PERIODNI SISTEM ELEMENATA - tamara-hf.· PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija . Zajednički timovi naučnika iz Rusije i Amerike objavili su dokaze o sintezi elemenata rednih

  • View
    233

  • Download
    6

Embed Size (px)

Text of PERIODNI SISTEM ELEMENATA - tamara-hf.· PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija . Zajednički...

  • Neorganska hemija 1 102A1

    PERIODNI SISTEM ELEMENATA

    1/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija

    Neorganska hemija 1 102A1

    Otkrie elemenata

    do danas otktiveno jo 11 elemenata

    2011. IUPAC potvrdio otkrie 2 nova elementa: Flerovijum (Fl, Z = 114) i Livermorijum (Lv, Z = 116)

    2/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija

    Zajedniki timovi naunika iz Rusije i Amerike objavili su dokaze o sintezielemenata rednih brojeva 113118.

    IUPAC je prihvatio otkria elementa 114 (Flerovijum) i elementa 116 (Livermorijum),a jo uvek nisu razmatrani dokazi o otkriu elementa 117 (ununseptium).

    Takoe, zahteva se jai dokaz pre nego to se potvrditi sinteza elemenata 113(ununtrium), 115 (ununpentium) i elementa 118 (ununoctium).

    Neorganska hemija 1 102A13/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija

    Kratka istorija modernog Peridnog sistema elemenata (PSE)

    Tokom XIX veka hemiari su poeli da kategorizuju elemente prema slinostinjihovih fizikih i hemijskih svojstava.

    1829. - Model trijada - Johann Dobereiner 1863. Zakon oktava - John Newlands 1869. i Lothar Meyer su nezavisno doli do

    istog zakljuka o tome kako bi trebalo grupisati elemente. Obojica su elementeporeali prema porastu atomskih masa.

    1834 - 1907

    Lothar Meyer1830 - 1895

    Neorganska hemija 1 102A14/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija

    Mendeljejev je 1869. godine objavio svoj prvi periodni sistem elemenata u kome jeelemente svrstao po rastuim relativnim atomskim masama i slinosti u fizikim ihemijskim svojstvima, a 1871. objavljuje novi, poboljani periodni sistem:

    1. Relativna atomska masa odreuje svojstva elementa2. Elementi poreani po porastu relativnih atomskih masa pokazuju periodinost

    fizikih i hemijskih svojstava, odnosno posle izvesnog broja dolaze ponovoelementi slinih fizikih i hemijskih svojstava

    3. Elementi koji nedostaju jo nisu otkriveni (predvideo je fizika svojstva do tadatri nepoznata elemenata - Sc, Ga, Ge)

    4. Relativne atomske mase elemenata moraju odgovarati poloaju elementa utablici

    Neorganska hemija 1 102A15/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija

    1913. Henry Moseley je, radei sa X-zracima, uveokoncept atomskih brojeva elemenata. Preuredio jeelemente prema porastu atomskog broja.

    Henry Moseley 1887-1915

    Uvoenje koncepta atomskog broja razreilo jeprobleme ranijih verzija PSE gde su elementi biliporeani prema porastu atomskih masa.

    Primeri:

    argon (Ar = 39,948) je tei od kalijuma (Ar = 39,102)kobalt (Ar = 58,93) je tei od nikla (Ar = 58,71)telur (Ar = 127,60) je tei od joda (Ar = 126,91)

    Mozlijev zakonKada se elementi poreaju prema porastu atomskog broja tada postoji periodini obrazac u njihovim fizikim i hemijskim svojstvima.

    Neorganska hemija 1 102A16/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija

    Mozlijev eksperiment katodni zraci bombarduju anodunapravljenu od elementa koji se ispituje. Anoda emitujezraenje odreene talasne duine i frekvencije. Talasnaduina (frekvencija) emitovanog karakteristinog zraenjazavisi samo od atomskog broja materijala anode:

    = const. (Z 1)2

    U PSE elementi su poreani prema porastu atomskih brojeva (Z). Svojstva elemenata su periodina funkcija njihovih atomskih brojeva.

    Neorganska hemija 1 102A17/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Kratka istorija

    Glenn T. Seaborg1912 -1999

    1944. Glenn Seaborg je, nakon uea u otkriu desetnovih elemenata, izmestio 14 elemenata u poseban redgde se i danas nalaze (zajedno sa aktinijumom).To je serija aktinoida.

    Siborg je jedina osoba po kojoj je hemijski elementnazvan za vreme njegovog ivota.

    Neorganska hemija 1 102A1

    1960-tih. pretpostavio postojanje ostrva stabilnosti

    Vie o ovome:http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140502081341.htmhttp://www.scientificamerican.com/article/superheavy-element-117-island-of-stability/

    8/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA IUPAC maj 2013.

    Neorganska hemija 1 102A19/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA

    TRENDOVI U PERIODNOM SISTEMU ELEMENATA

    Metalni/nemetalni karakter

    Elektronska konfiguracija i PSE

    Efektivno naelektrisanje jezgra

    Veliina atoma i jona

    Energija jonizacije

    Afinitet prema elektronu

    Elektronegativnost

    Taka topljenja

    Struktura i vezivanje

    Neorganska hemija 1 102A110/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA

    STRUKTURA PERIODNOG SISTEMA ELEMENATA

    Neorganska hemija 1 102A111/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA

    Metali vs nemetali vs metaloidi

    Svojstva metala: Sa nemetalima uglavnom daju jonska jedinjenja. Jedinjenja metala sa metalima se zovu legure. Veina oksida metala je bazna, reaguju sa

    vodom dajui baze. Reaguju sa kiselinama dajui soli. Grade katjone.

