Curs 3 CG_sem. I

7232019 Curs 3 CG_sem I

httpslidepdfcomreaderfullcurs-3-cgsem-i 129

1

IcircNVELIŞUL ELECTRONIC AL ATOMILORModelele atomice

MODELUL ATOMIC THOMPSON ndash 1904

MODELUL ATOMIC RUTHERFORD ndash 1911

MODELUL ATOMIC BOHR ndash SOMMERFELD ndash 1915

MODELUL ATOMIC SCHROumlDINGER - 1936

CHIMIE CURS 3



2

MODELUL ATOMIC THOMPSON (1904)

Descoperirea razelor catodice (electronii) si stabilirea catilde electronii sunt icircncarcati cu sarcinatilde electricatilde negativatilde l-au determinat pe JJ Thompson satildepropunatilde icircn anul 1904 primul model al atomuluiProblema mentinerea icircn acelasi atom a electronilor implicatilde neutralizarea lorrespectiv existenta unei sarcini pozitiveSolutie a considerat atomul ca fiind o structuratilde sfericatilde cu o sarcinatilde electricatildepozitivatilde distribuitatilde uniform prin care se miscatilde electronii

Model denumit Cozonacul cu staf ide aluatul fiind asociat cu sfera icircncatildercatatildecu sarcinatilde electricatilde pozitivatilde distribuitatilde uniform iar stafidele reprezentacircelectronii icircncatildercati cu sarcinatilde electricatilde negativatildeModelul atomic propus a avut o viatatilde foarte scurtatilde fiind infirmat dedescoperirile ulterioare

Sir Joseph JohnThomson



3

1911- Rutherford propune pentru atom un mod el planetar un nucleu

icircncărcat pozitiv (masă mare) icircnconjurat de un nor de electroni negativ (masăfoarte mică)- raza nucleului 10-4Aring (10-14 m)- raza norului de electroni 1Aring (10-10m)- Concepţia lui Rutherford nu reuşeşte să explice comportarea gazelor aflatela presiune joasă faţă de descărcările electrice- nu a reuşit să explice spectrul atomului de hidrogen icircn domeniul vizibil

MODELUL ATOMIC RUTHERFORD (1911)

Ernest Rutherford



4

MODELUL ATOMIC BOHR ndash SOMMERFELD (1915)- 1913 - N Bohr a elaborat teoria structurii atomului de hidrogen pornind

de la modelul atomului lui Rutherford teoria cuantică a lui MPlanck (E = h 983223 υ)

şi extinsă de A Einstein (E= h 983223 υ = Ei + frac12 m 983223 v2)- Bohr a propus un model al atomului icircn care electronii se rotesc in jurulnucleului pe traiectorii bine definite numite orbi te

Icircn acest model atomul este format din- electroni (sarcină negativă)- nucleu format din protoni (sarcina pozitivă) şi neutroni (sarcina zero)

Niels Bohr

Arnold Sommerfeld

1 Electronul se roteste in jurul nucleului (faraa emite sau absorbi energie radianta) doar pe anumite orbite circulare permisestationare

2 In miscarea sa pe orbita permisaelectronul nu emite si nu absoarbe energieradianta intr-un spectru continuu defrecventa ci numai discontinuucorespunzator unor tranzitii electronicecare determina liniile spectrale

Postulatele lui BOHR



5

E Schroumldinger a explicat fenomenele legate de

structura atomului prin pr inc ip ii le mecanic ii cuant ice icircnlocuind noţiunea de orbită cu orbi tal zonă icircn care electronul se roteşte cu maximăprobabilitate icircn jurul nucleului

Amplitudinea undei (ψ) este introdusă icircn ecua ia de un d a lui Schroumldin ger

Δ2ψ + 8π mh2 (ETot ndash Epot) ψ = 0m - masa particuleiE to t - energia totală a particuleiE pot - energia potenţială particulei

MODELUL ATOMIC SCHROumlDINGER (1936)

Erwin Schroumldinger

Orbitalii atomului sunt caracterizaţi de - num r cuantic prin cipal n cu valori n = 1 2 3 n- num rul cu ant ic azimu tal l cu valori l = 0 1 2 3 4 5 n-1orbitalii se numesc s p d f g h

- num rul cuantic magnetic m cu valori m= 0 plusmn1 plusmn 2 plusmn 3



6

ORBITALI ATOMICINUMERE CUANTICE

STRATURI ELECTRONICESUBSTRATURI ELECTRONICE



7

Straturile electronice se notează icircncepacircnd de la nucleul atomului spreexterior cu iniţialele K L M N O P Q

Nivelul energetic al structurilor electronice ndash determinat de numărul cuanticprincipal n Numărul cuantic n poate avea valorile n = 1 2 3 4 5 6 7 şi se numescstratul K L M N O P QElectronii cu acelaşi număr cuantic principal se găsesc la aceeaşi distanţăde nucleu formacircnd un strat electronic

