2) Osata iseloomustada prootonit, elektroni, neutronit (kus asub, mass, tähistus, laeng) Prooton ja elektron on samad nad asuvad aatominumbril. Neutron on aatommass- aatomnumber. 3) Kuidas tekib ioon ? Mis on anioon? Mis on katioon? Kui aaton loovutab või liidab elektroni 4) Millega võrdub elemendi järjekorra number? 5) Mis on orbitaal? Ruumi osa, kus electron paikneb sagedamini 6) Mis on spinn? Spinn on elektroni pöörlemine 7) Mis on ruutskeem? Näitab elektronide jaotust orbitaalidel 8) Mis on elektronvalem? Elektronvalem näitab elektronide jaotust kihtidel ja alakihtidel 9) Mis on elektronskeem? On aatomi elektronkatte ehitust väljendav skeem, mis näitab elektronide arvu elektronkihtides. 10) Osata kirjutada elemendi aatomi kohta elektronskeemi, ruutskeemi, elektronvalemit 11) Mis on a) periood b) rühm? a)horisontaane elementide rida b)vertikaalne elementide rida 12) Metallilisuse, elektronegatiivsuse muutumine perioodis ja rühmas.
portsjonite kaupa. 2)Lubatud orbiitidel, elektronid ei kiirga ega neela energiat. 6. Tuumale lähemale liikudes elektron kiirgab energiat, tuumast kaugemale liikudes elektron neelab energiat. 7. Elektronvolt näitab energiat, mille omandab elektron, läbides elektriväljas potentsiaalide vahet 1 volt. 8. 1)Elektronid annavad kogu aeg energiat ära lõpuks peaksid elektronid tuuma kukkuma, aga ei kuku. 2)Kuna elektron liigub oma orbitaalidel kiirendusega võiks ta kiirus minna nii suureks, et ta lendab sealt ära. 3)Massi defekt. 9. E=h*f 10. Kui elektron lainetab, siis see tähendab, et elektron liigub kihil veel eritasanditel lainena. 11. Elektroni lainelist iseloomu tõestas difraktsioon katse. 12. Leiulaineteks nimetatakse mikroosakeste leiutõenäosust määravaid laineid. 13. E- energia, f- sagedus, c valguskiirus, - lainepikkus, h- blancki constant, p- impulss.
Enne ei hakka täituma uus alakiht, kui eelmine pole täitunud. Energia kasv: 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p<8s P: +15 2)8)5)1s22s22p63s23p3 Fe: +262)8)14)2) 1s22s22p63s23p64s23d6 Ruutskeem näitab elektronide paiknemist nii alakihiti kui ka orbitaalide kaupa. Ühte orbitaali märgib üks kastike, millel võib asuda kas üks elektron või kaks elektroni, vastavalt paardumata elektron või elektronpaar. Hundi reegel alles siis, kui kõigil sama alakihi orbitaalidel on olemas üks elektron, algab nende täitumine teise elektroniga. Fosfor: Elementide metalliliste omaduste suurenemine: - rühmas ülevalt alla, sest elektronkihtide arvu kasvamise tõttu suureneb aatomi raadius ehk välinen elektronkiht kaugeneb tuumast; - perioodis paremalt vasakule, sest väheneb tuumalaeng (ja ühtlasi kasvab ka aatomi raadius) Mittemetallidel täpselt vastupidi. elektronegatiivsuse ja mittemetallilisuse kasv
-olaat alkoholi soola järelliide, nt naatriumetanolaat (CH 3CH2ONa) -diool kahte hüdroksüülrühma märkiv järelliide alkoholi happelisus käituvad nagu teised happed, nt reageerivad leelistega sama aktiivselt, tavalised indikaatorid ei näita siiski alkoholi lahuse happelisust elektronpaar (teke, olemus) hapnikul on justkui 2 sideme võimalustkasutamata, st tal on 2 vaba elektronpaari, mida saab kasutada täinedavate sidemete moodustamiseks. Need asuvad orbitaalidel, mis on suunatud mõttelise tetraeedri vabadesse tippudesse leelismetall IA rühma metall leelismuldmetall IIA rühma metall kerge joove 0,50-1,50 suurenenud jutukus, elavnenud liigutused, kordnatsioonihäired, nägu õhetav, sidekest silmades punetab keskmine joove 1,5-2,5 raske joove 2,5-3 funktsionaalrühma isomeer erinevate ainetüüpide isomeer (nt alkohol ja eeter)
Neljavalentse süsiniku aatom moodustab CF4 molekulis neli ning CO2 molekulis kaks sidet. Süsiniku kordinatsiooniarv on nendes ühendites on vastavalt 4 ja 2. Kui tsentraalaatomiga on ühinenud ühevalentsed aatomid, on tsentraalaatomi kordinatsiooniarv võrdeline selle kovalentsiga. Antud elemendi maksimaalne kordinatsiooniarv ja maksimaalne kovalents on võrdsed. sideme suunalisusest on tingitud molekulide struktuur. Joonistage välja NH3 orbitaalid, märkige ära orbitaalidel olevad elektronid ja seletage, miks NH3 molekulil on kolmetahulise püramiidi kujuline struktuur. Kontrollige oma vastust programmiga Avogadro. Kui suur on lämmastiku kordinatsiooniarv siin ühendis? Joonistage välja CO2 orbitaalid, märkige ära orbitaalidel olevad elektronid ja seletage, miks CO2 molekulil on lineaarne struktuur. Kontrollige oma vastust Delokaliseeritud keemiline side Käsitlesime keemilist sidet, mis moodustub elektronpaari abil
