1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s ·...

50

Transcript of 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s ·...

Page 1: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα
Page 2: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα

υλικά

ανάλογα

με

τη

μαγνητική

τους

συμπεριφορά

διακρίνονται

σε:1. ∆ιαμαγνητικά

που

δεν

διαθέτουν

μαγνητικά

άτομα, δηλαδή

άτομα

με

μονήρη

ηλεκτρόνια, π.χ. NaCl. Οι

ουσίες

αυτές

απωθούνται

ελαφρά

από

τους

μαγνήτες.2. Παραμαγνητικά

που

διαθέτουν

μαγνητικά

άτομα

(έχουν

μονήρη

ηλεκτρόνια),

π.χ. είναι

το

αέριο

Ο2 και

ο

CuSO4. Ωστόσο, απουσία

εξωτερικού

μαγνητικού πεδίου

δεν

παρουσιάζουν

μαγνήτιση, επειδή

στο

σύνολο

τους

τα

άτομα

δεν

εμφανίζουν

μαγνητική

ροπή. Παρουσία

όμως

εξωτερικού

μαγνητικού

πεδίου, τα μαγνητικά

δίπολα

προσανατολίζονται

μερικώς, μα

αποτέλεσμα

οι

ουσίες

να

έλκονται

από

τους

μαγνήτες. 3. Σιδηρομαγνητικά.

∆ιαθέτουν

άτομα

με

ασύζευκτα

ηλεκτρόνια. Ωστόσο,

διαφοροποιούνται

από

τα

παραμαγνητικά

επειδή

εμφανίζουν

έντονη

μαγνήτιση, λόγω

αυθόρμητου

προσανατο-λισμού

των

μαγνητικών

τους

δίπολων

(απουσία

εξωτερικού

πεδίου). Τη

συμπεριφορά

αυτή

έχουν

ο

Fe, Co

και

Ni

τα

οποία έλκονται

ισχυρά

από

τους

μαγνήτες.

Μαγνητικές

ιδιότητες

Υλικών

με

βαση

τις αντίστοιχες

των

στοιχείων

Page 3: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα
Page 4: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Σχηματική

παράσταση

μαγνητοζυγού

για

τη

μέτρηση

της

μαγνητικής επιδεκτικότητας

ουσιών. α. Χωρίς

την

επίδραση

μαγνητικού

πεδίου, β. Η

διαμαγνητική

ουσία

απωθείται

ελαφρώς

από

το

μαγνήτη. γ. Η

παραμαγνητική ουσία

έλκεται

από

το

μαγνήτη.

Η

μαγνητική

επιδεκτικότητα

αποτελεί

μέτρο

της

μαγνητικής

συμπεριφοράς των

διαφόρων

ουσιών

και

εκφράζεται

ως

το

μέτρο

της

δύναμης

που

εξασκείται

από

το

μαγνητικό

πεδίο

στη

μονάδα

μάζας

της

ουσίας.

Page 5: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

ΚΑΝΟΝΕΣ

SLATER

Σύμφωνα

με

τη

θεωρία

Slater, που

βασίζεται σε

πειραματικά

δεδομένα, η

διεισδυτικότητα

και

κατ’

επέκταση

η

ενέργεια

του

τροχιακού καθορίζεται

από

το

δραστικό πυρηνικό φορτίο

Ζ*,

που

ορίζεται

ως

η

διαφορά:

Όπου, S σταθερά θωράκισης.

Page 6: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα
Page 7: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Η

σταθερά

S υπολογίζεται

με

βάση

τους

παρακάτω εμπειρικούς

κανόνες:

1. Γράφονται

οι

ηλεκτρονιακές

διαμορφώσεις

των

ατόμων

σε

ομάδες

με

την

εξής

σειρά:·

Ομάδα1: 1s

· Ομάδα

2: 2s και

2p

· Ομάδα

3: 3s και

3p

· Ομάδα

4: 3d

· Ομάδα

5: 4s και

4p

· Ομάδα

6: 4d

· Ομάδα

7: 4f

· Ομάδα

8: 5s και

5p κλπ.

Page 8: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

2. Ηλεκτρόνια

που

βρίσκονται

σε

ομάδα μεγαλύτερη

από

την

ομάδα

του

ηλεκτρονίου

που

εξετάζουμε

δεν

συνεισφέρουν

στη θωράκιση

(S = 0).

