1 / 62

Atomi , Molekuli i Joni

Atomi , Molekuli i Joni.

ghita
Download Presentation

Atomi , Molekuli i Joni

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Atomi, Molekuli i Joni

  2. Kako {to vidovmeprethodno, Atomiteimolekulite se sostaven del odmaterijata. Ogromnatabila `elbata u{teoddamne{nivremiwada se osoznaeod {to e izgradenamaterijataikakva e nejzinatastruktura.Akopred 20tina godini be{e te{koilinevozmo`noda se nabquduvaatatomite, denespostojattehniki, kakoScanningTunneling Microscopetehnika so kojamo`atda se gledaatatomi

  3. Scanning Tunneling Microscopy Atomi od zlato atsorbirani na grafit Gulaboski et al. J. Phys Chem. 2005

  4. AtomiiMolekuli Atomi • Najmalatanedelliva ~esti~kaodedenhemiski element • Mo`atdaegzistiraatkakoindividualniedinkiilidavlezatvohemiskakombinacija Molekuli • Se kombinacijaodpove}e atomi

  5. Strukturanaatomotimaterijata-Istoriskipregled- • Starogr~kitefilozofiveruvaledekamaterijata se sostoiodsitninedelivi ~esti~kinare~eniatomi (“atomos” -nedeliv) • Atomskomolekulskateorijanaangli~anecotXon Dalton(prvapolovinanaXIXvek) e prvateorija so sovremenigledi{tazamaterijataiatomite Postulati: • Materijata se sostoiodsitni, neuni{tiviinedelivi ~esti~kinare~eniatomi. • Atomitenaedenist element se identi~ni. • Atomitenarazli~niteelementiimaatrazli~nisvojstvairazli~nimasi. • Hemiskitesoedinenija se obrazuvaat so svrzuvawenaatominarazli~nielementi. • Prihemiskitereakciidoa|a do pregrupirawenaatomiteidobivawenanovisupstanci. Pritoanemanitusozdavawe, nituuni{tuvawenaatomite.

  6. Otkrivaweto na Strukturata na Atomot- e edna od najgolemite misterii, voop{to

  7. VtorapolovinanaXIXvek-zna~ajninastani {to dovele do otkrivawetonastrukturatanaatomite • 1877 god. JohnstoneStoney, elektri~natastruja e sostavenaodsitni ~esti~kinare~eniELEKTRONIkoi se deloviodatomot; • 1895 god. germanskiotfizi~arWilhelm KonradRondgengiotkrivaX-zracitekoi se nare~enirendgenskizraci; 1896 god. Henry Becquerel-radioaktivnost; • 1897 god. J. Thomson-katodnitezraci se ~esti~ki so negativenelektri~enpolne` (elektroni) ~ijamasa e 1836 patipomalaodmasatananajlesnotoatomskojadro-jadrotonavodorodot; • 1908 god. novozelandskiotfizi~arErnest Rutherfodutvrdildekaradioaktivnotozra~ewe se sostoioda (heliumovijadra) ib(strujaodelektroni) zraci; • 1909 god. R. A. Millikan-polne`otnaelektronotiznesuva1,602  10-19 C (kuloni). Ova koli~estvoelektri~estvo se smetazaedine~enelektri~enpolne`; • 1919 god.Rutherfod: so bombardirawenaatomiodazot soa~esti~ki se obrazuvaatvodorodnijadra, nare~eniPROTONI; • 1932 god.James Chadwick -voatomskotojadropostojat ~esti~kikoinemaatpolne` i se nare~eniNEUTRONI.

