ÿþB u d o w a A t o m u
1
A t o m - p o d s t a w o w y s k Ba d n i k m a t e r i i .
S k Ba d a s i z m a Be g o , d o d a t n i o n a Ba d o w a n e g o j d r a
o d u |e j g s t o [c i ( > 9 9 , 9 % m a s y a t o m u j e s t z a w a r t e w j e g o j d r z e
i o t a c z a j c e j g o c h m u r y e l e k t r o n o w e j o u j e m n y m Ba d u n k u
e l e k t r y c z n y m .
S Bo w o a t o m p o c h o d z i z g r e c k i e g o ¬Ä¿µ ¿Â - á t o m o s
( o d ±- , n i e - + ĵ ½É - t e m n o , c i ) ,
o z n a c z a j c e g o c o [, c z e g o n i e d a s i p r z e c i a n i p o d z i e l i .
M i m o |e s Bo w o a t o m p i e r w o t n i e o z n a c z a Bo c z s t k , k t ó r e j n i e d a
s i p o d z i e l i n a m n i e j s z e , w s p ó Bc z e [n i e n a z y w a s i n i m s t r u k t u r
z b u d o w a n z m n i e j s z y c h c z s t e k : e l e k t r o n ó w , p r o t o n ó w i
n e u t r o n ó w . J e d y n i e w o d ó r 1 H n i e z a w i e r a |a d n y c h n e u t r o n ó w , a
j e g o d o d a t n i o n a Ba d o w a n y j o n 1 H + n i e z a w i e r a t e | e l e k t r o n ó w .
2
A t o m H e w s t a n i e p o d s t a w o w y m
J d r o z b u d o w a n e z
2 p r o t o n ó w i 2 n e u t r o n ó w
( n u k l e o n ó w )
C h m u r a e l e k t r o n o w a 2 e l e k t r o n y
1 f m ( f e m t o m e t r ) = 1 0 - 1 5 m
1 Å = 1 0 - 1 0 m
1 0 Å = 1 0 - 9 m = 1 n m
A t o m y m a j r o z m i a r y r z d u 1 0 1 0 m i m a s r z d u 1 0 2 6 k g
3
E l e k t r o n , e - , ²- - ( g r . ®»µºÄÁ¿½ ( l e k t r o n ) b u r s z t y n ) - p o s i a d a
u j e m n y Ba d u n e k i r o z m i a r y z b y t m a Be , a b y d a Bo s i j e o k r e [l i
p r z y u |y c i u w s p ó Bc z e s n y c h m e t o d ,
z m a s 9 , 1 1 × 1 0 - 3 1 k g . Zr e d n i c a e l e k t r o n u w y n o s i o k o Bo 1 0 - 2 0 m .
P r o t o n y , p - ( g r . ÀÁÎÄ¿½- p i e r w s z e ) - p o s i a d a j d o d a t n i Ba d u n e k
i m a s o k o Bo 1 8 3 6 r a z y w i k s z o d e l e k t r o n ó w : 1 , 6 7 2 6 × 1 0 - 2 7 k g .
N e u t r o n y , n ( Ba c . n e u t e r - o b o j t n y ) - n i e p o s i a d a j Ba d u n k u
e l e k t r y c z n e g o i s o k o Bo 1 8 3 9 r a z y c i |s z e o d e l e k t r o n u z m a s
1 , 6 9 2 9 × 1 0 - 2 7 k g .
M a s a p r o t o n ó w i n e u t r o n ó w w e w n t r z j d r a j e s t p o m n i e j s z o n a o
e n e r g i w i z a n i a n u k l e o n ó w .
Z a r ó w n o m a s a p r o t o n u j a k i m a s a n e u t r o n u w y r a |o n e w
a t o m o w e j j e d n o s t c e m a s y , s r ó w n e w p r z y b l i |e n i u 1 u ( 1 a . j . m . ) .
N e u t r o n y i p r o t o n y m a j p o d o b n e [r e d n i c e , r z d u 1 0 - 1 6 m .
N u k l e o n y w s p ó l n a n a z w a p r o t o n ó w i n e u t r o n ó w ,
c z s t e k z k t ó r y c h z b u d o w a n e j e s t j d r o a t o m o w e ( n u k l i d )
4
W [r ó d f i z y k ó w n i e m a o b e c n i e j e d n o m y [l n o [c i w u z n a n i u
d e f i n i c j i c z s t k i e l e m e n t a r n e j , c h o p r z e w a |a p o g l d |e :
c z s t k a m i e l e m e n t a r n y m i s t e w s z y s t k i e c z s t k i , k t ó r e s
n i e z b d n e d o w y j a [n i e n i a w Ba s n o [c i w s z y s t k i c h f o r m m a t e r i i ,
i t y l k o t e , k t ó r y c h n i e m o |n a w y j a [n i p r z e z i n n e c z s t k i .
Z d e f i n i c j i t e j w y n i k a , |e s o n e j e d n o c z e [n i e p o d s t a w o w y m
b u d u l c e m m a t e r i i i n i e p o s i a d a j w e w n t r z n e j s t r u k t u r y .
W f i z y c e w s z y s t k i e c z s t k i d z i e l i s i n a :
f e r m i o n y ( p o s i a d a j c e s p i n n i e c a Bk o w i t y u Ba m k o w y )
i b o z o n y ( s p i n c a Bk o w i t y ) .
Z g o d n i e z M o d e l e m S t a n d a r d o w y m f e r m i o n y s c z s t k a m i
e l e m e n t a r n y m i " m a t e r i i " , n a t o m i a s t b o z o n y p r z e n o s z
o d d z i a By w a n i a .
5
S p i n - w Ba s n y m o m e n t p d u c z s t k i w u k Ba d z i e , w
k t ó r y m n i e w y k o n u j e r u c h u p o s t p o w e g o .
W Ba s n y o z n a c z a t u t a k i , k t ó r y n i e w y n i k a z r u c h u d a n e j c z s t k i
w z g l d e m i n n y c h c z s t e k , l e c z t y l k o z s a m e j n a t u r y t e j c z s t k i .
K a |d y r o d z a j c z s t e k e l e m e n t a r n y c h m a o d p o w i e d n i d l a
s i e b i e s p i n .
C z s t k i b d c e k o n g l o m e r a t a m i c z s t e k e l e m e n t a r n y c h
( n p . j d r a a t o m ó w ) m a j r ó w n i e | s w ó j s p i n b d c y s u m
w e k t o r o w s p i n ó w w c h o d z c y c h w s k Ba d j e g o c z s t e k
e l e m e n t a r n y c h .
