Atom i Gradja Atoma

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

1

HEMIJA I NJEN ZNAAJ

HEMIJA KAO NAUKA Hemija je prirodna ekperimentalna nauka koja prouava grau i osobine

supstanci, njihove promene i zakone po kojima se te promene deavaju. Hemija ima vodeu ulogu u proizvodnji hrane, lekova, koe, kozmetikih proizvoda,

plastinih masa, boja, lakova, vetakih ubriva, metala i graevinskog materijala... Razvoj hemije doprineo je i razvoju drugih nauka. Zato hemija ima sredinje mesto meu prirodnim i primenjenim naukama.

VANI POJMOVI IZ OSNOVNE KOLE- ELEMENTI I JEDINJENJA Elementi su proste iste supstance, koje se hemijski ne mogu razloiti na prostije.

Elementi su skup svih atoma iste vrste u prirodi. Ima ih 118 i mogu se podeliti na: metale, nemetale i metaloide.

1. Metali- vrstog agregatnog stanja sem ive; provode toplotu i elektricitet; mogu da se kuju i liju i uvek imaju pozitivan oksidacioni broj.

2. Nemetali- vrstog, gasovitog i tenog agregatnog stanja (Br); u jedinjenjima imaju negativan oksidacioni broj.

3. Metaloidi- ponaaju se i kao metali i kao nemetali. Atom svakog elementa se predstavlja simbolom. Simboli su znaci za obeleavanje atoma elemenata. Svaki simbol ima svoje kvalitativno i kvantitativno znaenje.

Primer 1: Simbol H predstavlja jedan atom vodonika. Kvalitativno znaenje je to to na osnovu simbola znamo o kom simbolu je re (vodonik). Kvantitativno znaenje nam govori kojili je koliina ili masa tog elementa tanije (1 mol atoma vodonika).

Koeficient predstavlja ukupan broj atoma ili molekula. Indeks predstavlja broj atoma pojedinih elemenata u molekulu.

Primer 2: Data je formula: 5 H2SO4. Koeficient je 5, a indeksi su 2 i 4. Jedinjenja su sloene iste supstance sastavljene od 2 ili vie razliitih elemenata

koji se nalaze u strogo odreenim atomskim i masenim odnosima gde elementi ne zadravaju svoje osobine. Molekuli jedinjenja se predstavljaju formulama.

Formule su izrazi za predstavljanje molekula elemenata (H2, O2, N2, Cl2, P4, S8) ili molekula jedinjenja (H2SO4, NaCl, KOH, K2CO3)

Kvalitativno znaenje formule nam govori iz kojih se atoma sastoji molekul jedinjenja.

Kvantitativno znaenje nam govori kolika je koliina i masa pojedinih atoma u molekulu.

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

2

xAZatomski broj

(broj protona i elektrona)

maseni broj(zbir protona i neutrona)

ELEMENT

Ar =mau

Ar - relativna atomska masama - masa atoma

u - unificirana atomska jedinica mase

( 1,67.10-27 kg )

ATOMSKA STRUKTURA MATERIJE

ATOM I STRUKTURA ATOMA Atom je najsitnija estica nekog elementa koja zadrava sve osobine elementa. Atomi jednog istog elementa su isti po masi, veliini, obliku i osobinama. Atomi su male, sitne, sloene, neutralne estice.

DELOVI ATOMA

RELATIVNA MASA

ATOMSKA MASA

RELATIVNO NAELEKTRISANJE

APSOLUTNO NAELEKTRISANJE

proton p+ 1 1,67.10-27 kg +1 1,6.10-19 C neutron no 1 1,67.10-27 kg 0 0 Electron e- 1/1836 9,1.10-31 kg -1 1,6.10-19 C

Atomski broj (Z) predstavlja mesto u periodnom sistemu elemenata i predstavlja

broj protona odnosno broj elektrona. Broj protona jednak je broju elektrona. Maseni broj (A) ili atomska masa je broj koji predstavlja zbir protona i neutrona.

Primer 1: Odrediti broj protona, elektrona i neutron elementa 15X31. Reenje: Z=15 p+=15 A=31 e-=15

no=A-Z=31-15=16 Relativna atomska masa (Ar) je broj koji pokazuje koliko je atom nekog elementa

tei od 1/12 atoma ugljenika izotopa C-12.

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

3

IZOTOPI Izotopi su atomi jednog istog elementa koji imaju isti atomski ili redni broj (Z), a

razliit maseni broj (A).

1H1 1H2 1H3 protijum deuterijum tricijum Z=1, A=1 Z=1, A=2 Z=1, A=3

no=0 no=1 no=2 Relativnu atomsku masu izraunavamo tako to uzmemo masu svih izotopa i njihovu

procentualnu zastupljenost. Primer 2: Izraunati masu atoma litijuma ako se nalazi u dva oblika atoma izotopa 3Li6 u 6% i 3Li7 sa 94%. Reenje : ma(Li)=?

Ar(Li)=?