3. Για

τα

ηλεκτρόνια

που

ανήκουν

στα τροχιακά

ns και

np ισχύει:

Κάθε

ηλεκτρόνιο

που

ανήκει

στην

ίδια

ομάδα με

το

εξεταζόμενο

ηλεκτρόνιο

συνεισφέρει

στη

θωράκιση

κατά

S = 0,35. Εξαιρείται

το

1s ηλεκτρόνιο

που

συνεισφέρει

S = 0,30

Page 9: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα

ηλεκτρόνια

των

n-1 τροχιακών

συνεισφέρουν το

καθένα

θωράκιση

S = 0,85.

Τα

ηλεκτρόνια

των

n-2 τροχιακών

(ή αυτά που ανήκουν

σε

ακόμα

χαμηλότερες

στιβάδες)

συνεισφέρουν

το

καθένα

στη

σταθερά

θωράκισης κατά

S =1,00.

4. Για

τα

ηλεκτρόνια

που

ανήκουν

στα

τροχιακά nd ή

nf ισχύει:

Kάθε

ηλεκτρόνιο

που

ανήκει

στην

ίδια

ομάδα

με

το nd ή

nf συνεισφέρει

στη

θωράκιση

κατά

S = 0,35.

Κάθε

ηλεκτρόνιο

που

βρίσκεται

σε

χαμηλότερη ομάδα

από

την

nd ή

nf συνεισφέρει

στη

θωράκιση

κατά

S = 1,00.

Page 10: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Παράδειγμα

1Να

υπολογιστεί

το

δραστικό

πυρηνικό

φορτίο

ενός

ηλεκτρονίου

σθένους

του

ατόμου

του

8

ΟΛύσηΗ

ηλεκτρονιακή

διαμόρφωση

του

οξυγόνου

είναι: 8

Ο: 1s2

2s2 2p4

Η

ομαδοποίηση

σε

τροχιακά

σύμφωνα

με

τους

κανόνες

Slater είναι: (1s2) (2s2

2p4)

Για

ένα

από

τα

ηλεκτρόνια

σθένους

το

δραστικό

πυρηνικό φορτίο

είναι:

Ζ* =Ζ-S = 8-[(2 x 0,85)+(5 x 0,35)] = 4,55∆ηλαδή, το

ηλεκτρόνιο

σθένους

συγκρατείται

λόγω

του

φαινομένου

θωράκισης

με

το

(4,55 /8) x 100 ≈

57% της δύναμης

που

ασκεί

ο

πυρήνας

των

8 πρωτονίων.

Page 11: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Παράδειγμα

2Να

υπολογιστεί

το

δραστικό

πυρηνικό

φορτίο

ενός

3d και

ενός

4s ηλεκτρονίου

του

28

NiΛύσηΗ

ηλεκτρονιακή

διαμόρφωση

του

νικελίου

είναι:

28

Ni:1s22s22p63s23p63d84s2

Η

ομαδοποίηση

σε

τροχιακά

σύμφωνα

με

τους

κανόνες

Slater είναι:

(1s2) (2s2

2p6) (3s2

3p6) (3d 8) (4s2)

Για

ένα

3d ηλεκτρόνιο

το

δραστικό

πυρηνικό

φορτίο

είναι:Ζ* = Ζ-S = 28-[(18 x 1,00)+(7 x 0,35)] = 7,55

Για

ένα

4s ηλεκτρόνιο

το

δραστικό

πυρηνικό

φορτίο

είναι:Ζ* =Ζ-S = 28-[(10 x 1,00)+(16 x 0,85)+(1x 0,35)] = 4,05

Page 12: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Παράδειγμα

3Ποια

από

τις

παρακάτω

p2

ηλεκτρονιακές

δομήσεις

αντιπροσωπεύει

την

ελάχιστη

ενέργεια; Ποια

ηλεκτρονιακή

διαμόρφωση

έχει

τη

μέγιστη

ενέργεια; Ποια

δόμηση

είναι

απαγορευτική;↑↑

α.

⎯ ⎯⎯

↑↓

β.

⎯ ⎯⎯

↑ ↓

γ.

⎯ ⎯⎯

↑ ↑

δ.

⎯ ⎯⎯

ΛύσηΕλάχιστη

ενέργεια

εκπροσωπεί

η

δόμηση

(δ), όπου

ηλεκτρόνια

με

παράλληλα

spin

καταλαμβάνουν

διαφορετικά

τροχιακά, σύμφωνα

με

τον

κανόνα

του

Hund.

