Blwyddyn 12 – Cemeg UG�Uned 1.1
Fformwlau a Rhifau Ocsidiad
Cyflwyniadau yn y gyfres 2024
Os yw atom yn ennill electronau (gwefrau negatif) ffurfir ïon negatif.
Mae gan bob sylwedd fformwla sydd yn dangos sawl atom o bob elfen y mae’n cynnwys
e.g.
Hydrogen Clorid
H
Cl
Mae un atom o Hydrogen am bob atom o glorin.
H
Cl
Mae hydrogen yn ion bositif.
Mae clorin yn ion negatif.
-
+
H
Cl
H
Cl
+
+
-
+1 -1 = 0
Felly, mae Hydrogen:Clorin yn y gymhareb 1:1
Na+ yn ion bositif.
OH- yn ion negatif.
NaOH
Ond, nid oes rhaid idynt fod yn y gymhareb 1:1
Beth sy’n digwydd os yw’r rhif falans ddim yn gytbwys?
Calsiwm Clorid
Cl
Ca
2+
-
Ca
Cl
Cl
Dwr
H
O
CaCl2
+
2-
H
H
O
H2O
H
O
-
Mae’r wefr negatif yn gorchuddio’r moleciwl cyfan.
Dyma’r ion “hydrocsid”.
Ysgrifennwch y fformwla ar gyfer cynnyrch yr adwaith rhwng ion o hydrocsid a Calsiwm.
Ca(OH)2
Beth am Alwminiwm Carbonad?
Al
Al
Carbonad
Carbonad
Carbonad
Al2(CO3)3
Adweithiau Rhydocs�
Mae elfennau yn ennill a cholli electronau yn ystod adwaith rhydocs sydd yn golygu bod eu rhifau ocsidiad yn newid.
Mae’r rhif ocsidiad yn ddangosydd o ble mae’r electronau, ac maent yn cael eu rhoi i elfennau yn seiliedig ar eu parodrwydd i adweithio mewn adweithiau RHYDOCS.
Trawsnewid Electronau a Rhif Ocsidiad
Pan mae ïon haearn (II) (Fe 2+) yn adweithio i ffurfio ïon haearn (III) (Fe 3+) mae’r haearn yn COLLI un electron ac felly yn cael ei OCSIDIO:
Fe2+ (d) → Fe3+ (d) + e-
Wrth iddo gael ei ocsidio, mae’r rhif ocsidiad ar gyfer haearn yn newid o +2 i +3, mae’r cyflwr ocsidiad ar gyfer haearn yn newid o Fe (II) i Fe (III).
Mae OCSIDIO yn golygu CYNNYDD mewn rhif ocsidiad.
Yn y broses i’r gwrthwyneb, rhydwytho, mae ïon haearn (III) (Fe 3+) yn ennill un electron i ddod yn ïon haearn (II) (Fe 2+).
Fe3+ (d) + e-→ Fe2+ (d)
Pan mae’n cael ei rydwytho, mae’r rhif ocsidiad yn newid o +3 i +2 ac mae’r cyflwr ocsidio wedi newid o Fe (III) i Fe (II).
Mae RHYDWYTHO yn golygu LLEIHAD mewn rhif ocsidiad.
COFIWCH!!!
OiL – Oxidation is Loss of electrons
RiG – Reduction is Gain of electrons
Mae’n bosib defnyddio’r rheolau uchod i benderfynu ar rif ocsidiad ar ionau sydd yn cynnwys fwy nag un atom. Y wefr ar ïon fel yr ïon sylffad yw cyfanswm rhifau ocsidiad yr atomau. Cyflwr ocsidiad arferol ocsigen yw -2. Mewn ïon sylffad, mae pedwar atom o ocsigen (4 x -2) felly rhaid taw +6 yw cyflwr ocsidiad y sylffwr er mwyn rhoi gwefr gyffredinol ar yr ïon o 2-.
SO42-
Rhaid i’r cyfanswm fod y wefr ar yr ïon moleciwlaidd = -2
Ocsigen yw -2 felly O x 4 = -8
Sylffwr: -8 + ? = -2, felly -8 + 6 = -2, felly sylffwr = +6
Cydbwyso Hafaliadau Rhydocs
Mae hafaliadau rhydocs, fel bob hafaliad arall, yn dangos swm yr adweithyddion a’r cynhyrchion sy’n cymryd rhan mewn adweithiau rhydocs.
