vesilahustes hüdrateeritud ühekordse positiivse elektrilaenguga iooni (hüdrooniumiooni H30) [9] . Vesiniku vaba ioon on aga prooton, mis on väga erinev leelismetallide vabadest ioonidest. Kondenseeritud faasides ei esine H+-ioonid üldse kunagi isoleerituna, vaid assotsiatsieerununa teiste molekulide või aatomitega[10]. Ka on vesinikuaatomi ionisatsioonienergia poole suurem kui leelismetallidel[11] ning palju suurem elektronegatiivsus[12]. Lähtudes sellest, et elektronkatte väliskihi täitmiseks (väärisgaasikonfiguratsiooniga iooni saamiseks[13]) on vesinikuaatomil puudu üks elektron nagu halogeenide aatomitelgi[14], võib vesiniku paigutada VII rühma. Nagu halogeenide aatomitelgi, on vesinikuaatomil suur ionisatsioonienergia.[15] Halogeenidest erineb vesinik aga väiksema elektronafiinsuse ja elektronegatiivsuse poolest[16]. Vesiniku mittemetallilisus ei ole nii väljendunud nagu halogeenidel[17]
4. Argoon 4 5. Krüptoon 5 6. Ksenoon 5 7. Radoon 6 8. Väärisgaaside üldiseloomustus 6 9. Kasutatud kirjandus 7 2 Sissejuhatus Väärisgaasid on keemilised elemendid, mis kuuluvad perioodilisussüsteemi VIIIA rühma. Nende elektronkatte väliskihis on 8 (heeliumil 2) elektroni. Väärisgaasid on väga madala keemistemperatuuriga värvitud gaasid, mis esinevad üheaatomilise lihtainena ning peaaegu kunagi ei astu keemilistesse reaktsioonidesse. Väärisgaasid on Heelium (He), Neoon (Ne), Argoon (Ar), Krüptoon (Kr), Ksenoon (Xe) ja Radoon (Rn). Heelium kuulub s elementide hulka (elektronvalem 1s 2). Teised väärisgaasid on p elemendid ning nende aatomite välis-elektronkihti iseloomustab valem xs2xp6
Negatiivse elektrilaenguga. Massiarv - Massiarv on nukleonide (prootonite ja neutronite) koguarv aatomi tuumas. Isotoop - Mingi keemilise elemendi isotoobid on selle aatomite tüübid, mis erinevad massiarvu (A) poolest. Järjenumber ehk aatomnumber ehk laenguarv (Z) langeb neil kokku. Elektronkate - Elektronkate on aatomi tuuma ümbritsev elektronide pilv. Elektronkate jaguneb elektronkihtideks ja need omakorda alamelektronkihtideks ja orbitaalideks. Elektronkiht - Elektronkiht on aatomi elektronkatte osa. Orbitaal - Orbitaal on lainefunktsioon, mis kirjeldab elektroni lainelaadest käitumist aatomis (aatomorbitaal) või mitmest aatomist koosnevas molekulis (molekuliorbitaal). Elektronpilv - Elektronkate Vakantne orbitaal tühi orbitaal. Molekul - Molekul on aine väikseim osake, milleks on vastavat ainet võimalik mehhaaniliselt jaotada, ja mis säilitab selle aine keemilised omadused. Lihtaine - Lihtaine on keemiline aine, milles esinevad ainult ühe elemendi aatomid.