Ενδιάμεση

ενέργεια

έχει

η

ηλεκτρονιακή

διαμόρφωση

(γ), όπου

ηλεκτρόνια

με

αντιπαράλληλα

spin

καταλαμβάνουν

διαφορετικά

τροχιακά, παραβιάζοντας

τον

κανόνα

του

Hund.

Μέγιστη

ενέργεια

παρουσιάζει

η

δομή

(β), καθώς

ηλεκτρόνια

με

αντιπαράλληλα

spin

υποχρεώνονται

να

καταλάβουν

το

ίδιο

τροχιακό, όπου

έχουμε

το

μέγιστο

των

ηλεκτρονιακών

απώσεων.

Η ηλεκτρονιακή δόμηση (α) είναι

απολύτως

απαγορευτική, καθώς

παραβιάζει

την

αρχή

του

Pauli.

Page 13: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα

s ηλεκτρόνια

εμφανίζουν

μεγάλη διείσδυση

ενώ

θωρακίζονται

ισχυρά,

έλκονται

ισχυρά

από

τον

πυρήνα

και

άρα συγκρατούνται

ισχυρά

Τα

p ηλεκτρόνια

ακόμα

και

στην

ίδια στάθμη

έχουν

πολύ

μικρότερη

διείσδυση

(κομβικό

επίπεδο) και

τα

d ακόμη λιγότερο

Σε

ένα

πολυηλεκτρονιακό

άτομο

σε

μια στάθμη

η

σειρά

ενεργειών

είναι

s<p<d<f

Page 14: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα

στοιχεία

της

3ης

περιόδου

συμπληρώνουν τα

3s, 3p τροχιακά

τα

οποία

συμπληρώνονται

μέχρι

την

δομή

του

Ar, [Ne]3s23p6

Στην

συνέχεια, αντί

να

καταληφθούν

τα

3d τροχιακά

η

περίοδος

αρχίζει

από

την

συμπλήρωση

των

4s

(ελαφρώς

χαμηλότερη ενέργεια

από

τα

3d).

[Ar]4s1

(K), [Ar]4s2

(Ca)•

Στην

συνέχεια

συμπληρώνονται

τα

3d

Τα

επόμενα

10 ηλεκτρόνια

(Sc, Z=21…Z=30 Zn) στα

3d

τροχιακά

Μετά

το

Sc

[Ar]3d14s2

Και

το

γειτονικό

του

Ti [Ar]3d24s2

Page 15: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Στα

στοιχεία

μεταπτώσεως

τα

ηλεκτρόνια προστίθενται

στα

d τροχιακά

Εξαιρέσεις

στις

διαμορφώσεις

d5, d10

∆ομή

ψευδοευγενούς

αερίου•

Με

μεταφορά

ενός

4s

ηλεκτρονίου

Cr: [Ar]3d54s1

Cu: [Ar]3d104s1

Τα

στοιχεία

των

μετάλλων

μεταπτώσεως διαφέρουν

μόνο

κατά

τον

αριθμό

των

d

ηλεκτρονίων

και

άρα

έχουν

παρόμοιες ιδιότητες

Σχηματίζουν

ιόντα

πολλαπλών

οξειδωτικών καταστάσεων

Page 16: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα

ηλεκτρόνια

καταλαμβάνουν

τα

4pτροχιακά όταν

γεμίσουν

τα

3d.

Ge: [Ar]3d104s24p2

Ακολουθεί

η

συμπλήρωση

των

5s και

κατόπιν των

4d

Η

ενέργεια

των

4d

είναι

μικρότερη

των

5s μετά

την

συμπλήρωση

των

δύο

5s

Ανάλογα

και

στην

περίοδο

6 όπου

όμως εμφανίζεται

και

η

ομάδα

των

τροχιακών

f

Ce: [Xe]4f15d16s2

Yb: [Xe]4f146s2

Ακολουθούν

τα

5d. Αφού

καταληφθούν

τα

5d τα

6p : Tl: [Xe]4f145d106s26p1

Page 17: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Η ηλεκτρονιακή διαμόρφωση των ιόντων•