1. Ergastatud seisund Ergastunud seisundis on aatomil energiat rohkem kui põhiolekus (olekus, kus süsteemil on vähim võimalik energia). Ergastatud olekus süsteemist saab energiat "ära võtta" ilma süsteemi lõhkumata või muutmata. 2.Elektronpilv Elektronid liiguvad aatomis ülikiiresti,moodustades oma liikumisel negatiivse laengu pilve ehk elektronpilve. 3. Alakiht Aatomi elektronkate jaguneb elektronkihtideks, mis omakorda alakihtideks. Ühe alakihi moodustavad sarnase kujuga orbitaalidel liikuvad elektronid. 4. Paardumata elektron Paardumata elektron on üksik elektron mingil orbitaalil. 3. Täitke tabel: Elektronvalem Elektronkihtide Perioodi Väliskihi Rühma Elemendi arv number elektronide number tähis arv 1s2 2s2 2p6 3s2 4 4 7 VIIB Mn 3p6 3d5 4s2
mõõtmed ja energia) 2)orbitaalkvantarv l (0 või positiivne täisarv) – määrab alakihi; tähistatakse töhtedega s,p,d,f (määrab orbitaali tuuma ümber ringlemise kiiruse ja selle kaudu orbitaali kuju) 3)magnetkvantarv ml (täisarv vahemikus –l....l) – määrab konkreetse orbitaali alakihis (kirjeldab orbitaalse liikumise orientatsiooni) 4)spinnkvantarv m s (-½ või ½)– iseloomustab elektroni teatavat sisemist omadust, spinni Elektronkonfiguratsioon – elektronide jaotus orbitaalidel Pauli printsiip – samal orbitaalil ei saa olla rohkem kui kaks, vastasmärgiliste spinnidega, elektroni Hundi reegel – kui asmas alakihis on rohkem kui üks orbitaal, siis paigutuvad elektronid eelistatult ühekaupa, paralleelsete spinnidega, erinevate alakihi orbitaalidele Põhiolek – aatomi kõige madalama energiaga seisund Ergastatud olek – kõrgema energiaga seisund Osaliselt täidetud välist elektronkihti nimetatakse valentskihiks ja selllel olevaid elektrone valentselektronideks
mõõtmed ja energia) 2)orbitaalkvantarv l (0 või positiivne täisarv) määrab alakihi; tähistatakse töhtedega s,p,d,f (määrab orbitaali tuuma ümber ringlemise kiiruse ja selle kaudu orbitaali kuju) 3)magnetkvantarv ml (täisarv vahemikus l....l) määrab konkreetse orbitaali alakihis (kirjeldab orbitaalse liikumise orientatsiooni) 4)spinnkvantarv m s (-½ või ½) iseloomustab elektroni teatavat sisemist omadust, spinni Elektronkonfiguratsioon elektronide jaotus orbitaalidel Pauli printsiip samal orbitaalil ei saa olla rohkem kui kaks, vastasmärgiliste spinnidega, elektroni Hundi reegel kui asmas alakihis on rohkem kui üks orbitaal, siis paigutuvad elektronid eelistatult ühekaupa, paralleelsete spinnidega, erinevate alakihi orbitaalidele Põhiolek aatomi kõige madalama energiaga seisund Ergastatud olek kõrgema energiaga seisund Osaliselt täidetud välist elektronkihti nimetatakse valentskihiks ja selllel olevaid elektrone valentselektronideks
Loomulikult on viimane tingitud sellest, et meredes ja ookeanides sisaldub ohtralt naatriumi tuntumat ühendit naatriumkloriidi. Lihtainena saadakse leelismetalle neile vastavate soolade või leeliste elektrolüüsil sulatatud olekus. Leelismetallide füüsikalised omadused Leelismetallid on lihtainena kõige tüüpilisemad metallid. Leelismetallide elementide aatomitel on 1 2 6 väline (s ) ja eelviimaste elektronkihtide (s p ) konfiguratsioon ehk elektronide arv ja paigutus orbitaalidel (v.a. Li) ühesugune. Sel põhjusel on nende elementide ja ka lihtainete omadused ligikaudselt ühesugused. Leelismetallides on kõige puhtamal kujul metalliline side, nad on metalse läikega, enamik neist on hõbevalged metallid, ainult tseesium on kuldkollase värvusega. Nendel on madalamad sulamis- ja keemistemperatuurid, nad on pehmed ja seega ka noaga suhteliselt kergesti lõigatavad. Väikese tiheduse tõttu on nad kerged metallid ning hea soojus- ja elektrijuhtivusega.
Üleminekumomendil ühendid kiirgavadki iseloomuliku värvusega valgust. 3) Leelismetallide leidumine looduses, nende füüsikalised omadused, nende aktiivsuse võrdlus. Lihtainena neid oma suure aktiivsuse tõttu looduses ei leidu. Küll aga esineb neid paljudes ühendites. Leelismetallide aktiivsus suureneb rühmas ülevalt alla. Füüsikalised suurused: lihtsainena kõige tavalisemad. eelviimaste elektronkihtide konfiguratsioon ehk elektronide arv ja paigutus orbitaalidel on ühesugune (v.a Li). metalse läikega; enamus on hõbevalged, tseesium on kuldkollane. madalamate sulamis ja keemistemperatuuridega. pehmed, seega noaga suhteliset kergelt lõigatavad. kerged, head soojus ja eletrijuhid. 4) Leelismetallide hoidmine ja ohutusnõuded leelismetallide käsitlemisel. * Leelismetalle peab säilitama kas klaasampullis või ka suletud anumas petrooleumi või õlikihi all, vältimaks kokkupuudet õhu või veega.
