U koju vrstu iona prelaze atomi alkalijskih metala?

Koji kemijski element ima najveću elektronegativnost?

Koji će atom lakše otpustiti elektron, atom litija ili atom natrija?

Koliko valentnih elektrona sadrže atomi halogenih elemenata?

Koliko valentnih elektrona sadrže atomi alkalijskih metala?

U koju vrstu iona prelaze atomi halogenih elemenata?

PERIODIČNOST ATOMSKE STRUKTURE

Elektronska konfiguracija atoma i kemijska svojstva elemenata

Atomi svih elemenata iste skupine sadrže jednak broj valentnih elektrona.

Zbog slične elektronske konfiguracije valentne ljuske elementi iste skupine u PSE imaju slična kemijska svojstva.

Zadatak 1 / 13

Rješenje zadatka 1 / 13

Zapis 1s¹ simbolički prikazuje elektronsku konfiguraciju vodikova atoma.

Zadatak 2 / 14

Rješenje zadatka 2 / 14

Na: 2, 8, 1 (Ne)3s¹

Ca: 2, 8, 8, 2 (Ar)4s²

Fe: 2, 8, 14, 2 (Ar)3d⁶4s²

Al: 2, 8, 3 (Ne)3s²3p¹

N: 2, 5 (He)2s²2p³

s-blok čine elementi koji u valentnoj ljusci popunjavaju s-orbitale (1. i 2. skupina i helij).

p-blok čine elementi koji u valentnoj ljusci popunjavaju p-orbitale

(13. do 18. skupina bez helija).

d-blok čine elementi koji popunjavaju d-orbitale pretposljednje ljuske

(3. do 12. skupina).

f-blok čine elementi koji popunjavaju f-obitale

(lantanoidi i aktinoidi).

Periodičnost ionske strukture

Monoatomni ioni iste skupine imaju isti nabojni broj.

Svi prikazani ioni imaju elektronsku konfig. najbližega plemenitog plina (oktet ili dublet).

Zadatak 3 / 14

Rješenje zadatka 3 / 14

Li⁺: (He)

Mg²⁺, Al³⁺: (Ne)

P^3-, S^2-, Cl^-: (Ar)

Atomi metala prelaze u katione, a atomi nemetala prelaze u anione.

Plemeniti plinovi su ishodište PSE.

Zadatak 1.03

Odredi i usporedi broj elektrona u hidridnom ionu, helijevu atomu i litijevu ionu.

Rješenje zadatka 1.03

H^–: N(e^–) = Z - z = 1 – (-1) = 2

He: N(e^–) = Z = 2

Li⁺: N(e^–) = Z - z = 3 - 1 = 2

Hidridni ion, helijev atom i litijev ion su izoelektronske čestice jer sadrže jednak broj elektrona.

Hidridni ion, helijev atom i litijev ion sadrže po dva elektrona.

Broj elektrona u nekom ionu, E^z

N(e^–) = Z(E) - z

Z(E) – protonski broj elementa E

z – nabojni broj iona, z ≠ 0

Valencija iona jednaka je apsolutnoj vrijednosti njegovog nabojnog broja, z.

Zadatak 2.03

Monoatomni jedovalentni anion i kalijev ion izoelektronske su čestice. Napiši simbol i hrvatsko ime opisanog aniona.

simbol opisanog aniona, E^–

Rješenje zadatka 2.03

K⁺: N(e^–) = Z(K) - z(K⁺) = 18

E^– : N(e^–) = Z(E) - z(E^–)

Z(E) = N(e^–) + z(E^–)

Z(E) = 18 + (- 1) = 17

Cl^–, kloridni ion

Vježbanje i ponavljanje

Zadatak 3.03

Monoatomni dvovalentni kation i fluoridni ion izoelektronske su čestice. Napiši simbol i hrvatsko ime opisanog kationa.

simbol opisanog kationa, E²⁺

Rješenje zadatka 3.03

F^– : N(e^–) = Z(F) - z(F^–) = 10

E²⁺ : N(e^–) = Z(E) - z(E²⁺)

Z(E) = N(e^–) + z(E²⁺)

Z(E) = 10 + 2 = 12

Mg²⁺, magnezijev ion

Zadatak 2 / 20

Rješenje zadatka 2 / 20

atom argona, Ar,

N(e^–) = Z = 18

izoelektronske čestice

fosfidni ion, P^3–

sulfidni ion, S^2–

kloridni ion, Cl^–

argonov atom, Ar

kalijev ion, K⁺

kalcijev ion, Ca²⁺

Zadatak 1 / 20

Rješenje zadatka 1 / 20

nitridni ion, N^3–

N(e^–) = Z - z = 7 – (-3) = 10

izoelektronske čestice

nitridni ion, N^3–

oksidni ion, O^2–

fluoridni ion, F^–

neonov atom, Ne

natrijev ion, Na⁺

magnezijev ion, Mg²⁺

aluminijev ion, Al³⁺

PERIODIČNOST FIZIKALNIH SVOJSTAVA ATOMA

Atomski i ionski polumjer

Porastom protonskog broja unutar iste skupine raste broj ljusaka i atomski polumjer se povećava.

