Квантові числа - раздел Философия, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до самостійної роботи з дисципліни «ХІМІЯ» Головне Квантове Число Визначає Повний Запас Енергії Електрона (Рівен...
Головне квантове число визначає повний запас енергії електрона (рівень енергії електронного шару), тобто ступінь віддалення його від ядра або розмір електронної хмари (орбіталі) і приймає значення 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ..., які збігаються з нумерацією періодів у періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва. Стан електрона, що характеризується певним значенням головного квантового числа, називають енергетичним рівнем електрона в атомі. Для енергетичних рівнів електрона в атомі, що відповідають різним значенням n прийняті позначення великими латинськими буквами.
Головне квантове число - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7...
Енергетичні рівні – K, L, M, N, O, P, Q...
Максимальна кількість енергетичних рівнів, яку може мати атом в основному стані, відповідає номеру періоду, в якому розміщений певний хімічний елемент.
Орбітальне квантове число l описує форму АО і уточнює енергетичну характеристику стану електрона – його підрівень, що позначається арабськими цифрами 0, 1, 2, 3,... або латинськими буквами s, p, d, f. Орбітальне квантове число може приймати значення від 0 до n-1. Для s-підрівня l=0, для p-підрівня l=1,для d-підрівня l=2, для f-підрівня l=3.
Можлива кількість підрівнів для кожного енергетичного рівня дорівнює номеру цього рівня, тобто головному квантовому числу. Так, на першому енергетичному рівні (n=1) може бути лише один підрівень з орбітальним квантом числом l=0. На другому енергетичному рівні (n=2) можуть бути два підрівні, яким відповідають орбітальні квантові числа l=0; 1. Третій енергетичний рівень (n=3) має три підрівні з відповідними орбітальними квантовими числами: l=0; 1; 2. На четвертому енергетичному рівні (n=4) можуть бути чотири підрівні, кожен з яких має своє значення орбітального квантового числа: l=0; 1; 2; 3.
Відповідно до квантово-механічних розрахунків s-орбіталі мають форму кулі (сферичну симетрію), р-орбіталі – форму гантелі, d – і f-орбіталі – складні форми.
Форми атомних орбіталей (АО), що відповідають різним значенням l наведено на рис. 1.1-1.3. Отже, енергетичний підрівень визначає стан електрона в атомі, що характеризується певним набором квантових чисел n і l, наприклад підрівень 4p: n=4, l=1; підрівень 5d: n=5, l=2 тощо.
ns-AO, nsl і ns2; n = 1,2,3,4, 5, 6,7; l = 0, тl = 0. Куля (кульова симетрія), всенапрямленність у просторі атома; позначається у графічних формулах як
Рис. 3.1.Електронна s-орбіталь і s-електрони
Магнітне квантове число ml, визначає орієнтацію АО в просторі і змінюється від -l до +l, включаючи нульове значення. Магнітне квантове число визначає кількість АО на кожному підрівні: так s-підрівень характеризується однією кулястою атомною орбіталлю (l=0, ml=0); р-підрівень має три АО (l=1, ml=-1, 0, +1); d-підрівень має
пр-АО, пр1 -пр6, п = 2, 3, 4, 5, 6, 7; l = 1, тl = -1, 0, +1. Гантелеподібні об'ємні фігури, напрямлені за осями координат, позначаються у графічних формулах як
тощо
Рис. 3.2. Електронні p-орбіталі і p-електрони
(n-l) d -AO; (n-1)dl - (n-1)d10, n = 4, 5, 6, 7; l = 2; ml = -2, -1, 0, +1, +2. Одна АО — фігура типу труби, замкненої в кільце (тор) з об'ємною гантеллю на осі z. Чотири АО — чотирилопатеві об'ємні фігури, лопаті яких лежать: однієї — на осях x і у (х2-y2), трьох інших — у квадрантах трьох координатних площин (ху, xz, yz) та ще одна фігура на осі z – dz2 . Позначаються у графічних формулах як
тощо.
Рис.3.3. Електронні d-орбіталі і d -електрони.
п’ять АО (l=2, ml=-2, -1, 0, +1, +2); f-підрівень має сім АО (l=3, ml=-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3).