por bitaalid p aikn ev a d o m a v a h el risti. * dalakiht: tul e b juurd e alat e s kol m a n d a st el e ktronkihi st. S e e o n v e el k õr g e m a e n e r gia g a kui e el mi s e d alakihid. dalakihis a s u b 5 dor bitaali. J a n e e d v e el k e er u ka m a kuju g a kui por bita alid. Elektronvalem kirjeldab elektronide paigutust kihtides ja alakihtides. Elektronkihti märgib number, alakihi tüüpi vastav täht. Elektronide paigutust orbitaalidel väljendatakse ruutskeemidega. 2) Keemilise sideme liigideriti tähtis on polaarne side. Keemilise sideme omadused on määratud selles osalevate tuumade omadustega ja elektronide summaarse laenguga. Sideme polaarsus ei sõltu tuumade ja elektronide kontakteerumise mehhanismist - pole vahet, kas kattuvad kahe aatomi ühe-elektronilised orbitaalid või näiteks ühe aatomi kahe-elektroniline orbitaal ja teise aatomi asustamata orbitaal. Keemiline side on viis,
Lineaarsel ehk sp - süsinikul nimetatakse -(pii) sidemeks. Kaksiksideme moodustamises on väliskihis hübridiseerunud nelja orbitaali asemel kaks orbitaali mitteosalevad sp²-hübriidorbitaalid võivad moodustada -sidemeid (üks s- ja üks p-orbitaal). Süsiniku aatomi teine ja kolmas väliskihi teiste aatomitega, näiteks vesinikega, nagu eteeni p-orbitaal ei hübradiseeru. Kui liituvad kaks sp-süsinikku, siis sel molekulis.Hübridiseerunud orbitaalidel olevad elektronid on juhul moodustub süsiniku aatomite vahele üks ühine elektronpaar, madalama energiaga võrreldes hübridiseerimata orbitaalil oleva kuna kattuvad mõlema süsiniku sp- hübriidorbitaalid ja sinna tekib elektroniga. Madalama energiaga elektronidest moodustuvad -(sigma) side. spsüsiniku kahe risti asuva p-orbitaali kattumisel
N >N- =N- N >N<+ >N=+ -N+ Hübriidsete orbitaalide mudel Lewise teooriale esitas väljakutse metaan CH4: · Neli C-H sidet paraku on C elektronkonfiguratsioon (1s22s22p2) · Kõik CH sidemed on nii energialt kui pikkuselt võrdsed · Molekul on tetraeedri kujuline · CH CH sidemete vaheline nurk on 109º Linus Pauling 1930-dad: ·Kasutas kvantmehhaanilist lähenemist ·Sidemes olevad elektronid ei paikne mitte aatomorbitaalidel vaid hübridiseerunud orbitaalidel Tetraeedriline C sp3 hübridisatsioon Kombineerides omavahel ühe s ja kolm p orbitaali saame tulemuseks neli sp3 hübriidset orbitaali sp3 C juurese on molekul tetraeedrilise geomeetriaga Tetraeedriline C sp3 hübridisatsioon CH4 ·Sp3 hübriidsed orbitaalid saavad osaleda ainult sigma () sidemete moodustamises · sidemes on elektrontiheduse jaotus, piki sideme telge vaadatuna, silindrikujulise sümmeetriaga
ja neid seovad omavahel väga tugevad tuumajõud. • Tavalistes keemilistes reaktsioonides toimub aatomite vahel elektronide vahetus ja aatomituumad jäävad muutumatuks. Aatomituumade ehitust saab muuta ainult tuumareaktsioonides. • Radioaktiivsus – keemiliste elementide aatomituumade iseeneslik lagunemine. Elektronkihid • Aatomi ehituse lihtsustatud mudeli kohaselt liiguvad elektronid ümber aatomituuma ringjoonelistel orbitaalidel e elektronkihtidel • Ühel ja samal elektronkihil olevate elektronide energia on enam-vähem ühesugune, mistõttu kasutatakse ka mõistet energiatase Elektronkihid • Ühel elektronkihil liikuvate elektronide kohta kasutatakse veel terminit elektronpilv, sest tohutu kiirusega ümber tuuma tiirlev ja seejuures pöörlev elektron näib pilvena, millesse jaotub tema laeng • Elektronil puudub aatomis kindel trajektoor ja kindel
arv kokku. Elektronide väliskiht - elektronide arv väliskihil ehk elemendi rühmanumber, välisel elektronkihil võib olla kuni 8 elektroni. elektronoktett - Kui aatomi väliskihis on kaheksa elektroni, siis moodustub elektronoktett. elektronskeem- väljendab elektronide jaotumist elektronkihtidele. Elektronvalem-väljendab elektronide jaotumist alakihtidele. Ruutskeem- iseloomustab elektronide täpsemat jaotumist orbitaalidel. Perioodilisusseadus- elementide omadused on perioodilises sõltuvuses aatomite tuumalaengust. s.t kui reastada elemendid tuumalaengu kasvu järgi , siis kordub kindla arvu elementide järel sarnaste omadustega element. Elektronegatiivsus- elementide aatomite elektronide enda poole tõmbamise võimet keemilises sidemes iseloomustab elektronegatiivsus. Elektronide sidumise võime sõltub tuumalaengust ja aatomiraadiusest. Ioon - laenguga aatom või aatomite rühmitus
