Άτομα , μόρια , ιόντα

Λιόντος ΙωάννηςLio

Δομικά σωματίδια της ύλης

Όλα τα σώματα αποτελούνται από απείρως μικρά σωματίδια (σχεδόν αμελητέα) τα οποία ονομάζουμε δομικά σωματίδια ή δομικές μονάδες της ύλης.

Αυτά είναι :

• τα Άτομα

• τα Μόρια

• τα Ιόντα

Lio

3

TO ATOMOΔιαγραμματική απεικόνιση του ατόμου

Lio

Η Ιστορία του ατόμου• 1808 : Ατομική θεωρία του Dalton : Το άτομο είναι συμπαγές και αδιαίρετο. Τα άτομα των στοιχείων συνδυάζονται μεταξύ τους με απλές αναλογίες και σχηματίζουν τις χημικές ενώσεις.

• 1904 : Θεωρία του Thomson : Το άτομο είναι μία σφαίρα με θετικό φορτίο μέσα στην οποία κινούνται τα μικρά και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια.

• 1911 : Θεωρία του Rutherford : Η μάζα του ατόμου είναι συγκεντρωμένη σε ένα πολύ μικρό χώρο στο κέντρο του ατόμου : τον πυρήνα.

• 1913 : Θεωρία του Bohr : Τα ηλεκτρόνια κινούνται σε καθορισμένες κυκλικές τροχιές, οι οποίες ονομάζονται στιβάδες.

• 1916 : Θεωρία του Sommerfield : Τα ηλεκτρόνια κινούνται εκτός από τις κυκλικές τροχιές και σε ελλειπτικές τροχιές.

Lio

5

Το ατομικό μοντέλο του Thomson (1)

Μία σφαίρα με θετικό ηλεκτρικό φορτίο, μέσα στο οποίο «κολυμπούν» τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια

Lio

6

Ο Thompson συνέλαβε την ιδέα ότι ένα άτομο είναι κατασκευασμένο από ηλεκτρόνια τα οποία κινούνται μέσα σε μία ελαστική σφαίρα η οποία είναι γεμάτη με μία σούπα θετικού ηλεκτρικού φορτίου το οποίο εξουδετερώνει το αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο των ηλεκτρονίων

-

1904

-

- -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

--

-

-

--

Το ατομικό μοντέλο του Thomson (2)

-

-

Lio

7

ακτίνα ατόμου ~ 100 pm = 1 x 10-10 m

Ακτίνα πυρήνα ~ 5 x 10-3 pm = 5 x 10-15 m

1911 : Το ατομικό μοντέλο του Rutherford«Η μάζα του ατόμου είναι συγκεντρωμένη σ’ έναν πολύ μικρό χώρο τον

πυρήνα, ενώ τα ηλεκτρόνια βρίσκονται γύρω από τον πυρήνα τυχαία»

Lio

Ατομικός αριθμός (Z) = ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα

Μαζικός αριθμός (A) = αριθμός πρωτονίων + αριθμός νετρονίων

Ισότοπα : είναι τα άτομα του ίδιου στοιχείου με διαφορετικό Μαζικό αριθμό,

δηλαδή έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων

XAZ

H11 H (D)2

1 H (T)31

U23592 U238

92

Μαζικός ΑριθμόςΣύμβολο στοιχείου

Ατομικός Αριθμός

Lio

Τα ισότοπα του Υδρογόνου

Η11

Η21

np nn pp

1 p0 n1 e

1 p1 n1 e

1 p2 n1 e

Η31

Lio

CC12 6

CC13 6

Τα ισότοπα του άνθρακαΤα ισότοπα του άνθρακα

Lio

12C 13C6 πρωτόνια 6 πρωτόνια

6 νετρόνια 7 νετρόνια

Ισότοπα

Lio

CC CCΠρωτόνιοΝετρόνιοΗλεκτρόνιο

Iσότοπα άτομα

12

L KL K

6 6

13

13

TO ΜΟΡΙΟ

Lio

Μόριο είναι ένα συγκρότημα δύο ή περισσοτέρων ατόμων, τα οποία συγκρατούνται ενωμένα με δυνάμεις

H2 H2O NH3 CH4

Ένα διατομικό μόριο αποτελείται από 2 άτομα

H2 , N2 , O2 , Br2 , HCl , CO

Ένα πολυατομικό μόριο αποτελείται από 3 ή περισσότερα άτομα

O3 , H2O , NH3 , CH4

Lio

Μόρια Χημικών Στοιχείων

Το μόριο του Φωσφόρου P4

Το μόριο του Οξυγόνου O2

Lio

Μόρια χημικών ενώσεων(σταθερή αναλογία μάζας των στοιχείων)

Μόριο CO

Μόριο CO2

Μόριο χημικού στοιχείουΔύο ή περισσότερα ΙΔΙΑ άτομα

ενωμένα μαζί.