C z s t k i m a j c e s p i n i Ba d u n e k e l e k t r y c z n y r ó |n y o d z e r a
g e n e r u j w o k ó B s i e b i e s Ba b e p o l e m a g n e t y c z n e
- m o m e n t m a g n e t y c z n y .
6
F e r m i o n y
- c z s t k i e l e m e n t a r n e m a t e r i i
k w a r k i ( 6 ) l e p t o n y ( 6 )
m o g m i e Ba d u n e k + 2 / 3 l u b - 1 / 3 Ba d u n e k - 1 l u b 0
g ó r n y ( u u p ) + 2 / 3 e l e k t r o n e - - 1
d o l n y ( d - d o w n ) - 1 / 3 m i o n µ - - 1
d z i w n y ( s s t r a n g e ) - 1 / 3 t a o n Ä- - 1
p o w a b n y ( c c h a r m ) + 2 / 3 n e u t r i n o e l e k t r o n o w e ½e 0
s p o d n i ( b b o t t o m ) - 1 / 3 n e u t r i n o m i o n o w e ½Ä 0
s z c z y t o w y ( t t o p ) + 2 / 3 n e u t r i n o t a o n o w e ½Ä 0
7
B o z o n y c e c h o w a n i a
- c z s t k i e l e m e n t a r n e p r z e n o s z c e o d d z i a By w a n i a p o d s t a w o w e
F o t o n o d d z i a By w a n i a e l e k t r o m a g n e t y c z n e
B o z o n y W + , W - i Z 0 - o d d z i a By w a n i a s Ba b e
( o d p o w i e d z i a l n e m . i n . z a r o z p a d p r o m i e n i o t w ó r c z y ²
G l u o n y ( 8 ) o d d z i a By w a n i a s i l n e
8
W e d Bu g M o d e l u S t a n d a r d o w e g o p r o t o n y i n e u t r o n y s
z b u d o w a n e z k w a r k ó w .
P r o t o n y s z b u d o w a n e z :
d w ó c h k w a r k ó w g ó r n y c h ( o Ba d u n k u + 2 / 3 )
i j e d n e g o k w a r k u d o l n e g o ( o Ba d u n k u 1 / 3 )
( + 2 / 3 + 2 / 3 - 1 / 3 = + 1 )
N e u t r o n y s z b u d o w a n e z :
j e d n e g o k w a r k a g ó r n e g o ( o Ba d u n k u + 2 / 3 )
i d w ó c h d o l n y c h ( o Ba d u n k u 1 / 3 )
( + 2 / 3 - 1 / 3 - 1 / 3 = 0 )
T a r ó |n i c a o d p o w i a d a r ó w n i e | z a r ó |n i c w m a s a c h .
K w a r k i s p o w i z a n e z e s o b s i l n y m o d d z i a By w a n i e m
j d r o w y m , k t ó r e g o n o [n i k i e m s g l u o n y .
9
P r a w i e k a |d e j c z s t c e e l e m e n t a r n e j o d p o w i a d a t z w . a n t y c z s t k a .
N i e k t ó r e c z s t k i ( n p . f o t o n ) s s w o i m i w Ba s n y m i a n t y c z s t k a m i .
A n t y c z s t k i t o c z s t k i e l e m e n t a r n e p o d o b n e d o w y s t p u j c y c h w
z w y k Be j m a t e r i i , a l e o p r z e c i w n y m z n a k u Ba d u n k u e l e k t r y c z n e g o
o r a z w s z y s t k i c h a d d y t y w n y c h l i c z b k w a n t o w y c h .
W m o m e n c i e k o n t a k t u a n t y m a t e r i i z m a t e r i ( z w y k B) o b i e
u l e g a j a n i h i l a c j i , m a s a p r z e k s z t a Bc a s i w ó w c z a s c a Bk o w i c i e w
e n e r g i l u b p o w s t a j n o w e l |e j s z e c z s t k i i o l b r z y m i e i l o [c i
e n e r g i i .
1 0
W s z y s t k i e p r o t o n y i n e u t r o n y ( n u k l e o n y ) w a t o m i e s k u p i a j s i w
j d r o a t o m o w e .
Zr e d n i c a j d r a a t o m o w e g o w y n o s i o k o Bo :
3
1 , 0 7 A f m
g d z i e A o z n a c z a l i c z b n u k l e o n ó w .
f m = 1 0 - 1 5 m
Zr e d n i c a j d r a t o o k o Bo 1 0 - 5 [r e d n i c y c a Be g o a t o m u .
Zr e d n i c a a t o m u ~ 1 0 - 1 0 m = 1 Å
1 1
O p i s a t o m ó w d a n e g o p i e r w i a s t k a :
l i c z b a m a s o w a
A
X
l i c z b a a t o m o w a
Z
A t o m y t e g o s a m e g o p i e r w i a s t k a m a j t s a m l i c z b p r o t o n ó w ,
n a z y w a n l i c z b a t o m o w Z .
Ac z n a l i c z b a p r o t o n ó w i n e u t r o n ó w w j d r z e o k r e [l a n a j e s t
j a k o l i c z b a m a s o w a A .
R ó |n i c a A Z j e s t r ó w n a l i c z b i e n e u t r o n ó w w j d r z e a t o m o w y m
p i e r w i a s t k a .
1 2
A t o m j a k o c a Bo [ j e s t e l e k t r y c z n i e o b o j t n y .
J e |e l i j d r o m a Ba d u n e k d o d a t n i ( Z ) t o Ba d u n e k t e n m u s i b y
z o b o j t n i o n y p r z e z t a k s a m l i c z b e l e k t r o n ó w w p r z e s t r z e n i
p o z a j d r o w e j .
L i c z b a a t o m o w a Z j e s t w i c w i e l k o [c i d e c y d u j c r ó w n i e | o
l i c z b i e e l e k t r o n ó w w a t o m i e p i e r w i a s t k a ,
a t y m s a m y m o j e g o w Ba [c i w o [c i a c h c h e m i c z n y c h , g d y | t o
w Ba [n i e e l e k t r o n y ( z w Ba s z c z a e l e k t r o n y w a l e n c y j n e ) s
o d p o w i e d z i a l n e z a t w o r z e n i e w i z a D c h e m i c z n y c h .