Porastom protonskog broja unutar iste periode raste naboj jezgre i atomski polumjer se smanjuje.

Polumjer kationa je manji od polumjera odgovarajućeg atoma, r(M^x+) < r(M)

Polumjer aniona je veći od polumjera odgovarajućeg atoma, r(A^x–) > r(A)

Ionski polumjeri periodički se mijenjaju analogno s atomskim polumjerima.

Kationi imaju manje ljusaka od odgovarajućeg atoma.

Anioni imaju više elektrona od odgovarajućeg atoma zbog čega slabi privlačna sila s jezgrom.

Energija ionizacije, afinitet za elektrone i elektronegativnost

Energija koju treba utrošiti da bi atom u plinovitom stanju otpustio elektron naziva se energija ionizacije (E_i).

A(g) → A⁺(g) + e^–

Energija koja se oslobodi kada atom u plinovitom stanju prima elektron naziva se afinitet za elektrone (E_ea).

A(g) + e^– → A^–(g)

Svojstvo atoma nekog elementa da privlači elektrone u kemijskoj vezi naziva se elektronegativnost.

Linus Pauling

Nobelova nagrada za kemiju, 1954.

Nobelova nagrada za mir, 1962.

Porastom protonskog broja unutar iste skupine raste udaljenost valentnih elektrona od jezgre i energija ionizacije se smanjuje.

Porastom protonskog broja unutar iste periode raste naboj jezgre i energija ionizacije se povećava.

Porastom protonskog broja unutar iste periode elektronegativnost raste.

Porastom protonskog broja unutar iste skupine elektronegativnost se smanjuje.

Najveću elektronegativnost ima fluorov, a najmanju cezijev atom.

Zadatak 5 / 17

Rješenje zadatka 5a / 17

r(Zn) > r(Br)

Rješenje zadatka 5b / 17

r(Ca) < r(Ba)

Rješenje zadatka 5c / 17

r(N) < r(As)

Zadatak 6 / 17

Rješenje zadatka 6a / 17

r(O^2-) > r(O)

Rješenje zadatka 6b / 17

r(K⁺) < r(K)

Rješenje zadatka 6c / 17

r(Ca²⁺) < r(Ca)

Rješenje zadatka 6d / 17

r(N^3-) > r(N)

Vježbanje i ponavljanje

Zadatak 3 / 20

Rješenje zadatka 3a / 20

r(Li) > r(F)

Rješenje zadatka 3b / 20

r(F) > r(Ne)

Rješenje zadatka 3c / 20

r(Li⁺) < r(He)

Rješenje zadatka 3d / 20

r(K⁺) < r_a(Cl^–)

Porastom protonskog broja unutar iste periode atomski polumjer se smanjuje.

Litijev ion i atom helija su izoelektronske čestice, a litijeva jezgra ima više protona od helijeve.

Kalijev i kloridni ion su izoelektronske čestice, a kalijeva jezgra ima više protona od klorove.

Zadatak 7 / 18

A: 1s² 2s² 2p⁶

B: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Rješenje zadataka 7 / 18

A ≡ Y, 8 valentnih elektrona

B ≡ X, 1 valentni elektron

E_i(X) = 496 kJ / mol

E_i(Y) = 2 080 kJ / mol

E_i(A) > E_i(B)

Zadatak 4 / 20

Rješenje zadatka 4 / 20

alkalijski metal, natrij

E_i(Na) < E_i(Li)

Zadatak 4.03

Usporedi energije ionizacije atoma A i atoma B na temelju elektronskih konfiguracija njihovih valentnih ljusaka: A: ns¹, B; ns².

Rješenje zadatka 4.03

E_i(A) < E_i(B)

Domaća zadaća

Zadatak 5.03

Napiši simbole i hrvatska imena dvovalentnog kationa i jedovalentnog aniona koji su izoelektronske čestice s atomom ksenona.

Zadatak 9 / 21

Zadatak 10 / 21

Objasni podjelu elemenata na blokove u PSE.

Usporedi i objasni kemijska svojstva elemenata iste skupine.

Objasni građu i svojstva monoatomnih iona zadane skupine elemenata u PSE.

Navedi monoatomne ione koji su izoelektronski s atomima zadanog plemenitog plina.

Objasni periodičnost atomskog i ionskog polumjera.

Usporedi polumjere iona s polumjerima odgovarajućih atoma i objasni razliku.

Objasni definiciju i periodičnost prve energije ionizacije atoma.

Objasni definiciju i periodičnost elektronegativnosti.