nimetatakse indutseeritud väljaks E', mis on vastupidine välise väljaga E 0. Keskkonna dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus E homogeenses dielektrikus väiksem väljatugevusest E 0 vaakumis = Evak/Edil >1 3)Juhid ja kondensaatorid Juhid, juht välises elektriväljas, elektriväli juhi sees (+joonis) Juhtideks nimetatakse kehi, milles laengud võivad elektrivälja mõjul vabalt liikuda Elektronkatte väliskihi elektronid on nõrgalt seotud aatomituumaga, nendel on palju energiat, mille arvel nad moodustuvadki juhi sees nn. elektrongaasi Enamik metalle/ Hape ja soola vesilahused / Hõõggaasid ja teised ained / Inimese keha Juhi sees on elektrivälja tugevus null (elektronide külluse tõttu) Elektrostaatiline ekraneerimine (+selgius ja rakenduste näited) Elektrivälja puudumisel igas elementaarruumalas olev negatiivne vaba
Nagu leelismetallid, nii ka vesinik annabvesilahustes hüdrateeritud ühekordse positiivse elektrilaenguga iooni (hüdrooniumiooni H30). Vesiniku vaba ioon on aga prooton, mis on väga erinev leelismetallide vabadest ioonidest. Kondenseeritud faasides ei esine H+-ioonid üldse kunagi isoleerituna, vaid assotsiatsieerununa teiste molekulide või aatomitega. Ka on vesinikuaatomiionisatsioonienergia poole suurem kui leelismetallidel ning palju suurem elektronegatiivsus. Lähtudes sellest, et elektronkatte väliskihi täitmiseks on vesinikuaatomil puudu üks elektron nagu halogeenide aatomitelgi, võib vesiniku paigutada VII rühma. Nagu halogeenide aatomitelgi, on vesinikuaatomil suur ionisatsioonienergia. Halogeenidest erineb vesinik aga väiksema elektronafiinsuse jaelektronegatiivsuse poolest. Vesiniku mittemetallilisus ei ole nii väljendunud nagu halogeenidel. Nõnda moodustavad ühendeid H-ioonidega ainult väga
neutron neutraalne aatomituum positiivne prooton positiivne elektron negatiivne Tuumaosakesed on prootonid ja neutronid. Aatomituumale annavad laengud prootonid. Elektronkatte moodustavad elektronid. Tuumalaeng = aatomnumber = elektronide arv = prootonite arv. Katioon on positiivne ja anioon on negatiivne. 3. molekulmassi arvutamine C2H6 Mr(C2H6)=2 C+6 1=2 12+6 1=30 Mr (Ba(NO3)2)=Ba+2 (N+O 3)=137+28+96=261 4. liitaine protsendiline koostis CaO Mr(Ca+O)=40+16=56 hapnikusisaldus: 5
Isotoobid on elemendi teisendid, mille tuumas on erinev arv neutrone. Osake Laeng (elementaarlaengutes) Mass (aatommassiühikutes) Prooton (p) +1 1 Neutron (n) 0 1 Elektron (e ) -1 0,0005 (~0) Seega on aatomi mass koondunud suhteliselt väiksesse tuuma. Elektronkatte raadius ületab tuuma raadiust ~100 000 korda. Tuuma ehitus, Tuum on kerataoline suure tihedusega keha aatomi keskmes. Nukleone (prootoneid ja neutroneid) seovad tervikuks tuumajõud. Need jõud on tingitud tugevast vastastikmõjust, mis on suuteline ületama prootonite elektrostaatilist tõukumist. Tuuma seoseenergiaks Es nimetatakse energiat, mis tuleb tuumale anda selleks, et tuuma lõhkuda üksikuteks nukleonideks. Seoseenergiat mõõdetakse megaelektronvoltides (MeV)