erinevustest. 4. Igapäevaelust tuntud ainete keemilised valemid ja kasutusotstarve 5. Tänapäevase aatomimudeli kujunemine (elektronpilv, orbitaalid) Thomson aatom on "positiivse elektri meri", millesse on korrapäraselt paigutatud elektronid: "rosinapuding". Rutherford aatomi kese on tuum, mille ümber tiirlevad elektronid (justkui planeedid Päikese ümber): "planetaarne mudel". Bohr elektronid jaotuvad energiatasemete järgi kihtidesse (tiirlevad kindlatel orbitaalidel) Tänapäeval tuuma ümber liikuvad elektronid moodustavad elektronpilved, mille erinevates osades on elektroni leiutõenäosus erinev Elektronpilve piire, järelikult ka aatomi mõõtmeid, ei ole võimalik täpselt määrata. Mitmeelektronkihiliste aatomite elektronkate on kihiline Erinevate elektronkihtide ja alakihtide täitumine toimub vastavuses Pauli keeluprintsiibiga ja energia miinimumi printsiibiga
samasuguse kujuga orbitaalid on suuremad eelmise kihi orbitaalidest. Igale kihile vastab kindel arv orbitaale, kuhu elektronid võivad paigutuda, igale orbitaalile mahub maksimaalselt 2 elektroni. Kindla peakvantarvuga kihte tähistatakse ka tähtedega K (n=1), L (n= 2), M (n = 3) jne. · s-orbitaalid on kerakujulised: Igal energiatasemel/kihil on üks sfäärilise kujuga s-orbitaal. Vesiniku aatomis on elektronpilve maksimaalne tihedus 0.53 Å kaugusel tuumast. Järgmiste tasemete s-orbitaalidel on suuremad mõõtmed. Joonis 12.2 s-orbitaal Alates teisest energiatasemest (n = 2) (L-kihist) on võimalikud ka kolm p-orbitaali. · p-orbitaalid on hantlikujulised: p-orbitaalil asuvate elektronide leidumise tõenäosus tuuma kohal on null. Kolm p-orbitaali on üksteise suhtes ruumis risti. Neid tähistatakse vastavalt px, py, pz, mis vastavad ml eri väärtustele. Joonis 12.3 p-orbitaal Alates kolmandast kihist on võimalikud ka 5 d-orbitaali
(l=0, 1, 2, 3, …). Magnetkvantarv ml on täisarv vahemikus –l…l; määrab konkreetse orbitaali alakihis. Spinnkvantarv ms saab olla ainult – ½ või + ½ Elektroni spin. Aatomis kirjeldab elektroni spinnseisundit spinnkvantarv ms, mille lubatavad väärtused on -1/2 ja +1/2. Kasutatakse ka üles ja allapidi nooli või vastavalt alfa ja beeta. Aatomi elektronkonfiguratsioon – kirjeldab mitmeelektronilises aatomis elektronide jaotust orbitaalidel Pauli keeluprintsiip: aatomis ei saa olla kahte elektroni, mille kõik neli kvantarvu oleksid vastavalt võrdsed. Samal orbitaalil ei saa olla rohkem kui 2, vastasmärgiliste spinnidega, elektroni Hundi reegel: kui samas alakihis on rohkem kui 1 orbitaal, siis paigutuvad elektronid eelistatult ühekaupa, paralleelsete spinnidega, erinevatele alakihi orbitaalidele. (Üheskoos tuntakse neid reegleid ka kui Aufbau printsiip (ülesehitamine, saksa k))
elektronipaariks. Elektronipaari kuuluvaid elektrone nim. paardunud elektronideks. Ruumiorbitaalil paiknevat üksikut elektroni nim. paardumata elektroniks. Orbitaalienergia diagramm: Elektronid aatomis. Molekulide kuju. Lewise sümbolid Aatomit tähistatakse vastava elemendi sümboliga, mille ümber kujutatakse väliskihi elektrone punktidena, paigutades nad võimalikult "laiali" NB! Valentselektronide asetsemist s-ja p-orbitaalidel enamasti ei arvestata. Praktiline tegevusjuhend Lewise struktuurivalemite joonistamiseks Mõisted: Tsentraalne aatom -aatom, millega on seotud vähemalt kaks aatomit. Terminaalne aatom -aatom, millega on seotud parasjagu üks aatom. Juhend: 1. Loetakse kokku valentselektronide üldarv molekulis; 2. Joonistatakse molekuli "skelett", paigutades vesinikud sidemete otstesse (terminaalsetele asukohtadele), muud aatomid keskele (tsentraalsetele asukohtadele); 3
* Elektronvalemi järgi saab kindlaks teha: perioodinumbrid (viimane number elektronvalemis), elektronide koguarv (liites astmed kokku), prootonite arv ehk tuumalaeng (p = e), väliskihi elektronide arv = A-rühma number (viimase astme kaudu), metallil on d- orbitaal (siis on B-rühma metall). * Isotoop sama prootonite arvu, kuid erineva neutronite arvuga aatomid kuuluvad samale keemilisele elemendile. * Ruutskeem iseloomustab elektronide täpsemat jaotumist orbitaalidel. -) nool elektron; kast orbitaal; noolega kast osaliselt täitundu orbitaal; nooltega kast elektronpaariga täitunud orbitaal. * Üht tüüpi (võrdse energiaga) orbitaalide täitumisel paigutub kõigepealt igale orbitaalile üks elektron ja alles siis teine. * Ruutskeem koostatakse elektronvalemi alusel. -) Si14/2)8)4); Li3/2)1); Sc21/2)8)9)2) -) Si14/1s22s22p63s13p3; Li3/1s22s1; Sc21/1s22s22p63s23p64s23d1 Perioodilisus tabel