  8. Radioaktivnost-fenomen {to enormnopridonesuvazaotkrivawenastrukturatanaatomite Radioaktivnost - e spontana emisija na zra~ewe od jadrata na nekoi hemiski elementi Razdvojuvawe na a, b. i g zraci

  9. Vidovi na zra~ewe • Alfa zraci-jadra na helium-sostaveni od dva protoni i dva neutroni • Beta-elektroni so golema energija • Gama-energija {to se osloboduva pri premin od edna vo druga nuklearna sostojba • Ra226 Rn222 + He4(a)

  10. Eskperimentot naRutherford Najbitnioteksperiment {to dovel do otkrivawenastrukturatanaatomot Rutherford izveleksperiment vo koj na patot na izvor od alfa zraci stavil par~e od zlato i so pomo{ na mikroskop staven zad povr{inata na metalot nabquduval {to se slu~uvalo so prvobitnite alfa zraci koi pa|ale na povr{inata od zlatoto-dali tie bile odbieni pod nekoj agolili pak go zadr`ale svojot pravec. Toj zabele`al deka najgolem del od alfa zracite (pozitivni ~esti~ki) ne go smenile svojot pravec, {to impliciralo deka pozitivnite zraci bez problem pominuvale niz atomite na zlato na metalnata folija, a samo mal del od zracite bile odbieni i go smenile pravecot. Zaklu~ok: delot od koj se odbivaat pozitivnite alfa ~esti~ki mora da e pozitiven, i toj del od atomot e mnogu mnogu mal! Podvi`en mikroskop Zlatna plo~ka Izvor na a zraci

  11. Prostor kade se dvi`at elektronite Izvor na alfa zraci jadro zlato

  12. Rutherford-ov model za atomot Glavni zaklu~oci • Atomotgeneralnogledano e “prazen” prostor • Celiotpozitivenpolne` iskorocelokupnatamasa e smestenavomnogu mal prostornare~enjadro. • Elektronite se smestenivoedentakanare~enelektronskioblak {to go opkru`uvajadroto

  13. Atomot se sostoi (glavno) od • Protoni -se smestenivojadroto • relativenpolne` +1 • relativnamasaod 1.0073 amu • protoni • neutroni • elektroni • neutroni • -se smestenivojadroto • -Nemaatpolne` • -relativnamasaod 1.0087 amu • elektroni • Se smestenivoelektronskataobvivka • relativenpolne` -1 • relativnamasaod 0.00055 amu

  14. Golemina na jadroto vo odnos na atomot Ako jadroto ima dijametar 1 cm, toga{ dijametarot na atomot ke bide 2.5 km. Skoro celata masa na atomot e koncentrirana vo atomskoto jadro. Gustinata na atomskoto jadro e okolu 1014 g/cm3. (1 cm3 ispolnet so atomski jadra bi te`el okolu 100 milioni toni!!)

  15. Vrz baza na eksperimentite na Rutheford, Bohr ja razvil prvata sovremena teorija za strukturata na atomot Planetaren model na Atom Niels Bohr

  16. -Atomsko jadro- “Sonce“-vo koe se smesteni protonite i neutronite -Orbiti-pateki po koi kru`at -planetite-t.e. Elektronite Modelot na Bohrbil vo toa vreme vizuelno dobar, ama...neodr`liv. Eve zo{to: -sekoja ~esti~ka (pa i elektronot) {to se dvi`i, postepeno gubi od svojata energija, i eden moment-treba da padne vo jadroto- -Posledicata od toa bi bila-Kolaps na atomot, a toa ne se slu~uva vo prirodata

  17. Denes postoi Sovremenata teroija za strukturata na atomot, razviena vo 20tite godini na minatiot vek-Kvantnomehani~ka teorija Spored nea-atomot e sostaven od: -Jadro-vo koe se smesteni protoni, neutroni i u{te |avol i pol ~esti~ki od poznat i nepoznat vid... -Elektronska obvivka, vo koja sostojbata na elektronite e opredelena preku ~etiri kvantni broja. Glavnite zaklu~oci na kvantno-mehani~kata teorija se: -elektronite se smesteni vo energetski nivoa i sekoj elektron ima to~no opredelena energija. -Za da se napravi premin na elektronot od edno na drugo nivo potrebno e da se dovede koli~estvo na energija {to odgovara na razlikata vo energiite pome|u tie dve energetski nivoa. -ne postojat dva elektroni vo eden ist atom koi {to imaat ident~na energija-toazna~i deka -vo eden ist atom site elektroni se razli~ni!!! -Za ovaa tema vo narednite lekcii pove}e...