omadused ja optilised omadused. Elektronkate · Aatomi elektronkate koosneb elektronidest, millel on negatiivne elektrilaeng. · Elektronid ei tiirle umber aatomi selle sona klassikalises moistes, vaid moodustavad elektronpilve. · Elektronpilve labimoot on mitu suurusjarku suurem aatomituuma labimoodust, seega maarab elektronpilve labimoot ara aatomi mootmed. Aatomi labimoodu suurusjark on 10-10 m. Uhte sentimeetrisse mahuks ritta asetatuna umbes 100 miljonit aatomit. · Elektronkatte peakvantarv (n) maarab ara elektronkihi, millel elektron asub. Tapse orbitaali maaramiseks tuleb arvestada veel asimuudi kvantarvu (l), magnetilise kvantarvu (ml) ja elektroni spinniga. 2. Mis on keemiliste elementide perioodilussüsteem? Too välja ka peamised seaduspärasused selles (kuidas muutuvad elektronegatiivsus, aatomite raadiused, tuumalaeng, ionisatsioonienergia, elektronkonfiguratsioon). Keemiliste elementide perioodilisussüsteem on susteem, mille moodustavad kindla
Keemilised elemendid 02.12.2007 SISUKORD Lehekülg Sisu 1-6 Metallid 7-8 Mittemetallid 9-10 Väärisgaasid Raud (Fe) Raua asetus perioodilisussüsteemis ja aatomi ehitus Raud asub perioodilisusüteemis VIII rühma kõrvalalarühmas. Raua aatomi järjenumbrist (26) ja täisarvuni ümardatud aatomimassist (56) järeldub, et raua aatomi tuumas on 26 prootonit, ja 56-26=30 neutronit. Raud on neljanda perioodi element, järelikult asuvad tema elektronkatte 26 elektroni neljandal elektronkihil : Fe : +26/2)8)14)2) Keemiliste reaktsioonide käigus võib raud loovutada elektrone ka eelviimaselt elektronkihilt. **Ühendeis on raua oksüdatsiooniaste II või III, viimane neist on keemiliselt stabiilsem. Raud looduses Raud on looduses laialt levinud element , olles sisalduselt maakoores neljandal kohal. Raud on ka kosmoses levinud element. Meie Päikesesüsteemi planeetidest on rauarikkamad Merkuur ja Marss.
mõõtmetega võrreldes väga väike. Alates 1961. a kasutatakse aatommassiühikuna süsinikuühikut, mis on 1/12 süsiniku isotoobi 12C aatomi massist. 11. Bohri vesiniku aatomi mudel ja aatomite kiirgusspektrite kujunemine. Aatomi keskel on tuum, selle ümber tiirleb ringikujulisel orbiidil elektron. 12. Aatomite elektronkate. Aatomi tuuma ümbritsevasse ruumiossa kuuluvad elektronid moodustavad elektronkatte. 13. Valentselektronid ja nende osa keemilise sideme moodustamisel. Neid elektrone, mis osalevad keemilise sideme moodustamisel, nimetatakse valentselektronideks. Keemiline side moodustub aatomite vahel sel teel, et reageerivad aatomid loovutavad või liidavad elektrone 14. Elementide perioodiline süsteem. Selle ülesehituse põhimõtteid. 15. Metallid ja mittemetallid nende paigutus elementide perioodilises süsteemis.
1. teema aatomifüüsika, aatomimudelid Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht); S - stsintsilloskoop (mikroskoop, mille ette on pandud tsinksulfiidiga kaetud ekraan). Mõõ...
Elektrilaeng- on mikroosakeste fundamentaalne omadus, mis iseloomustab osakeste võimet avaldada erilist (elektrilist) mõju ja ka ise alluda sellele mõjule. Füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektromagnetilist vastasmõju. Põhjustab teda ümbritsevas ruumis elektrivälja tekke, mida on võimalik avastada teise elektrilaenguga. 1.Neid on kahte tüüpi: positiivne (prooton) ja negatiivne (elektron). 2.Eksisteerib vähim positiivne ja negatiivne laeng, mis on absoluutväärtuselt täpselt võrdsed. Elementaarlaeng- q=1.6*10-19C. 3. Erimärgiliste laengute vahel mõjub tõmbejõud, samamärgiliste vahel aga tõukejõud.4. Elektrilaeng ei eksisteeri ilma langukandjata.5.Elektrilaeng ei sõltu taustsüsteemist. Elektrilaengu jäävuse seadus- Elektriliselt isoleeritud süsteemis (kuhu ei tule elektrilaenguid juurde ja kust neid ei lahku) on elektrilaengute algebraline summa jääv. q1+q2+...=const. Mingi pos elektrilaengu +q tekkimisega kaasneb alati temaga absol...