Μόριο χημικής ένωσηςΔύο ή περισσότερα ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ

άτομα ενωμένα μαζί.

Μόριο χημικού στοιχείουΔύο ή περισσότερα ΙΔΙΑ άτομα

ενωμένα μαζί.

Μόριο χημικής ένωσηςΔύο ή περισσότερα ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ

άτομα ενωμένα μαζί.

Lio

18

Χημικοί τύποι και μοριακά μοντέλα χημικών ουσιών

Μοριακοί Τύποι

Συντακτικοί Τύποι

Μοριακά μοντέλα

Lio

19

TA ΙΟΝΤΑ • Κατιόντα : είναι τα θετικά φορτισμένα ιόντα

• Aνιόντα : είναι τα αρνητικά φορτισμένα ιόντα

Na+ Κ+Ca+2

O–2Cl–N–3

Lio

Ένα ιόν είναι ένα άτομο ή ένα συγκρότημα ατόμων, το οποίο έχει θετικό ή αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο.

Κατιόν : θετικά φορτισμένο ιόνΔημιουργείται όταν ένα άτομο αποβάλλει 1 ή περισσότερα ηλεκτρόνια

Na 11 πρωτόνια11 ηλεκτρόνια Na+ 11 πρωτόνια

10 ηλεκτρόνια

Cl 17 πρωτόνια17 ηλεκτρόνια Cl-

17 πρωτόνια18 ηλεκτρόνια

Ανιόν : αρνητικά φορτισμένο ιόνΔημιουργείται όταν ένα άτομο προσλάβει 1 ή περισσότερα ηλεκτρόνια

Lio

Ένα μονοατομικό ιόν αποτελείται από ένα μόνο άτομο

Ένα πολυατομικό ιόν αποτελείται από 2 ή περισσότερα άτομα

Na+ , Cl- , Ca2+ , O2- , Al3+ , N3-

OH- , CN- , NH4+ , NO3

-

Lio

Οι ιοντικές ενώσεις αποτελούνται από ανιόντα και κατιόντα

• Ο χημικός τύπος δείχνει την αναλογία των κατιόντων και των ανιόντων στον κρύσταλλο της χημικής ένωσης.

• Το συνολικό φορτίο μιας ιοντικής ένωσης είναι μηδέν καθώς εξουδετερώνονται το θετικό φορτίο των κατιόντων με το αρνητικό φορτίο των ανιόντων.

Η ιοντική χημική ένωση NaCl

Lio

23

To κρυσταλλικό πλέγμα της ετεροπολικής ένωσης NaCl

Lio

24

Τα κύρια σημεία του ατομικού πρότυπου του Bohr

1. Το άτομο αποτελείται από τον πυρήνα που περιέχει τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια και τα ουδέτερα νετρόνια.

2. Τα ηλεκτρόνια κινούνται σε καθορισμένες κυκλικές τροχιές που χαρακτηρίζονται από τον κύριο κβαντικό αριθμό n.

Κ (n=1) , L (n=2) , M (n=3) , N (n=4) , O (n=5) , P (n=6) , Q (n=7)

3. Η ενέργεια αυξάνεται όσο απομακρυνόμαστε από τον πυρήνα: ΕΚ < ΕL < EM < EN < EO < EP < EQ

4. Tα ηλεκτρόνια κατανέμονται πρώτα σε στιβάδες με την μικρότερη δυνατή ενέργεια, δηλαδή πρώτα γεμίζει η Κ, μετά η L κ.ο.κ.

