1. No category

razlaga vaje
test
rešitve
*
razlaga vaje
*
test
*
rešitve
➤
1
*
21
*
5
1*
razlaga
razlaga
*
vaje
vaje
*
*
test
test
rešitve
rešitve
➤
Obvladam?
kako je zgrajen atom in kateri so osnovni delci v atomu
kaj sta vrstno in masno število ter kaj so izotopi
kaj je relativna atomska masa
kaj so atomske orbitale, podlupine in lupine ter kako zapišemo
elektronsko konfiguracijo atomov
kaj so ioni (kationi, anioni) in kako jih imenujemo
kako so elementi razvrščeni v periodnem sistemu elementov in
kako se spreminja velikost atomov in ionov elementov
kaj je ionizacijska energija
Atomi, izotopi in elektronska konfiguracija atomov
Snov je zgrajena iz zelo majhnih delcev atomov. V središču atoma je jedro, okoli njega je elektronska
ovojnica. V jedru so pozitivno nabiti protoni in nevtralni nevtroni, v elektronski ovojnici so negativno
nabiti elektroni. Naboj elektrona je nasprotno enak naboju protona. Masa protona je približno enaka
masi nevtrona, masa elektrona je skoraj 2000× manjša od mase protona (in tudi od mase nevtrona).
Atomsko jedro je v primerjavi z velikostjo atoma zelo majhno, a je v njem zbrana skoraj vsa masa atoma.
Če bi bil premer jedra 1 cm, bi bil premer atoma 1 km.
Vsi atomi določenega elementa imajo enako število protonov v jedru, npr. vsi atomi kisika imajo 8
protonov. Ker so atomi nevtralni, imajo v elektronski ovojnici enako število elektronov kot je protonov
v jedru. Vsi atomi kisika imajo torej 8 elektronov v elektronski ovojnici. Število protonov ali elektronov
v atomu je vrstno ali atomsko število. Elementi so razvrščeni v periodnem sistemu elementov z leve
proti desni po naraščajočem vrstnem številu. Masno število je število vseh delcev v jedru, torej je vsota
protonov in nevtronov. Vrstno in masno število lahko zapišemo ob simbolu elementa:
elektronska
ovojnica
masno število
vrstno (atomsko) število
elektron
7
Li
3
V atomu litija so 3 elektroni,
3 protoni in 7 – 3 = 4 nevtroni.
jedro
proton
nevtron
Atom litija
Izotopi so atomi istega elementa (imajo enako vrstno število), ki se razlikujejo po številu nevtronov v
atomskem jedru (imajo različno masno število). Vodik ima tri izotope: 1H, v katerem ni nevtronov, 2H, v
katerem je en nevtron in 3H, v katerem sta dva nevtrona.
Relativna atomska masa, ki jo označujemo z Ar, je število, ki pove, kolikokrat je masa atoma določenega
elementa večja od 1/12 mase atoma ogljikovega izotopa 12C.
Elektroni se gibljejo v elektronski ovojnici. Prostor v elektronski ovojnici, v katerem je 95 % verjetnost, da
se v njem nahaja elektron, imenujemo orbitala. Orbitale se razlikujejo po obliki (s, p, d in f), usmerjenosti
v prostoru (2px, 2py, 2pz) ter energiji. Čim bližje jedru je orbitala, tem nižjo energijo ima.
Orbitala ali skupina orbital s podobno energijo tvori lupino. Lupine označimo s črkami K, L, M itn. ali s
številkami 1, 2, 3 itn. Orbitala ali skupina orbital z enako energijo tvori podlupino. Podlupine so 1s, 2s,
2p, 3s itn.