1 3
4
A t o m h e l u A = 4 Z = 2
H e
2
J d r o a t o m o w e z a w i e r a :
2 p r o t o n y
2 n e u t r o n y ( 4 2 = 2 )
w p r z e s t r z e n i p o z a j d r o w e j :
2 e l e k t r o n y
t y l e i l e p r o t o n ó w w j d r z e
g d y | a t o m j e s t e l e k t r y c z n i e o b o j t n y
1 2
A t o m w g l a A = 1 2 Z = 6
C
6
J d r o a t o m o w e z a w i e r a :
6 p r o t o n ó w
6 n e u t r o n ó w ( 1 2 6 = 6 )
w p r z e s t r z e n i p o z a j d r o w e j :
6 e l e k t r o n ó w
t y l e i l e p r o t o n ó w w j d r z e
1 4
6 3
A t o m m i e d z i A = 6 3 Z = 2 9
C u
2 9
J d r o a t o m o w e z a w i e r a :
2 9 p r o t o n ó w
3 4 n e u t r o n y ( 6 3 2 9 = 3 4 )
w p r z e s t r z e n i p o z a j d r o w e j :
2 9 e l e k t r o n ó w
t y l e i l e p r o t o n ó w w j d r z e
1 9 5
P t A t o m p l a t y n y A = 1 9 5 Z = 7 8
7 8
J d r o a t o m o w e z a w i e r a :
7 8 p r o t o n ó w
1 1 7 n e u t r o n ó w ( 1 9 5 7 8 = 1 1 7 )
w p r z e s t r z e n i p o z a j d r o w e j :
7 8 e l e k t r o n ó w
t y l e i l e p r o t o n ó w w j d r z e
1 5
I z o t o p y o d m i a n y p i e r w i a s t k a c h e m i c z n e g o r ó |n i c e s i l i c z b
n e u t r o n ó w w j d r z e a t o m u
( z d e f i n i c j i a t o m y t e g o s a m e g o p i e r w i a s t k a m a j t s a m l i c z b
p r o t o n ó w w j d r z e ) .
I z o t o p y t e g o s a m e g o p i e r w i a s t k a m a j t s a m l i c z b a t o m o w Z
( l i c z b p r o t o n ó w w j d r z e )
a l e r ó |n i s i l i c z b m a s o w A
( Bc z n l i c z b n e u t r o n ó w i p r o t o n ó w w j d r z e ) .
P i e r w i a s t k i w y s t p u j n a t u r a l n i e z w y k l e j a k o m i e s z a n i n a
i z o t o p ó w . J e s t t o g Bó w n a p r z y c z y n a , d l a k t ó r e j m a s y a t o m o w e
p i e r w i a s t k ó w n i e s l i c z b a m i c a Bk o w i t y m i .
M a s a a t o m o w a p i e r w i a s t k ó w s t o s o w a n a d o o b l i c z e D j e s t [r e d n i
w a |o n l i c z b m a s o w y c h s t a b i l n y c h i z o t o p ó w d a n e g o p i e r w i a s t k a ,
( u w z g l d n i a j c % z a w a r t o [ p o s z c z e g ó l n y c h i z o t o p ó w w
p r z y r o d z i e ) i j e s t z b l i |o n a d o m a s y i z o t o p u o n a j w i k s z e j
z a w a r t o [c i .
1 6
I z o t o p y d z i e l s i n a :
t r w a Be - n i e u l e g a j s a m o r z u t n e j p r z e m i a n i e n a i z o t o p y t e g o
s a m e g o l u b i n n y c h p i e r w i a s t k ó w ,
n i e t r w a Be ( z w a n e i z o t o p a m i p r o m i e n i o t w ó r c z y m i )
u l e g a j s a m o r z u t n e j p r z e m i a n i e n a i n n e i z o t o p y ,
( z a z w y c z a j i n n e g o p i e r w i a s t k a ) .
I z o t o p y n i e m a j o d d z i e l n y c h n a z w , z w y j t k i e m i z o t o p ó w H .
O z n a c z a s i j e s y m b o l e m p i e r w i a s t k a c h e m i c z n e g o z l i c z b
m a s o w u g ó r y p o l e w e j s t r o n i e , n p . 1 2 C , 1 3 C , 1 4 C .
P i e r w i a s t k i m o g m i e p o k i l k a , a n a w e t k i l k a n a [c i e i z o t o p ó w .
C y n a ( S n ) m a 1 0 t r w a By c h i z o t o p ó w , w g i e l 2 ( 1 4 C j e s t n i e t r w a By )
I z o t o p y w o d o r u :
p r o t : 1 H m a j e d e n p r o t o n i n i e m a n e u t r o n ó w ; t r w a By ,
d e u t e r : 2 H ( D ) m a j e d e n p r o t o n i j e d e n n e u t r o n ; t r w a By ,
t r y t : 3 H ( T ) m a j e d e n p r o t o n i d w a n e u t r o n y ; n i e t r w a By
1 7
N u k l i d j d r o a t o m o w e o o k r e [l o n e j l i c z b i e n u k l e o n ó w
( p r o t o n ó w i n e u t r o n ó w ) .
N u k l i d y m o |n a p o d z i e l i n a :
i z o t o p y - n u k l i d y p o s i a d a j c e t s a m l i c z b p r o t o n ó w ,
a r ó |n i c e s i l i c z b n e u t r o n ó w
( t a s a m a l i c z b a a t o m o w a Z i r ó |n e l i c z b y m a s o w e A ) .
R ó w n i e | a t o m y z t a k i m i n u k l i d a m i ( j a k o j d r a ) n a z y w a s i
i z o t o p a m i d a n e g o p i e r w i a s t k a .
i z o t o n y - n u k l i d y o t e j s a m e j l i c z b i e n e u t r o n ó w
1 3 1 4 1 5 1 6 1 9 2 0
n p . : C i N ; N i O ; F i N e .
i z o b a r y - n u k l i d y o t e j s a m e j l i c z b i e m a s o w e j A
( t e j s a m e j l i c z b i e n u k l e o n ó w w j d r z e ) ,
l e c z r ó |n i c e s i l i c z b p r o t o n ó w ( l i c z b a t o m o w Z ) ,
1 4 1 4 1 7 1 7 1 7
n p . : C i N ; N i O i F ;
4 0 4 0 4 0
A r i K i C a
1 8
t a s a m a
1 2 1 3 1 4
l i c z b a
I z o t o p y
C C
C
6 6 6
p r o t o n ó w
t a s a m a
1 3 1 4
l i c z b a
I z o t o n y
C
N
6 7
n e u t r o n ó w
T a s a m a
1 7
1 7 1 7
l i c z b a
N O F
7
8 9
I z o b a r y
m a s o w a
1 9
T r w a Bo [ j d e r a t o m o w y c h .