5. O μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που χωρά κάθε στιβάδα δίνεται από τον τύπο : 2n2

6. H τελευταία στιβάδα δεν μπορεί να περιέχει περισσότερα από 8 ηλεκτρόνια.

7. Η προτελευταία στιβάδα δεν μπορεί να περιέχει περισσότερα από 18 αλλά ούτε λιγότερα από 8 ηλεκτρόνια.

Lio

25

Οι στιβάδες• K : n=1• L : n=2• M : n=3• N : n=4• O : n=5• P : n=6• Q : n=7

1913: Το ατομικό πρότυπο του Bohr

Τα ηλεκτρόνια κινούνται σε κυκλικές τροχιές (στιβάδες)

γύρω από τον πυρήνα, ο οποίος αποτελείται από πρωτόνια και

νετρόνια

p

K

L

M

N

p

pp

n nn

n

Lio

26

Κ και L στιβάδες

L και K στιβάδες

Lio

27

Ηλεκτρονικές δομές ατόμωνΗλεκτρονικές δομές ατόμων

Γράψτε την ηλεκτρονική δομή των παρακάτω ατόμων :

B Nα Si

Cl

O11

5

16

8

23 28

11 14

35

17

Ca20

40

a) β) γ) δ)

ε) στ)

2,3 2,6 2,8,4

2,8,7 2,8,8,2

2,8,1

39

19

Κ

2,8,8,1

ζ) Sc21

45

2,8,9,2

η)

Lio

28

Κατανομές ηλεκτρονίων σε στιβάδεςΚατανομές ηλεκτρονίων σε στιβάδες

Η κατανομή των ηλεκτρονίων σε στιβάδες στο

άτομο του αζώτου ( Ν)

Άζωτο

N N14

7

7

14

Lio

29

Κατανομές ηλεκτρονίων σε στιβάδεςΚατανομές ηλεκτρονίων σε στιβάδες

Να κάνετε τη κατανομή των ηλεκτρονίων σε στιβάδες για τα άτομα του Οξυγόνου και του χλωρίου :

O Cl16

35817

a) β)

OCl

Lio

30

Διαγραμματική απεικόνιση της κατανομής των ηλεκτρονίων σε στιβάδες

Lio

1913: Το ατομικό πρότυπο τουSommerfield

Τα ηλεκτρόνια κινούνται και σε

ελλειπτικές τροχιές

πυρήνας

Lio

32

Υδρογόνο (1H)Υδρογόνο (1H)

33

Ήλιο (2He)Ήλιο (2He)

34

Λίθιο (3Li)Λίθιο (3Li)

35

Βηρύλλιο (4Be)Βηρύλλιο (4Be)

36

Βόριο (5Β)Βόριο (5Β)

37

Άνθρακας (6C)

Άνθρακας (6C)

38

Άζωτο (7Ν)Άζωτο (7Ν)

39

Οξυγόνο (8Ο)Οξυγόνο (8Ο)

40

Φθόριο (9F)Φθόριο (9F) ΑλογόνοΑλογόνο

41

Νέο (10Νe) Ευγενές αέριοΕυγενές αέριο

Αδρανές αέριο

Νέο (10Νe) Ευγενές αέριοΕυγενές αέριο

Αδρανές αέριο

• Η εξέλιξη των θεωριών για το άτομο

Lio

43

Δομικά σωματίδια της ύλης

Πρωτόνιο

ΜόριοΆτομο

Νετρόνιο Ηλεκτρόνιο

Lio

44

TΑ ΙΟΝΤΑ

n

n

n

p

pp n

3Li

n

n

n

p

pp n

Κατιόν 3Li+

n

n

n

p

pp n

p p

n

5B

n

n

n

p

pp n

p p

n

Ανιόν 5B-3

-1 e

+3 e

Lio

Χημικοί Τύποι των Ιοντικών ενώσεων

Al2O3

2 . (+3) = +6 3 . (-2) = -6

Al3+ O2-

CaBr2

1 . (+2) = +2 2 . (-1) = -2

Ca2+ Br -

Na2CO3

2 . (+1) = +2 1 . (-2) = -2

Na+ CO32-

Lio

46

Τ Ε Λ Ο ΣΤ Ε Λ Ο Σ

Lio

Οι διαφάνειες οι οποίες δεν έχουν το διακριτικό Lio έχουν ληφθεί από άλλα sites και είναι εργασία άλλων.