Üldkeemia kordamisküsimuste vastused (2)

1. Mis on aatom ? Millest see koosneb? (Kirjelda naatrium aatomi näitel)
Aatomiks (vanakreeka sonast ἄτομος ( atomos ) 'jagamatu')nimetatakse vaikseimat osakest, mis sailitab talle vastavakeemilise elemendi keemilised omadused. Aatomid voivad aines esineda uksikuna voi molekulideks liitununa.
• Keemia seisukohast on aatom jagamatu, fuusikalistevahenditega aga saab teda lahutada elementaarosakesteks. Aatomi ehitust voivad muuta looduslikud radioaktiivsed protsessid ja aatomite pommitamine elementaarosakestega.
• Aatom koosneb positiivse elektrilaenguga aatomituumast, mida umbritseb negatiivselt laetud elektronkate ehk elektronkest. Viimane jaguneb elektronkihtideks, mis omakorda koosnevad negatiivse elementaarlaenguga elektronidest. Aatomi tuum annab 99,9% kogu aatomi massist; aatomi elektronkate maarab ara aatomi labimoodu. Vahima aatomi mass on suurusjargus 10−27 kg ja labimoot suurusjargus 10−10 m (ehk uks ongstrom).

• Prootonite arv = järjekorranumber, see on 11
  
• Elektronide arv = järjekorranumber, see on 11
  
• Aatommass = reeglina lahtris keemilise elemendi sümboli all olev arv, see on 22,99
  