Mae rhifau ocsidiad yn helpu i gydbwyso hafaliadau rhydocs oherwydd fod rhaid i gyfanswm y cynnydd yn y rhif ocsidiad ar gyfer yr elfen a gafodd ei hocsidio fod yn hafal i’r gostyngiad yn y rhif ocsidiad ar gyfer yr elfen cafodd ei rhydwytho.
Mg = o 0 i +2 sef.....
H = o +1 i 0 sef.....
Cl = dim newid
Ocsidio
Rhydwytho
Ydy hyn yn enghraifft o adwaith rhydocs? Pam?
Dim newid mewn rhifau ocsidiad. Nid yw hyn yn adwaith rhydocs.
Enghraifft o adwaith dadgyfraniad (disproportionation).
Adwaith dadgyfraniad yw un lle mae’r un adweithydd yn cael ei rhydwytho a’i ocsidio.
Yn yr achos hwn, y clorin yw’r unig sylwedd sy’n newid rhif ocsidiad – mae un atom yn cael ei rhydwytho ac un yn cael ei ocsidio.
Blwyddyn 12 – Cemeg UG�Uned 1.2
Sbectrwm Allyrru Atomig
Adolygu!
Y Sbectrwm Electromagnetig
Mae hwn yn dangos y gwahanol fathau o belydriad electromagnetig wedi'u trefnu yn ôl amledd a thonfedd. Mae’r sbectrwm wnaethoch chi ei ddysgu yn ystod TGAU yn cynnwys saith gwahanol fath, yn amrywio o donnau radio (yr amledd isaf a'r donfedd hiraf) i belydrau gama (yr amledd uchaf a'r donfedd fyrraf). Mae'r diagram hwn yn crynhoi'r sbectrwm, gan dynnu sylw at y rhan rhwng UV ac IR: -
Amledd ac Egni
Mae'r hafaliad canlynol yn rhoi'r berthynas rhwng amledd (f) ac egni (E) pelydriad electromagnetig: -
E = hf
(h yw cysonyn Planck; dydy hwn ddim yn newid)
Os nad yw h yn newid, mae E α f, felly os yw'r amledd yn cynyddu, mae'r egni'n cynyddu.
O hyn, gallwn ni weld mai pelydrau UV sydd â'r egni uchaf a phelydrau IR sydd â'r egni isaf. Mae gan olau porffor egni uwch na golau coch.
Amledd ac Egni
E = hf
Amledd a Thonfedd
Mae'r hafaliad canlynol yn rhoi'r berthynas rhwng amledd (f) a thonfedd (λ) golau:-
c = fλ
(c yw buanedd golau; dydy hwn ddim yn newid)
Mae hyn yn golygu, gan nad yw c yn newid, bod f α 1/𝜆 felly os yw'r amledd yn cynyddu, mae'r donfedd yn lleihau.
Sbectra Atomig
Mae’n bwysig deall:
ΔE = hf
Gwahaniaeth yn yr egni
Sbectra atomig
Wrth ystyried y wybodaeth hyn mae’n bosib cynhyrfu atom er mwyn gweld pa belydriad sy’n cael eu rhyddhau wrth i electronau’r atom ddod nôl i’r safle egni gwreiddiol. Gelwir hyn yn sbectra atomig yr elfen. Mae’r sbectra yn gyfres o linellau - pob llinell yn cyfateb i naid egni o faint pendant. (gall y llinellau ddod o unrhyw ranbarth y sbectra electromagneteg).
Gweler 3 llinell (golau gweladwy) yn sbectrwm allyrru Hydrogen.
Ond mae yna lawer mwy yn bresennol yn y sbectrwm na’r 3 llinell sy’n lygad-weladwy.
Mae parymau o linellau hefyd yn y rhanbarth uwch-fioled ac isgoch o’r sbectrwm hefyd.
Mae rhain yn disgyn i mewn i “gyfres” wedi eu henwi ar ol y person oedd wedi eu darganfod.
