Základní chemické pojmy, stavba atomu

 

Otázka: Základní chemické pojmy

Předmět: Chemie

Přidal(a): berushka

 

Základní chemické pojmy

• ATOM
  • nejmenší částice běžné hmoty
  • částice, kterou nemůžeme chemickými prostředky dále dělit (fyzickými ale ano viz. Jaderná reakce)
  • definuje vlastnosti daného chemického prvku
  • skládá se z jádra a obalu

• MOLEKULA
  • částice hmoty složená z atomů nebo iontů
  • jednotlivé části molekuly (atomy) drží pohromadě síly, které nazýváme chemické vazby
  • homonukleární –  např.: O_2,  H₂
  • heteronukleární –  H₂O, LiH
  • molekula prvku je tvořena atomy jednoho druhu
  • molekula sloučeniny je tvořena atomy různých prvků

• CHEMICKY ČISTÁ LÁTKA
  • chemické individuum
  • soubor stavebních částit (atomy, ionty, molekuly)
  • jen jedna složka se stálými, charakteristickými vlastnostmi
  • vyskytuje se v určitém skupenství (pevné, kapalné, plynné)
  • vyznačuje se určitými fyzikálními či chemickými vlastnostmi
  • může být přírodní nebo uměle vytvořená
  • můžeme ji zapsat do chemických tabulek
  • má chemickou značku nebo lze zapsat vzorcem

• SMĚS
  • skládá se ze dvou a více složek (látek)
  • složení je proměnlivé (složky od sebe lze oddělit fyzikálně nebo chemickými metodami)
  • nemá chemický vzorec ani značku (žula, sůl ve vodě)
  • směsi rozlišujeme na:
    • homogenní (stejnorodé)
    • heterogenní (různorodé)
      • suspenze – pevná látka v kapalině (písek ve vodě)
      • emulze – dvě nemísitelné kapaliny (olej ve vodě)
      • pěna – plyn v kapalině
      • aerosol – pevná látka v plynu (dým), kapalná látka v plynu(mlha)
      • smog – smoke and fog = dým a mlha
    • MOL
      • látkové množství
      • fyzikální veličina vyjadřující  počet entit, kterými jsou zpravidla částice látky (atomy, molekuly, ionty)
      • v soustavě SI látkové množství číselně vyjadřuje poměr počtu entit k počtu částic v 12 g ¹²C = avogadrova konstanta
    • MOLÁRNÍ HMOTNOST
      • udává hmotnost jednotkového látkového množství dané látky (1 molu) M_m =m/n
    • AVOGADROVA KONSTANTA (N_A)
      • vyjadřuje poměr počtu entit k počtu částic v 12 g ¹²C
      • asi 6,0221415 × 10²³
      • n= N/N_A
    • HMOTA
      • filozofická kategorie
      • dělíme ji na látky a pole
    • LÁTKA
      • konkrétní formy hmoty vnímány jako tělesa
      • velké soubory elementárních částic, které se liší druhem a uspořádáním
      • přírodní X syntetické
      • při teplotě 20⁰ C 4 skupenství – plynné, pevné, kapalné, plazma
    • PRVEK
      • Látka skládající se z atomů jednoho druhu (atomů se stejným protonovým číslem)
      • Nuklid, izotop
      • Prvky zobrazeny v PSP
    • SLOUČENINA
      • chemicky čistá látka složená ze stejných molekul vzniklých sloučením dvou nebo více různých atomů
      • atomy jsou navzájem spojené chemickou vazbou
      • samostatné molekuly (např. CO2 )

 

