Částicové složení látek

Základy přírodních věd

Thompsonův, Rutherfordův, Bohrův

Veškerá hmota se se skládá z částic

Základní stavební jednotkou je atom

Částice se v látce neustále neuspořádaně pohybujíBrownův pohyb

Základní pojmyAtom (atomos – nedělitelný)

Základní stavební částice látekElektricky neutrálníJádro (protony, neutrony), obal (elektrony)

Molekulaje částice složená ze dvou a více atomů (př.

voda)

Ionty elektricky nabité částice atomární

velikosti

Základní pojmyKationt

kladně nabitý iont, více protonů než elektronů

Aniontzáporně nabitý iont, více elektronů než protonů

Prvek - atom nebo látka složená ze stejného druhu atomů(Au, Fe,…)

Sloučenina - látka složená ze stejného druhu molekul(H2O, HCl,…)

Směs - látka složená z různých atomů a molekul (vzduch)

Značení atomuProtonové číslo

Počet protonů v jádře (= počet elektronů)

Nukleonové čísloPočet částic v jádře atomu (protony +

neutrony)

Xnp

IzotopyAtomy stejného prvku s rozdílným počtem

neutronůRozdílné nukleonové číslo

3517

2

2

242

2Na – dva atomy sodíkuH2O – jedna molekula vody

5O25 molekul kyslíku8Fe8 atomů železa

Určete počet atomů:C6 2Au 2H2SO4

6 2 14

protonové číslo název prvku značka prvku

13

helium

C

47

zlato

Cu

Periodická tabulka118 prvků, 94 přirozeně

Řádky (periody) – prvky vzestupně seřazeny podle protonového čísla

Sloupce (skupiny prvků) – prvky se stejným počtem valenčních elektronů (podobné chem. Vlastnosti)

Periodický zákon 1869 (Dmitrij Ivanovič Mendělejev)"Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich

atomových hmotností. Vlastnosti chemických prvků se pravidelně opakují."

Periodická tabulka• Skupiny 1-2 a 13 – 18

• Hlavní skupiny, nepřechodné (základní) s- a p-prvky• Skupiny 3-12

• Vedlejší skupiny, přechodné,vedlejší d-prvky• Vyčleněny lanthanoidy a aktinoidy

• Vnitřně přechodné f-prvky

Alkalické kovyKovy alkalických zeminLanthanoidyAktinoidyChalkogenyHalogenyVzácné plyny

http://www.youtube.com/watch?v=zGM-wSKFBpo

Valenční elektron/yV nejvyšších energetických vrstvách (orbitalech)

Podílí se na vzniku chemických vazeb

Elektronové slupky, podslupky (hladiny, podhladiny)typ orbitalu s,p,d,f

Výstavbový princip- orbitaly s nižší energií se zaplňují dříve

- 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s,…

Kovalentní chemická vazbaValenční elektrony atomů vytvoří vazebný elektronový

pár

+- +

-H H

+-

+-

H2

Atomu H chybí do úplného zaplnění elektronové slupky 1 elektron

Kovalentní vazba u molekuly H (2 společné elektrony – kovalentní vazba)

Kovalentní chemická vazbaValenční elektrony atomů vytvoří vazebný elektronový

pár

+-

+

---

-

-

--

-

+

-H

O

H

+ - +

---

--

--

-

+

-

H2ODvě kovalentní vazby

Kovalentní chem. vazbaJednoduchá – sdílení jednoho elektronového

páru(dvojná, trojná, čtverná, )

Kovalentní chemická vazbaElektronegativita – schopnost atomu přitáhnout vazebný

elektron/y

Dělení podle polarity:Nepolární

Rozdíl elektronegativit menší než 0,4Polární

Rozdíl elektronegativit 0,4 až 1,7Iontová (extrémně polární)

Rozdíl elektronegativit 1,7 a více

Iontová chem. vazbaExtrémní případ kovalentní vazby

Rozdíl elektronegativit větší než 1,7Atom k sobě přetáhne jeden nebo více

elektronů od druhého atomu -> aniontAtom co ztratil elektron/y -> kationtNásledně jsou k sobě atomy vázány

elektrostatickou silou (částice s opačným nábojem se přitahují)

Kovová vazbaMezi atomy kovůVšechny atomy sdílí své valenční elektrony

navzájem-> Elektronový plyn

Slabé vazebné interakce

Vodíkové můstky

Van der Waalsovy síly

Relativní atomová hmotnost(poměrná atomová hmotnost)Bezrozměrná veličina, značí se ArNalezneme v periodické tabulce

U přirozeně se vyskytujících prvků je dána poměrným zastoupením izotopů prvku

Určena klidovou hmotnostní a atomovou hmotnostní konstantou

Relativní hmotnost atomu ArAr je bezrozměrné číslo udávající, kolikrát je hmotnost

atomu větší než hmotnost 1/12 atomu nuklidu 12C.