  18. Zapamti: vonivnataosnovnasostojbasite atomi seelektroneutralni, t.evoelektroneutralniteatomi, brojotnaprotonivojadroto e sekoga{ ednakov so brojotnaelektronitevoobvivkata A {to }e se slu~i koga eden atom }e ispu{ti, ili }e dobie eden elektron? -toga{ se dobivaat naelektrizirani atomi ili grupa od atomi nare~eni JONI jonite koi imaat pozitiven neto polne` se nare~eni KATJONI-primer Na+, Li+, NH4+, Fe3+, U6+... jonite koi imaat negativen neto polne` se nare~eni ANJONI-primer Cl-, NO3-, PO43-, ... Atom na Natrium vo osnovna sosotjba katjon na Na1+

  19. Hemiski elementi, izotopi, atomska masa... Sekoj atom od bilo koj hemiski element si ima sopstveno ime i simbol -Simbolot naj~esto e kratenka od latinskoto ili gr~koto ime na elementot, ili pak -kratenka od imeto na toj {to go otkril hemiskiot element, ili od nekoj zaslu`en nau~nik, zemja na poteklo, mineral... Primer: Natrium- Na; Thalium- Tl; Einstainium- Es; Polonium- Po; Bohr- B, Europium-Eu… Vkupno se poznati do sega 118 hemiski elementi, vo te~na cvrsta i gasovita agregatna Sostojba. Mnogu od niv se ve{ta~ki. -U{te kolku }e bidat sintetizirani? ...

  20. Glavnikarakteristikinaatomite seAtomski (reden) broj, Z (ili A) • a toa e brojot na protonite vo atomskoto jadro • ili pak brojot na elektronite vo elektronskata obvivka na neutralen atom • toa e redniot broj na sekoj element vo periodniot sistem na elementite Masenbroj, Me vkupniotbrojnaprotoniineutronivojadrotonasekoj atom (tie jaopredeluvaatskorocelokupnatamasanasekoj atom) Masen broj Atomskibroj

  21. Imaslu~aidaatomotnaedenisthemiski element vojadrotoimaistbrojnaprotoni, a razli~enbrojnaneutroni. Takviteatomi se nare~eniIZOTOPI • }e gi razlikuvame po toa {to imaat ist atomski (reden) broj, a razli~en masen broj protium deuterium tritium Atomite, pak, (koi pripa|aat na na razli~ni elementi) koi imaat ist masen a razli~en atomski broj se narekuvaat IZOBARI.

  22. Pra{awe: Kolku neutroni ima radioaktivniot izotop na jaglerod 14C, ako se znae deka negoviot atomski broj e 6? 6, 8, ili...

  23. Relativnaatomskamasa • Edinicatazamerewenamasitenaatomite se narekuvaatomskaedinicazamasa. Atomskataedinicazamasase definirakakoednadvanaesettinaodmasatanaatomotnajaglerodSimbolotnaatomskataedinicazamasa eu. - masanaeden atom jaglerod so masenbrojA = 12. • Vrednostanaatomskataedinicazamasaizrazenavogrami e u = 1,992  10-24 g Relativnaatomskamasa (Ar) e brojkojpoka`uvakolkupatimasatananekoj atom e pogolemaodatomskataedinicazamasa. • Ar-bezdimenzionalnaveli~ina. • Elementitevoprirodata se javuvaatkakosmesiodizotopi. Sporedtoa, relativnataatomskamasananekoj element e prose~narelativnaatomskamasana site izotopi {to vleguvaatvosostavotnaelementot. • xi-koli~inskiudelnaizotopotiE

