elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

Samankaltaiset tiedostot
Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

Kemian syventävät kurssit

ULKOELEKTRONIRAKENNE JA METALLILUONNE

Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet Kari Sormunen Syksy 2014

Kemia 1. Mooli 1, Kemiaa kaikkialla, Otava 2016 MAOL-taulukot, Otava

Atomimallit. Tapio Hansson

Atomimallit. Tapio Hansson

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Alikuoret eli orbitaalit

3.1 Varhaiset atomimallit (1/3)

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Kvanttimekaaninen atomimalli

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet

Kertaus. Tehtävä: Kumpi reagoi kiivaammin kaliumin kanssa, fluori vai kloori? Perustele.

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

Kemia 1. Mooli 1, Kemiaa kaikkialla, Otava 2016 MAOL-taulukot, Otava

9. JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ

Kvanttimekaaninen atomimalli

Atomin ydin. Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N

NIMI: Luokka: c) Atomin varaukseton hiukkanen on nimeltään i) protoni ii) neutroni iii) elektroni

(Huom! Oikeita vastauksia voi olla useita ja oikeasta vastauksesta saa yhden pisteen)

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Jaksollinen järjestelmä

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Ydinfysiikkaa. Tapio Hansson

Atomi. Aineen perusyksikkö

ATOMIN JA IONIN KOKO

KE2 Kemian mikromaailma

Kemian opiskelun avuksi

Ydin- ja hiukkasfysiikka: Harjoitus 1 Ratkaisut 1

1. a) Selitä kemian käsitteet lyhyesti muutamalla sanalla ja/tai piirrä kuva ja/tai kirjoita kaava/symboli.

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

Kvanttimekaaninen atomimalli. "Voi hyvin sanoa, että kukaan ei ymmärrä kvanttimekaniikkaa. -Richard Feynman

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

n=5 n=4 M-sarja n=3 L-sarja n=2 Lisäys: K-sarjan hienorakenne K-sarja n=1

Määritelmä, metallisidos, metallihila:

Säteily ja suojautuminen Joel Nikkola

Johdantoa/Kertausta. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

KERTAUSTA 1.-KURSSISTA

Luento5 8. Atomifysiikka

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

Atomien rakenteesta. Tapio Hansson

Kemia keskeinen luonnontiede

Jaksollinen järjestelmä

8. MONIELEKTRONISET ATOMIT

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

1. (*) Luku 90 voidaan kirjoittaa peräkkäisen luonnollisen luvun avulla esimerkiksi

Rakennusalan kemia 5 op

2.2 RÖNTGENSÄTEILY. (yli 10 kv).

Aikaerotteinen spektroskopia valokemian tutkimuksessa

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

KE1 Ihmisen ja elinympäristön kemia

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

SÄTEILEVÄ KALLIOPERÄ OPETUSMATERIAALIN TEORIAPAKETTI

Taulukko Käyttötarkoitus Huomioita, miksi? Kreikkalaisten numeeriset etuliitteet

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Ydinfysiikka. Luento. Jyväskylän synklotroni. Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley.

Atomirakenteen oppiminen ja siihen liittyviä vaikeuksia

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

Kemia 1. Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL taulukot, Otava

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Ionisoiva Säteily Koe-eläintöissä. FinLAS Seminaari Mari Raki, FT Lääketutkimuksen keskus Helsingin yliopisto

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET

Sähkön perusteet. Elektroniikka ja sähköoppi. Klas Granqvist Akun Tehdas / Oy Aku s Factory Ltd

CERN-matka

Kvantittuminen. E = hf f on säteilyn taajuus h on Planckin vakio h = 6, Js = 4, evs. Planckin kvanttihypoteesi

NUKLIDIEN PYSYVYYS. Stabiilit nuklidit

raudan ja nikkelin paikkeilla: on siis mahdollista vapauttaa ytimen energiaa joko fuusioimalla tätä pienempiä ytimiä tai fissioimalla raskaampia.