ehk moodustub -(sigma) side. Süsiniku p-orbitaalid kattuvad aga üleval- ja allpool aatomi tuumi ühendavad sirget. P-orbitaalide kattumisel tekkinud ühise elektronpaari jaotmist mõlemale poole aatomi tuumi ühendavat sirget nimetatakse -(pii) sidemeks. Kaksiksideme moodustamises mitteosalevad sp²-hübriidorbitaalid võivad moodustada -sidemeid teiste aatomitega, näiteks vesinikega, nagu eteeni molekulis. Hübridiseerunud orbitaalidel olevad elektronid on madalama energiaga võrreldes hübridiseerimata orbitaalil oleva elektroniga. Madalama energiaga elektronidest moodustuvad stabiilsemad sidemed ja kõrgema energiaga elektronidest vastavalt väiksema stabiilsusega side. Mida väiksema stabiilsusega on sidemed, seda reageerimisvõimelisemad on ühendid. Kuna -side võrreldes -sidemega sisaldab kõrgema energiaga elektrone, siis sel põhjusel -side on ka nõrgem side võrreldes - sidemega
H - O + + vesinikside H H 18 "Osalaengute kaudu ei tõmbu siin midagi - vesinikside tekib ORBITAALIDE vahel !!!" Vesinikside on nõrk side, sest kattumine on orbitaalidel suhteliselt väike. Ioonilisest sidemest on vesinikside ligikaudu 10 - 20 korda nõrgem. Temperatuuri tõustes vesiniksidemed järk-järgult ja suhteliselt kergesti katkevad. Tänu vesiniksidemele esineb üleüldse vesi jt. assotsiaadid e. ühendid, kus on vesinikside: kogumid Näide: (H2O) n
Pauli, 1925) aatomis ei saa olla kahte täpselt ühesuguses energiaolekus asuvat, s.t. ühesuguste kvantarvudega elektroni. (kui ühtivad kolm kvantarvu n, l, ml, siis peab spinn olema erinev) Vastavalt Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile, mida iseloomustab kvantarvude n, l ja ml kindlate väärtuste kogum, kaks vastupidise spinniga elektroni, mis moodustavad elektronpaari. Hundi reegel - Orbitaalide täitumise järjekord Ühesugust tüüpi orbitaalid (n ja l väärtused orbitaalidel samad, m l aga erinev) täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega. Keemiline reaktsioon - keemil. sidemete katkemine lähteainete ja uute sidemete tekkimine saaduste molekulides Elektronegatiivsus - sobiv suurus elektronisidumisvõime iseloomustamiseks aatomites (L.Pauling, 1932). Tänapäeval- seostatakse EN vastava aatomi ionisatsioonienergia ja elektronafiinsusega (nende poolsummaga) mittepolaarne (homöopolaarne) side
Hübridisatsioonil tekib s ja p orbitaalidest "segunenud" sp orbitaal. - Ideaalselt kovalentne side moodustub samaliigiliste, rangelt ekvivalentse elektronegatiivsusega aatomite vahel. Tekkinud orbitaalide ergastatuse tase on madalam kui p- ja kõrgem kui s- · Iooniline side on side, mis on moodustunud erinevate laengutega orbitaalidel. Esineb kolme liiki hübridisatsiooni: ioonide vahel 1) sp3- 1s + 3p 4 sp orbitaali (ühekordsed sidemed alkaanid) Iooniline side moodustub eriliigiliste aatomite vahel. 2) sp2- 1s + 2p 3 sp orbitaali, säilis 1 p orbitaal · Vesinikside - täiendav side, tekib molekulide vahele, mis sisaldavad F
(IUPAC) (etaanhape); 3. Aatomorbitaalid, hübridisatsioon. Tuuma ümber tiirlevad elektronid on paigutunud orbitaalidele. S-alakihi orbitaal on kerakujuline, keskpunktiga aatomi tuumas. P-alakihi orbitaal vastab kahele kerapinnale lõikumispunktiga aatomi tuumas; p-orbitaalid on paigutunud 90° nurga all. Hübridisatsioonil tekib s jap orbitaalidest ,,segunenud" sp orbitaalid. Tekkinud orbitaalide ergastatuse tase on madalam kui p- ja kõrgem kui s-orbitaalidel. Esineb kolm liiki hübridisatsiooni: 1) sp3- tetraeedrilised orbitaalid: ühinevad 1 s- ja 3 p- orbitaali, tekib 4 sp-orbitaali, üksteise suhtes 109° nurga all; 2) sp2-trigonaalsed orbitaalid: ühinevad 1 s ja 2 p-orbitaali, tekib 3 sp-orbitaali, asetsevad ühes tasapinnas, nende vaheline nurk on 120° ; 3) sp- ühinevad 1 s ja 1 p-orbitaal, tekib 2 sp-orbitaali ja säilis 2 p orbitaali, nendevaheline nurk on 190° ja hübridiseerimata p-orbitaalidega 90°. 4. Keemilise sideme tüübid.
