Ioni. Molecule. Valența

1. Ioni. Molecule. Valența

2. Cationi și anioni Ioni. Molecule. Valența Ioni pozitivi (cationi) Ioni negativi (anioni) Atomul de sodiu prezintă configurația electronică: Na: K – 2, L – 8, M – 1 Observăm că el are cu un electron mai mult decât neonul (element cu configurația stabilă de octet pe stratul L). În anumite condiții, sodiul poate să cedeze electronul de pe stratul M, ajungând la structura electronică a gazului rar neon. Se formează astfel ionul pozitiv (cationul) de sodiu. Atomul de clor prezintă configurația electronică: Na: K – 2, L – 8, M – 7 Observăm că el are cu un electron mai puțin decât argonul (element cu configurația stabilă de octet pe stratul M). În anumite condiții, atomul de clor acceptă un electron, ajungând la structura electronică a gazului rar argon. Se formează astfel ionul negativ (anionul) de clor. Numărul protonilor este cu o sarcină mai mare, sarcina particulei fiind +1. Numărul electronilor este cu o sarcină mai mare, sarcina particulei fiind -1. Na → Na+ + 1e- Cl + 1e- → Cl-

3. Ioni. Molecule. Valența Ionizarea Se cunoaște că atomul este o particulă neutră din punct de vedere electric. Sub influența unor factori externi atomii care au straturi în curs de completare pot ceda sau accepta unul sau mai mulți electroni, devenind un ion pozitiv sau negativ. Metale (elemente chimice cu caracter electropozitiv) Formează ioni prin cedare de electroni p+ > e- Na → Na+ + 1e- Mg →Mg2+ + 2e- Al → Al3+ + 3e- Se formează ioni pozitivi (cationi) Nemetale (elemente chimice cu caracter electronegativ) Formează ioni prin acceptare se electroni p+ < e- C + 4e- →C4- N + 3e- → N3- S + 2e- →S2- Cl + 1e- → Cl- Se formează ioni negativi (anioni) Din tabel se poate observa că numărul electronilor cedați este egal cu numărul grupei din care face parte metalul. Din tabel se poate observa că numărul electronilor acceptați este egal cu diferența dintre 8 și numărul grupei din care face parte metalul. Ionii sunt particule încărcate cu sarcini electrice ce provin prin cedare sau acceptare de electroni Procesul de transformare a atomilor în ioni se numește ionizare.

4. Compuși ionici Ioni. Molecule. Valența Substanțele formate din ioni se numesc compuși ionici. Între ionii de sodiu (pozitivi) și cei de clor (negativi) se manifestă forțe electrostatice de atracție, formându-se compusul numit clorură de sodiu (neutru electric). Numărul ionilor pozitivi este egal cu cel al ionilor negativi, deoarece, atât cationul cât și anionul prezintă o singură sarcină electrică (sunt monovalenți) Na →Na++ 1e- Cl + 1e- →Cl- Na++Cl-→Na+Cl- Între ionii de calciu (pozitivi) și cei de clor (negativi) se manifestă forțe electrostatice de atracție, formându-se compusul numit clorură de calciu (neutru electric). Numărul ionilor pozitivi este de două ori mai mic decât cel al ionilor negativi, deoarece, atât cationul are două sarcini pozitive (este divalent) iar anionul prezintă o singură sarcină electrică (este monovalent) Ca → Ca2++ 2e- 2(Cl +e-→Cl-) Ca2++2Cl- →Ca2+2Cl- 2(Al → Al3++ 3e-) Între ionii de aluminiu (pozitivi) și cei de sulf (negativi) se manifestă forțe electrostatice de atracție, formându-se compusul numit sulfură de aluminiu (neutru electric). Pentru echilibrarea sarcinii, la fiecare doi cationi de aluminiu (trivalenți) corespund trei anioni sulfură (divalenți). 3(S + 2e- → S2-) 2Al3++2S2- →2Al3+3S2-

5. Proprietățile compușilor ionici Ioni. Molecule. Valența • Substanțele ionice în stare solidă nu conduc curentul electric (deoarece ionii ocupă poziții fixe în cristalele respective); • În stare topită și în soluție compușii ionici sunt buni conducători de electricitate (ionii nu mai ocupă poziții fixe, cei pozitivi sunt atrași către firul legat de borna minus a sursei de curent, iar cei negativi către firul legat la borna plus a sursei – efectul chimic al curentului electric) EXPERIMENT VIRTUAL Pentru a testa conductibilitatea sării și a soluției de saramură, dați click pe fiecare din imagini, atât pentru includerea cât și pentru excluderea din circuit. Pentru a închide circuitul apăsați butonul 1 al întrerupătorului Pentru a deschide circuitul, apăsați pe butonul 0 al întrerupătorului Electroliți – soluții și topituri ale compușilor ionici LED 0 1 1 Electroliză – dirijarea ionilor dintr-un electrolit către electrozi și neutralizarea lor. ÎNTRERUPĂTOR SARE • Aplicații: • Acoperirea suprafețelor metalelor care se corodează ușor cu straturi subțiri din alte metale, mai rezistente (zincare, argintare, nichelare ș.a.) • Obținerea de substanțe noi (metale, oxigen, hidrogen, sodă caustică etc. ) • Purificarea metalelor (cupru, argint etc.) BATERIE SARAMURĂ