Perioodilisussüsteemi perioodides vasakult paremale nõrgenevad elementide metallilised omadused ja tugevnevad mittemetallilised omadused, rühmades ülevalt alla tugevnevad metallilised omadused ja nõrgenevad mittemetallilised omadused. 3. ELEKTRONSKEEM Elektronskeem väljendab elektronide jaotumist elektronkihtidele. Ümber tuuma tiirlevad elektronid moodustavad elektronkatte. 1. Aatomnumber ehk järjenumber annab: -tuumalaengu +z -prootonite arvu p -elektronide arvu 2. Perioodi number annab elektronkihtide arvu. Elektronide jaotumine kihtidesse toimub valemi 2n2 järgi. 2n2 2*12= 2; 2*22= 8; 2*32= 18 väliskihil ehk viimase kihi elektronide arvu annab rühma number. A rühmas võrdub rühma numbriga. B rühmas üldiselt 2 elektroni (v.a. Cu, Ag, Au, mille väliskihtidel on 1 el) 5. Eelviimasel kihil arvuta elektronide arv
Aatom koosneb tuumast ja seda ümbritsevatest elektronidest. Aatomituuma moodustavad positiivse laenguga prootonid ja elektri- laenguta neutronid. Prootonid annavad tuumale positiivse laengu,nende arv võrdub elemendi järjekorra numbriga keemiliste elementide perioodi- lisussüsteemis. Neutronite arv on massiarvu ja järjekorranumbri vahe. Neutraalses aatomis on prootonite arv ühtlasi võrdne ümber tuuma liikuvate elektronide arvuga, millised moodustavad elektronkatte. Elektronkate jaguneb elektronkihtideks. Elektronkihis võib olla kõige rohkem 2n 2 elektroni, kus n on kihi number. Seega kujutab aatom endast väga väikest planeetide süsteemi (1 cm pikkusele joonele mahub ritta umbes 10 8 elektroni). Peamine osa massist on koondunud aatomi keskel asuvasse tuuma, kuna kergemad osad (umbes 2000 korda) elektronid liiguvad kiirusega ca 200 kilomeetrit sekundis ümber tuuma. 1.3 MÕISTED AATOMITE IONISEERIMISEST
mahub kuni 2 elektroni, teisele kihile kuni 8 elektroni, kolmandale kihile kuni 18 elektroni ja neljandale kihile kuni 32 elektroni. Väliskihil pole kunagi üle 8 elektroni ja eelviimasel kihil üle 18 elektroni. Isotoobid on elemendi teisendid, mille tuumas on erinev arv neutrone. Osake Laeng (elementaarlaengutes) Mass (aatommassiühikutes) Prooton (p) +1 1 Neutron (n) 0 1 Elektron (e ) -1 0,0005 (~0) Seega on aatomi mass koondunud suhteliselt väiksesse tuuma. Elektronkatte raadius ületab tuuma raadiust ~100 000 korda. 1.2 Aatomi ehituse seosed perioodilisussüsteemiga: Aatomnumber (järjenumber) = tuumalaeng = p arv = e koguarv elektronkattes Perioodi number = elektronkihtide arv A-rühma number = e arv väliskihil = maksimaalne o.-a. B-rühmade elementidel on väliskihil tavaliselt 2 e Ümmardatud aatommass = massiarv = p arv + n arv (seega n arv = ümmardatud aatommass aatomnumber)
Metallide aatomite vahel tekib metalliline side. 10. Kovalentse sideme omadused Kovalentne side on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahele moodustuv keemiline side. Kovalentsed isdemed moodustuvad eriti mittemetallide aatomite vahel. See esineb molekulides, liitioonides ja kristallides. Kovalentse sidemega seonduvad ühe ja sama mittemetalli aatomid või väikese elektronegatiivsuste vahega elementide aatomid. Kovalentse sideme juures etendab kandvat osa elektronkatte väliskihi elektronide (valentselektronide) vastastikune toime. Aatomid moodustavad vähemalt ühe ühise elektronpaari. Ühe siduva elektronpaari (üksikside; kõige levinum juhtum) asemel võib olla ka mitu (mitmikside): kaks (kaksikside), kolm (kolmikside) või väga harva ka neli (nelikside) või kuus (kuuikside). Kui kovalentne side on tekkinud sama elemendi aatomite vahel, või aatomite vahel, mille elektronegatiivsus on võrdne (Δx = 0), seovad mõlemad aatomid ühiseid elektronpaare