6
*
razlaga
razlaga
vaje
vaje
*
test
test
*
rešitve
rešitve
➤
1
*
5s
E
4px 4py 4pz
4s
pet orbital 3d
3px 3py 3pz
3s
2px 2py 2pz
2s
2. podlupina
1. podlupina
1. podlupina
1s
lupina M
lupina K
Energija atomskih orbital
V lupini K (prva lupina) je podlupina 1s oziroma orbitala 1s. V lupini L (druga lupina) sta dve podlupini
2s in 2p oziroma štiri orbitale (2s, 2px, 2py in 2pz). V lupini M (tretja lupina) so tri podlupine 3s, 3p in 3d
oziroma devet orbital (3s, 3px, 3py, 3pz in pet orbital 3d).
Razporeditev elektronov po atomskih orbitalah imenujemo elektronska konfiguracija.
Pravila polnenja elektronov po orbitalah:
1. Elektroni v atomu zasedejo orbitale z nižjo energijo (osnovno stanje atoma).
2. Vsako orbitalo lahko zasedata največ dva elektrona (imata različni spin).
3. Energijsko enakovredne orbitale elektroni zasedejo posamič, nato tvorijo elektronske pare.
V atomu kisika je 8 elektronov. Elektronska konfiguracija atoma kisika v osnovnem stanju je:
število elektronov v orbitali
1s22s22px22py12pz1
E
ime orbitale
2s
2px 2py 2pz
1s
Energija zasedenih atomskih orbital v atomu kisika
V periodnem sistemu so elementi razporejeni po naraščajočem vrstnem številu v skupine in periode.
Elementi v isti periodi imajo zunanje elektrone v isti lupini, število periode je enako številu zunanje
lupine. Elementi iste skupine pa imajo enako število zunanjih elektronov, število skupine je enako številu
zunanjih elektronov. Zunanji ali valenčni elektroni so elektroni v zunanji lupini (zadnja lupina, v kateri so
elektroni).
Kisik je element v 2. periodi in VI. skupini. Atom kisika ima torej 6 zunanjih elektronov, ki so v drugi lupini.
2 + 2 + 1 + 1 = 6 zunanjih elektronov
O 1s22s22px22py12pz1
zunanja lupina
7
1*
*
razlaga
razlaga vaje
vaje
*
test
test
*
rešitve
rešitve
➤
1. Spodnje trditve opredeli kot pravilne (na črto zapiši P) ali napačne (na črto zapiši N).
a) Masa atomskega jedra je večja od mase njegove elektronske ovojnice.
b) Protoni so delci z negativnim nabojem.
c) Masa elektrona je večja od mase protona.
č) Nevtroni so edini delci v atomskem jedru.
zgled
19
2. Koliko protonov, koliko elektronov in koliko nevtronov je v enem atomu fluora F?
Razlaga Število protonov, elektronov in nevtronov v atomu nekega elementa lahko izračunamo iz
vrstnega in masnega števila tega elementa.
Ob simbolu elementa je levo zgoraj zapisano masno število. Vrstno število pa poiščemo v pe
riodnem sistemu elementov. Število protonov in število elektronov je enako vrstnemu številu
elementa, število nevtronov pa je enako razliki masnega in vrstnega števila.
Vrstno število fluora je 9, kar pomeni, da je v atomu fluora 9 protonov in 9 elektronov, masno
število je 19, kar pomeni, da je v atomu fluora 19 – 9 = 10 nevtronov.
Odgovor V enem atomu fluora
19
F je 9 protonov, 9 elektronov in 10 nevtronov.
3. Dopolni preglednico. Uporabi periodni sistem elementov.
delec
vrstno število
masno število
število protonov
število
elektronov
število
nevtronov
1
atom H
atom 16O
atom 31P
atom 81Br
atom 63Cu
zgled
4. Koliko protonov, koliko elektronov in koliko nevtronov je v enem atomu fluora 19F?
14
15
Razlaga V naravi sta dva stabilna izotopa dušika: N in N. Koliko nevtronov je v posameznem izotopu?
V periodnem sistemu elementov poiščemo vrstno število dušika. Iz razlike med masnim in
vrstnim številom izotopa dobimo število nevtronov.