  24. Relativnamolekulskamasa-se sre}avakajmolekulite Relativnatamolekulskamasa(Mr) e zbirodrelativniteatomskimasinaelementite, {to vleguvaatvosostavotnaopredelenamolekula (formulskataedinka), pomno`eniposoodvetnitestehiometriskiindeksi. Primer: Mr(CO2) = Ar(C) + 2Ar(O) = 12 + 2x16 = 44 Ar(H) = 1 Ar(C) = 12 Ar(O) = 16 Oviepodatoci gigledamei gizemame odperiodniot sistem Mr(H2O) = 2Ar(H) + Ar(O)=2x1 + 16 = 18

  25. Konceptza Koli~estvosupstanca Fizi~kataveli~inakoli~estvosupstanca(n)e ednaodnajzna~ajniteveli~inivohemijata. Koli~estvotosupstanca e veli~ina {to go poka`uvabrojot(mno`estvoto) naistvidedinkivoodredensistem. Veli~inatakoli~estvosupstancadavaodgovornapra{aweto: “Kolkuimaodnekojasupstanca?”. Primeri: Vo tawirotima tri jabolka; Vo u~ilnicataima 39 studenti; Vo ~a{ata so vodaima 7  1024molekulivoda. Edinicatanafizi~kataveli~inatakoli~estvosupstanca emol (mol). Eden mol e koli~estvosupstanca {to sodr`iistbrojedinkikolku {to imaatomijaglerodvomasaod 12 grama12C. Edinkitemo`edabidatatomi, molekuli, joni, elekroni, iliproizvolnigrupaciiod ~esti~kikoi ne morasamostojnodapostojat.

  26. Brojot na edinki {to se sodr`at vo 1 mol koli~estvo supstanca e 6,022045  1023. Ovoj broj ja opredeluva brojnata vrednost na Avogadrovata konstanta, NA. NA = 6,022045  1023/mol iliNA = 6,022045  1023 mol-1. Brojnata vrednost na Avogadrovata konstanta se vika Avogadrov broj. Avogadrov broj = 6,022  1023 Kolku e golem avogadroviot broj? OOOoogromen!!!600 miljardi trilioni atomi!!! Ako site gra|ani na SAD (300 milioni) brojat po 12 ~asa dnevno, broej}i eden atom vo sekunda, 365 dena vo godinata, toga{ }e im trebaat okolu 127 milioni godini da gi izbrojat na primer molekulite na voda vo eden mol na voda (t.e. vo 18 g voda)!!! Vnimanie! Avogadrova konstanta i Avogadrov broj ne e isto! Avogadrovata konstanta e veli~ina so edinica mol-1, a Avogadroviot broj e bezdimenzionalna veli~ina. 1 mol koli~estvo supstanca sodr`i ist broj definirani edinki kolku {to iznesuva brojnata vrednost na Avogadrovata konstanta.

  27. Molarnamasa • Masata na eden mol definirani edinki pretstavuva molarna masa na opredelenite edinki, M. • Edinici na molarnata masa se[M] = kg mol-1. • Molarnata masa na opredelen element izrazena vo edinicig mol-1brojno e ednakva so relativnata atomska masa na elementot, Ar: • M(element) = Ar g mol-1 • Primer: M(O) = 15.999 g mol-1, M(H) = 1.008 g mol-1, M(C) = 12,011 g mol-1 • Molarnata masa na opredeleno soedinenie izrazena vo edinicig mol-1brojno e ednakva so relativnata molekulska masa na soedinenieto,Mr : • M(soedinenie) = Mr g mol-1 • Primer: M(H2O) = 18.015 g mol-1, M(CO2) = 44.009 g mol-1, M(CuO) = 79,539 g mol-1