Lihtainena saadakse leelismetalle neile vastavate soolade või leeliste elektrolüüsil sulatatud olekus. 1.3 Leelismetallide füüsikalised omadused Leelismetallid on lihtainena kõige tüüpilisemad metallid. Leelismetallide elementide aatomitel on 1 2 6 väline (s ) ja eelviimaste elektronkihtide (s p ) konfiguratsioon ehk elektronide arv ja paigutus orbitaalidel (v.a. Li) ühesugune. Sel põhjusel on nende elementide ja ka lihtainete omadused ligikaudselt ühesugused. Leelismetallides on kõige puhtamal kujul metalliline side, nad on metalse läikega, enamik neist on hõbevalged metallid, ainult tseesium on kuldkollase värvusega. Nendel on madalamad sulamis- ja keemistemperatuurid, nad on pehmed ja seega ka noaga suhteliselt kergesti lõigatavad. Naatriumit saab kergelt noaga lõigata
Plasma koosneb ühe- ja mitmekordselt ioniseeritud aatomitest ja elektronidest, moodustub kõrgel temperatuuril ja elektrilahendustes, suur elektrijuhtivus 2.2. AATOMID JA IOONID 2.2.1 Elektronide olek aatomis Elektronil on üheaegselt nii massiosakese kui laine omadused.Elektroni koordinaati ja impulssi pole üheaegselt võimalik täpselt määrata. Me võime teada ainult elektroni olekut e. elektroni orbitaali Statsionaarses olekus on elektron ainult teatud kindlatel kvanditud orbitaalidel Kvantarvud peakvantarv n n = 1, 2, 3,…, magnetkvantarv m m = 0, 1, 2,…, l spinnkvantarv s s =+1/2 või s = -1/2 orbitaalkvantarv l l = 0, 1, 2, 3,…, n-1 Pauli printsiibi kohaselt võib aatomis ühes ja samas olekus olla ainult üks elektron. Kaks elektroni aatomis peavad olema vähemalt ühe kvantarvu võrra erinevates olekutes. Ergastamata aatomis asuvad elektronid kõige madalama energiaga statsionaarsetes olekutes.
Valentselektronide arvu samasus tingib keemiliste omaduste kordumise elementide perioodilise susteemi (EPS) rühmas ülevalt alla. ehk elektronide väliskatte konfiguratsioon on sarnane (kordub niivõrd kuivõrd) kõikides EPS perioodides. 54 JÄRELIKULT! Valentselektronid Keemilise sideme moodustumisel osalevad tuumast kõige kaugematel orbitaalidel olevad elektronid valentselektronid ja tühjad orbitaalid. Valentselektronid - välimistel orbitaalidel olevad elektronid, mis on tuumaga nõrgalt seotud. Keemilistes reaktsioonides muutub vaid nende elektronide energiaolek. 55 Kovalentne side - mittepolaarne molekul s-s- side on moodustunud elektronpaar aatomorbitaalid on kattunud He
edu/people/richardbanks/inorganic/bonding%20and%20hybridization/bondin 33.gif ja http://faculty.salisbury.edu/~momitchell/chem_221_visuals.htm ) Seega võiks kokkuvõtlikult punaselt tähistatud -side mõlemal pool aatomi tuumi ühendavat sirget eteeni molekulis näha välja järgmiselt: (Jooniseallikas: http://ibchem.com/IB/ibnotes/full/bon_htm/14.2.htm ) (Jooniseallikas: http://www.knockhardy.org.uk/assets/HYBRIDC.PDF ) Hübridiseerunud orbitaalidel olevad elektronid on madalama energiaga võrreldes hübridiseerimata orbitaalil oleva elektroniga. Madalama energiaga elektronidest moodustuvad stabiilsemad sidemed ja kõrgema energiaga elektronidest vastavalt väiksema stabiilsusega side. Mida väiksema stabiilsusega on sidemed, seda reageerimisvõimelisemad on ühendid. Kuna -side võrreldes -sidemega sisaldab kõrgema energiaga elektrone, siis sel põhjusel -side on ka nõrgem side võrreldes -sidemega. Seda
juurde energiat (näit. soojusenergiat). ➢ Energia, mis eraldub või neeldub elektroni üleminekul ühelt orbiidilt teisele: ΔE = h v = E1- E2 Orbitaalid. ➢ Elektronid paiknevad aatomituuma ümber kindlaksmääratud kujuga ruumipiirkondades – orbitaalidel. ➢ Orbitaali all mõeldakse sellise ruumiosa piirpinda, kus elektron 99%-se tõenäosusega viibib. Igal orbitaalil on oma kindel energiatase. Eristatakse s, p, d ja f orbitaale ➢ Elektroni üleminekul kõrgema energiaga orbitaalile (ergastamine) neeldub kvant energiat, üleminekul madalamaenergiaga orbitaalile kiirgub kvant energiat ➢ Kui aatomeid on palju, siis toimub neid üleminekuid palju ja tekib erinevatest
Tabel 3.1 toob võrdlevalt välja vee ja mõnede sarnase molekulmassiga ühendite füüsikalised omadused. Enamikul sarnastel madalmolekulaarsetel ühenditel on madal keemispunkt ja nad on normaalrõhul ja toatemperatuuril gaasilised ained. Mis teeb vee nii eriskummaliseks? Vastus peitub veemolekulide omaduses moodustada omavahel vesiniksidemeid. Veemolekuli elektronstruktuur on skemaatiliselt toodud joonisel 3.1 a. Hapnikuaatomi kuuest välise elektronkihi orbitaalidel paiknevast elektronist kaks on kaasatud kovalentsete sidemete moodustamisse kahe vesinikuaatomiga. Ülejäänud neli elektroni esinevad kahe vaba elektronpaarina ja need elektronpaarid on suurepärased vesiniksideme aktseptorid. Samas käituvad veemolekuli koostises olevad OH rühmad kui vesiniksideme doonorid. Seega on iga veemolekul ühtlasi nii vesiniksideme aktseptoriks kui ka doonoriks ja vesi koosnebki omavahel vesiniksidemetega ühendatud veemolekulide võrgustikust (joonis 3.1b)