Atom

• základní stavební částice všech látek
• HISTORIE
  • stol.př.n.l. – Démokritos – „Všechny látky se skládají z malých částic – atomů.“
  • Století – John Dalton – formuloval atomovou teorii:
    • Prvky se skládají z malých částic zvaných – atomů. Atomy jednoho prvku jsou stejné (mají stejnou hmotnost a vlastnosti vs. izotopy!), atomy různých prvků se liší svými vlastnostmi.
    • Při chemických reakcích dochází ke spojování, oddělování a přeskupování atomů. Atomy při nich nevznikají, nezanikají, nemizí ani se nemění na atomy jiných prvků (vs. radioaktivita, při které se atomy rozpadají).
    • Spojováním atomů dvou nebo více prvků vznikají nové látky – chemické sloučeniny.
    • V určité sloučenině připadá na jeden atom jednoho prvku vždy stejný počet atomů jiného prvku.
  • STAVBA ATOMU
    • Jádro a obal
    • protony + neutrony tvoří atomové jádro, elektrony obal
    • Jádro je cca 100 000x menší než celý atom
  • ČÁSTICE ATOMU
    • Proton
      • V jádře
      • Značí se p
      • Kladný náboj
      • Hmotnost 1 u (u= atomová hmotnostní jednotka)
    • Elektron
      • v obalu
      • značí se e
      • má záporný náboj
      • hmostnost 0u (u= atomová hmotnostní jednotka)
    • Neutron
      • V jádře
      • Značí se n
      • Nemá náboj
      • Hmotnost 1 u(u= atomová hmotnostní jednotka)
    • PROTONOVÉ ČÍSLO „Z“
      • Vlevo dole u značky prvku (₇N)
      • Udává
        • Počet protonů v jádře
        • Počet elektronů v obalu
        • Umístění prvku v PSP
      • NEUTRONOVÉ ČÍSLO „N“
        • U značky se neuvádí
      • NUKEONOVÉ ČÍSLO „A“
        • Protony + neutrony = nukleony
        • Počet nukleonů v jádře (protony + neutrony)
        • Uvádí se vlevo nahoře u značky prvku (¹⁴N)
      • IZOTOPY
        • Atomy téhož prvku s jiným nukleonovým číslem
        • Většina prvků se v přírodě vyskytuje jako směs různých izotopů
        • Izotopy mají stejné chemické vlastnosti, liší se fyzikálními (např. hmotností)
        • * u izotopu znamená, že je radioaktivní
        • Obvykle nemají vlastní název – výjimkou je VODÍK
          
        • ¹₁H …… ²₁D …..  ³₁T
      • ELEKTRONOVÝ OBAL
        • Nelze přesně určit polohu elektronu, lze vypočítat pravděpodobnost, že se elektron vyskytuje v dané části prostoru – orbital
        • K zobrazení elektronů se nejčastěji užívá KVANTOVĚ MECHANICKÝ MODEL
        • e se může vyskytovat v celé řadě stavů, které popisují 4 kvantová čísla
          • HLAVNÍ KVANTOVÉ ČÍSLO n
            • Udává energii orbitalů
            • U dosud známých prvků nabývá hodnot od 1 do 7
            • Je rovno číslu periody v PSP
            • Elektnony se stejným n tvoří elektronovou vrstvu (například elektrony s nejvyšším n tvoří valenční vrstvu)
          • VEDLEJŠÍ KVANTOVÉ ČÍSLO l
            • Udává tvar orbitalu
            • Nabývá hodnot 1 až -1
            • Označuje se písmeny s, p, d, f
              • n = 1 … l = 0 … s
              • n = 2 … l = 0,1 … s, p
              • n = 3 … l = 0,1,2 … s, p, d
            • MAGNETICKÉ KVANTOVÉ ČÍSLO
              • Udává orientaci orbitalu v prostoru (kolikrát je degenerovaný)
              • Nabývá hodnot –l až+l (včetně 0)
            • SPINOVÉ KVANTOVÉ ČÍSLO
              • Udává směr rotace elektronu
              • nabývá hodnot ½ a – ½
              • v elektronovém páru má každý jiné spinové číslo
            • VALENČNÍ VRSTVA
              • poslední vrstva obsazená elektrony
              • soubor orbitalů s nejvyšším hl. kvantovým číslem
              • počet elektronů ve VV je totožný s číslem skupiny v periodické tabulce
              • chemické vlastnosti prvků závisí na uspořádání VV – prvky ve stejné skupině mají skoro stejné vlastnosti
              • zobrazujeme rámečkovým diagramem; pomocí hlavního a vedlejšího kvantového čísla
              • 1s² (1= hlavní kvantové číslo, s = typ orbitalu, s = počet elektronů)
        • PRAVIDLA PRO VÝSTAVBU ELEKTRONOVÉHO OBALU
          • výstavbový princip
            • nejprve se obsazují orbitaly s nejnižší energií (nejprve menší součet n + l, v případě rovnosti orbitaly s menším n)
            • 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 6d, 5f …
          • Pauliho princip
            • do každého orbitalu se vejdou max. 2 elektrony, které se liší se spinem
          • Hundovo pravidlo
            • nejprve se obsazují jednotlivé elektrony, teprve potom se tvoří elektronové páry
          • EXCITOVANÝ STAV
            • atom v základním stavu – atom s nejnižší energií
            • dodáním energie vzniká excitovaný stav – elektron přechází do vyšší energetické hladiny

 

Typy chemických vzorců

• chemický vzorec = grafické zobrazení složení, případně struktury a prostorového uspořádání molekul chemické sloučeniny nebo prvku
• STECHIOMETRICKÝ VZOREC
  • poměr počtu atomů
• SUMÁRNÍ VZOREC
  • skutečný počet atomů
• RACIONÁLNÍ VZOREC
  • patrné funkční skupiny atomů
• ROZVINUTÝ VZOREC
  • zobrazeny všechny vazby
• GEOMETRICKÝ, KONSTITUČNÍ, KONFORMAČNÍ VZOREC