  28. Vrskapome|ukoli~estvotosupstanca, masataibrojotnaedinkivosistemot • Masata na 1 mol opredeleni edinki (B) e molarna masa na tie edinki, M(B). Spored toa, odnosot na opredelena masa od edinkitem(B)i nivnata molarna masaM(B) e ednakov na brojot na molovi, odnosno na koli~estvoto na opredelenata supstancan(B). • 1 molkoli~estvo supstanca sodr`i Avogadrov broj edinki, ili onolku edinki kolku {to iznesuva brojnata vrednost na Avogadrovata konstantaNA. Spored toa, odnosot na opredelen broj edinki od supstancataN(B) i Avogadrovata konstanta e ednakov na brojot na molovi, odnosno na koli~estvoto na opredelenata supstancan(B). • So kombinacija na dvete gorni ravenki se dobiva nova ravenka koja ja definira relacijata pome|u masata i brojot na edinki na opredelena supstanca so poznata molarna masa.

  29. Primeri za masi na eden mol od nekolku razli~ni supstanci Sulfur, Jaglerod, `iva, i `elezo

  30. Pra{awa?

  31. Periodensistemnaelementite Istoriski pregled Otkako bile otkrienidovolenbrojnahemiskielementi, nau~nicitepo~naledarazmisluvaatkako tie elementidagiklasificiraatisistematiziraat. Postoeleopredelenisvojstvakajrazli~niteelementikoi bile mnogusli~ni, pa po~naloda se upotrebuvaterminot-periodi~nostvosvojstvatanaelementite Newlands - predlo`ilvo1864 – -Zakonnaoktavi – -svojstvatanaelementite se povtoruvaatposlesekojosmi element

  32. Dmitri Mendeleev - ruskinau~nik 1869 – periodi~enzakon - mu ovozmo`ildagipredvidisvojstvatanadotoga{ nepoznatiteelementi. Mendeleev uvideldekasvojstvatana elementiteperiodi~no se menuvaatposleopredelenbrojnaatomi Elementitevoperiodniotsistem se podredeni sporedzgolemuvawetonanivnite Atomskimasi

  33. PeriodenSistemna Mendeleev Elementi {to nedostasuvaat se so masenibroevi: 44, 68, 72, i 100 amu

  34. Svojstvana“Ekasilicon”-predviden a toga{ nepoznat element (segaGermanium) Predvieni svojstva na Otkrieni svojstva na

  35. ModerenPeriodenSistem Moseley, Henry Gwyn Jeffreys 1887–1915, -Gistudiralsoodnositenaliniskitespektrinaraznielementi -giopredelili ATOMSKITE BROEVI odfrekvenciitenavibraciitenaX-zraciteemitiraniodsekoj element. -Moseley utvrdildekasvojstvatanaelementiteglavno se zavisatodatomskiotbroj. -toajaobjasnilomalatarazlika so rabotatanaMendeleeviotperiodensistem, kade Mendeleev gikoristelatomskitemasi

  36. Periodic Table of the Elements- elementite se podredenisporedatomskiotbroj 118 elementi

  37. OrganizacijanaPeriodniotSistem • periodi -horizontalniredovi GRUPI V E R T I K A L N I

  38. Strukturanaperiodniotsistem • Sedum horizontalninizi-periodi. • Osumvertikalnikoloni-grupi. • Sekojagrupa se sostoioddvepodgrupi: podgrupaAiB(A-glavnapodgrupa, B-sporednapodgrupa); • VIII-Bgrupa e nare~enanultagrupa (inertnigasovi). • Na levatastrana-tipi~nimetali • Na desnatastrana-tipi~ninemetali • Elementitevoramkitenaednagrupaimaatsli~nisvojstvazaradiidenti~nitetipovinavalentnielektroni. • Maksimalnatavrednostnaoksidaciskiotbroj (valentnosta) se sovpa|a so brojotnagrupata.