Electronii cu numărul cuantic principal n = 1 constituie stratul K cei cu n =2 stratul L cei cu n = 3 stratul M etcStratul electronic K se află cel mai aprope de nucleul atomic şi are nivelulenergetic cel mai micCu cacirct valorile lui n sunt mai mari stratul de electroni se află la o distanţămai mare de nucleu legătura dintre electronii existenţi icircn acel strat şinucleul atomului este mai slabăNumărul straturilor electronice ai unui element chimic este egal cu numărulperioadei din sistemul periodic din care face parte acel elementEx atomii elementelor cu 4 straturi electronice se află icircn perioada 4 asistemului periodic



8

Energia straturilor electronice creşte de la K la Q

Numărul maxim de electroni dintr-un strat este egal cu 2n2

n = 1 2 12 = 2 electroni icircn stratul Kn = 2 2 22 = 8 electroni icircn stratul Ln = 3 2 32 = 18 electroni icircn stratul Mn = 4 2 42 = 32 electroni icircn stratul N



9

Structura straturilor electronice

Straturile electronice ale atomilor sunt alcătuite din substraturi iar substraturile alcătuite din orbitali

Substraturile electronice se notează icircn ordine crescătoare a energiei lor culiterele s p d f

Stratul K poate fi asimilat cu substratul 1sStratul L poate fi asimilat cu substraturile 2s şi 2pStratul M poate fi asimilat cu substraturile 3s 3p şi 3dStratul N poate fi asimilat cu substraturile 4s 4p 4d şi 4f

Substraturile sunt alcătuite din orbitali

Orbitalul = traiectoria circulara sau eliptică de mişcare a electronului sauorbitalul = domeniul de prezenţă a electronului sau a ldquonorului electronicrdquoextins din jurul nucleului atomic



10

bull Substratul s are 1 orbital

bull Substratul p are 3 orbitali

bull Substratul d are 5 orbitali

bull Substratul f are 7 orbitali

Icircn cadrul unui substrat orbitalii sunt orientaţi icircn spaţiu după anumitegeometrii icircn funcţie de tipul substratului (s p d f)

Orbitalii pot fi monoelectronici sau bielectronici functie deocuparea cu unul sau doi electroni



11

Orb itali i s

- notat 1s - simetrie sferică

- orbitalul ocupat de electronul atomului de hidrogen

Orbitalii p

-forma nu este simetrică ci bilobară



12

Orbitalii d- fiecare strat principal are cinci orbitali cu forme mai complexe tetralobare



13

Orbitalii f - fiecare strat principal are sapte orbitali cu forme complexe octalobare



14

SISTEMUL PERIODIC

LEGEA PERIODICITĂŢII ELEMENTELOR



15

Joumlns Jaco b Berzeliu s şi An toi ne Lavois ier - la sfacircrşitul secolului al XIX-lea primaclasificare a elementelor icircn metale şi nemetaleJohann Wol fgang Dobereiner - clasificarea elementelor icircn triade pe baza

proprietăţilor fizico-chimice asemănătoare triadele conţineau metale alcaline LiNa K sau halogeni Cl Br IJoh n A lexander Reina Newlands ndash 1864 a enunţat regula octavelor dacă seordonează elementele icircn ordinea crescătoare a maselor atomice la fiecare aloptulea element proprietăţile sunt asemănătoare

Icircn acelaşi an Louis Meyer a prezentat pentru prima dată un tabel periodic

incompletDimitr i Mend eleev a formulat una dintre cele mai importante legi din istoriachimiei legea periodicităţiiEnunţ proprietăţile fizice şi chimice ale elementelor care se manifestă icircnproprietăţile substanţelor simple şi compuse pe care le alcătuiesc sunt icircntr-odependenţă periodică de masele lor atomice

Mendeleev a aranjat cele 63 de element cunoscute pe vremea lui icircntr-un tabelnumit Tabelul Periodic

Tabelul Periodic pe care icircl folosim conţine informaţii utile oricui vreasă studieze şi să icircnţeleagă lumea materială icircn care trăieşte



16

John Dalton

(6 septembrie 1766 mdash27 iulie 1844)



17

Dmitri IvanoviciMendeleev



18



19



20



21



22



23

Sistemul periodic al lui Mendeleev (1869) = clasificarea elementelor icircncare se reflectă toate proprietăţile chimice şi o mare parte aproprietăţilor fizice ale elementelor chimice şi compuşilor acestora

Sistemul periodic este o ldquoaranjarerdquo a elementelor chimice icircn ordineacrescătoare a maselor atomice (A) fiecărui element atribuindu-se un număr de ordine care corespunde numărului Z al elementului respectiv

Sistemul periodic cuprinde 18 grupe din care 8 grupe principale şi 10grupe secundare şi 7 perioade

Coloanele verticale grupele conţin elemente cu proprietăţi chimiceasemănătoare care au aceeaşi configuraţie electronica pe ultimul strat(strat de valenţă)

Grupele sunt notate cu cifre arabe de la 1 la 18 (IUPAC 1986) Notaţiaanterioară utiliza cifre romane I ndash VIII şi litera A (grupe principale ) sau B(grupe secundare) Grupa a VIII- a B (grupele 8 9 10) conţine triada fierului( Fe Co Ni) şi metalele platinice (Ru Rh Pd Os Ir Pt)