Odgovor V izotopu
14
N je 14 – 7 = 7 nevtronov, v izotopu 15N pa je 15 – 7 = 8 nevtronov.
5. Dopolni preglednico. Uporabi periodni sistem elementov.
delec
atom
atom
atom
atom
8
vrstno število
24
25
Mg
Mg
26
Mg
28
Si
masno število
število protonov
število
elektronov
število
nevtronov
*
*
vaje
razlaga *
test
rešitve
1
➤
*
zgled
6. Zapiši elektronsko konfiguracijo atoma žvepla grafično ter na daljši in krajši način.
Razlaga V atomu žvepla je 16 elektronov. Pri zapisu elektronske
konfiguracije upoštevamo pravila polnenja s strani 2/3. V vsaki
sta dva elektrona z nasprotnim spinom. Prvi elektron gre v
energijsko najnižjo orbitalo 1s. V tej orbitali je prostora še za en
elektron, zato gre drugi elektron z nasprotnim spinom v
to orbitalo. Orbitala 1s je zdaj polna. Tretji elektron zasede naslednjo
prosto energijsko najnižjo orbitalo, tj. 2s,v katero gre tudi četrti elektron
z nasprotnim spinom. Nato se polnijo orbitale 2p, ki so energijsko
enakovredne. Elektroni jih zasedejo posamič – peti elektron v 2px,
šesti elektron v 2py, sedmi v 2pz, nato se v istem vrstnem redu v
te orbitale razporedijo še trije elektroni z nasprotnim spinom.
Naslednja dva elektrona z nasprotnim spinom zasedeta orbitalo
3s. Zadnji štirje elektroni so razporejeni v orbitalah podlupine
3p. Trinajsti elektron zasede 3px, štirinajsti 3py, petnajsti 3pz,
šestnajsti z nasprotnim spinom pa tvori par v orbitali 3px.
Odgovor Elektronsko konfiguracijo atoma žvepla lahko zapišemo grafično:
1s
2s
2px 2py 2pz
16S 1s
2
2
2
3s
2s
2px 2py 2p z
1s
Zasedene orbitale v
osnovnem stanju atoma
žvepla
3px 3py 3pz
3s
Še enostavneje jo zapišemo takole:
3px 3py 3pz
E
2
2
1
1
2s22px 2py 2pz 3s23px 3py 3pz
V primeru v celoti zasedene podlupine 2p; torej v celoti zasedenih orbital
2px, 2py in 2pz, lahko zapis poenostavimo v 2p6 in je zapis tak:
2
1
1
2
2
6
2
16S 1s 2s 2p 3s 3px 3py 3pz
Zgornji zapis imenujemo daljši način, saj lahko zapis elektronske konfiguracije še skrajšamo tako,
da uporabimo elektronsko konfiguracijo žlahtnega plina, ki je na koncu prejšnje periode. Ker je žveplo v 3. periodi, uporabimo konfiguracijo žlahtnega plina neona, ki je na koncu
2. periode. Zapis 1s22s22p6 (elektronska konfiguracija atoma neona) napišemo kot [Ne].
Krajši način je:
2
1
1
2
16S [Ne]3s 3px 3py 3pz
7. Zapiši elektronske konfiguracije atomov elementov grafično ter na daljši in krajši način.
a) dušik
grafično:
daljši način:
krajši način:
b) kalij
Poišči vrstno število
elementa v periodnem
sistemu, ki ti pove
število elektronov
v atomu, nato
elektrone razporedi
po orbitalah .
grafično:
daljši način:
krajši način:
9
1*
*
razlaga vaje
*
test
➤
*
rešitve
c) aluminij
grafično:
daljši način
krajši način
č) brom
grafično
daljši način
krajši način
zgled
2
2
2 2
2
1
1
2 2
8. Elektronska konfiguracija atoma žvepla: 16S 1s 2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz
Iz zapisane elektronske konfiguracije atoma žvepla določi:
a) število zasedenih orbital, podlupin in lupin
b) število samskih (neparnih) elektronov
c) število zunanjih elektronov ter
č) v kateri periodi in skupini periodnega sistema je žveplo.