H e n r i B e c q u e r e l ( 1 8 5 9 - 1 9 0 8 ) o d k r y B p r o m i e n i o t w ó r c z o [
n a t u r a l n u r a n u ( o d k r y c i e t o p r z y n i o s Bo m u N a g r o d N o b l a z
f i z y k i w 1 9 0 3 , w s p ó l n i e z P i o t r e m C u r i e ( 1 8 5 9 - 1 9 0 6 )
i M a r i S k Bo d o w s k - C u r i e ( 1 8 6 7 - 1 9 3 4 )
E r n e s t R u t h e r f o r d ( 1 8 7 1 - 1 9 3 7 ) b a d a j c z a c h o w a n i e
p i e r w i a s t k ó w r a d i o a k t y w n y c h u d o w o d n i B, |e j e g o zr ó d Be m j e s t
s p o n t a n i c z n y r o z p a d a t o m ó w . W r o k u 1 9 0 8 o t r z y m a B z a t o
o d k r y c i e N a g r o d N o b l a z c h e m i i .
T y l k o n i e k t ó r e j d r a a t o m o w e s t r w a Be . D e c y d u j o t y m
o d d z i a By w a n i a m i d z y t w o r z c y m i j e n u k l e o n a m i . W i k s z o [
j d e r a t o m o w y c h o l i c z b i e a t o m o w e j o d 1 ( H ) a | d o 8 2 ( P b )
p o s i a d a t r w a Be i z o t o p y .
C i |s z e p i e r w i a s t k i z a w s z e s n i e t r w a Be , j e d n a k i c h
o k r e s y p ó Br o z p a d u s t a k d u |e , |e m o |n a z n a l e z j e w n a t u r z e .
N a j c i |s z y m z t y c h p i e r w i a s t k ó w j e s t p o s i a d a j c y l i c z b
a t o m o w 9 4 p l u t o n .
2 0
T r w a Bo [ j d r a z a l e |y o d l i c z b y p r o t o n ó w i n e u t r o n ó w w j d r z e .
J d r a z p a r z y s t i l o [c i n e u t r o n ó w i p r o t o n ó w
( p a r z y s t o - p a r z y s t e ) c e c h u j s i n a j w i k s z t r w a Bo [c i i m o |n a j e
o d n a l e z n a Z i e m i w z n a c z n y c h i l o [c i a c h .
J d r a z n i e p a r z y s t l i c z b p r o t o n ó w l u b n e u t r o n ó w
( p a r z y s t o - n i e p a r z y s t e ) s j u | d u |o m n i e j t r w a Be .
N i e p a r z y s t a l i c z b a p r o t o n ó w i n e u t r o n ó w p o w o d u j e
n i e t r w a Bo [ j d e r , c h o o d t e j r e g u By s w y j t k i
( n p . : 1 H , 1 4 N , 6 L i , 1 0 B )
S z c z e g ó l n i e t r w a Be s j d r a z a w i e r a j c e : 2 , 8 , 2 0 , 5 0 , 8 2
l u b 1 2 6 p r o t o n ó w l u b n e u t r o n ó w .
L i c z b y t e n o s z n a z w l i c z b m a g i c z n y c h .
J d r a o " m a g i c z n e j " l i c z b i e p r o t o n ó w l u b n e u t r o n ó w n a z y w a s i
j d r a m i m a g i c z n y m i , a p o d w ó j n i e m a g i c z n y m i , j e [l i z a r ó w n o l i c z b a
p r o t o n ó w j a k i n e u t r o n ó w j e s t m a g i c z n a .
J d r a m a g i c z n e - n p . : g a z y s z l a c h e t n e . N i e k t ó r e j d r a p o d w ó j n i e
m a g i c z n e t o : H e 4 , O 1 6 , C a 4 0 , S n 1 3 2 , P b 2 0 8
2 1
W a t o m a c h z m a B l i c z b p r o t o n ó w ( < 2 0 )
i z o t o p y , w k t ó r y c h l i c z b a p r o t o n ó w ( Z ) i n e u t r o n ó w ( N ) j e s t
m n i e j w i c e j r ó w n a , s n a j b a r d z i e j s t a b i l n e ( N / Z = 1 ) .
J d r o z a w i e r a j c e r ó |n l i c z b n e u t r o n ó w i p r o t o n ó w
m o |e z m n i e j s z y s w o j e n e r g i p r z e z r o z p a d r a d i o a k t y w n y ,
k t ó r y z m i e n i l i c z b p r o t o n ó w l u b n e u t r o n ó w t a k , |e b y b y By
s o b i e b l i |s z e .
D l a w i k s z e j l i c z b y p r o t o n ó w ( > 2 0 ) o d p y c h a n i e
e l e k t r o s t a t y c z n e p o m i d z y p r o t o n a m i s p r a w i a , |e
s t a b i l n i e j s z e s t a j s i j d r a z n i e c o w i k s z l i c z b n e u t r o n ó w .
Z d a l s z y m w z r o s t e m l i c z b y p r o t o n ó w o p t y m a l n y
s t o s u n e k l i c z b y n e u t r o n ó w d o p r o t o n ó w r o [n i e , o s i g a j c
o k o Bo N / Z = 1 , 5 d l a n a j c i |s z y c h j d e r .
2 2
S a m o r z u t n e p r z e m i a n y j d r o w e .
W p r z y p a d k u n a d m i a r u n e u t r o n ó w
N / Z > 1 d l a j d e r l e k k i c h i N / Z > 1 , 5 d l a j d e r c i |k i c h
w j d r z e a t o m o w y m n i e t r w a Be g o i z o t o p u z a c h o d z i p r z e m i a n a ²-
c z y l i e m i s j a e l e k t r o n u .
P o d c z a s t e j p r z e m i a n y j e d e n n e u t r o n p r z e k s z t a Bc a s i w p r o t o n ,
e l e k t r o n i a n t y n e u t r i n o e l e k t r o n o w e :
1 1 0
n
p + e + ½e
1 - 1
0
N a s t p u j e w z r o s t l i c z b y a t o m o w e j Z o 1 , l i c z b a m a s o w a A
p o z o s t a j e b e z z m i a n .
