3. előadás
12-09-17 2
12-09-17 Az elektronpályák feltöltődési sorrendje 3
Az elemek rendszerezése, a periódusos rendszer Elsőként Dimitrij Ivanovics Mengyelejev és Lothar Meyer vette észre az elemek halmazában rejlő periódikusságot. 12-09-17 4
12-09-17 5
A rendszerezés alapja, az elektronszerkezet kiépülése 12-09-17 6
Csoport 1 2 3 II III IA A B 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IV V VI VII <-- VIII III IV VI VII VIII I B II B VA B B B B B --> A A A A A Periódus 1 2 3 4 5 6 7 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr 4 5 6 7 8 9 Be B C N O F 12 13 14 15 16 17 Mg Al Si P S Cl 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 * Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 ** Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus 58 Ce 90 ** Aktinidák Th * Lantanidák 59 Pr 91 Pa 60 Nd 92 U 61 Pm 93 Np 62 Sm 94 Pu 63 Eu 95 Am 64 Gd 96 Cm 65 Tb 97 Bk 66 Dy 98 Cf 67 Ho 99 Es 68 Er 100 Fm 69 Tm 101 Md 70 Yb 102 No 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Uuo 71 Lu 103 Lr Elemi sorozatok a periódusos rendszerben Alkálifémek Alkáliföldfémek Lantanidák Aktinidák Átmenetifémek Másodfajú fémek Félfémek Nemfémek Halogének Nemesgázok 12-09-17 7
12-09-17 8
Periodikusan változó tulajdonságok: Az atomok mérete Szabad atom mérete Kovalens sugár Ionok mérete Pozitív töltésű ionok Negatív töltésű ionok Ionizációs energia Elektronaffinitás Elektronegatívitás 12-09-17 9
54 12-09-17 10
12-09-17 11
Néhány alkáli-földfém elem I. És II. Ionizációs energiája ev-ban Elem Be I. i. e. [ev] 9,32 II. i. e. [ev] 18,0 12-09-17 Mg 7,65 15,04 Ca 6,11 11,87 Sr 5,69 11,03 Ba 5,11 10,0 12
12-09-17 13
Elektronegativitás (kötéseket jellemzi a vegyületekben) Az az erő, amivel az atom vonzza a kötést létrehozó elektronjait Periodikus változás (ENFr = 0,7 ENF = 4,0) az atomok méretével ellentétesen 12-09-17 14
EN nagy: Ionos kötés EN közepes: Poláros kovalens kötés EN ~ 0: nem poláros kovalens kötés 15
Kémiai kötések stabilis: s2p6(d10) 16
Kémiai kötések ionrács ionos kötés atomrács fémrács fémes kötés molekularács másodlagos kötés kovalens kötés 17
Ionos kötés ellentétes töltések között kialakuló elektrosztatikus kölcsönhatás csak vegyületekben értelmezése a Bohr-féle atommodell alapján kationok és anionok képződése ionizációs energia, elektron affinitás 18
Ionos kötés 19
Kovalens kötés Le nem zárt héjak elektronjai kollektivizálódnak Elektronfelhők átlapolódnak H2 Schrődinger 20
Kovalens kötés 21
Kovalens kötés 22
Kovalens kötés 23
Kovalens kötés Datív kötés 24
Fémes kötés un. delokalizált elektronfelhő és a fématomok között nincs elegendő elektron, hogy minden szomszéddal kötés (nemesgáz konfiguráció) jöjjön létre a fématom-törzsek szoros illeszkedése 25
Fémes kötésű kristályok Fémrácsban azonos mérető atomok - gömbilleszkedés szabályos és hatszöges legszorosabb illeszkedés - 12es koordináció négyzetes szoros illeszkedés - 8 (+6) koordináció lapközepes köbös elemi cella tetragonális térközepes elemi cella térközepes köbös elemi cella 26
Fémes kötésű kristályok lapközepes köbös elemi cella: térközepes köbös elemi cella: térközepes tetragonális elemi cella: jól megmunkálható, hengerelhető, nyújtható nem nyújtható, merev fém jól megmunkálható, kevésbé nyújtható 27
Fémes kötésű kristályok A fémes jelleg: fémfény delokalizált elektronok olvadáspont tág határok között puha, nyújtható, jól megmunkálható (tiszta) vagy kemény, rideg (ötvözet) jó hő- és elektromos vezetés vízben és közönséges oldószerekben nem oldható 28
29
Ötvözetek Kristályrácsba idegen atomok beépülése homogén vagy heterogén elegy helyettesítéses: hasonló méretű atomok rácshibák intersticiális: a fématomok közötti lyukakba kisebb atomok (bór, szén, hidrogén) acél, bronz, alpakka, 30
Általános kémia 2012/2013. I. fé 31
Általános kémia 2012/2013. I. fé 32
Hidrogén(híd) kötés Poláris molekulák O, N vagy Fatomja és egy másik O, N vagy F-atom magányos elektronpárja között térben irányított szerkezetek kialakulása donor és akceptor molekulák olvadáspont és forráspont 33
van der Walls kötőerők 34