Слід зазначити, що кожну атомну орбіталь спрощено зображають як енергетичну комірку (квантову комірку) у вигляді □. Для s-електронів може бути лише одна енергетична комірка □; для р-електронів – три □□□ ; для d-електронів – п’ять □□□□□ ; для f-електронів – сім □□□□□□□ . Число енергетичних комірок визначається значенням магнітного квантового числа.
Спінове квантове число ms, характеризує власний момент кількості руху електрона і приймає значення +1/2 або -1/2. Спрощено спін (від англійського spin – крутіння, обертання) можна уявити як рух електрона навколо своєї осі. Спін зображають протилежно напрямленими стрілками: ↑;↓. Спіни електронів, напрямлені в один бік, називаються паралельними, у протилежні – антипаралельними.
Все темы данного раздела:
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до самостійної роботи з дисципліни
«ХІМІЯ»
для студентів I курсу будівельних і
гірничих спеціальностей
ЗМІСТ МОДУЛЯ I
1. Основні хімічні поняття і стехіометричні закони. 4
1.1. Предмет хімії і основні хімічні поняття. 4
1.2. Основні закони хімічної взаємодії 6
1.3. Запитання для самоконт
Предмет хімії і основні хімічні поняття
Хімія – наука про склад, властивості і будову речовин, про їхні перетворення, про залежність властивостей від складу і будови речовин, про взаємодію, добування і вико
Основні закони хімічної взаємодії
У 1748 р. російський вчений М.В.Ломоносов сформулював один із фундаментальних законів природи – закон збереження маси:
Маса речовин, що вс
Гідрати оксидів
Важливу групу серед складних сполук становлять гідрати оксидів (гідроксиди) – продукти прямої або посередньої взаємодії оксидів з водою. Наприклад, основні оксиди утворюють
Амфотерні гідроксиди
Амфотерні гідроксиди – це гідрати амфотерних оксидів. В залежності від умов вони можуть відщеплювати при дисоціації йони H+ чи ОН-і, як і відповідні амфот
Кислоти
За теорією електролітичної дисоціації Арреніуса кислоти - це сполуки, що складаються з кислотного залишку і йонів гідрогену, здатних заміщуватись на метал (у розчині дисоцію
Загальні уявлення про будову атома, природа електрона і характеристики його стану в атомі
Слово “атом” у перекладі з грецької мови означає “неподільний”. За сучасними уявленнями атом — електронейтральна мікросистема, що складається з позитивно зарядженого ядра та
Розподіл електронів в атомі, електронні й електронно-графічні формули елементів
Орбіталі багатоелектронних атомів заповнюються електронами в міру зростання їх енергії. При цьому обов’язково витримуються такі принципи: 1) найменшої енергії; 2) Паулі; 3) правило Гунда.
S 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d.
Для запам’ятовування цього ряду існує зручний метод, суть якого зрозуміла з такої таблиці
Періодичний закон та періодична система елементів Д.І.Менделєєва
Періодичний закон формулюється так: Властивості елементів, а також форми і властивості сполук елементів перебувають у періодичній залежності від зарядів ядер атомів елементі
Радіуси атомів та йонів елементів
У визначенні радіуса атома не спостерігається однозначності тому, що ізольований атом або йон не має чітко визначених зовнішніх меж. Тому залежно від типу хімічного зв'язку, структури речовини і
Енергія йонізації
Енергія йонізації (І, кДж/моль; еВ) — мінімальна енергія, потрібна для відщеплення найслабкіше зв'язаного електрона від незбудженого атома: R0 —> R+ +e, I
Енергія спорідненості до електрона
Енергія спорідненості до електрона (Eсп, кДж/моль; еВ) — кількість енергії, що виділяється під час приєднання до атома одного електрона з утворенням не
Електронегативність атомів
Електронегативність атомів (æ, кДж/моль; еВ/атом) — умовна величина, що характеризує здатність атома в хімічних сполуках приєднувати електрони, які беруть участь в утворенні хімічного
Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок
Хімічний зв'язок значною мірою визначає будову молекул і тіла загалом, а отже, і властивості хімічних сполук, речовин і тіл.