P o w s t a j e n o w y p i e r w i a s t e k z a w i e r a j c y o j e d e n p r o t o n w i c e j
w j d r z e .
²- 1 4
1 4
0
C N + e + ½e
6 7
- 1
O g ó l n i e :
²-
A
A
0
e
Y + - 1 + ½e
X
Z Z + 1
2 3
N o w o p o w s t a Be j d r a a t o m o w e s z a w s z e o b d a r z o n e p e w n y m
n a d m i a r e m e n e r g i i s w s t a n i e w z b u d z o n y m .
S t a n w z b u d z o n y o z n a c z a m y g w i a z d k Y *
P r z e c h o d z o n e d o n i |s z e g o s t a n u e n e r g e t y c z n e g o p o p r z e z
e m i s j f o t o n u p r o m i e n i o w a n i a e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o ³
+
½e + ³
2 4
W p r z y p a d k u n a d m i a r u p r o t o n ó w
N / Z < 1 d l a j d e r l e k k i c h i N / Z < 1 , 5 d l a j d e r c i |k i c h
w j d r z e a t o m o w y m n i e t r w a Be g o i z o t o p u z a c h o d z i p r z e m i a n a ²+
c z y l i e m i s j a p o z y t o n u .
J e d e n z p r o t o n ó w w j d r z e p r z e k s z t a Bc a s i w n e u t r o n , p o z y t o n
i n e u t r i n o e l e k t r o n o w e :
+
²
0
1 1
p n e +
+
½e
1 + 1
0
N a s t p u j e z m n i e j s z e n i e l i c z b y a t o m o w e j Z o 1 , l i c z b a m a s o w a A
p o z o s t a j e b e z z m i a n .
P o w s t a j e n o w y p i e r w i a s t e k z a w i e r a j c y o j e d e n p r o t o n m n i e j w
j d r z e :
+
²
3 0 3 0
0
P
S i e +
+
½e
1 4
1 5 + 1
T e n t y p r o z p a d u s t w i e r d z o n o j e d y n i e w p r z y p a d k u s z t u c z n i e
2 5
o t r z y m a n y c h n i e t r w a By c h i z o t o p ó w .
N a d m i a r p r o t o n ó w w j d r z e m o |e b y r ó w n i e | z l i k w i d o w a n y
p o p r z e z t z w . w y c h w y t K .
J d r o a t o m o w e m o |e w y c h w y c i e l e k t r o n z p o w Bo k i K ,
z n a j d u j c e j s i n a j b l i |e j j d r a .
Z a c h o d z i p r z e m i a n a p r o t o n u w n e u t r o n :
1
1
0
p e
n + ½e
+
1
0
- 1
p r o t o n + e l e k t r o n ’! n e u t r o n + n e u t r i n o e l e k t r o n o w e
W m i e j s c e e l e k t r o n u w y c h w y c o n e g o p r z e z j d r o p r z e s k a k u j e
e l e k t r o n z d a l s z e j p o w Bo k i , z c z y m w i |e s i o b n i |e n i e e n e r g i i
i e m i s j a p r o m i e n i o w a n i a X .
T a k j a k w p r z e m i a n i e ²+ p o w s t a j e n o w y p i e r w i a s t e k o l i c z b i e
a t o m o w e j Z m n i e j s z e j o 1 i t e j s a m e j l i c z b i e m a s o w e j A .
2 6
W y c h w y t K
X
+ ½e
Z - 1
Z +
Z + Z +
’!
+
2 7
R o z p a d ±
N i e t r w a Be , c i |k i e j d r a a t o m o w e o d u |e j m a s i e a t o m o w e j
u z y s k u j t r w a Bo [ d z i k i t z w . r o z p a d o w i ±.
P o l e g a o n n a e m i s j i z j d r a c z s t e k ± s k Ba d a j c y c h s i z
4
2 p r o t o n ó w i 2 n e u t r o n ó w c z y l i j d e r i z o t o p u H e - H e
2
2 3 4
2 3 8
4
+ ±
U T h
2
9 0
9 2
P o w s t a j e j d r o n o w e g o p i e r w i a s t k a o l i c z b i e a t o m o w e j
Z m n i e j s z e j o 2 i l i c z b i e m a s o w e j A m n i e j s z e j o 4 .
O g ó l n i e :
A - 4
A
±
Y + 4
X
2
Z - 2
Z
2 8
R e g u Ba p r z e s u n i F a j a n s a i S o d d y e g o
" e m i s j i c z s t k i ± t o w a r z y s z y p r z e s u n i c i e p i e r w i a s t k a o
2 m i e j s c a w l e w o w u k Ba d z i e o k r e s o w y m ,
" e m i s j i c z s t k i ²- t o w a r z y s z y p r z e s u n i c i e p i e r w i a s t k a o
1 m i e j s c e w p r a w o
" e m i s j i c z s t k i ²+ i w y c h w y t o w i K t o w a r z y s z y p r z e s u n i c i e
p i e r w i a s t k a o 1 m i e j s c e w l e w o
2 9
–
²-
a t o m
²+
w y c h w y t K
±
l i c z b a n e u t r o n ó w N
3 0
²-
Z - 2 Z + 1
Z
±
3 1
W y s t p u j c e n a Z i e m i n a t u r a l n e p i e r w i a s t k i p r o m i e n i o t w ó r c z e
u l e g a j r o z p a d o w i d a j c j d r a , k t ó r e s r ó w n i e | n i e t r w a Be
i u l e g a j d a l s z y m r o z p a d o m a | d o p o w s t a n i a t r w a Be g o ,
n i e p r o m i e n i o t w ó r c z e g o i z o t o p u .
S z e r e g i p r o m i e n i o t w ó r c z e :
" s z e r e g u r a n o w o - r a d o w y
2 3 8 2 0 6
P b
U
9 2
8 2
" s z e r e g u r a n o w o - a k t y n o w y
2 3 5
2 0 7
P b
U
9 2
8 2
" s z e r e g t o r o w y
2 3 2
2 0 8
T h
P b
9 0
8 2
3 2
2 3 8
s z e r e g u r a n o w o - r a d o w y
U
±
9 2
2 3 8 2 0 6
2 3 4
² ²
2 3 4 2 3 4
P b
U
9 2 U
8 2 T h
P a
9 2
9 0
9 1
±
A A - 4 2 3 0
4
±
X Y T h
Z Z - 2
2 9 0
±
0 A 2 2 6
A
²
X R a
Y
Z Z + 1
- 1 8 8
±
2 2 2
R n
8 6
±
2 1 8
P o
8 4
±
2 1 4 2 1 4 2 1 4
² ²
P b B i P o
8 2 8 3 8 4
±
2 1 0 2 1 0 2 1 0
² ²
P b B i P o
8 2 8 3 8 4
±
2 0 6
P b
8 2
3 3
O p r ó c z p i e r w i a s t k ó w t w o r z c y c h 3 n a t u r a l n e s z e r e g i
p r o m i e n i o t w ó r c z e w y k r y t o w p r z y r o d z i e j e s z c z e k i l k a i z o t o p ó w
n i e t r w a By c h , m . i n .