Sbectrwm allyrru
Hydrogen
Hydrogen sydd â'r sbectrwm allyrru symlaf, oherwydd dim ond un electron sydd ganddo. Mae'r rhan fwyaf o'i linellau yn rhannau UV, gweladwy ac IR y sbectrwm electromagnetig: -
Oherwydd mai sbectrwm allyrru yw hwn, mae'r llinellau'n cynrychioli'r egni sy'n cael ei ryddhau wrth i'r electron sydd wedi'i ddyrchafu ddisgyn yn ôl i lawr i lefelau egni neu blisg is. Mae pob llinell yn hafal i'r gwahaniaeth egni, ΔE, rhwng dwy lefel egni benodol, sy'n golygu ei fod yn swm penodol o egni neu gwantwm.
Gan fod yna wahanol blisg, bydd symudiad rhyngddynt yn arwain at allyrru pelydriad o wahanol amleddau (oherwydd ΔE = hf), felly caiff y llinellau eu cynhyrchu ar wahanol donfeddi. Mae'r pellter rhwng y plisg yn lleihau wrth i chi fynd yn bellach oddi wrth y niwclews. Mae hyn yn golygu bod ΔE yn llai ac felly mae'r llinellau ar y sbectrwm yn mynd yn agosach at ei gilydd.
Y sbectrwm llinell ar gyfer hydrogen yn rhanbarthau gweladwy, is-goch ac uwchfioled (UV) y sbectrwm.
Gall electron cwympo nôl mewn un, neu yn rhaddol
Mae’n rhaid dysgu a deall sbectrwm Hydrogen yn bennaf yn rhan gweladwy’r sbectrwm electromagnetig.
Gwyddonwr o’r enw Balmer wnaeth y mwyafrif o waith yn y maes yma ac felly mae’r sbectrwm gweladwy Hydrogen wedi’i enwi ar ôl Balmer.
Y Gyfres Balmer
Po fwyaf y naid egni, uchaf fydd amledd y pelydriad a gaiff ei allyrru.
Help i gofio:
Purple – (6 llythyren – cwympo o lefel 6 i 2)
Red – (3 llythyren – cwympo o lefel 3 i 2)
Cyfres Lyman
Amledd a thonfedd
Yn gynharach yn yr uned fe welsoch y berthynas rhwng yr egni sydd gan y ffoton a’r amledd:
Mae’r egni sydd gan y ffotonau yn dibynnu ar eu hamledd, ac maen nhw’n perthyn yn ôl yr hafaliad canlynol:
ΔE = h f
Lle : ΔE = yr egni sydd gan y ffotonau (mewn J
h = cysonyn Planck (Planck’s constant) gyda’r gwerth 6.63x10-34 J s
f = amledd y pelydriad (frequency of the radiation)
Beth mae hyn yn golygu?
Mae’r bylchau egni rhwng lefelau egni yn mynd yn llai wrth iddyn nhw fynd yn bellach oddi wrth y niwclews. O ganlyniad, ym mhob cyfres bydd y gwahaniaethau rhwng y neidiau egni yn mynd yn llai ac yn llai nes ei bod nhw’n cydgyfeirio at yr amledd terfan cydgyfeiriant (the energy levels converge (join) at the convergence limit).
Y naid egni fwyaf yw’r naid yn y gyfres Lyman - h.y. o’r lefel egni uchaf nol i lefel 1.
Y lefel egni uchaf yw’r ymyl eithaf (infinity) lle bydd y lefelau i gyd yn cydgyfeirio. Os meddyliwn ni am yr egni yma (sy’n cael ei rhyddhau wrth gwympo o’r ymyl eithaf i lefel 1) a throi'r maint ar ei ben - mae gennym ni'r egni sydd angen i ïoneiddio’r electron.
Felly, gellir cyfrifo egni ïoneiddiad Hydrogen wedi darganfod amledd terfan cydgyfeiriant yng nghyfres Lyman ac yna defnyddio’r hafaliad:
ΔE = hf
Blwyddyn 12 – Cemeg UG�Uned 1.1
Sbectrwm Allyrru Atomig
Lle i weld enghreifftiau o gyn-gwestiynau