• Neutronite arv = aatommass – prootonite arv, seega 22,99 – 11, see on 11,99
  
• Tuumalaeng = prootonite arvuga, see on +11
  
• Väliselektronide arv = A-rühma number, see on 1
  
• Elektronkihtide arv = perioodi number, see on 3
  

Aatomituum
• Aatomituum koosneb lahestikku asetsevatest nukleonidest – positiivse elektrilaenguga prootonitest ja elektrilaenguta (neutraalsetest) neutronitest . Prootoni ja neutroni mass on ligikaudu vordsed. Prootoneid ja neutroneid hoiab tuumas koos tuumajoud, mis on positiivselt laetud prootonite omavahelisest elektrostaatilisest toukejoust umbes 100 korda suurem. Et tuumajoudude mojuulatus on vaga vaike (efektiivselt mojub see vaid korvuti asetsevate nukleonide vahel), siis ulisuurtes aatomituumades ei suuda tuumajoud tuuma enam koos hoida ning tuum voib laguneda (N:tuumaelektrijaamades).
• Prootonite arv tuumas (laenguarv ehk aatomnumber Z) maarab, millise keemilise elemendi aatomiga on tegemist. Et prootonite arv tuumas vordub ka elektronide arvuga elektronkattes (ioniseerimata aatomi korral), on erineva prootonite arvuga aatomitel erinevad keemilised 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 seaduspara jargi muutuvate omaduste alusel reastatud keemilised elemendid, mis on jagatud ruhmadesse ja perioodidesse.
• Tanapaeval kasutatava perioodilisussusteemi loojaks peetakse vene keemikut Dmitri Mendelejevit
• Elemendid jarjestatakse vastavalt aatomnumbrile, mis valjendab aatomituuma elektrilaengut ehk prootonite arvu tuumas.
seadusparasusi
• Perioodis paremale liikudes suureneb valiskihil olevate elektronide arv, ruhmas ulalt alla liikudes suureneb elektronkihtide arv.
• Paremale liikudes aatomi raadius vaheneb, sest tuumalaeng kasvab ning elektronid paiknevad seetottu tuumale lahemal.
• Ulalt alla liikudes aatomi raadius kasvab, sest suureneb elektronkihtide arv.
• Vasakult paremale liikudes suurenevad mittemetallilised omadused, ulalt alla liikudes suurenevad metallilised omadused.
• Ulalt alla suureneb metallide puhul keemiline aktiivsus, sest reaktsioonis loovutatavad valiskihi elektronid on tuumast kaugemal ja sellega norgemini seotud. Mittemetallide aktiivsus ulalt alla vaheneb, sest aatomi raadiuse kasvades vaheneb voime liita elektrone.
Elementide elektornegatiivsus
• Elektronegatiivsus on dimensioonita suurus, mis iseloomustab aatomi suhtelist voimet siduda endaga molekulis voi keemilises uhendis elektrone.
• Korge elektronegatiivsusega elementide aatomid seovad tekkinud molekulides elektrone tugevalt.
• Kokkuleppeliselt voetakse uhikuks liitiumi aatomi elektronegatiivsus XLi = 1. Teiste elementide elektronegatiivsused leitakse vordluse teel.
• Tinglikult saab elektronegatiivsuse pohjal eristada metalle ja mittemetalle. Elemendid elektronegatiivsusega alla 1,7 on metallilised, elektronegatiivsusega ule 1,7 mittemetallilised.
Elektronegatiivsuste vahe alusel saab ka kindlaks tehavaldava sideme liitaine molekulides ning uhendeis .Elemendid, mille elektronegatiivsuste vahe on alla 1,7, moodustavad kovalentse sideme, teised ioonilise sideme.
• Uhendites taiendavad suurema elektronegatiivsusega elemendid oma valist elektronkihti kuni oktetini (8 elektronini) nende valentselektronide arvel, mida loovutavad vaiksema elektronegatiivsusega elementide aatomid.
• Erandiks on vesinik , mis taiendab elektronide arvu kuni kaheni.
Ionisatsioonienergia
• Ionisatsioonienergia ehk ionisatsioonipotentsiaal on energia, mis kulub elektroni eemaldamiseks uksikult aatomilt (voi molekulilt). Teisiti oeldes on tegemist elektroni seoseenergiaga aatomis (voi molekulis). Mida vaiksem on ionisatsioonienergia, seda meelsamini loovutab aatom (voi molekul ) elektroni ja ioniseerub.
• N-taseme ionisatsioonienergiaon energia, mis kulub aatomilt voi molekulilt n-inda elektroni eemaldamiseks, kui n - 1 elektroni enne seda on juba ara voetud. Reeglina on iga jargmise taseme ionisatsioonienergia eelmisest suurem, kuna elektron on aatomituumale lahemal.
Elektronkonfiguratsioon
• Samasse ruhma kuuluvate elementide aatomis on valiskiht uhesuguse elektronkonfiguratsiooniga (elektronanaloogia).
• Luhikestes perioodides suureneb valentselektronide arv uhest kaheksani; paremale liikudes metallilised omadused vahenevad.
• Samasse perioodi kuuluvatel elementidel on aatomis vordne arv elektronkihte.
• Vasakult paremale tuumalaeng kasvab ja elektronid paiknevad tuumale lahemal, seega aatomi raadius vaheneb, samas suunas vahenevad metallilised omadused.
• Et metalli aatomid loovutavad iooni moodustumisel elektrone, vaheneb raadius, seega iooni raadius perioodis paremale liikudes suureneb
3. Mis on oksüdatsiooniaste? Määra oksüdatsiooni aste etteantud ühendites (CuO, CuOH , Cu2O )
http://www.kke.ee/index_bin.php?action=REF&fname=613_keemia_051-101.pdf
• Oksüdatsiooniaste on keemias arv, mis naitab aatomi oksudeerituse astet keemilises uhendis
• Formaalne oksudatsiooniaste on hupoteetiline elektrilaeng, mis aatomil oleks keemilises uhendis, kui koik selle aatomi keemilised sidemed teiste keemiliste elementide aatomitega oleksid ioonilised .
• Oksudatsiooniastme suurenemine keemilise reaktsiooni kaigus on oksudeerumine, oksudatsiooniastme vahenemine aga redutseerumine. St. Selliste reaktsioonide puhul toimub formaalne elektronide ulekanne: elektronide summaarne formaalne juurdesaamine on redutseerumine ja elektronide summaarne formaalne loovutamine on oksudeerumine.
• Lihtaines on iga aatomi oksudatsiooniaste 0. Liitainetes on koigi aatomite oksudatsiooniastmete summa 0.
• A-ruhmade metallide oksudatsiooniaste uhendites on tavaliselt ruhma number, B-ruhmade metallide oksudatsiooniastmed on varieeruvad, enamasti 2. Mittemetallidel on muutuv oksudatsiooniaste: maksimaalne oksudatsiooniaste on ruhma number ja minimaalne oksudatsiooniaste on ruhma number miinus 8.
• IUPAC-i "Keemiaterminoloogia kasiraamat"[1] annab oksudatsiooniastmele jargmise definitsiooni: "Oksudatsiooniaste on aatomi oksudeerituse astme moot aines. Seda defineeritakse laenguna, mis aatomil voiks olla, kui loendada elektrone kokkulepitud reeglistiku jargi:
1) vaba elemendi (uhinemata neutraalse aatomi) oksudatsiooniaste on 0;
2) lihtsa (monoaatomilise) iooni puhul on oksudatsiooniaste vordne iooni summaarse elektrilise laenguga;
3) enamikus uhendites on vesinikul oksudatsiooniaste 1 ja hapnikul oksudatsiooniaste -2. (Siin on eranditeks, et vesinikul on aktiivsete metallide hudriidides, naiteks LiH, oksudatsiooniaste -1 ning hapnikul naiteks ulihapendites, naiteks H2O2 oksudatsiooniaste -1, samuti uhendites fluoriga);
4) neutraalse molekuli aatomite oksudatsioonisastmete algebraline summa peab olema 0 ning ioonide puhul peab nende koosseisus olevate aatomite laengute algebraline summa olema vordne iooni laenguga. Naiteks on vaavli oksudatsiooniastmed ainetes H2S, S8 (vaavel lihtainena), SO2, SO3 ja H2SO4 vastavalt -2, 0, +4, +6 ja +6. Mida korgem on antud aatomi oksudatsiooniaste, seda suurem on tema oksudeerituse aste; mida madalam on tema oksudatsiooniaste, seda suurem on tema redutseerituse aste.
4. Mis on keemiline side? Nimeta selle eriliigid ja kuidas neid eristatakse (vihjeks õppimisel „elektronegatiivsus“)?
• Keemiline side on viis, kuidas kaks voi enam aatomit voi iooni on aines omavahel seotud.
• Keemilise sideme liigi ule otsustatakse elektronegatiivsuste erinevuse Δx abil:
A) kui Δx = 0, siis mittepolaarne kovalentne