4 0
8 7
3 1 4
T C R b
K
1 9 3 7
1 6
S t o p i e D n i e t r w a Bo [c i p o s z c z e g ó l n y c h p i e r w i a s t k ó w
p r o m i e n i o t w ó r c z y c h o k r e [l a t z w . o k r e s p ó Bt r w a n i a .
C z a s p o Bo w i c z n e g o r o z p a d u ( z a n i k u ) ( o k r e s p o Bo w i c z n e g o
r o z p a d u ) j e s t t o c z a s , w c i g u k t ó r e g o l i c z b a a t o m ó w
p i e r w i a s t k a p r o m i e n i o t w ó r c z e g o z m n i e j s z a s i o p o Bo w .
C z a s t e n , o z n a c z a m y s y m b o l e m t 1 / 2 , n i e z a l e |y o d i l o [c i
p o c z t k o w e j i z o t o p u .
l n 2
t 1 / 2 =
k
k s t a Ba s z y b k o [c i r o z p a d u 3 4
I l o [ o k r e s ó w I l e z o s t a Bo w I l e z o s t a Bo w
p ó Bt r w a n i a u Ba m k a c h %
0 1 1 0 0
1 1 / 2 5 0
2 1 / 4 2 5
3 1 / 8 1 2 , 5
4 1 / 1 6 6 , 2 5
5 1 / 3 2 3 , 1 2 5
6 1 / 6 4 1 , 5 6 3
& & &
n 1 / 2 n 1 0 0 / 2 n
3 5
C z a s p ó Bt r w a n i a n i e k t ó r y c h i z o t o p ó w p r o m i e n i o t w ó r c z y c h
P i e r w i a s t e k C z a s p ó Bt r w a n i a
3
1 2 , 3 3 l a t
T
1
1 4
C
5 7 0 0 l a t
6
2 3 5
U
7 , 1 3 x 1 0 8 l a t
9 2
2 3 2
T h
1 , 4 x 1 0 1 0 l a t
9 0
1 3 1
8 d n i
I
5 3
4 0
1 , 2 7 x 1 0 9 l a t
K
1 9
2 1 9
3 , 9 2 s
R n
8 6
3 6
Z a s t o s o w a n i e i z o t o p ó w p r o m i e n i o t w ó r c z y c h :
P r z e c h o w a n i e |y w n o [c i :
N a p r o m i e n i o w a n i e |y w n o [c i s t o s o w a n e j e s t w c e l a c h
d e z y n f e k c y j n y c h , p r z e d Bu |a j c y c h j e j t r w a Bo [.
R a d i o n u k l i d y z a b e z p i e c z a j [w i e |e z b i o r y p r z e d k i e Bk o w a n i e m ,
a t a k |e u m o |l i w i a j k o n t r o l p r o c e s u d o j r z e w a n i a
p r z e c h o w y w a n y c h w a r z y w i o w o c ó w .
B i o l o g i a :
W b i o c h e m i i s t o s u j e s i c z s t o i z o t o p y j a k o z n a c z n i k i .
W p r o w a d z a s i j e c e l o w o d o c z s t e c z e k c h e m i c z n y c h ,
a n a s t p n i e t a k " o z n a k o w a n e " c z s t e c z k i w p r o w a d z a s i d o
o r g a n i z m u p o c z y m d z i k i d e t e k c j i e m i t o w a n e g o p r z e z n i e
p r o m i e n i o w a n i a g a m m a [l e d z i s i i c h r o z m i e s z c z e n i e o r a z
o b e c n o [ w r ó |n y c h z w i z k a c h p o [r e d n i c h .
U m o |l i w i a t o b a d a n i e m e c h a n i z m ó w r e a k c j i c h e m i c z n y c h o r a z
s z l a k ó w m e t a b o l i c z n y c h w o r g a n i z m i e .
1 4
N a j c z [c i e j s t o s o w a n y m i d o t y c h c e l ó w i z o t o p a m i s : C i 1 5 N
3 7
M e d y c y n a :
M e d y c y n a n u k l e a r n a z a j m u j e s i z a s t o s o w a n i e m i z o t o p ó w
p r o m i e n i o t w ó r c z y c h w r o z p o z n a w a n i u i l e c z e n i u c h o r ó b
( r a d i o t e r a p i a ) o r a z w b a d a n i a c h n a u k o w y c h .
Z a s t o s o w a n i e d i a g n o s t y c z n e i z o t o p ó w p r o m i e n i o t w ó r c z y c h
p o l e g a n a w p r o w a d z e n i u s u b s t a n c j i p r o m i e n i o t w ó r c z e j d o t k a n e k
i n a r z d ó w o r g a n i z m u , a n a s t p n i e n a r e j e s t r o w a n i u
p r o m i e n i o w a n i a z a p o m o c d e t e k t o r ó w u m i e s z c z o n y c h p o z a
b a d a n y m o b i e k t e m ( s c y n t y g r a f i a , P E T , S P E C T ) .
J a k o zr ó d Bo p r o m i e n i o w a n i a g a m m a r a d i o i z o t o p y s
s t o s o w a n e w m e d y c y n i e d o n i s z c z e n i a k o m ó r e k r a k o w y c h .
S t o s u j e s i j e j a k o t a k z w a n e b o m b y n a [w i e t l e n i o w e c z y l i d u |e
p o r c j e p r o m i e n i o w a n i a s k i e r o w a n e w o p a n o w a n e p r z e z r a k a
m i e j s c a
l u b w f o r m i e c h e m i o t e r a p i i r a d i a c y j n e j . P o d a j e s i w t e d y
p a c j e n t o w i p r o m i e n i o t w ó r c z e z w i z k i m a j c e n a t u r a l n e
p o w i n o w a c t w o d o t k a n e k r a k o w y c h .