Grupele secundare sunt formate din metale tranziţionale



24

Şirurile orizontale ale sistemului periodic (cuprind elemente dintredouă gaze rare successive) = perioade

Sistemul periodic cuprinde 7 perioade corespunzătoare celor 7 nivele energeticeperioadele notate 1 ndash 7

Perioada 1 H si HePerioada 2 (Li ndash Ne) şi perioada 3 (Na ndash Ar) conţine 8 elementePerioada 4 (K ndash Kr) şi perioada 5 (Rb ndash Xe) conţine 32 elemente

Perioada 6 conţine 32 elemente Cs ndash Rn (14 sunt lantanide cu electron distinctivpe orbital (n -1)dPerioada 7 incompletă conţine actinide

Landanidele (seria 4f) şi actinidele (seria 5f) se află icircn partea de jos a sistemuluiperiodic sub forma a două şiruri formate din 14 elemente

Numărul perioadei icircn care se află un element este egal cu numărul denivele energetice (straturi) ocupate cu electroni sau cu valoareanumărului cuantic principal ldquonrdquo pentru stratul exterior al atomuluiunui element



25

InformatiiInformatii dindin tabelultabelul periodicperiodic

Masa atomicaMasa atomica

Denumirea elementuluiDenumirea elementului

Simbolul elementuluiNumar atomic



26

Metale Nemetale

Semimetale Starea de agregare la temperatura camerei



27

-Tabel Periodic elementele aranjate icircn ordinea cresterii numaruluiatomic Z

- Z indica pozitia unui element icircn tabelul periodic numarul de ordine alelementului

- Fiecare element difera de elementul precedent prin electronuldistinctiv

-Pozitia unui element icircn Tabelul Periodic este determinata deconfiguratia sa electronica

-Numarul perioadei este egal cu numarul de straturi electronice

-Numarul grupei este egal cu numarul de electroni de pe ultimul strat

pentru elementele din grupele principale

- Elementele din grupele secundare au pe ultimul strat un numar deelectroni egal cu numarul grupei (grupele 11 si 12) sau diferit denumarul grupei



28

Icircn functie de tipul de orbital icircn care se gaseste electronul distinctivelementele se pot clasifica icircn grupe sau blocuri

- toate elementele care au electronul distinctiv icircn orbi ta l de t ip s formeaza blocul elementelor de tip s (format din elemente situate icircngrupele principale 1 (IA) si 2 (IIA)

- toate elementele care au electronul distinctiv icircn orbi ta l de t ip p formeaza blocul elementelor de tip p format din elemente situate icircn

grupele principale 13(IIIA) 14(IVA) 15(VA) 16(VIA) si 17(VIIA)

- toate elementele care au electronul distinctiv icircntr-un orbit al de tip dal penultimului strat alcatuiesc blocul elementelor de tip d senumesc elemente tranzitionale

- elementele la care electronul distinctiv ocupa un orbit al de tip f alantepenultimului strat alcatuiesc blocul lantanidelor (dacaelectronul este icircn stratul 4 f) sau al actinidelor (daca electronuldistinctiv este icircntr-un orbital de tip 5 f)



29

Blocuri de elemente



2

MODELUL ATOMIC THOMPSON (1904)

Descoperirea razelor catodice (electronii) si stabilirea catilde electronii sunt icircncarcati cu sarcinatilde electricatilde negativatilde l-au determinat pe JJ Thompson satildepropunatilde icircn anul 1904 primul model al atomuluiProblema mentinerea icircn acelasi atom a electronilor implicatilde neutralizarea lorrespectiv existenta unei sarcini pozitiveSolutie a considerat atomul ca fiind o structuratilde sfericatilde cu o sarcinatilde electricatildepozitivatilde distribuitatilde uniform prin care se miscatilde electronii

Model denumit Cozonacul cu staf ide aluatul fiind asociat cu sfera icircncatildercatatildecu sarcinatilde electricatilde pozitivatilde distribuitatilde uniform iar stafidele reprezentacircelectronii icircncatildercati cu sarcinatilde electricatilde negativatildeModelul atomic propus a avut o viatatilde foarte scurtatilde fiind infirmat dedescoperirile ulterioare

Sir Joseph JohnThomson



3




Ernest Rutherford



4





Niels Bohr

Arnold Sommerfeld






5











6





7






8






9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



3




Ernest Rutherford



4





Niels Bohr

Arnold Sommerfeld






5











6





7






8






9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



4





Niels Bohr

Arnold Sommerfeld






5











6





7






8






9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



5











6





7






8






9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



6





7






8






9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



7






8






9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



8






9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



9









10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



10









11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



11

Orb itali i s



Orbitalii p




12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



12




13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



13




14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



14

SISTEMUL PERIODIC




15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



15









16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



16

John Dalton




17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



17




18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



18



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



19



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



20



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



21



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



22



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



23









24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



24









25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



25







26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



26

Metale Nemetale




27











28









29

Blocuri de elemente



27











28









29

Blocuri de elemente



28









29

Blocuri de elemente



29

Blocuri de elemente

Curs 3 CG_sem. I

Documents

Transcript of Curs 3 CG_sem. I