2. a) Stavba atomu – elektronový obal
(typy orbitalů, pravidla jejich obsazování, kvantová čísla, excitovaný stav)
- Elektronový obal:
o je tvořen ELEKTRONY e- (částice se záporným nábojem) -> jejichž počet v elektricky neutrálnímu atomu je roven počtu protonů
- Stavba elektronového obalu :
o ELEKTRONOVÁ HUSTOTA – hodnota pravděpodobnosti výskytu elektronu v daném místě.
o ORBITALY – oblast nejhustšího výskytu elektronů v elektronovém obalu s nejvyšší elektronovou hustotou
o 3 KVANOTVÁ ČÍSLA – charakterizují stavy a energii orbitalů
§ HLAVNÍ KVANTOVÉ ČÍSLO „n“
· určuje energii elektronu v atomu, nabývá hodnot 1 až nekonečno (přirozená čísla)
· elektrony se stejným kvantovým číslem tvoří elektronovou vrstvu (slupku)
· jednotlivé slupky se značí : K, L, M, N O, P, Q, … nebo 1, 2, 3, 4, 5, … -> podle rostoucího n
§ VEDLEJŠÍ KVANTOVÉ ČÍSLO „l“
· určuje tvar a energii orbitalu, nabývá hodnot 0 až n-1 (celá čísla)
· typ orbitalu (s, p, d, f)
§ MAGNETICKÉ KVANTOVÉ ČÍSLO „m“
· určuje orientaci orbitalu v prostoru, nabývá hodnot od –l do +l, včetně nuly (celá čísla)
o TYPY ORBITALŮ
§ s, p, d, f
§ orbital s -> kulově symetrický
§ orbital p -> má 3 možné prostorové orientace
§ orbital d -> má 5 možných prostorových orientací
§ orbitaly f -> má 7 možných prostorových orientací
· Elektrony se stejným hlavním i vedlejším kvantovým číslem tvoří podslupku (stejná E, liší se magnetickým kvantovým číslem)
· Orbitaly se stejnou E (stejné hl. a vedlejší kvantovým číslem) = DEGENEROVANÉ ORBITALY
o SPINOVÉ KVANTOVÉ ČÍSLO s, charakterizuje rotaci elektronu, kolem vlastní osy. Nabývá hodnot + a – 0,5. Není charakteristikou orbitalu, ale elektronu.
o ELEKTRONOVÁ KONFIGURACE – ukazuje obsazení atomových orbitalů elektrony. Používá se rámečkových diagramů, elektrony se značí šipkami. Opačný směr šipek značí, že elektrony mají opačný spin (= opačná hodnota spin. kvant. čísla)
o Pro zaplňování platí určitá pravidla:
§ PAULIHO PRINCIP – V atomu nemohou být elektrony, které by měly všechna 4 kvantová čísla shodná. Musí se lišit alespoň spinovým kvantovým číslem. V každém orbitalu – nejvýše 2 elektrony ->
· na hladině s -> nejvýše 2 elektrony
· p -> 6 elektronů
· d -> 10 elektronů
· f -> 14 elektronů
§ HUNDOVO PRAVIDLO – orbitaly se stejnou energií se obsazují všechny po jednom elektronu se stejným spinovým číslem, teprve pak druhým elektronem s opačným spinem.
§ VÝSTAVBOVÝ PRINCIP – orbital s nižší energií – obsazení dříve.
Např. bor (5 e- -> 1s2 2s2 2p1)
- Elektrony, které jsou obsazeny v energeticky nejvýše položené vrstvě (valenční vrstva), se nazývají VALENČNÍELEKTRONY.
- tyto pravidla platí v základním stavu, tzn. stavu s nejnižší energií. Dodáním E se atom dostane do EXCITOVANÉHO STAVU (značí se *)a jeden nebo více valenčních elektronů přejde do vyšší energetické hladiny (=EXCITACE)
- IONIZACE – děj, při kterém dodáním dostatečně velké E odtrhne 1 nebo postupně více elektronů od atomu. Z elektro-neutrálního atomu vznikne kladně nabitý KATION
o E nutná k odtržená elektronů od atomu v plynném stavu -> IONIZAČNÍ
o elektrony se po odtržení mohou spojit s jinou, dosud neutrální částicí, -> záporně nabitý ANION
o E uvolněná při vzniku aniontu z atomu v plynném stavu = elektronová afinita -> prvky se snaží dosáhnout el. konfigurace nejbližšího vzácného plynu