3 8
D a t o w a n i e r a d i o w g l o w e
D a t o w a n i e r a d i o w g l o w e t o m e t o d a b a d a n i a w i e k u
p r z e d m i o t ó w o p a r t a n a p o m i a r z e p r o p o r c j i m i d z y i z o t o p e m
1 4
p r o m i e n i o t w ó r c z y m w g l a C a i z o t o p a m i t r w a By m i 1 2 C i 1 3 C .
M e t o d a o p r a c o w a n a z o s t a Ba p r z e z W i l l a r d a L i b b y ' e g o i j e g o
w s p ó Bp r a c o w n i k ó w w 1 9 4 9 . L i b b y o t r z y m a B z a t p r a c n a g r o d
N o b l a w d z i e d z i n i e c h e m i i w 1 9 6 0 r o k u .
3 9
W g ó r n y c h w a r s t w a c h a t m o s f e r y p o d w p By w e m n e u t r o n ó w
p r o m i e n i o w a n i a k o s m i c z n e g o c a By c z a s z a c h o d z i p r o c e s
p r z e m i a n y 1 4 N w r a d i o a k t y w n y 1 4 C w r e a k c j i :
1 4 1 4
1 1
n p
C
N + +
6 1
7 0
A t o m y 1 4 C Bc z s i z a t o m a m i t l e n u t w o r z c C O 2 , k t ó r y
p o d c z a s f o t o s y n t e z y w c h o d z i w s k Ba d m a t e r i a Bu r o [l i n n e g o .
T a k d Bu g o j a k o r g a n i z m |y j e , w y m i e n i a m a t e r i z o t o c z e n i e m i
p r o p o r c j e w g l a r a d i o a k t y w n e g o d o s t a b i l n e g o w m a t e r i i |y w e j
s p o d o b n e j a k w n a t u r z e .
S y t u a c j a z m i e n i a s i j e d n a k , g d y t y l k o o r g a n i z m u m r z e
w y m i a n a p r z e s t a j e z a c h o d z i , a i z o t o p 1 4 C z c z a s e m r o z p a d a s i
w e d Bu g r e a k c j i :
1 4 1 4
0
e
C + ½e
N
+
- 1
6
7
4 0
W m a r t w y m o r g a n i z m i e m a l e j e s t o s u n e k i z o t o p u
1 4
C d o ( 1 2 C + 1 3 C ) .
Z n a j c c z a s p o Bo w i c z n e g o r o z p a d u 1 4 C ( 5 7 0 0 l a t ) m o |e m y
o k r e [l i w i e k w y k o p a l i s k .
M e t o d a d a j e d o b r e w y n i k i w z a k r e s i e o d 1 d o 3 0 t y s i c y l a t z
b Bd e m d o 5 0 l a t .
M a k s y m a l n y w i e k p r ó b e k , d l a k t ó r y c h m o |n a s t o s o w a m e t o d
d a t o w a n i a r a d i o w g l o w e g o t o 5 8 - 6 2 t y s .
4 1
S p a d e k i l o [c i i z o t o p u 1 4 C z c z a s e m
C z a s W z g l d n a i l o [
1 2
W n a t u r z e j e s t 9 9 % C
( l a t a ) i z o t o p u 1 4 C
1 3
1 % C
0 1 0 0 , 0 0 %
1 4
i 0 , 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 % C
1 9 9 , 9 9 %
1 0 - 1 0 %
1 0 9 9 , 8 8 %
1 0 0 9 8 , 8 0 %
1 0 0 0 8 8 , 6 2 %
2 0 0 0 7 8 , 5 4 %
5 0 0 0 5 4 , 6 7 %
1 0 0 0 0 2 9 , 8 9 %
2 0 0 0 0 8 , 9 4 %
4 2
M o d e l a t o m u w o d o r u w e d Bu g B o h r a .
B o h r p r z y j B w p r o w a d z o n y p r z e z E r n e s t a R u t h e r f o r d a m o d e l
a t o m u , w e d Bu g t e g o m o d e l u e l e k t r o n k r |y w o k ó B j d r a j a k o
n a Ba d o w a n y p u n k t m a t e r i a l n y , p r z y c i g a n y p r z e z j d r o s i Ba m i
e l e k t r o s t a t y c z n y m i . P r z e z a n a l o g i d o r u c h u p l a n e t w o k ó B
S Bo Dc a m o d e l t e n n a z w a n o " m o d e l e m p l a n e t a r n y m a t o m u " .
4 3
M o d e l a t o m u w o d o r u w e d Bu g B o h r a .
Z a Bo |e n i a N i e l s a B o h r a d l a m o d e l u a t o m u w o d o r u :
" a t o m w o d o r u z b u d o w a n y j e s t z j d r a i e l e k t r o n u k r |c e g o
w o k ó B j d r a p o t o r a c h , z w a n y c h o r b i t a m i ,
" w a t o m a c h e l e k t r o n y z n a j d u j s i w c i g By m r u c h u w o k ó B
j d r a , a b y p o w s t a Ba s i Ba o d [r o d k o w a r ó w n o w a |y Ba s i B
p r z y c i g a n i a e l e k t r o s t a t y c z n e g o p r z e z j d r o ,
" e l e k t r o n k r |c y p o o r b i c i e w o k ó B j d r a n i e d o z n a j e o p o r u z e
s t r o n y o t o c z e n i a i j e g o e n e r g i a m a s t a B w a r t o [,
" w a t o m i e w o d o r u i s t n i e j e w i e l e o r b i t p o k t ó r y c h m o |e
p o r u s z a s i e l e k t r o n ,
" e n e r g i a e l e k t r o n u z a l e |y o d p r o m i e n i a o r b i t y , p o k t ó r e j s i
p o r u s z a ; e n e r g i a t a w z r a s t a z e w z r o s t e m p r o m i e n i a ,
" z a b s o r p c j e n e r g i i ( k w a n t ) w i |e s i p r z e s k o k e l e k t r o n u n a
o r b i t p o Bo |o n d a l e j o d j d r a ,
" p r z e s k o k e l e k t r o n u n a o r b i t b l i |s z w i |e s i z e m i s j k w a n t u
e n e r g i i
4 4
n = 3
n = 2
h ½
n = 1
+
a b s o r p c j a
k w a n t u e n e r g i i
p r z e s k o k e l e k t r o n u
n a d a l s z o r b i t
p r z e s k o k e l e k t r o n u z d a l s z e j
n a b l i |s z o r b i t z e m i s j
k w a n t u e n e r g i i
4 5
R ó w n a n i e S c h r ö d i n g e r a
R ó w n a n i e S c h r ö d i n g e r a j e s t j e d n y m z p o d s t a w o w y c h r ó w n a D
n i e r e l a t y w i s t y c z n e j m e c h a n i k i k w a n t o w e j , s f o r m u Bo w a n y m
p r z e z a u s t r i a c k i e g o f i z y k a E r w i n a S c h r ö d i n g e r a w 1 9 2 6 r o k u .
