If you can't read please download the document
View
233
Download
6
Embed Size (px)
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