M/M=n=V(1)/22,4. eri tüüpi orbitaalide liitumise teel hübriid orbitaalideks. Mille ekvivalendiga. 4.3 Gaasisegud kattumine sidemete tekkel on suurem s ja p orbitaalidel eraldi. 1s- Keemilise ühendi lühim väljendusviis on keemiline valem, mis 1801.a.formuleeris J.Dalton partsionaalrõhkude seaduse- orbitaali ja 2p orbitaalist tekib 3 orbitaali, mille vaheline nurk on väljendab ühendi kvalitatiivset ja kvantitatiivset suhet
Fosforhappe neutraliseerimisel kaltsiumhüdroksiidiga tekib kaltsiumvesinikfosfaat, mida nimetatakse pretsipitaadiks. H3PO4+Ca(OH)2=CaHPO4+2H2O Pretsipitaat vees praktiliselt ei lahustu, kuid taimejuurte eritiste mõjul muutub ta lahustuvaks ja omastatavaks. 7. Penteelide rühm. Penteelid on V rühma peaalarühma elemendid N, P, As, Sb ja Bi. Need on kõik p-elemendid, mille aatomite väliselektronkihil on 5 elektroni, neist 2 elektroni s- orbitaalil ja 3 paardumata elektroni p-orbitaalidel (s2p3). Lämmastik ja fosfor on mittemetallid, arseen ja antimon on poolmetallid ning vismut on metall. Seega toimub penteelide rühmas üleminek: mittemetall--poolmetall--metall. Panteelide ja vesiniku ühendite üldvalem on EH3. Hapnikuga moodustavad penteelid oksiide E2O3 ja E2O5 (P puhul P4O10). Viimasele oksiidile vastab hape HEO3 või H3EO4. LÄMMASTIK--NITROGENIUM--N 1s22s22p3 Lämmastik paikneb Mendelejevi perioodilisuse süsteemi V rühmas. Tema väliselektronkihil on
ja kriitilised parameetrid. aatommass suurem 1/12 12/6C aatommassist, kuna ta on suhtarv eri tüüpi orbit-de liitumise teel hübriidorbit-deks. Mille kattumine Kriit-s olekus läheb gaas üle vedeli-ks ilma, et ta om-d muutuksid. ilma ühikuta suurus. N: Ar(O)=16 sidemete tekkel on suurem s ja p orbitaalidel eraldi. 1s-orbitaali ja 4.4 Vedelikud. Molekulmass on arv, mis näitab mitu korda on aine molekulmass 2p orbitaalist tekib 3 orbitaali, mille vaheline nurk on 120. Mok-d paikn-d vd-s nii tihedalt, et neid ei ole võimalik kokku suurem 1/12 12/6C aatommassist ja on võrdne teda moodustavate 3.3 Iooniline side. Elektronide kollektiviseerumise piirijuhtum suruda ja vd-l on kindel ruumala. Et aga mok-l on säil soojus-
Liiga suur raku ruumala ei võimalda piisavalt suurt pindala. 45. Oletame, et rakk on kuubi kujuline, mille serva pikkus on 10 m. ATP kontsentratsioon rakus on 5 mM. Mitu ATP molekuli on rakus? 46. Oletame, et bakterirakk on vaadeldav kuubina, mille serva pikkus on 1 m. Bakterirakus on 50 DNA polümeraasi molekuli. Milline on DNA polümeraasi kontsentratsioon bakterirakus? 47. Millega on põhjendatav vee kõrge sulamis- ja keemistemperatuur? V: Hapnikuaatomi kuuest välise elektronkihi orbitaalidel paiknevast elektronist kaks on kaasatud kovalentsete sidemete moodustamisse kahe vesinikuaatomiga. Ülejäänud neli elektroni esinevad kahe vaba elektronpaarina ja need elektronpaarid on suurepärased vesiniksideme aktseptorid. Samas käituvad veemolekuli koostises olevad OH rühmad kui vesiniksideme doonorid. Seega on iga veemolekul ühtlasi nii vesiniksideme aktseptoriks kui ka doonoriks ja vesi koosnebki omavahel vesiniksidemetega ühendatud veemolekulide võrgustikust
Elemendid koosnevad väga väikestest osakestest - aatomitest. Sama elemendi kõik aatomid on identsed. Ühe elemendi aatomid erinevad teiste elementide aatomitest. Ühendid koosnevad mitme elemendi aatomitest. Keemilises reaktsioonis aatomid paigutuvad ümber, eralduvad üksteisest või ühinevad, aatomeid ei teki juurde ega kao kuskile 1. Orbitaalid Elektronid paiknevad aatomituuma ümber kindlaksmääratud kujuga ruumipiirkondades orbitaalidel. Orbitaal - sellise ruumiosa piirpinda, kus elektron 99%-se tõenäosusega viibib, igal orbitaalil on oma kindel energiatase. Eristatakse s, p, d ja f orbitaale. Elektroni üleminekul kõrgema energiaga orbitaalile (ergastamine) neeldub kvantenergiat, üleminekul madalama energiaga orbitaalile kiirgub kvantenergiat Kui aatomeid on palju, siis toimub neid üleminekuid palju ja tekib erinevatest diskreetsetest
elektronpaari. Aatomi elektronkihtide mahtuvust iseloomustab : a)W. Pauli printsiip aatomis ei saa olla kahte täpselt ühesuguses energiaolekus elektroni. b)Energia miinimum peab elektronide aatomis olema minimaalne potentsiaalne energia. Mida kaugemal elektron on tuumast, seda nõrgemini on ta seotud tuumaga. c) F. Mundi reegel ühesugust tüüpi orbitalid täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidena, st. elektronid aseuvad antud alatasemel igaüks eraldi orbitaalidel, paaristumata elektronidena. Aatomite elektronkatete ehituse sümboolseks tähistamisek kasutatakse elektronvalemeid. ELEKTRON VALEMEID, kus elektronide asetust tasemele ja alatasemele väljendatakse peakvantarvude ja alatasemete sümbolite abil. Alataseme sümboli kohal paremal olev arv näitab elektronide arvu sellel alatasemel. Energiatasemed ja alatasemed täituvad järjestuses 1s2- 2s2-2s6-3s2-4s2-3d10 jne. 2.3 Keemiliste elementide perioodilisussüsteem 1869 a