Odgovor
perioda
VI
O
Al
Na Mg
Si
S
P
Cl
Se
Te
b) 2 (elektrona v orbitalah 3py in 3pz)
Po
c) 6 zunanjih elektronov (elektroni v orbitalah
3s, 3px, 3py in 3pz).
č) Atom žvepla ima 6 zunanjih elektronov, ki so v tretji lupini M. Žveplo je v 3. periodi in VI. skupini.
9. Zapiši elektronsko konfiguracijo atoma magnezija na daljši način ter ustrezno dopolni trditve od
a do č.
Trditve:
a) V atomu magnezija so elektroni razporejeni v
b) Elektroni zasedajo
podlupine.
c) V atomu magnezija sta/je
periodnega sistema.
č) Elektroni zasedajo
10
orbital.
zunanja/-ih elektrona/-ov, zato je magnezij v
lupine, kar pomeni, da je magnezij v
skupini
periodi periodnega sistema.
Ar
skupina
a) V atomu žvepla je zasedenih devet orbital
(to so 1s, 2s, 2px, 2py, 2pz, 3s, 3px, 3py in 3pz);
sedem orbital je polno zasedenih, dve pa delno.
Podlupin je 5 (to so 1s, 2s, 2p, 3s in 3p) ter tri
3
lupine (to so K, L in M).
razlaga
*
vaje
*
test
*
rešitve
1
➤
*
Ioni, velikosti atomov in ionov ter ionizacijska energija
Ioni so električno nabiti delci. Pozitivni ion ali kation nastane, če atom odda enega ali več elektronov.
Negativni ion ali anion nastane, če atom sprejme enega ali več elektronov. Atomi elementov I., II. ali
III. skupine periodnega sistema tvorijo katione (atomi oddajo en, dva ali tri zunanje elektrone). Atomi
elementov V., VI. ali VII. skupine periodnega sistema tvorijo anione (atomi sprejmejo tri, dva ali en
elektron).
Katione imenujemo s slovenskim imenom elementa, ki mu dodamo končnico -ov ali -ev, anione
imenujemo z latinskim imenom elementa, ki mu dodamo končnico -id.
Atom natrija, ki je element I. skupine, odda en zunanji elektron in nastane natrijev ion.
Na ➝ Na+ + e-
Atom kisika, ki je element VI. skupine, sprejme dva elektrona in nastane oksidni ion.
O + 2e- ➝ O2V kationih je število elektronov manjše od števila protonov, v anionih pa večje. V atomu natrija je
11 protonov in 11 elektronov, v natrijevem kationu pa 11 protonov in 10 elektronov. V atomu kisika je
8 protonov in 8 elektronov, v oksidnem ionu pa 8 protonov in 10 elektronov. V natrijevem in v oksidnem
ionu je 10 elektronov, ki so na enak način razporejeni po orbitalah kot so v atomu žlahtnega plina neona.
Velikost atomov se periodično spreminja s
položajem elementov v periodnem sistemu.
Po skupini navzdol velikost atomov narašča,
saj narašča število elektronov in število lupin.
Po periodi od leve proti desni velikost atomov
pada, saj so zunanji elektroni v isti lupini,
narašča pa naboj atomskega jedra, ki zunanje
elektrone bolj privlači in velikost atomov pada.
Velikost iona se razlikuje od velikosti atoma
istega elementa. Kationi so precej manjši od
atomov, iz katerih so nastali, ker imajo manj
elektronov in eno lupino manj od atoma. Jedro
elektrone bolj privlači in velikost se zmanjša.
Anioni so precej večji od atomov, iz katerih
so nastali, ker imajo več elektronov od atoma,
zato jih jedro slabše privlači, velikost se poveča.