Για

την

πρόβλεψη

της

διαμόρφωσης

των

ιόντων:•

Αφαιρούμε

τα

εξωτερικά

ηλεκτρόνια

:

np, ns, (n-1)d ή τα (n-2)f•

Για

τα

ανιόντα

προστίθενται

ηλεκτρόνιa

στην

εξωτερική

στάθμη

μέχρι

να συμπληρωθεί

δομή

ευγενούς

αερίου

Page 18: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα
Page 19: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Μνημονικός κανόνας

Page 20: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Ο Κανόνας της διαγωνίου

Ο

κανόνας

της

διαγωνίου

είναι ένας μνημονικός κανόνας που

βηθά

την

απομνημόνευση

της

σειράς

πληρώσεως των

τροχιακών

από

την

χαμηλότερη

προς

την

υψηλότερη

ενέργεια•

Τα

ηλεκτρόνια

καταλαμβάνουν

τις

ενεργειακές

στάθμες

ξεκινώντας

απο

τις χαμηλότερες

πηγαίνοντας

προς

τις

στάθμες

με

τη

μεγαλύτερη

ενέργεια

Page 21: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Κανόνας διαγωνίουss

s 3p 3ds 3p 3d

s 2ps 2p

s 4p 4d 4fs 4p 4d 4f

s 5p 5d 5f 5g?s 5p 5d 5f 5g?

s 6p 6d 6f 6g? 6h?s 6p 6d 6f 6g? 6h?

s 7p 7d 7f 7g? 7h? 7i?s 7p 7d 7f 7g? 7h? 7i?

11

22

33

44

55

66

77

ΣυνταγήΣυνταγή::

1.1.

ΕνεργειακέςΕνεργειακές

στάθμεςστάθμες

απόαπό

πάνωπάνω

προςπρος

τατα κάτωκάτω..

2.2.

ΓράφουμεΓράφουμε

τατα

τροχιακάτροχιακά

s, p, d, f s, p, d, f μεμε

τητη

σειράσειρά. . ΊδιοςΊδιος

αριθμόςαριθμός

τροχιακώντροχιακών

μεμε

τηντην

ενεργειακήενεργειακή στάθμηστάθμη..

3.3.

∆ιαγώνιες∆ιαγώνιες

γραμμέςγραμμές

απόαπό

πάνωπάνω

δεξιάδεξιά

προςπρος

τατα κάτωκάτω

αριστεράαριστερά

..

4.4.

ΒρείτεΒρείτε

τηντην

σωστήσωστή

σειράσειρά, , ακολουθώνταςακολουθώντας τατα βέληβέλη......

ΣτοΣτο

σημείοσημείο

αυτόαυτό ξεπεράσαμεξεπεράσαμε

τοντον

ΠΠΠΠ

τουτου σήμερασήμερα......

Page 22: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Μνημονικός κανόνας

Page 23: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Εξαιρέσεις

από

την

αρχή

Aufbau•

Θυμηθείτε

ότι:Τα

d και

f τροχιακά

χρειάζονται

ΜΕΓΑΛΗ

ενέργεια•

Αν

δεν

είναι

δυνατόν

αυτές

οι

υποστιβάδες

να

συμπληρωθούν, η

επόμενη

καλύτερη

επιλογή

είναι να

είναι

ΗΜΙ-συμπληρωμένες

(ένα

e σε

κάθε

τροχιακό

στην

υποστάθμη)•

Υπάρχουν

πολλές

εξαιρέσεις

αλλά

οι

συνηθέστερες

είναι:d4

and d9

Για

τους

σκοπούς

του

μαθήματος

θα

υποθέσουμε πως

ΟΛΑ

τα

άτομα

(ή ιόντα) που

καταλήγουν

σε

d4

ή

d9

είναι

εξαιρέσεις

του

κανόνα. Αυτό

μπορεί να

ισχύει, μπορεί

και

όχι. Εξαρτάται

από

το

άτομο.

Page 24: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Η διαμόρφωση d4

υπολείπεται

κατά

ένα

ηλεκτρόνιο από

του

να

είναι

ΗΜΙ-συμπληρωμένη

Για

να

γίνει

σταθερότερη

(μικρότερη

ενέργεια), ένα από

τα

πλησιέστερα s ηλεκτρόνια

θα

μεταβεί

στο

d, και

η

διαμόρφωση

θα

γίνει

d5

αντι

της

d4.Παράδειγμα: Το

Cr , θα

ήταν

[Ar] 4s2

3d4, αλλά

επειδή

καταλήγει

ακριβώς σε

d4

αποτελεί

εξαίρεση του

κανόνα. Άρα, η διαμόρφωση του Cr είναι:

[Ar]

4s1

3d5.Τρόπος εργασίας: Βρείτε

το

πλησιέστερο

s τροχιακό.