Relativní molekulová hmotnost MrVypočteme ji jako součet relativních atomových

hmotností prvků tvořících sloučeninu, které jsou vynásobeny příslušnými stechiometrickými koeficienty

Př.: Jaká je relativní atomová hmotnost kyslíku OJaká je relativní molekulová hmotnost vody

Látkové množstvíFyzikální veličina, značí se „n“ [mol]Vyjadřuje počet částic v látce (atomy, ionty, molekuly,…)1 mol obsahuje stejný počet částic jako je obsaženo ve

12g izotopu uhlíku 12C - tento počet udává:Avogadrova konstanta = 6,022×1023 mol−1 (značí se NA)(N – počet částic v látce)

Př.: Na světě žije asi 6,1  miliard lidí. Vyjádřete toto číslo jako látkové množství (v molech).  

Molární hmotnostFyzikální veličina udávající hmotnost jednoho

molu

Mm- molární hmotnost [g*mol-1]m – hmotnostn – látkové množství

PříkladyUrčete molární hmotnost:

O2

NaCl (Chlorid sodný)CaCO3 (uhličitan vápenatý)

Kolik váží:1mol O2

2moly kyseliny chlorovodíkové

Kolik atomů Fe je obsaženo ve 20 g  železa?  Kolik molů obsahuje kyselina sírová o hmotnosti 49,05gJakou hmotnost mají 3moly kyseliny dusičné (HNO3)

PříkladyUrčete hmotnost 30 milionů atomů kyslíku.

Smrtelná dávka KCN je asi 0,08 mmol na 1 kg hmotnosti lidského těla. Jaká hmotnost KCN představuje smrtelné nebezpečí pro osobu vážící 70 kg? (Kyanid draselný)

V lidském těle je 65 % kyslíku, 18 % uhlíku, 10 % vodíku. Kterých atomů je v těle nejvíce?

PříkladyV kapce mořské vody je asi 50 miliard atomů zlata. Váží-li 30

kapek mořské vody 1 g, vypočítejte hmotnost zlata v 1 tuně mořské vody.

Kapka vody má hmotnost 0,18 g. Na světě žije asi 6 miliard lidí. Kolik molekul vody z této kapky by připadlo každému člověku, kdybychom ji mezi ně rovným dílem rozdělili?

Máte k dispozici 2,8 molu jodidu draselného. Jakou má toto látkové množství hmotnost? (KI)

PříkladyJakému látkovému množství odpovídá 180 g hydroxidu

sodného?

Jaké je látkové množství 2,38.1024 molekul amoniaku?

Jaká je hmotnost 0,052 molu oxidu dusnatého (NO) ?

Pro uskutečnění reakce je třeba 0,75 molu sodíku. Jaká je hmotnost sodíku?

Molární objemObjem jednoho molu látky

závisí zejména u plynů na teplotě a tlaku.pro plyny za normální teploty a tlaku

(tlak 101325 Pa, teplota 273,15 K) Mají objem 22,4 l/mol (Normální molární objem Vm)

Příklady:Jaký objem mají za normálních podmínek 3moly dusíku?Určete látkové množství 10 dm3 ethenu ( C2H2) za

normálních podmínek.

Hustota Fyzikální veličinaZnačí se ρ (ró)Základní jednotka: kg.m-3

Jakou hustotu má?VzduchVoda

Kolik váží železná krychle o straně a=10cm? ρ(Fe) = 7,86 g/cm3

Máme 20g zlata, jaký poloměr bude mít koule z něj odlitá?ρ(Au) = 19,3 g/cm3

Směsi a roztokySměs – vznikne smícháním dvou a více látek

Roztok je homogenní směs jedné nebo více látek rozpuštěná v jiné látce – rozpouštědleRoztoky se nazývají podle podle rozpouštědlaNapř. vodný roztok chloridu sodného

Směsi a roztokyRůznorodá směs (heterogenní)

lze spatřit složky směsi očima či pod mikroskopem

1. suspenze - Látka kapalná a pevná 2. emulze - Látky kapalné (2 a více)3. pěna - Látka kapalná a plynná (více plynné látky )4. aerosol - mlha nebo dým

mlha - látka kapalná a plynná - převaha kapalné látky dým - látka plynná a pevná - převaha plynu

Směsi a roztokyStejnorodá směs (homogenní) , roztok

je složen z rozpouštědla (voda, ethanol, aj.) a látky rozpustnénelze spatřit složky roztoku očima ani pod mikroskopem

1. podle skupenství plynné - vzduch, zemní plyn, ... kapalné - ropa, benzín, ... pevné - slitiny kovů, ocel, sklo, ...

2. podle rozpouštědla vodný (roztok) acetonový (roztok) lihový (roztok)

Hmotnostní zlomekHmotnostní zlomek udává poměrné hmotnostní

zastoupení látky A v roztoku.

mA = hmotnost látkymr = hmotnost rozpouštědla

mR = hmotnost roztokumR = mA + mr

Hmotnostní procento (hmot.% = WA . 100)Získáme vynásobením hmotnostního zlomku 100

Objemový zlomekObjemový zlomek udává poměr objemu

rozpuštěné látky A k objemu roztoku

VA = objem látky AVR- objem roztoku (celého)

Objemové procento (obj.% = Wv(A) . 100)Získáme vynásobením objemového zlomku 100

PříkladyKolik gramů chloridu sodného je v 400 g 8%ního roztoku

této soli?

Kolika procentní roztok vznikne rozpuštěním 40 gramů hydroxidu draselného(KOH) ve 160 gramech vody?

Kolik ml 100 % (absolutního) alkoholu potřebujeme na přípravu 2 l 40 % roztoku?