  39. Imiwanapooddelnitefamilii Group IA alkalnimetali Group IIA zemjoalkalnimetali Group VIIA halogenielementi Group VIIIA plemenitigasovi Preodnimetali vnatre{nipreodnimetali • Lantanidi (retkizemji) • Aktinidi (serijana trans-uraniumi)

  40. VidovinaHemiskiElementi Cs metali nemetali metaloidi - semimetali Br C Fe Hg

  41. Elementi, Soedinenija, iHemiskiFormuli Elementi • Mo`at da postojat kako poedine~ni atomi ili kako molekuli • Soedinenija -se kombinacija od dva ili pove}e elementi • Sostavot na soedinenijata se izrazuva preku hemiski formuli

  42. Vidovi na hemiski formuli -Empiriski i molekularni formuli -ni poka`uvaat od koi elementi i vo kakov odnos na tie elementi e sostaveno opredeleno soedinenie; Empiriskata formula ni go dava najmaliot odnos na elementite vo edno soedinenie, dodeka Molekularnata formula ni go ka`uva to~niot odnos na tie elementi -strukturni-ni ja poka`uvaat strukturata na edno soedinenie Primer: C6H6 e Molekularna Formula na Benzen (vistinskiot odnos na C i H vo ova soedinenie e 6:6). Empiriskata formula pak, na benzen }e bide CH Empiriska formula Strukturna formula

  43. Hemiski formuli -Kakva informacija ni dava molekularnata hemiskata formula? -kvalitativna-od koi elementi e sostaveno edno soedinenie i -kvantitativna-kolkav e brojot na atomite od sekoj element vo toa soedinenie H2O voda NH3 amoniak NO azotmonoksid CO jaglerodmonoksid CS2 jagleroddisulfid H-simbol za vodorod O-simbol za kislorod 2-stehiometriski indeks SO3 sulfur trioksid CCl4 jaglerod tetrahlorid PCl5 fosfor pentahlorid SF6 sulfur hexafluorid

  44. Hemiskata formula nudi: • kvalitativnii • kvantitativniinformaciizahemiskotosoedinenie. Primer: H2O2; • Kvalitativniinformacii:Soedinenietovodorodperoksid e izgradenoodvodorodikislorod. • Kvantitativniinformacii: Edna molekulavodorodperoksidsodr`idvaatomivodorodidvaatomikislorod. Odnosotnakoli~estvatanavodorodotikislorodot e opredelenododnosotnastehimetriskiteindeksiiiznesuva 2 : 2. Oviekvantitativniinformaciimo`atda se prika`ativoobliknamatemati~kiformuli. Edna molekula vodorod peroksid sodr`i dva atomi vodorod. Edna molekula vodorod peroksid sodr`i dva atomi kislorod. Odnosot na koli~estvata na vodorodot i kislorodot e opredelen od odnosot na stehimetriskite indeksi i iznesuva 2 : 2.

  45. Zadaznaemekakodaginapi{emehemiskiteformulizaopredelenisoedinenija, potrebno e daznaeme {to e toaValanentnost = polne` najoniteValentnostananekoj atom e opredelenaodbrojotnaelektroni {to atomotgianga`irazaobrazuvawenahemiskivrski.Pravilapri pi{uvawenahemiskiteformulinasoedinenijata • Metaliteobi~noformiraatpozitivnimonoatomskijoni • nemetaliteglavnoformiraatnegativnimonatomskijoni

  46. ValentnostnaMetalnite Joni Grupa IA => +1 Grupa IIA => +2 Maksimalnatapozitivnavalentnostnametalnitejoni e ednakvanaGrupa A # Valentnostnanemetalnite Joni Monatomski Joni GrupaVIA => -2 GrupaVIIA => -1 Maksimalnatanegativnavalentnostnaanjonite e (8 - Grupa A #)

  47. Soedinenijata se elektroneutralni, odnosno Zbirot na proizvodite od oksidaciskite broevi i stehimetriskite indeksi na elementite vo edno soedinenie e ednakov na nula. Primer: +3 + 3(-1) = +3 - 3 = 0

More Related