elemento buvimo vietą periodin je lentel je galime nusakyti jo savybes. Periodin je lentel je elementai yra surašyti į eiles, vadinamas periodais. Į stulpelius surašyti elementai sudaro grupes (elementų šeimas). Perioduose iš kair s į dešinę 1) trump ja atomo spindulys (daug jant elektronų, stipr ja e ir branduolio trauka ) 2) did ja elemento elektrinis neigiamumas 3) elementų savyb s kinta nuo metalų link pusmetalių ir nemetalų 4) elementų oksidų savyb s bazin s amfoterin s rūgštin s 5) stipr ja elementų oksidacin s savyb s, o redukcin s silpn ja Grup se iš viršaus į apačią 1) did ja atomo spindulys 2) silpn ja elementų oksidacin s savyb s, o redukcin s stipr ja 3) fizikin s charakteristikos tankis, lydymosi ir virimo temperatūra did ja Grup se išsid sto vienodą valentinių elektronų skaičių išoriniame sluoksnyje turintys panašių savybių elementai, kurie sudaro atitinkamas šeimas, pvz. šarminiai metalai, halogenai. http//www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php 2
Elementų savybių periodinį kitimą rodo periodiškai kintantys dydžiai jonizacijos energija giminingumo elektronui energija. Jonizacijos energija (I) yra darbas, kurį reikia atlikti, norint išpl šti iš atomo vieną elektroną ir paversti jį teigiamuoju jonu [ev/atomui] B 1s 2 2s 2 2p 1 Giminingumo elektronui energija (G) išsiskiria prisijungiant atomui elektronus ir virstant neigiamaisiais jonais F + e F G = 328 kj/mol Ar elemento atomas lengviau atiduoda, ar prisijungia elektronus, rodo jo elektrinis neigiamumas. Elektrinis neigiamumas lygus jonizacijos ir giminingumo elektronui energijų sumos pusei B e B + B + e B 2+ I = 801 kj/mol I = 2 427 kj/mol EN = (I + G)/2 Cheminiai ryšiai Cheminiai ryšiai tai elektrostatin s j gos, kurios laiko atomus molekul se ar jonus joninių junginių kristaluose. Cheminio ryšio tipas apsprendžia cheminio junginio savybes. Kokio tipo ryšys susidarys tarp skirtingų elementų atomų gali parodyti jų elektrinių neigiamumų skirtumas. Jeigu jis mažas ( EN<1,9) susidaro kovalentinis ryšys Jei didelis ( EN > 1,9) susidaro joninis ryšys Suart jus dviems atomams, vienos dalel s elektronai traukia kitos dalel s branduolį ir atvirkščiai. Per daug suart jus atomams, tarp jų pradeda veikti stūmos j gos. Metalų išoriniame sluoksnyje yra mažiau e ir jie linkę juos prarasti bei virsti teigiamais jonais katijonais. Fe 0 2e Fe 2+ Nemetalų išoriniame sluoksnyje yra daugiau e ir dauguma jų linkę prisijungti e bei virsti neigiamais jonais anijonais. Cl 20 + e 2Cl Joninis ryšys Joninis ryšys susidaro tada kai vienas atomas savo elektronus atiduoda kitam atomui ir abu atomai įgyja krūvį. Dažniausiai šis ryšys susidaro tarp tipinių metalų ir nemetalų. Pvz., NaCl, MgBr 2. Na Cl Br Mg Br 3
Joninis ryšys ir jonai Elementai stengiasi įgyti tokią elektroninę konfigūraciją, kurią turi artimiausios inertin s dujos. Na Na + + e Cl + e Cl 2Na + Cl 2 2Na + Cl Teigiamą ir neigiamą krūvius turintys jonai traukia vienas kitą ir susidaro joninis kristalas. Kovalentinis ryšys ir molekul s Kovalentinis ryšys tai toks ryšys, kai elektronai ne pereina iš vieno atomo į kitą, o sudaro vieną arba keletą bendrų elektronų porų, rišančių besijungiančius atomus.. H +. H HH......... Cl.. +. Cl.. ClCl..... H +.Cl H Cl Kai atomai jungiasi kovalentiniais ryšiais, susidaro molekuliniai junginiai. Du atomai gali būti sujungti daugiau nei viena bendra elektronų pora susidaro dvigubi ar trigubi ryšiai.. O C O.. N N Kovalentinis ryšys gali būti polinis, nepolinis, donorinis-akceptorinis (koordinacinis). Kovalentinis nepolinis ryšys Kai rišančios elektronų poros yra sudaromos tarp dviejų vienodų atomų, toks ryšys vadinamas kovalentiniu nepoliniu ryšiu. Pvz. H 2 Br 2 H H Br Br H. + H H H Kovalentinis polinis ryšys Kai rišanti elektronų pora yra sudaroma tarp atomų, kurių elektrinis neigiamumas skirtingas, ryšys vadinamas kovalentiniu poliniu ryšiu.. H +. Cl.. H Cl...... Rišančioji elektronų pora yra pasislinkusi arčiau atomo, kurio elektrinis neigiamumas didesnis. Kuo elektrinis neigiamumas didesnis, tuo stipriau atomas traukia prie savęs ryšį sudarančius elektronus. 4
Donorinis- akceptorinis ryšys Jis susidaro, kai vienas atomas turi laisvą elektronų porą (yra donoras), o kitas laisvą orbitalę (yra akceptorius). Pereinant laisvai elektronų porai į tuščią orbitalę, susidaro kovalentinis ryšys. D + A D A donoras (N) NH 3 + HCl NH 4 Cl akceptorius (H) Donorinis akceptorinis ryšys daugiausia būdingas kompleksiniams junginiams. Metališkasis ryšys Metalų atomai turi stiprų polinkį atiduoti elektronus. Jie išsid sto metalin je gardel je, kurioje n ra neigiamų jonų. Metalo atomų atiduoti valentiniai elektronai apsupa teigiamo krūvio metalo jonus ir, veikiant elektrostatin ms j goms, neleidžia gardelei iširti. Valentiniai elektronai laisvai juda tarp gardel s mazgų (teigiamų metalo jonų). Šis elektronų jud jimas yra netvarkingas ir vadinamas elektronų dujomis. Tarpmolekulin s sąveikos j gos (silpnosios sąveikos j gos) Vandenilinis ryšys Van der Valso j gos Vandenilinis ryšys Tarp vienos molekul s vandenilio atomo bei kitos molekul s F, O arba N atomo veikia elektrostatin sąveika ir taip atsiranda papildomas ryšys, kuris vadinamas vandeniliniu ryšiu. D l šio ryšio pastarųjų medžiagų virimo temperatūros yra daug aukštesn s negu kitų panašios molekulin s mas s medžiagų. Vandenilinis ryšys savo savyb mis yra panašus į kovalentinį, tik jis 10 20 kartų silpnesnis. Tarpmolekulin s van der Valso j gos Tarp kai kurių kietų ir skystų medžiagų (suskystintų dujų, organinių junginių) molekulių veikiančios j gos vadinamos van der Valsin mis. silpniausios iš visų traukos j gų, tačiau jų pakanka, kad medžiagų molekul s būtų sujungtos į agregatus. elektrostatin s ir nekryptingos. Skirstomos dipolin s indukcin s dispersin s 5
Dipolin s j gos veikia tarp dviejų polinių molekulių. δ- δ+ δ- δ+ Indukcinis ryšys tarp molekulių susidaro tada, kai suart ja polin ir nepolin molekul s. δ- δ+ δ- δ+ Dispersin sąveika. Visose dalel se (atomuose, jonuose, molekul se) sukantis elektronams ir svyruojant atomų branduoliams atome labai trumpam susikuria dipoliai. Susidaręs dipolis paveikia kaimyninių molekulių elektronų išsid stymą, paversdamas kaimynines neutralias molekules dipoliais. tarp atomų Cheminiai ryšiai tarp molekulių Koordinacinis joninis kovalentinis metalinis vandenilinis vandervalsin s j gos nepolinis polinis (donorinisakceptorinis) dipolin s indukcin s dispersin s 6