2. Elektronový obal, elektronové konfigurace

2. Elektronový obal, elektronové konfigurace

Elektronový obal

- tvořen e- = částice se záporným nábojem

- kompenzují kladný náboj jádra

- jejich počet v elektricky neutrálním atomu je roven počtu protonů

Částice Náboj Hmotnost Proton + 1,602 . 10 -19 C 10 -27 kg Elektron - 1,602 . 10-19 C 10 -31 kg Neutron Bez náboje 10 -27 kg

Modely atomu

Planetární model atomu

- Ernest Rutherford

- přirovnání k soustavě → elektrony obíhají kolem jádra po blíže neurčených kružnicích

- nevyhovuje - elektrony by musely vyzařovat energii → spadly by do jádra

Bohrův model atomu

- N. Bohr

- elektrony se kolem jádra pohybují po stacionárních drahách (kružnice určitého poloměru) s určitou konstantní energií, energie elektronu se mění pouze po určitých dávkách, tj. kvantech (při přechodu z jedné dráhy na druhou)

Kvantově mechanický model atomu

- domněnka o dualistickém (dvojím) charakteru elektronu: elektron jako částice, elektron jako elektromagnetické vlnění (vychází z kvantové mechaniky)

- podle tzv. Heisenbergova principu neurčitosti (1926) nelze současně určit polohu a hybnost elektronů

- pomocí veličiny "vlnová funkce Ψ" (Schrödingerova rovnice) lze vypočítat pravděpodobnost výskytu elektronů

- grafickým vyjádřením vlnové funkce je orbital

Stavba elektronového obalu – atomový orbital, pravidla zaplňování

Elektronová hustota = hodnota pravděpodobnosti výskytu elektronu v daném místě

- oblasti nejhustšího výskytu e- v elektronovém obalu se nazývají orbitaly

- 4 kvantová čísla, z toho 3 charakterizují orbital

1. Hlavní kvantové číslo (n)

- nabývá v celých číslech hodnoty: n = 1,2,3,4,5,6,7…∞ → n = K,L,M,N,O,P,Q

- vrstva, slupka, hladina = elektron a orbital s týmž n

- čím je n větší, tím jsou e- dál od jádra a mají vyšší E

Udává: 1. Energii orbitalu

2. Vzdálenost elektronů od jádra

1. Vedlejší kvantové číslo (l)

l 0 1 2 3 … Písmeno s p d f …

- je závislé na n (hl. kvantové číslo)

- l = 0, 1, 2, 3,… (n – 1) → l = s, p, d, f

Udává: 1. Energii orbitalu

2. Tvar orbitalu

1. Magnetické kvantové číslo (m)

- je závislé na l (vedlejší kvantové číslo)

- m = -l … 0, … +l

Udává: 1. prostorovou orientaci orbitalu

2. počet typů orbitalu

1. Spinové kvantové číslo (s)

- s = + ½ , - ½

- týká se pouze elektronů

(jejich rotace)

Elektronová konfigurace

- ukazuje obsazení atomových orbitalů elektrony

- k jejímu znázornění se užívá rámečkových diagramů, elektrony značíme šipkami

- opačný směr šipek značí, že elektrony mají opačný spin

- pro zaplňování elektronového obalu elektrony platí určitá pravidla:

1. Výstavbový princip

- orbitaly s nižší energií se zaplňují dříve, než s vyšší

Pomůcka - výstavbový trojúhelník, rychlé určení energetického pořadí orbitalů

1. Pauliho princip

- každý orbital může být obsazen nejvýše 2e- s rozdílným spinovým kvantovým číslem