ChemiaChemiaDr hab. Joanna ŁojewskaZakład Chemii Nieorganicznej

1669 r Odkrycie fosforu przez Henninga Branda

4TERMODYNAMIKA

60Razem

12CHEMIA NIEORGANICZNA

20ATOM, CZĄTECZKA

2KINETYKA

3ELEKTROCHEMIA

6RÓWNOWAGA CHEMICZNA- roztwory

3RÓWNOWAGA CHEMICZNA

2TERMOCHEMIA

3GAZY

5STECHIOMETRIA

liczba godzin

Lista wykładów

WykWykłłady z podstaw ady z podstaw chemiichemii

PodręcznikiL. Jones, P. Atkins, „Chemia Ogólna. Cżasteczki, materia, reakcje”, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2004

A.Bielański "Chemia ogólna i nieorganiczna" PWN

ChemiaChemiaNaukaNauka

• o materii• doświadczalna• stosowana

metoda naukowa

Metoda naukowaMetoda naukowaKlasyfikacja materiiKlasyfikacja materiiAtomyAtomy–– modele i dowody eksperymentalnemodele i dowody eksperymentalne–– wwłłasnoasnośści ci –– masa atomowamasa atomowa

Metoda naukowaMetoda naukowa

1.1. Obserwacje Obserwacje –– dodośświadczenia wstwiadczenia wstęępnepne-- jakojakośścioweciowe-- iloilośścioweciowe

2.2. HipotezyHipotezy-- momożżliwe wyjaliwe wyjaśśnienia obserwacjinienia obserwacji

3.3. DoDośświadczenia sprawdzajwiadczenia sprawdzająącece-- zbieranie nowych informacji w celuzbieranie nowych informacji w celu

sprawdzenia hipotezysprawdzenia hipotezy

Metoda naukowaMetoda naukowa

Teoria i model (dlaczego siTeoria i model (dlaczego sięę dzieje?)dzieje?)wyjawyjaśśnienie praw lub obserwacji, nienie praw lub obserwacji, uporzuporząądkowany ukdkowany ukłład postulatad postulatóów w sposw w sposóób b cacałłoośściowy ciowy wyjawyjaśśniajniająącychcych obserwacjeobserwacje

Prawo naturalne (co siPrawo naturalne (co sięę dzieje?)dzieje?)prawidprawidłłowoowośćść wystwystęępujpująąca w naturze ca w naturze –– ta sama ta sama obserwacja stosujobserwacja stosująąca sica sięę do rdo róóżżnych uknych ukłładadóów, w, podsumowaniepodsumowanie obserwacjiobserwacji

Metoda naukowaMetoda naukowa

prawoteoria/model

doświadczenie

hipoteza

obserwacja

wnioski i przewidywania

doświadczenie

Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materiiStany skupienia:Stany skupienia:

StaStałły (solid): y (solid): rigidrigid -- fixedfixedvolumevolume andand shapeshape

Ciecz (Ciecz (liquidliquid): ): definitedefinitevolumevolume but but assumesassumes thetheshapeshape ofof itsits containercontainer

Gazowy (Gazowy (gaseousgaseous): ): no no fixedfixed volumevolume oror shapeshape --assumesassumes thethe shapeshape ofof itsitscontainercontainer

Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materii

homogeniczne

związkipierwiastki

heterogeniczne

atomy

elektrony

protony neutrony

kwarki kwarki

substancje czyste

mieszaniny

jądra

materia

metody fizyczne

metody fizycznemetody fizyczne

metody chemiczne

Klasyfikacja MateriiKlasyfikacja MateriiMetody rozdziaMetody rozdziałłu mieszanin:u mieszanin:

FiltracjaFiltracjaDestylacjaDestylacja

ChromatografiaChromatografia

Klasyfikacja materiiKlasyfikacja materii

Pierwiastki:Pierwiastki: substancje, ktsubstancje, któórych nie rych nie momożżna rozna rozłłoożżyyćć w przemianie w przemianie chemicznejchemicznej

ZwiZwiąązki:zki: substancje o stasubstancje o stałłym skym skłładzie, adzie, ktktóóre more możżna rozdzielina rozdzielićć na pierwiastki w na pierwiastki w przemianie chemicznej.przemianie chemicznej.

Metalelectrode

Metalelectrode

(-)

(+)

(+)

(-)

Appliedelectric field

Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalneDoDośświadczenie Thomsona (1898wiadczenie Thomsona (1898--1903)1903)

pole elektr.

metalowaelektroda

metalowaelektrodabańka szklana - próżnia

Wnioski:-atomy zawierają ujemnie naładowane cząstki-naładowane cząstki mają zawsze stały stosunek ładunku do masy

Atom Atom –– modelmodel

Model atomu wg ThomsonaModel atomu wg Thomsona

+

-

--

--

-

+

Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalne

RadioaktywnoRadioaktywnośćść

DoDośświadczenie Marii Skwiadczenie Marii Skłłodowskiej (1903, odowskiej (1903, 1911 r. nagrody Nobla)1911 r. nagrody Nobla)

DoDośświadczenie wiadczenie RuthefordaRutheforda 1911 r.1911 r.

Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalne

α

folia Au ekran

DoDośświadczenie wiadczenie RuthefordaRutheforda 1911 r.1911 r.

Atomy Atomy -- dowody dowody eksperymentalneeksperymentalne

Wnioski:- materia nie jest ciągła- wewnątrz atomów jądra o masie większej niż elektrony

Atom Atom –– modelmodel

Model atomu wg Model atomu wg RuthefordaRutheforda

+

--

--

--

-

- -

-

+

--

--

--

-

- -

-

Atom Atom –– model wspmodel wspóółłczesnyczesny

Teoria kwantTeoria kwantóóww–– Zasada nieoznaczonoZasada nieoznaczonośści ci HeisenbergaHeisenberga–– Dualizm korpuskularno falowyDualizm korpuskularno falowy–– RRóównanie wnanie SchroedingeraSchroedingera–– Funkcje faloweFunkcje falowe

protonyprotonyneutronyneutronyelektronyelektrony

Atom Atom -- pomiar masy pomiar masy atomowejatomowej

03_34

Slits

SamplePositive ions

Electron beam

Heating deviceto vaporize sample

Ion-acceleratingelectric field

Acceleratedion beam

Magnetic field

Detectorplate

Least massive ions

Mostmassive ions

Spektrometr masowy

1 a.j.m.= 1/12 m 12C

Masa atomowaMasa atomowa

definicja

IzotopyIzotopy

8.88.80.30.390.990.9rozpowszechnienie, %rozpowszechnienie, %222221212020masa atomowa, a.j.m.masa atomowa, a.j.m.

Jak interpretować wyniki?

- 3 izotopy neonu- intensywność proporcjonalna do ilości- położenie proporcjonalne do masy

20 21 22masa

sygn

. det

ekto

ra

detektor

Wyniki pomiarów masy neonu

Masa atomowaMasa atomowa

a.j.m. 100

332211 M%

MpMpMp=

⋅+⋅+⋅

Średnia ważona

332211Nr izotopuNr izotopu

8.88.80.30.390.990.9rozpowszechnienie, %rozpowszechnienie, %222221212020masa atomowa, a.j.mmasa atomowa, a.j.m

a.j.m. 20.2100

228.8210.32090.9=

⋅+⋅+⋅

Wyniki pomiarów masy neonu

CarbonCarbon == 98.89% 98.89% 1212CC1.11% 1.11% 1313CC

<0.01% <0.01% 1414CCatomicatomic mass = 12.01 mass = 12.01 amuamu

Masa atomowaMasa atomowaprzykład

PierwiastkiPierwiastki

02 _29

1H

3L i

11N a

19K

37R b

55C s

87F r

4B e

1 2M g

2 0C a

3 8S r

5 6B a

8 8R a

21S c

39Y

57La *

89A c †

2 2T i

4 0Z r

7 2H f

10 4U nq

23V

41N b

73T a

1 0 5U n p

2 4C r

4 2M o

7 4W

1 0 6U nh

25M n

43T c

75R e

10 7U n s

2 6F e

4 4R u

7 6O s

1 0 8U no

2 7C o

4 5R h

7 7Ir

10 9U ne

1 1 0U un

11 1U uu

28N i

46P d

78P t

2 9C u

4 7A g

7 9A u

30Z n

3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2

48C d

80H g

3 1G a

4 9In

8 1T l

5B

1 3A l

32G e

50S n

82P b

6C

14S i

3 3A s

5 1S b

8 3B i

7N

1 5P

34S e

52T e

84P o

8O

16S

9F

1 7C l

3 5B r

5 3I

8 5A t

10N e

18A r

36K r

54X e

86R n

2H e

58C e

90T h

5 9P r

9 1P a

60N d

92U

6 1P m

9 3N p

6 2S m

9 4P u

63E u

95A m

6 4G d

9 6C m

65T b

97B k

6 6D y

9 8C f

67H o

99E s

6 8E r

10 0F m

69T m

10 1M d

7 0Y b

10 2N o

71Lu

10 3L r

1A

2A

T ran s itio n m e ta ls

3 A 4 A 5A 6A 7 A

8A1

2 13 14 1 5 16 17

18

Alk

ali m

etal

s

A lka lineea rth m e ta ls H a log ens

N ob leg a ses

*Lan than id es

† A c tin ides