Серед індивідуальних хімічних речовин, що поділяються на прості
Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок
Хімічний зв'язок значною мірою визначає будову молекул і тіла загалом, а отже, і властивості хімічних сполук, речовин і тіл.
Серед індивідуальних хімічних речовин, що поділяються на прості
Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок
Хімічний зв'язок значною мірою визначає будову молекул і тіла загалом, а отже, і властивості хімічних сполук, речовин і тіл.
Серед індивідуальних хімічних речовин, що поділяються на прості
Міжмолекулярна взаємодія
Міжмолекулярна взаємодія. Між молекулами може відбуватися як електростатична, так і донорно-акцепторна взаємодія. Сили електростатичної молекулярної взаємодії, ви
Тверді тіла. Типи кристалічних граток
Тверді тіла перебувають у двох станах: аморфному і кристалічному. Аморфний стан характеризується хаотичним розміщенням частинок у просторі
Основні термодинамічні поняття
Термодинаміка – це наука, що вивчає зв’язок теплової енергії з іншими її видами (перехід енергії з однієї форми в іншу, енергетичні ефекти, що супроводжують хімічні та ф
Термохімія.
Теплові ефекти хімічних процесів вивчає термохімія. При розрахунках використовуються стандартні теплові ефекти
Теплота нейтралізації.
Теплота нейтралізації - тепловий ефект, який спостерігається при нейтралізації одного моль еквівалента кислоти одним моль еквівалента гідроксиду в розведених водних розчинах.
При
Напрям перебігу хімічних процесів.
Другий закон термодинаміки показує напрямок переходу теплоти (енергії) від однієї системи до іншої.
Згідно з Клаузісом теплота завжди переходит
Задачі і вправи для самостійної роботи
1. Стандартна теплота утворення рідкої води становить — 286 кДж/моль. Записати термохімічні рівняння цієї реакції з використанням теплового ефекту та ентальпії. Поглинається чи виділяється в реакці
Розділ хімії, який вивчає перебіг хімічних процесів за певний час, має назву хімічної кінетики.
Дослідження кінетики хімічних процесів має не тільки теоретичний, а й практичний інтерес. Необхідність врахування кінетичного фактора при розгляданні хімічних реакцій можна побачити на прикладі вза
Закон діючих мас
Необхідною умовою перебігу хімічної реакції між двома речовинами є зіткнення їхніх молекул. Зрозуміло, що швидкість хімічної реакції залежить від числа таких зіткнень в одиниці об'єму. Вірогідніс
Енергія активації
Як зазначалось, умовою елементарного акту взаємодії є зіткнення частинок реагуючих речовин. Проте не кожне зіткнення може спричинити хімічну взаємодію. Справді, хімічна взаємодія передбачає переро
Вплив температури на швидкість реакції
Підвищення температури реагуючих речовин внаслідок збільшення швидкості молекул приводить до зростання загальної енергії системи і відповідно до збільшення відносного вмісту активних молекул, що рі
Каталіз
Швидкість хімічних процесів можна значно збільшити завдяки введенню у реакційну систему певних речовин, які називаються каталізаторами. Каталізатор — це речовина, що збільшу
Хімічна рівновага
При вивченні основних закономірностей рівноважних процесів насамперед розглядають поняття про оборотні і необоротні реакції і оборотність хімічних процесів.
Необоротними хімічними
Вплив зовнішніх факторів на хімічну рівновагу. Принцип ле Шательє
Стан хімічної рівноваги за сталих умов може зберігатися будь-який час. Проте при зміні умов рівноваги (температури, концентрації, тиску) стан рівноваги порушується. Зміна зовнішніх факторів по-різ
Збільшення концентрацій реагуючих речовин або зменшення концентрацій продуктів реакції зміщує рівновагу в напрямку прямої реакції.
Принцип ле Шательє справедливий не тільки для хімічних процесів, він має загальнонаукове значення і поширюється на всі процеси, що перебувають у стані динамічної рівноваги.
Принцип ле Шат
Список рекомендованої літератури
Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. для студ. вищ. навч. закл. – К.; Ірпінь: ВТФ “Перун”, 2002. – 480с. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для
Новости и инфо для студентов