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Kemia 1. Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL-taulukot, Otava

Materiaalifysiikkaa antimaterialla. Filip Tuomisto Teknillisen fysiikan laitos Aalto-yliopisto

Kvanttimekaniikkaa yhdessä ulottuvuudessa

1. Materiaalien rakenne

fissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö

Hiukkasfysiikan luento Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

Siirtymämetallien erityisominaisuuksia

Taulukko Käyttötarkoitus Huomioita, miksi? Kreikkalaisten numeeriset etuliitteet

2. Maitohapon CH3 CH(OH) COOH molekyylissä

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ

Kappale 1. Peruskemia

Luento Ydinfysiikka. Ytimien ominaisuudet Ydinvoimat ja ytimien spektri Radioaktiivinen hajoaminen Ydinreaktiot

Kemiallisia reaktioita ympärillämme Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet

6 YDINFYSIIKKAA 6.1 YTIMEN RAKENTEESTA

Lukion kemia 6 Kemian kokonaiskuva 1.teema

LHC -riskianalyysi. Emmi Ruokokoski

Oppikirja (kertauksen vuoksi)

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

Ydinfysiikka lääketieteellisissä sovelluksissa

CHEM-C2210 Alkuainekemia ja epäorgaanisten materiaalien synteesi ja karakterisointi (5 op), kevät 2017

Sähkön perusteet. Elektroniikka ja sähköoppi. Klas Granqvist Akun Tehdas / Oy Aku s Factory Ltd

Metallien sähkökemiallisen jännitesarjan opettaminen draaman avulla yläasteella

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Puhdasaine Seos Aineen olomuodot

Transkriptio:

3.1 Atomin rakenneosat Kaikki aine matter koostuu alkuaineista elements. Jokaisella alkuaineella on omanlaisensa atomi. Mitä osia ja hiukkasia parts and particles atomissa on? pieni ydin, jossa protoneja ja neutroneja ja suuri elektronipilvi protoni = +varautunut hiukkanen neutroni = varaukseton "protoni" Heliumatomi elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

alkeisvaraus elementary charge = protonin varaus = -elektronin varaus Z = järjestysluku atomic number = protonien lkm amount of protons A = massaluku mass number = protonien ja neutronien lkm Protonien lkm atomin ytimessä määrää mitä alkuainetta atomi on. Neutronien lukumäärä ytimessä voi vaihdella. Saman alkuaineen isotoopit isotopes ovat atomeja, joilla on eri massaluvut A. Esim. C-12 ja C-14 ovat hiilen kaksi eri isotooppia. Ne voidaan merkitä myös Montako protonia, 6 6 elektronia 6 6 ja neutronia 12-6=6 14-6=8 niissä on?

Esim. Venäjän salaisesta palvelusta FSB:stä Britteihin loikannut Alexander Litvinenko murhattiin syöttämällä hänelle radioaktiivista Po-210 radioisotooppia vuonna 2006. Montako neutronia tässä isotoopissa on? Z=84 A=210 neutroneja = A - Z = 210-84=126

3.2 Elektronirakenteen mallintaminen Aineiden kemiallisissa reaktioissa syntyy ja purkautuu kemiallisia sidoksia chemical bonds. Vain atomin ulkoelektronit valence-electrons osallistuvat näihin kemiallisiin reaktioihin, atomin ydin tai sisempänä olevat elektronit eivät. Tässä kappaleessa käsitellään kaksi eri elektronirakenteen mallia: kuorimalli (Bohrin atomimalli) (Bohr model) kvanttimekaaninen malli (quantum model) Kvanttimekaaninen malli on tämänhetkisen tiedon mukaan tarkin ja "oikea", mutta käydään myös kuorimalli läpi, koska se on yksinkertaisempi ja antaa pohjan kvanttimallille.