..) kohta magnetkvantarv m -l kuni +l iga l koh- Orbitaali suund ruumis ta spinn s -½ või +½ Elektroni pöörlemissuund Mida suuremaks lähevad n ja l, seda kõrgema energiaga orbitaaliga on tegu. Kui süsteemi ei pumbata pidevalt lisaenergiat, siis elektronid eelistavad olla võimalikult madala energiaga orbitaalidel. Esime- sel elektronkihil on vaid üks orbitaal, sest kui n=1 siis l=0 ja m=0. Kui l=0 ja orientatsioon ruumis ehk m puudub, siis on orbitaal sfääri kujuline (Tabel 2) ja sellist orbitaali kutsutakse s- orbitaaliks.Teisel elektronkihil lisandub l=1 ja m= -1,0,1 võimalused. Need on kolm p-orbitaali, mis kõik koosnevad hantlit või number kaheksat meenutavast ruumipiirkonnast. 41 Erinevad p-orbitaalid on üksteisega risti (joonis 1)
Vastus: Rakus on 30,1x10^8 ATP molekuli (^ astmes) 46. Oletame, et bakterirakk on vaadeldav kuubina, mille külje pikkus on 1 m. Bakterirakus on 50 DNA polümeraasi molekuli. Milline on DNA polümeraasi kontsentratsioon bakterirakus? V=(10^(6)m)^3=10^(18) m^(3) n=50 c=n/V=5*10^19 molaarne 47. Millega on põhjendatav vee kõrge sulamis ja keemistemperatuur? Veemolekuli elektronstruktuur on skemaatiliselt toodud joonisel 3.1 a. Hapnikuaatomi kuuest välise elektronkihi orbitaalidel paiknevast elektronist kaks on kaasatud kovalentsete sidemete moodustamisse kahe vesinikuaatomiga. Ülejäänud neli elektroni esinevad kahe vaba elektronpaarina ja need elektronpaarid on suurepärased vesiniksideme aktseptorid. Samas käituvad veemolekuli koostises olevad OH grupid kui vesiniksideme doonorid. Seega on iga veemolekul ühtlasi nii vesiniksideme aktseptoriks kui ka doonoriks ja vesi koosnebki omavahel vesiniksidemetega ühendatud veemolekulide
tõsised rakuvigastused. Lõpptulemus: kas raku adapteerumine stressiga või suured vigastused ja raku surm. Selline tasakaalu nihe võib olla põhjustatud kas: 1. oksüdandi rakku sisenemise või seal tekkimise intensiivistumisest, 2. sellele vastu toimiva raku antioksüdantse võime vähenemisest või 3. mõlemast efektist. · Oksüdatiivset stressi põhjustavad aktiivsed vabad radikaalid, millel on elektron- orbitaalidel üks või mitut paardumata elektroni. Radikaalil püüab poolvabale orbitaalile mõnelt teiselt osakeselt elektroni võtta, tulemuseks uus radikaal. Radikaalreaktsioonid on ahelreaktsioonid ning põhjustavad ahelasse astuva osakese elektronikaotust e. oksüdeerumist. · Enamik oksüdantidest on rakus hapnikukesksed reaktsioonivõimelised osakesed (reactive oxygen species = ROS), nad võivad baseeruda ka C, N, S või P aatomitel.
perioodis. (Seda põhjustab lantanoidne kontraktsioon aatomiraadiuste vähenemine lantanoidide seas ehk f-elektronid on väga nõrga varjestava toimega, nt Ba aatomiraadius on 224 pm, luteetsiumil (viimane lantanoid) 172 pm.) d-elementide omadused tulenevad osalt nende d-orbitaalide kujust ja omadustest. Erinevad d-orbitaalid paiknevad ruumiliselt suhteliselt eraldatult ja seetõttu on neil paiknevate elektronide omavaheline tõukumine nõrk. Elektrontihedus d-orbitaalidel paikneb enamasti aatomituumast kaugel nad on suhteliselt nõrga varjestava toimega. Lantanoidse kontraktsiooni tulemusena on 6. perioodi d-elemendid sama raadiusega kui 5. perioodi omad, samas on nad ~2 korda raskemad ja seega ka tihedamad. Lantanoidse kontraktsiooni tõttu on kulla ja plaatina valentselektronid tõmmatud tuumale lähemale, tugevamini seotud ning seetõttu on kuld ja plaatina suhteliselt vähereaktiivsed. 62
(^ astmes) 46. Oletame, et bakterirakk on vaadeldav kuubina, mille külje pikkus on 1 m. Bakterirakus on 50 DNA polümeraasi molekuli. Milline on DNA polümeraasi kontsentratsioon bakterirakus? (erinevad suurused ja hulgad) V=(10^( 6)m)^3=10^(18) m^(3) n=50 c=n/V=5*10^19 molaarne 47. Millega on põhjendatav vee kõrge sulamisja keemistemperatuur? Veemolekuli elektronstruktuur on skemaatiliselt toodud joonisel 3.1 a. Hapnikuaatomi kuuest välise elektronkihi orbitaalidel paiknevast elektronist kaks on kaasatud kovalentsete sidemete moodustamisse kahe vesinikuaatomiga. Ülejäänud neli elektroni esinevad kahe vaba elektronpaarina ja need elektronpaarid on suurepärased vesiniksideme aktseptorid. Samas käituvad veemolekuli koostises olevad OH grupid kui vesiniksideme doonorid. Seega on iga veemolekul ühtlasi nii vesiniksideme aktseptoriks kui ka doonoriks ja
annaabi.ee 