Ar(Li)=Ar(Li6)*w+Ar(Li

7)*w

Ar(Li)=6*0,06+7*0,94Ar(Li)=6,94

ma(Li)=Ar(Li)*u

ma(Li)=6,94*1,67.10-27 kg

ma(Li)=11,58.10-27 kg

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

4

KVANTNO MEHANIKI MODEL ATOMA Svaki elektron koji se nalazi u elektronskom omotau predstavljen je sa 4 kvantna

broja: 1. Glavni kvantni broj (n)- predstavlja broj energetskog nivoa i veliinu dela

prostora oko jezgra. Ima vrednosti od 1 do 7. n= 1 2 3 4 5 6 7 n= K L M N O P Q 2n2 maksimalan broj elektrona u energetskom nivou

2. Sporedni kvantni broj (l)- predstavlja broj nivoa u energetskom nivou i oblik

dela prostora. Rauna se kao n-1. a. l=0 s-podnivoa; b. l=1 p-podnivoa; c. l=2 d-podnivoa; d. l=3 f-podnivoa.

Svakom broju nivoa odgovara isti broj podnivoa.

3. Magnetni kvantni broj (m)- predstavlja broj orbitala u podnivou. Rauna se kao l,0,+l. (2l+1 broj orbitala.)

Orbitala je deo prostora oko jezgra gde je najvea verovatnoa da se nae elektron. Orbitale u s podnivou su s orbitale i moe ih biti samo jedna na svaki energetski nivo. Orbitale u p podnivou su p orbitale i moe ih biti 3. Orbitale u d podnivou su d orbitale i moe ih biti 5. Orbitale u f podnivou su f orbitale i moe ih biti 7. Grafiki svaka orbitala se predstavlja kvadratiima, a elektroni strelicama i svaki moe da primi 2 elektrona suprotnog spina. 4. Spinski kvantni broj (s)- predstavlja obrtanje eletrona oko sopstvene ose.

Rauna se kao +1/2 i -1/2.

n=1 1 s2l=0 m=0 s=+1/2 i -1/2s

s

s=+1/2 i -1/2m=-1,0,1l=0,1n=2p

2 s2

2 p6

3 p63 s2

pn=3 l=0,1,2 m=-2,-1,0,1,2 s=+1/2 i -1/2

s

3 d10

4 d10

ss=+1/2 i -1/2m=-3,-2,-1,0,1,2,3l=0,1,2,3n=4

p4 s2

4 p6

d

d

4 f14

f

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

5

ATOMSKE ORBITALE S-orbitala je sferno simetrinog oblika lopte i ima samo jednu orijentaciju u

prostoru.

x

z

y

s-orbitala

P-orbitale su oblika 8 ili dimnastikog oblika.

y

z

x

px-orbitala

y

z

x

py-orbitalay

z

x

pz-orbitala

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

6

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA Elektronska konfiguracija odreuje :

1. atomski broj (Z)=p+ 2. periodu i grupu 3. prirodu elemenata

Da bismo pisali elektronske konfiguracije atoma elemenata, moramo se pridravati

sledeih pravila: Paulijev princip glasi: U jednom atomu 2 elektrona ne mogu imati sva 4 kvantna broja ista. Moraju da se razlikuju bar po jednom. Hundovo pravilo glasi: Orbitale koje se nalaze na istom podnivou popunjavaju se tako to svaka prvo primi po jedan elektron istog spina i tek tada dolazi do sparivanja.

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

7

IZGRADNJA ELEKTRONSKOG OMOTAA Elementi se piu po ustaljenom pravilu u periodni sistem elemenata koji je otkrio

Dmitrij Ivanovi Mendeljejev 1869. godine.1

H1 1s1

He 1s22

3 1s2Li 2s1

2s2Be 1s24

5 1s2B 2s2 2px1

2px12s2C 1s26 2py1

2pz12py17 1s

2N 2s2 2px1

2px22s2O 1s28 2py12pz1

2pz12py29 1s

2F 2s2 2px2

2px22s2Ne 1s210 2py22pz2

1Mendeljejev

http://sr.wikipedia.org/sr/%D0%94%D0%BC%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%98_%D0%9C%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D1%99%D0%B5%D1%98%D0%B5%D0%B2

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

8

11Na 3s11s2 2s2 2p6

2p62s21s2 3s2Mg12

13Al 3s21s2 2s2 2p6 3px1

3px12p62s21s2 3s2Si14 3py1

3py13s21s2 2s2 2p6 3px115P

S16 3px22p62s21s2 3s2 3py13pz1

3pz1

3pz13py23s21s2 2s2 2p6 3px217Cl

Ar18 3px22p62s21s2 3s2 3py23pz2

Elektronska kofiguracija :

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d10 4f14 6p6 7s2 6d10 5f14 7p6

ATOM I STRUKTURA ATOMA 1. razred- opti i prirodno-matematiki smer

9

8 1s2O 2s2 2p4

2 perioda

6 (16) grupa

12Mg 3s21s2 2s2 2p6

2 (12) grupa

3 perioda

PERIODNI SISTEM ELEMENATA Elementi u periodnom sistemu svrstani su po horizontalnim nivoima (periodama) i

vertikalnim nivoima (grupama). Horizontalni nizovi su energetski nivoi i ima ih 7. Vertikalni nizovi nazivaju se grupe i ima ih 8 (18). Broj grupe odreuje se na osnovu svih elektrona koji se nalaze na poslednjem

energetskom nivou i ti elektroni se nazivaju valentni elektroni. Ako na poslednjem nivou ima 1,2 ili 3e- onda su to metali ; to je manji broj

elektrona, to je izraeniji metal. Ako na poslednjem nivou ima 4,5,6 ili 7e-, onda je to nemetal ; to je vei broj

elektrona, to je izraeniji nemetal. Ako na poslednjem nivou ima 8 elektrona (ili 2 elektrona kod helijuma), t