    Svojstva nemetala: Sa metalima daju uglavnom jonska jedinjenja

    (gradei anjone). Sa drugim nemetalima daju iskljuivo

    kovalentna jedinjenja. Njihovi oksidi i hidridi su ili gasovi ili tenosti ili

    vrsta jedinjenja niske take topljenja. Oksidi nemetala su kiseli, sa vodom daju

    kiseline, sa bazama daju soli.Svojstva metaloida Imaju svojstva koja se nalaze izmeu

    svojstva metala i nemetala. Na primer elementarni Si izgleda kao metal ali ne moe da se kuje i loe provodi toplotu i elektricitet.

    Neki metaloidi (pogotovo Si) su poluprovodnici.

    Neorganska hemija 1 102A112/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA

    Trend u metalnom/nemetalnom karakteru

    Opadanje metalnog karaktera

    Por

    ast m

    etal

    nog

    kara

    kter

    a

    Neorganska hemija 1 102A113/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Kratko obnavljanje - kvantni brojevi

    Svaki elektron u atomu (koji se uvek nalazi u nekoj orbitali tog atoma) je potpunoopisan sa etiri kvantna broja:

    1. Glavni kvantni broj (n) govori o veliini orbitale i energiji elektrona u toj orbitali.n = 1, 2, 3, ...

    2. Azimutalni (sporedni) kvantni broj (l) definie oblik orbitale i kodvieelektronskih atoma utie na energiju elektrona (orbitale). Energijaelektrona je potpuno odreena kvantnim brojevima n i l.l od 0 do (n 1) za svaku vrednost n

    3. Magnetni kvantni broj (ml) definie orijentaciju orbitale u prostoru. Ne odreujeenergiju elektrona (orbitale).ml = l, ... 0, ...+l

    4. Spinski kvantni broj definie spin elektrona.Ima samo dve vrednosti (1/2, + 1/2)

    Neorganska hemija 1 102A114/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Neorganska hemija 1 102A1

    Elektronska konfiguracija i PSE

    15/43

  • Grupa 2

    Grupa 13

    PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Neorganska hemija 1102A

    Elektronska konfiguracija i PSE

    Svi pripadnici iste grupe imaju istu elektronsku konfiguraciju velentne ljuske,samo se glavni kvantni broj menja. Zato elementi koji pripadaju istoj grupi imajuveoma slina hemijska svojstva.

    16/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Elektronska konfiguracija i PSE

    U periodnom sistemu postoji podela na s, p, d i f elemente u zavisnosti od togau kojem se podnivou nalaze valentni elektroni.

    Neorganska hemija 1 102A117/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Neorganska hemija 1 102A1

    Elektronska konfiguracija i PSE - anomalije

    18/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Elektronska konfiguracija i PSE - anomalije

    Kada su razliiti podnivoi blizutada energija koja je potrebna zasparivanje spinova dvaelektrona u istoj orbitali moe bitivea od energetske razlike dvapodnivoa te dolazi do anomalijau elektronskoj konfiguracijielemenata.

    Neorganska hemija 1 102A1

    Aufbau principHundovo praviloPaulijev princip iskljuenja

    19/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Koliku privlanu silu jezgra osea svaki elektron?

    Pojednostavljen kombinovani efekat potcenjuje vrednost efektivnog naelektrisanja jezgra stoga to postojiverovatnoa prodiranja valentnih elektrona ka jezgru. Detaljniji prorauni su pokazali da efektivnonaelektrisanje jezgra koje oseaju valentni elektroni Mg iznosi 3,3+.

    Rastojanje od jezgra

    Rad

    ijaln

    a el

    ektro

    nska

    gus

    tina

    Valentni (3s2) elektroni

    Unutranji [Ne] elektroni (10) Kombinovani efekat

    Efektivna nuklearna ara koju oseaju valentni

    elektroni Mg

    Mg

    Efektivno naelektrisanje jezgra

    Za atom vodonika odgovor je prilino jasan elektron osea privlanu silu (1+)jezgra koja zavisi samo od rastojanja izmeu elektrona i jezgra.

    Osim jezgro-elektron privlanih sila postoje i elektron-elektron odbojne sile. Da biodredili koliko je jako svaki elektron vezan za jezgro moramo uzeti u obzir i oveodbojne sile. Za precizna izraunavanja potrebna su nam elektron-elektronrastojanja!

    Kakva je situacija kod vieelektronskih atoma?

    Neorganska hemija 1 102A120/43

  • PERIODNI SISTEM ELEMENATA - Trendovi

    Efektivno naelektrisanje jezgra - Zeff

    Naelektrisanje jezgra koje oseaju valentni elektroni Zeff. - se moe proceniti primenom veoma jednostavnih Slaterovih pravila.

    Zeff = Z SZ atomski (redni) broj; S Slaterova konstanta (konstanta zaklanjanja)

    Prvo se elektroni grupiu i svaka grupa odvoji zagradama(1s)(2s2p)(3s3p)(3d)(4s4p)(4d)(4f)(5s5p)...

    1. Svi elektroni nadesno od posmatrane grupe ne smanjuju naelektrisanje jezgra.2. Elektroni iz iste grupe smanjuju naelektrisanje jezgra za 0,35.3. Svaki elektron iz n-1 nivoa smanjuje naelektrisanje jezgra za s i p elektrone za

    vrednost 0,85.4. Svaki elektron iz nivoa n-2 smanjuje nelektrisanj