Velikosti atomov nekaterih elementov (1 pm = 10-12m)
Na
Na+
O
O 2–
prikaz zmanjšanja velikosti delca Na in Na+ ter povečanja O in O2–
Velikosti ionov nekaterih elementov
Energijo, potrebno za odstranitev enega elektrona iz atoma elementa v osnovnem stanju, imenujemo
ionizacijska energija. Energija, ki je potrebna, da atomu odvzamemo prvi elektron, je prva ionizacijska
energija in je manjša od energije, ki je potrebna za odvzem drugega in nadaljnjih elektronov, saj naboj
jedra ostaja nespremenjen in jedro vse bolj privlači preostale elektrone.
11
1*
*
*
vaje
razlaga *
test
rešitve
➤
zgled
12. Kateri delci so v aluminijevem ionu in kateri v bromidnem ionu?
Upoštevaj najpogostejša izotopa 27Al in 79Br.
Razlaga Aluminij je element III. skupine v periodnem sistemu, torej ima tri zunanje elektrone, ki
jih atom odda in nastane ion Al 3+. V atomu aluminija je 13 protonov, 13 elektronov in 14 nevtronov.
V ionu Al 3+ je 13 protonov, 10 elektronov (atom je tri elektrone oddal) in 14 nevtronov.
Brom je element VII. skupine v periodnem sistemu, torej ima sedem zunanjih
elektronov in
atom broma sprejme enega (zapolni zadnjo orbitalo p) ter nastane ion Br . V atomu broma je
35 protonov, 35 elektronov in 44 nevtronov.
-
Odgovor V ionu Br je 35 protonov, 36 elektronov (atom je en elektron sprejel) in 44 nevtronov.
13. Dopolni preglednico. Uporabi periodni sistem elementov.
ion
40
14
2+
vrstno število
število protonov
število elektronov
število nevtronov
9
10
10
23
30
Ca
N3-
26
14. V vsaki vrstici podčrtaj delca z enakim številom elektronov.
Namig:
Kationi imajo manj
elektronov od atomov,
anioni pa več.
-
2+
a) atom Ne, atom Mg, ion Mg , atom O, ion Cl
b) atom Ni, ion Cr3+, ion Co2+, atom Sc, atom Ar
c) atom S, atom Kr, ion Nb3+, ion Se2-, ion As3+
15. Zapiši elektronske konfiguracije ionov na krajši način.
a) P3-
b) Ti4+
c) F
-
zgled
16. Razvrsti delce po njihovi velikosti od najmanjšega do največjega.
Razlaga Paroma primerjajmo velikost delcev.
a) atom Na, atom Mg, atom K
Atom kalija je večji od atoma natrija, saj velikost atomov po skupini navzdol narašča. Atom
natrija je večji od atoma magnezija, saj velikost po periodi od leve proti desni pada.
Odgovor Pravilni vrsti red je: atom Mg (najmanjši), atom Na in atom K.
2-
b) atom N, atom O, ion O
Atom dušika je malo večji od atoma kisika (oba imata dve lupini), oksidni ion pa precej večji
od atoma kisika.
2-
Odgovor Pravilni vrstni red je: atom O (najmanjši), atom N in ion O .
12
**
* *
razlaga
razlaga *
vaje vaje
test
test
1
➤
*
rešitve
rešitve
*
Čas: 45 minut
Točke:
30–26 = 5
25–22 = 4
Zbrane točke in ocena: 30/
21–19 = 3
17–15 = 2
1. Obkroži črke pred pravilnimi trditvami.
4/
a) Masno število je seštevek števila elektronov in števila protonov.
b) Izotopi se med seboj razlikujejo po masi atomskega jedra.
c) Vsi izotopi določenega elementa imajo v elektronski ovojnici enako število elektronov.
č) Masa elektrona je večja od mase nevtrona.
d) Protoni so delci z negativnim električnim nabojem.
e) Bromidni ion je večji od kloridnega iona.
f) Kalijev ion
in sulfidni ion imata enako elektronsko konfiguracijo.
g) V ionu F je enako število protonov kot v atomu Ne.