6. Ioni. Molecule. Valența Molecule Molecula este cea mai mică particulă dintr-o substanță care poate exista în stare liberă și care prezintă toate proprietățile substanței respective Clasificarea moleculelor Substanțe simple (formate din atomi identici) Monoatomice: heliu, neon, argon Biatomice: hidrogen, azot, oxigen, fluor, clor, brom, iod Poliatomice: fosfor, sulf Substanțe compuse (formate din atomi diferiți) Biatomice: acid clorhidric, acid bromhidric, Poliatomice: apă, dioxid de carbon, amoniac, metan, • Caracteristici: • Sunt particule materiale, neutre din punct de vedere electric; • Între moleculele aceleiași substanțe se află spații intermoleculare variabile de a căror mărime depinde volumul substanței; • Între moleculele se exercită forțe de coeziune, de a căror valoare depinde starea se agregare a substanței; • Moleculele se găsesc în mișcare continuă. Viteza de mișcare a moleculelor depinde de temperatura substanței; • Moleculele au masă și dimensiuni foarte reduse, în funcție de numărul, masa și dimensiunile atomilor componenți.

7. Ioni. Molecule. Valența Formarea moleculelor Moleculele se formează prin punerea în comun de electroni de pe ultimul strat de către atomii componenți. Exemple (click pe fiecare atom în parte pentru a vedea formarea fiecărei molecule) Molecula de CO2 Molecula biatomică de H2 Molecula biatomică de HCl Cl H H H O C O 2 e- puși în comun 2 e- puși în comun 8 e- puși în comun Molecula de apă (H2O) Molecula biatomică de O2 Molecula de amoniac (NH3) H H O O H O H N H 4 e- puși în comun 4 e- puși în comun 6 e- puși în comun

8. Ioni. Molecule. Valența Valența Electrovalență – capacitatea unui atom de a ceda sau accepta electroni. Covalență – capacitatea unui atom de a pune în comun electroni cu un alt atom (alți atomi). Valența față de hidrogen Valența față de oxigen Atom bivalent – se combină cu 1 atom de O Atom tetravalent – se combină cu 2 atomi de O Atom hexavalent – se combină cu 3 atomi de O Atom monovalent – se combină cu 1 atom de H Atom bivalent – se combină cu 2 atomi de H Atom trivalent – se combină cu 3 atomi de H Atom tetravalent – se combină cu 4 atomi de H Valența elementelor față de oxigen este egală cu numărul grupei principale (cu excepția F care este constant monovalent). Pentru elementele din grupele I A, II A, III A și IV A, valența este egală cu numărul grupei. Unele nemetale pot avea și valențe cu două unități mai mici decât valoarea maximă a valenței față de oxigen. Pentru elementele din grupele V A, VI A, VII A și VIII A, valența este egală cu diferența dintre 8 și numărul grupei. Valență – capacitatea combinare a atomilor unui element cu atomii altor elemente. Se notează cu cifre romane

9. Aplicații Ioni. Molecule. Valența 1. Transcrie pe caiet și subliniază cu roșu elementele care formează ioni negativi, cu albastru pe cele care formează ioni pozitivi și cu galben pe cele care nu formează ioni (Click pe elemente pentru a confrunta răspunsurile) 2. Modelează în careul din stânga formarea următoarelor molecule: N2, H2S, CH4 N2 Molecula de acid sulfhidric – H2S Molecula de azot– N2 Molecula de metan – CH4 H H H2S H S H S N N H C H N N H C H CH4 H H H H VERIFICĂ! VERIFICĂ! VERIFICĂ! 6 e- puși în comun 4 e- puși în comun 8 e- puși în comun Selectează structurile în ordine folosind cele trei butoane din stânga. Pentru modelarea structurilor, dați click dreapta și selectați de la Opțiuni modul Pix sau Carioca, iar pentru a șterge însemnele făcute selectați Ștergere cerneală de pe diapozitiv. Pentru confruntarea răspunsului, apasă butonul Verifică!

10. Aplicații Ioni. Molecule. Valența 3. Completează spațiile libere cu cuvintele de mai jos: Elementele cu 1, 2, 3 electroni pe ultimul strat pot __________1, 2, 3 electroni pentru a ajunge la structura stabilă de octet. Ele formează ioni ___________. Ionii Li+, Na+, K+ sunt ____________, ionii Be2+, Mg2+, Ca2+ sunt _____________, iar Al3+ și Fe3+ sunt _____________ . Elementele cu 5, 6, 7 electroni pe ultimul strat pot __________ 3, 2 respectiv 1 electroni pentru a ajunge la structura stabilă de octet. Ele formează ioni __________. Ionii ___________ sunt trivalenți, ___________ sunt divalenți, iar ____________ sunt monovalenți. Moleculele se formează prin ________________ de electroni. Ele pot fi ___________ (formate din doi atomi) și _______________ (formate din mai mulți atomi) pozitivi accepta poliatomice F-, Cl- trivalenți punere în comun divalenți N3-, P3- negativi biatomice monovalenți ceda S2-, O2-

11. VĂ MULȚUMESC! H www.faculty.clintoncc.suny.edu, www.chimie2004.3x.ro , www.shopmania.ro, www.axinite-anwar.blogspot.com, www.wikipedia.org, www.inorganicventures.com H C H H BIBLIOGRAFIE: 1. Gheorghiu, C., Panait, C., ”Chimie – manual pentru clasa a VII-a”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1995 2. Fătu, S. Stroe, F., Stroe, C. ”Chimie – manual pentru clasa a VII-a”, Editura Corint, București Realizat de prof. Florin Viu Școala Gimnazială ”Ion Lovinescu” Rădășeni Ianuarie 2013