«Κλέψτε»

απο

εκεί

ένα

ηλεκτρόνιο

και

προσθέστε το

στο

d.

Εξαιρέσεις από την αρχή Aufbau

Page 25: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

OK, αυτό

βοηθάει

τα

d, αλλά

τί

γίνεται

με

το ταλαίπωρο

s τροχιακό

που

χάνει

ένα

ηλεκτρόνιο;

Θυμηθείτε:Ημισυμπληρωμένο

είναι

καλύτερα…

και όταν

το

s χάνει

1, τότε

γίνεται

και

αυτό

ημισυμπληρωμένο!

Έτσι…

έχουμε

ημισυμπληρωμένα

τα

s και

τα

d πράγμα

που

οδηγεί

σε

χαμηλότερη

ενέργεια

σε

σύγκριση

με

την

κατάσταση

όπου

το

s είναι

πλήρες και

το

d έχει

ένα

τροχιακό

κενό

εντελώς.

Εξαιρέσεις από την αρχή Aufbau

Page 26: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

d9

είναι

πλήρης

διαμόρφωση

παρά

έναΑκριβώς

όπως

και

στην

περίπτωση

της

d4, ένα

από

τα

πλησιέστερα s ηλεκτρόνια

θα

πάει

στο

d, που τώρα

θα

γίνει

d10

αντί

της

d9.

Παράδειγμα: Η διαμόρφωση του Au θα

ήταν

[Xe] 6s2

4f14

5d9, αλλά

αφού

καταλήγει

ακριβώς με d9

αποτελεί

εξαίρεση. Έτσι

η

διαμόρφωση

για

το, Au θα

είναι

[Xe] 6s1

4f14

5d10.

Τρόπος

εργασίας: Όπως

και

πριν! Βρίσκουμε

το πλησιέστερο

s τροχιακό. Παίρνουμε

απο

εκεί

ένα

ηλεκτρόνιο

και

το

προσθέτουμε

στο

d.

Εξαιρέσεις από την αρχή Aufbau

Page 27: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

ΙΣΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ

ΟΥΣΙΕΣ ∆ΙΕΓΕΡΜΕΝΕΣ

ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ

Ουσίες

οι

οποίες

περιέχουν

τον

αυτό

αριθμό ηλεκτρονίων

ονομάζονται

ισοηλεκτρονικές.

Ισοηλεκτρονικά

ιόντα

(ή μόρια)

είναι

ιόντα

(ή μόρια) τα

οποία

έχουν

τον

αυτό

αριθμό

ηλεκτρονίων

σθένους.•

Ισοηλεκτρονικές

ουσίες: P3−, S2−, Cl−, Ar, K+, Ca2+.

Η

ηλεκτρονιακή

διαμόρφωση

στοιχείου

σε

διεγερμένη κατάσταση

έχει

(ένα

τουλάχιστον) ηλεκτρόνιο

σε

κατάσταση

υψηλής

ενέργειαςΠ.χ. [Ar]4s13d94p1

αποτελεί

ηλεκτρονιακή

διαμόρφωση

διεγερμένης

κατάστασης

του

Cu.

Page 28: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Οι

ιδιότητες

των

στοιχείων

εξαρτώνται

από

την ηλεκτρονιακή

τους

διαμόρφωση

Ο

Περιοδικός

Πίνακας

(Π.Π.)

Σύστημα

ταξινόμησης

στο

οποίο

εντάσσονται

στοιχεία

με παρόμοια

ηλεκτρονιακή

διαμόρφωση

(και

επομένως

με

παρόμοια

χημική

συμπεριφορά)

Page 29: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Ο

Περιοδικός

Πίνακας

των

στοιχείων

Page 30: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

«

Πάντα

είναι

πάρα πολύ

ενδιαφέρον

να

βλέπει

κανείς

να μπαίνει

τάξη

σε

μια

μάζα

δεδομένων. Το περιοδικό

σύστημα

ήταν

υπέρτατο παράδειγμα

τέτοιας

ΠΕΡΙΟ∆ΙΚΟ

ΣΥΣΤΗΜΑ

Page 31: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Η λογική της «περιοδικότητας»

όπως αυτή

εμφανίζεται

στην

κατασκευή

του

κελύφους

ενός

σαλιγκαριού.