2. Dopolni preglednico.
delec (atom, ion)
58
41
Ni2+
število elektronov
število protonov
7/
število nevtronov
masno število
28
52
K
31 3-
P
21
3. a) Zapiši elektronsko konfiguracijo atoma silicija grafično ter na daljši in krajši način.
3/
daljši način:
krajši način:
3. b) Dopolni oziroma obkroži pravilne trditve o zgradbi elektronske ovojnice atoma silicija.
V atomu silicija so elektroni razporejeni v
Elektroni zasedajo
V atomu silicija so/je
sistema.
Elektroni zasedajo
4/
orbital.
podlupin.
zunanji/-ih elektroni/-ov, saj je silicij v
lupine, kar pomeni, da je silicij v
skupini / periodi periodnega
skupini / periodi periodnega sistema.
4. Brez uporabe periodnega sistema zapiši elektronsko konfiguracijo atoma elementa,
ki je v tretji periodi in VII. skupini periodnega sistema, zapiši njegovo vrstno število ter
število samskih elektronov.
elektronska konfiguracija:
2/
vrstno število:
število samskih elektronov:
13
1*
*
*
razlaga 35, 81, 35, 35, 46; 29, 63, 29, 29, 34
5. 12, 24, 12, 12, 12; 12, 25, 12, 12, 13; 12, 26, 12, 12, 14;
14, 28, 14, 14, 14; 14, 29, 14, 14, 15; 14, 30, 14, 14, 16
7. a) 2s 2px 2py 2pz
1
1
1
1
1
1
2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz
4s
a) 6, b) 4, c) 2, II., č) 3, tretji
2
2
2
2
2
2
1
1
1
11.a) 1s 2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz , 15;
b) 1s22s22px22py22pz23s23p64s1, 19
13. 20, 20, 18, 20; 16, 16, 18, 16; 7, 7, 10, 7; 23, 23, 18,
28;19
F , 9; 56Fe3+, 26
2+
15.a)
[Ar],
[Ar],
[Ne],
b)
c)
č) [Ne]
1s22s22px22py22pz23s23px23py23pz24s1, [Ar]4s1
c)
3-
1s
17. a) atom S, atom P, ion P ,
b) atom Si, atom P, atom Te,
2+
c) ion Ca , atom Ca, atom Sr,
+
+
č) ion Li , ion Na , atom Mg
2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz
1s22s22px22py22pz23s23px1, [Ne]3s23px1
č)
1s
2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz
4s
5d
4px 4py 4pz
1s22s22px22py22pz23s23p64s23d104px24py24pz1, [Ar]4s23d104px24py24pz1
18.a) P,
b) N,
c) N,
č) N
2
1. b), c), e), f)
3+
2. 26, 28, 30, 58; 19, 19, 22, 41; 18, 15, 16, 31; 52Cr ,
24
2s 2px 2py 2pz
1
3s 3px 3py 3pz
1
1
1
2 2
6 2
2
1s 2s 2p 3s 3px 3py , [Ne]3s 3px 3py ; 8, 5, 4, IV.
skupini, 3, tretji periodi
14
2
3+
b) ion Cr , atom Sc,
2c) atom Kr, ion Se
b)
1s
2
14.a) atom Ne, ion Mg ,
2
2
1s 2s 2px 2py 2pz , [He]2s 2px 2py 2pz
1s
2
9. 1s 2s 2px 2py 2pz 3s ;
3. 1, 1, 1, 1, 0; 7, 14, 7, 7, 7; 8, 16, 8, 8, 8; 15, 31, 15, 15, 16;
2
2
2
➤
rešitve
test
2
1. a) P, b) N, c) N in č) N
1s
*
vaje
2
6
2
2
2
1
4. 1s 2s 2p 3s 3px 3py 3pz , 17, 1
5. 33, 28, 36, 18, 34, S2-, As5+, As, Se, As36. a) ion Cl-, b) ion Ca2+, c) atom 54Fe, č) ion Mg2+