Kuorimallissa elektronit kiertävät ydintä määrätyillä kuorilla K, L, M, N, jne.. Kuorille mahtuu elektroneja, 2, 8, 18, 32, jne. Elektronit sijoittuvat kuorelle M-kuorella on 18 elektronia. minimienergiaperiaatteen minimum energy priciple mukaisesti =elektronit täytetään ensin mahdollisimman lähelle ydintä. Esim. Litiumatomilla on 3 elektronia. 1. ja 2. elektroni täyttävät K-kuoren ja 3. elektroni sijoittuu L-kuorelle, eli 2,1. Kuorimalli ei selitä, miksi M-kuori ei täyty kokonaan ennenkuin N-kuorelle sijoittuu elektroneja. Esim. Kalsiumilla Ca on 20 elektronia, mutta M- kuorella vain 8 elektronia ja N-kuorella 2.

Kvanttimekaanisessa mallissa on pääkuorien 1,2,3,... lisäksi alakuoria s,p,d,f,... Alakuoret sijoittuvat osittain limittäin. Alakuori 4s on alemmalla energialla kuin 3d, siksi osa elektroneista sijoittuu N-kuorelle ennen M-kuorta. s-kuorelle mahtuu 2 elektronia, p-kuorelle 6, d-kuorelle 10 ja f-kuorelle 14. Elektronien sijoittumisen voi katsoa taulukkokirjasta, tai kirjan sivun 78 kuvasta. Esim. Kalsiumin elektronirakenne on (Z=20)

Esim. Määritä kuparin elektronirakenne (Z=29) Korjaus (Sen pitäisi mennä kuten aiemmin! Tämä selittyy sillä, että täyden ja puolikkaan alakuoren saavuttaminen on hieman energiaedullisempaa, siksi puolikas 4s kuori ja täysi 3d kuori) (ei varsinaisesti kysytä tällä kurssilla)

3.3 Muutokset elektronirakenteessa electron configuration Kun atomi on saavuttanut täyden kuoren full shell, on sen rakenne hyvin energiaedullinen ja pysyvä stable. Kun atomin s ja p alakuoret ovat täynnä, saavuttaa se ns. oktetin octet rule. Tällaisia ovat esim. jalokaasut noble gases. Ne eivät reagoi herkästi, eli ovat inerttejä inert. Muutkin atomit pyrkivät tähän pysyvään tilaan eli oktettiin. Ne voivat saavuttaa sen joko vastaanottamalla take tai luovuttamalla give elektronin/elektroneja. Tällöin niistä tulee ioneja ions. Esim. Natriumatomin elektronirakenne on Jos natrium luovuttaa ulkoelektroninsa pois, saavuttaa se oktetin.

Tämän takia natrium reagoi hirvittävän herkästi, se muodostaa ionin hyvin nopeasti. (youtube sodium in lake) Esim. Magnesium muodostaa ionin Bromi muodostaa ionin Kun atomi vastaanottaa elektronin, se pelkistyy reduction. Atomista tulee negatiivisesti varautunut, eli kationi cation. Kun atomi luovuttaa elektronin, se hapettuu oxidation. Atomista tulee positiivisesti varautunut, eli anioni anion. Elektroni voi vastaanottaa energiaa lämpöna tai valona. Tällöin elektroni virittyy ylemmälle energiatasolle electron rises to an excited state(ylemmälle, tyhjälle kuorelle).

Tämä viritystila purkautuu yleensä nopeasti luovuttamalla viritysenergiansa takaisin säteilynä. Jos energia on sopivankokoinen, tulee tuo säteily näkyvänä valona. Tämän takia jotkin aineet palavat eri värisillä liekeillä, revontulet näkyvät taivaalla ja fluoresoivat aineet hohtavat pimeässä (viritystila purkautuu hitaasti). maol s.165 liekkikokeet virittyminen purkautuminen

3.4 Jaksollisen järjestelmän rakenne -aineet lueteltu järjestysluvun Z mukaan -vaakarivit jaksoja -pystyrivit ryhmiä -saman ryhmän alkuaineilla on samankaltaisia ominaisuuksia elektronirakenteensa vuoksi