Page 32: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Mendeleev το

1869: «…όταν

κατατάσσω

τα

στοιχεία

κατά μέγεθος

του

ατομικού

του

βάρους, αρχίζοντας

από

το

μικρότερο,

παρατηρώ

να

εμφανίζεται

ένα

είδος

περιοδικότητας

στις

ιδιότητές τους. Την

αμοιβαία

αυτή

σχέση

μεταξύ

ιδιοτήτων

των

στοιχείων

και

ατομικών

βαρών

ονομάζω

νόμο

της

περιοδικότητας

των στοιχείων….».

Page 33: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Στο

σύγχρονο

περιοδικό

σύστημα

η

κατάταξη

των στοιχείων

γίνεται

σύμφωνα

με

τον

περιοδικό νόμο

του

Mosley

(1913):

Οι ιδιότητες

των στοιχείων είναι

περιοδική

συνάρτηση

του ατομικού

αριθμού

τους.

Page 34: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Dmitri Mendeleev: Ο πατέρας του ΠΠΤΙ

ΕΚΑΝΕ

Ο

∆Μ…

Τοποθέτησε

τα

στοιχεία σε

σειρές

με

αυξανόμενο

ατομικό

βάρος.•

Και

σε

στήλες

ανάλογα

με

τις

αντιδράσεις

που έδιναν

Προβλήματα…•

Άφησε

κενά

(αναμονές...)

για

άγνωστα

στοιχεία. (Αποδείχτηκε

ότι

είχε

δίκηο!)•

Παραβίασε

τη

σειρά

αυξανόμενου

ατομικού αριθμού

προκειμένου

να

διατηρήσει

μαζί

τα στοιχεία

με

παρόμοιες

αντιδράσεις.

Page 35: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Ο

Mendeleev

στον

πίνακά του

άφησε

κενά

όταν

οι

ιδιότητες

των

στοιχείων πάνω

και

κάτω

τους

δεν

ταίριαζαν. Προβλέφθηκε έτσι η ύπαρξη άγνωστων στοιχείων

με

βάση

τα

κενά

αυτά, από

τον

Mendeleev. Όταν

ανακαλύφθηκαν

τα

άγνωστα

αυτά

στοιχεία αποδείχθηκε

ότι

ο

Mendeleev

είχε

προβλέψει ορθά

τις

ιδιότητές

τους

και

είχε

προφητεύσει

την ανακάλυψή

τους.

Page 36: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Ο ΠΠ σήμερα...•

Ο

Mendeleev

δεν

έπεσε

έξω...

Και

σήμερα

τα

στοιχεία

διατάσσονται

σε

σειρά

αυξανόμενου

ATOMIΚΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ!!•

Οι

οριζότιες

γραμμές

ονομάζονται

περίοδοι

και

αριθμούνται

από

1 -

7.•

Οι κατακόρυφες στ΄λες ονομάζονται

ομάδες

και

αριθμούνται

1 -

18.

Page 37: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Ομάδες:Η

χρησιμότητα

του

ΠΠ!!

Στοιχεία

της ίδιας

ομάδας

έχουν

τις

ίδιες χημικές

και

φυσικές ιδιότητες!!

Mendeleev

το

έκανε

αυτό επίτηδες.)

Γιατί;;•

Έχουν

τον

αυτό

αριθμό

ηλεκτρονίων σθένους.

Σχηματίζουν

ιόντα του

αυτού

φορτίου.

Page 38: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Οικογένειες και ΠΠ•

Οι

στήλες

ομαδοποιούνται

σε οικογένειες.

Οι

οικογένειες αποτελούνται

από

μια

στήλη ή από αριθμό στηλών

μαζί.

Οι

οικογένειες

έχουν ονόματα

μάλλον

παρά

αριθμούς

(όπως

κάθε οικογένεια)

Page 39: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

ΥδρογόνοΥδρογόνοΤοΤο

υδρογόνουδρογόνο

ανήκειανήκει

στηστη

δικήδική

τουτου οικογένειαοικογένεια..

ΕίναιΕίναι

διατομικόδιατομικό

καικαι δραστικόδραστικό..