o Kui Δx > 1,7 siis on iooniline side (nt NaCl) Kovalentsed sidemed tekivad üldjuhul mittemetallide aatomite vahel. Mittemetalli ja metalli aatomi vahel tekib tavaliselt iooniline side. Metallide aatomite vahel tekib metalliline side. 10. Kovalentse sideme omadused Kovalentne side ehk atomaarne side on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahele moodustuv keemiline side Kovalentse sideme puhul on kandev roll elektronkatte väliskihi elektronide vastastikkusel toimel. Aatomid moodustavad vähemalt ühe ühise elektronpaari. Ühe siduva elektronpaari (üksikside) asemel võib olla kaks (kaksikside), kolm (kolmikside) või väga harva ka neli (nelikside) või kuus (kuuikside). Kui kovalentne side on tekkinud sama elemendi aatomite vahel, või aatomite vahel, mille elektronegatiivsus on võrdne, seovad mõlemad aatomid ühiseid elektronpaare
ionisatsiooni, lõhkude eluliselt olulisi keemilisi sidemeid ja viia käivitada sündmuste ahela, mille lõpptulemusena tekib bioloogiline kahjustus. Radiodiagnostikas kasutatavad footonienergiate neeldumisel esinevad koos nii Comptoni kui ka fotoelektriline neeldumine, mida suuremad on energiad, seda rohkem esineb Comptoni protsessi, väiksemate energiate puhul hakkab domineerima fotoelektriline protsess. Fotoelektrilise protsessi puhul reageerib footon aatomi elektronkatte sisekihi elektroniga (näiteks K, L, või M). Kogu footoni energia kandub üle, osa sellest kulub, et ületada elektroni seoseenergiat, ülejäänu antakse kineetilise energia elektronile: KE = hν – ES, kus hν on algfootoni energia, ja ES on elektroni seoseenergia. Elektronkihile jäänud vakants tuleb täita uue elektroniga, milleks saab kas sama aatomi kaugema kihi elektron või mõni vaba elektron väljastpoolst aatomit. Elektroni
Keemilise sideme polaarsus. Keemilise sideme liigi üle otsustatakse elektronegatiivsuste erinevuse x abil: · kui x = 0, siis mittepolaarne side (nt H2) · kui x = 0...1,9, siis polaarne side (nt HCl) · kui x > 1,9, siis iooniline side (nt NaCl). Kovalentne side (ka kovalentside, aatomside, atomaarne side, homöopolaarne side) on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahele moodustuv keemiline side. Kovalentse sideme juures on kandev roll elektronkatte väliskihi elektronide (valentselektronide) vastastikune toime. Aatomid moodustavad vähemalt ühe ühise elektronpaari. Ühe siduva elektronpaari (üksikside) asemel võib olla kaks (kaksikside), kolm (kolmikside) või väga harva ka neli (nelikside) või kuus (kuuikside). Vesinikside on täiendav keemiline side, mille moodustab ühe molekuli negatiivse osalaenguga elektronegatiivse elemendi (F, O, N) aatom teise molekuli positiivse osalaenguga vesinikuaatomiga
keemia elemendid" Aatom koosneb tuumast ja seda ümbritsevatest elektronidest. Aatomituuma moodustavad positiivse laenguga prootonid ja elektrilaenguta neutronid. Prootonid annavad tuumale positiivse laengu, nende arv võrdub elemendi järjekorra numbriga keemiliste elementide perioodilisussüsteemis. Neutronite arv on massiarvu ja järjekorranumbri vahe. Neutraalses aatomis on prootonite arv ühtlasi võrdne ümber tuuma liikuvate elektronide arvuga, millised moodustavad elektronkatte. Elektronkate jaguneb elektronkihtideks. Elektronkihis võib olla kõige rohkem 2n 2 elektroni, kus n on kihi number. Seega kujutab aatom endast väga väikest planeetide süsteemi (1 sm pikkusele joonele mahub ritta umbes 108 elektroni). Peamine osa massist on koondunud aatomi keskel asuvasse tuuma, kuna kergemad osad (umbes 2000 korda) elektronid liiguvad kiirusega ca 200 kilomeetrit sekundis ümber tuuma. Mõtisklus Milline on aatomi ehitus?