ΕυθύνεταιΕυθύνεται

γιαγια

τηντην ανατίναξηανατίναξη

τουτου

Hindenburg.Hindenburg.ΠολλάΠολλά

υποσχόμενουποσχόμενο

εναλλακτικόεναλλακτικό

καύσιμοκαύσιμο

Page 40: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα μέταλλα των αλκαλίων•

στήλη

του

ΠΠ

(ομάδα

1) δεν περιλαμβάνεται

το

υδρογόνο. •

Πολύ

δραστικά

μέταλλα, πάντα ενωμένα

με

κάτι

άλλο

στη

φύση).•

Πολύ

μαλακά-

κόβονται

με

μαχαίρι

Page 41: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Μέταλλα αλκαλικών γαιών

∆εύτερη

στήλη

στον ΠΠ

(ομάδα

2)

∆ραστικά

μέταλλα, πάντα

ενωμένα

με

αμέταλλα

στη

φύση.•

Αρκετά

από

τα

μεταλλικά

στοιχεία αυτά

είναι

θρεπτικά

συστατικά

(όπως

Mg και

Ca

Page 42: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Μέταλλα μετάπτωσης•

Στοιχεία

στις

ομάδες

3-12•

Λιγότερο

δραστικά-

σκληρά

μέταλλα•

Μέταλλα

για

κοσμήματα- κατασκευές.

Μεταλλουργία

Page 43: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Οικογένεια

του

Βορίου

Στοιχεία ομάδας 13Το αλουμίνιο ήταν κάποτεσπάνιο και ακριβό τώραείναι “μέταλλο μιαςχρήσης

Page 44: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Οικογένεια του άνθρακα•

Στοιχεία

ομάδας

14

Στοιχεία

σημαντικά για

την

ζωή

και

για

τους

ΗΥ•

Ο άνθρακας βάση

ξεχωριστού

κλάδου της

χημείας.

Πυρίτιο

και

Γερμάνιο, σημαντικοί

ημιαγωγοί.

Page 45: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Οικογένεια του αζώτου•

Στοιχεία

της

ομάδας

15•

Το

άζωτο

αποτελεί

τα

¾

της ατμόσφαιρας.

Άζωτο

και φωσφόρος μεγάλης

σημασίας

για

τα

έμβια

και

τη ζωή

.

Το

μεγαλύτερο

Page 46: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

ΟικογένειαΟικογένεια τουτου

ΟξυγόνουΟξυγόνου ήή χαλκογενίδεςχαλκογενίδες

ΣτοιχείαΣτοιχεία

ομάδαςομάδας

1616ΤοΤο

οξυγόνοοξυγόνο

απαραιτητοαπαραιτητο

γιαγια

τηντην

αναπνοήαναπνοή..ΠολλάΠολλά

πράγματαπράγματα

πουπου

βρωμούνβρωμούν

περιέχουνπεριέχουν

θείοθείο ((κλούβιακλούβια

αυγάαυγά, , σκόρδοσκόρδο, ,

βρωμούσεςβρωμούσες....κτλκτλ.).)

Page 47: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Αλογόνα•

Στοιχεία

ομάδας

17

Πολύ

δραστικά, πτητικά, διατομικά,

αμέταλλα•

Πάντα

σε

ενώσεις

τους

με

άλλα στοιχεία

στη

φύση

.

Απολυμαντικά Ενίσχυση

δοντιών.

Page 48: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα ευγενή αέριαΤα ευγενή αέρια

Page 49: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Τα ευγενή αέριαΣτοιχεία της ομάδας 18ΠΟΛΥ αδρανή, μονοατομικά αέριαΧρήση σε φωτεινέςεπιγραφές “neon”Χρησιμοποιήθηκαν γιατην αποφυγήπροβλημάτων σεαερόστατα.Συμπληρωμένη στιβάδασθένους.

Page 50: 1.1ekfe-anatol.att.sch.gr/teachersworks/Per_Table.pdf · 2010-01-22 · Ομάδα1: 1s · Ομάδα 2: 2s και 2p · Ομάδα 3: 3s και 3p · Ομάδα 4: 3d · Ομάδα

Οι σπάνιες γαίες

Τα 30 στοιχεία των σπανίων γαιώνπεριλαμβάνουν τις σειρές των λανθανιδώνκαι τις ακτινιδώνΈνα από τα στοιχεία των λανθανιδών και όλατων ακτινιδών ονομάζονται υπερ-ουράνιαόρος που φανερώνει ότι είναι τεχνητάστοιχεία