B) kui x = 0...1,7, siis polaarne kovalentne side (nt HCl) C) kui x > 1,7, siis iooniline side (nt NaCl). Kovalentsed sidemed moodustuvad eriti mittemetallide aatomite vahel. Mittemetalli ja metalli aatomi vahel tekib tavaliselt iooniline side, metallide aatomite vahel metalliline side. 10. Kovalentse sideme omadused. Kovalentne side ehk atomaarne side on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahele moodustuv keemiline side. Kovalentse sideme juures on kandev roll elektronkatte väliskihi elektronide (valentselektronide) vastastikune toime. Aatomid moodustavad vähemalt ühe ühise elektronpaari. Ühe siduva elektronpaari (üksikside) asemel võib olla kaks (kaksikside), kolm (kolmikside) või väga harva ka neli (nelikside) või kuus (kuuikside) elektronpaari. Kovalentsed sidemed moodustuvad eriti mittemetallide aatomite vahel. Kui kovalentne side on tekkinud sama elemendi aatomite vahel või aatomite vahel, mille
Katalüsaator on aine, mille mõjul reaktsioon kulgeb mööda kõige madalama aktivatsioonibarjääriga teed. Aktivatsioonienergia vähenemine ongi reaktsiooni kiirenemise kõige olulisem kuid mitte ainuke - põhjus. 179 180 Radioaktiivsed elemendid ja nende lagunemine Aatomid on keerukad süsteemid, mis koosnevad paljudest suhteliselt iseisvatest alaosadest. Elektronkatte püsivus-ebapüsivus on klassikalise keemia uurimisobjekt, kuid ka radiokeemia on üks keemia harudest ja tegeleb aatomi tuumade püsivuse- ebapüsivuse uurimisega. 181 Radioaktiivsus Radioaktiivsus on iseeneslik ebastabiilse isotoobi muutumine teiseks elemendiks millega kaasneb elementaarosakeste, teiste aatomite tuumade või footonite kiirgamine.
Vaba energia muut sõltub reageerivate ühendite ja produktide kontsentratsioonist, temperatuurist, pH-st ja rõhust. Vaba energia standardmuut vaba energia muut, kui reageerivate ühendite kontsentratsioon on 1M, pH on 7,0 ja temperatuur 25oC. Vajalik reaktsiooni võimalikkuse ja suuna hindamiseks. Väike arv orgaanilisi ühendeid, mille sideme hüdrolüüsi vaba energia standardmuut on üle -25kJ/mol (suur vaba energia muut ei tulene sidemest, vaid ühendi elektronkatte ja konformatsioonilisest eripärast nagu laengute jaotuvus, resonants jne). Makroergilised ühendid töötavad energia ülekande/doonorvormidena. Makroergiliste ühendite põhiesindaja on ATP. ATP pole kõige makroergilisem fosfaat, kuid ta hüdrolüüsi vaba energia muut on tunduvalt väiksem teiste fosfaatide omast. ATP lõhustumisega ADP-ks kaasuv terminaalse fosforüülgrupi ülekanne biomolekulile tagab suure energiamuudu tõttu biokmolekuli aktiveerumise. Nii
q q d Mõnede ainete molekulid võivad samuti moodustada dipoole. Eraldiasuva aatomi dipoolmoment on välise elektrivälja puudumisel üldjuhul null, sest tema positiivse laengu kese paikneb tuumas; elektrone võib vaadelda „laiali määrituna” orbiitidel, mis paiknevad tuuma suhtes sümmeetriliselt ja seega asub elektronkatte negatiivse laengu kese samuti tuumas. Samas ei tarvitse mõnes mitmeaatomilises molekulis, näiteks vee puhul, positiivse ja negatiivse laengu keskmed ühtida. Sellise molekuli dipoolmoment erineb nullist. H H d O 2
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