N a j b a r d z i e j o g ó l n a p o s t a r ó w n a n i a S c h r ö d i n g e r a :
E ¨ = $¨
E e n e r g i a c a Bk o w i t a
$ o p e r a t o r e n e r g i i c a Bk o w i t e j o p e r a t o r H a m i l t o n a
¨ f u n k c j a f a l o w a
i t o j e d n o s t k a u r o j o n a ( - 1 ) 1 / 2
z r e d u k o w a n a s t a Ba P l a n c k a = h / 2 À
4 6
R ó w n a n i e S c h r ö d i n g e r a m a d l a d a n e g o a t o m u w i e l e
r o z w i z a D. F u n k c j a w Ba s n a b d c a r o z w i z a n i e m r ó w n a n i a
S c h r ö d i n g e r a n o s i n a z w f u n k c j i f a l o w e j ¨.
F u n k c j a f a l o w a , w n a j o g ó l n i e j s z e j p o s t a c i f u n k c j a
z e s p o l o n a , n i e m a b e z p o [r e d n i e g o s e n s u f i z y c z n e g o . D o p i e r o j e j
k w a d r a t i n t e r p r e t u j e m y j a k o g s t o [ p r a w d o p o d o b i e Ds t w a
z n a l e z i e n i a c z s t k i .
Z r o z w i z a n i a r ó w n a n i a S c h r ö d i n g e r a w y n i k n By
n a s t p u j c e l i c z b y k w a n t o w e :
4 7
n g Bó w n a l i c z b a k w a n t o w a
p r z y j m u j c a w a r t o [c i l i c z b n a t u r a l n y c h 1 , 2 , 3 &
E n e r g i a e l e k t r o n u w a t o m i e m o |e p r z y j m o w a t y l k o
w a r t o [c i o k r e [l o n e g Bó w n l i c z b k w a n t o w .
D o z w o l o n e s t a n y e n e r g e t y c z n e e l e k t r o n u n a z y w a m y
p o z i o m a m i e n e r g e t y c z n y m i . M ó w i m y , |e e l e k t r o n z n a j d u j e
s i w o k r e [l o n e j p o w Bo c e e l e k t r o n o w e j .
K o l e j n e p o w Bo k i e l e k t r o n o w e o z n a c z a s i p o d a j c w a r t o [
g Bó w n e j l i c z b y k w a n t o w e j n
l u b o d p o w i e d n i s y m b o l l i t e r o w y K , L , M , N , O , P , Q
4 8
L i c z b a 1 2 3 4 5 6 7
k w a n t o w a n
N u m e r p o w Bo k i 1 2 3 4 5 6 7
S y m b o l K L M N O P Q
p o w Bo k i
4 9
l t z w . p o b o c z n a l i c z b a k w a n t o w a p r z y j m u j c a w a r t o [c i l i c z b
c a Bk o w i t y c h o d 0 d o n - 1 c z y l i 0 , 1 , 2 , & , n - 1
P o b o c z n a l i c z b a k w a n t o w a l o k r e [l a p o z i o m e n e r g e t y c z n y
e l e k t r o n u w r a m a c h p o w Bo k i , c z y l i p o d p o z i o m n e r g e t y c z n y
n o s z c y n a z w p o d p o w Bo k i .
W a r t o [c i o m p o b o c z n e j l i c z b y k w a n t o w e j l p r z y p i s u j e s i r ó w n i e |
s y m b o l e l i t e r o w e .
P o b o c z n a l i c z b a k w a n t o w a l 0 1 2 3
S y m b o l p o d p o w Bo k i s p d f
5 0
l = 0 , 1 , 2 , & . ( n - 1 )
D l a n = 1 ( K ) l = 0 s
1 s
n = 2 ( L ) l = 0 , 1 s , p
2 s 2 p
n = 3 ( M ) l = 0 , 1 , 2 s , p , d
3 s 3 p 3 d
n = 4 ( N ) l = 0 , 1 , 2 , 3 s , p , d , f
4 s 4 p 4 d 4 f
5 1
1 s
2 s 2 p
3 s 3 p 3 d
4 s 4 p 4 d 4 f
5 s 5 p 5 d 5 f
6 s 6 p 6 d
7 s
T e o r e t y c z n i e d l a n = 5 m o g Ba b y w y s t p o w a p o d p o w Bo k a g ,
a d l a n = 6 6 f , 6 g i 6 h
N i e z n a m y p i e r w i a s t k ó w , k t ó r y c h a t o m y p o s i a d a By b y o d p o w i e d n i
l i c z b e l e k t r o n ó w d o o b s a d z e n i a t e g o t y p u p o d p o w Bo k .
m m a g n e t y c z n a l i c z b a k w a n t o w a
p r z y j m u j c a w a r t o [c i l i c z b c a Bk o w i t y c h
o d l d o + l , c z y l i - l , & , 0 , & + l
5 2
l = 0 1 2 3
s p d f
n = 1 m = 0
n = 2 0 - 1 , 0 , 1
n = 3 0 - 1 , 0 , 1 - 2 , - 1 , 0 , 1 , 2
n = 4 0 - 1 , 0 , 1 2 , - 1 , 0 , 1 , 2 - 3 , - 2 , - 1 , 0 , 1 , 2 , 3
n = 5 0 - 1 , 0 , 1 2 , - 1 , 0 , 1 , 2 - 3 , - 2 , - 1 , 0 , 1 , 2 , 3
1 t y p u s
3 t y p u p
5 t y p u d
5 3
7 t y p u f
K a |d e j k o m b i n a c j i 3 l i c z b k w a n t o w y c h n , l i m o d p o w i a d a j e d n a
p o r z d n a f u n k c j a f a l o w a s p e Bn i a j c a r ó w n a n i e S c h r ö d i n g e r a .
O r b i t a l j e s t p o w i e r z c h n i o p i s a n f u n k c j f a l o w
j e d n e g o e l e k t r o n u , k t ó r e j k w a d r a t m o d u Bu o k r e [l a g s t o [
p r a w d o p o d o b i e Ds t w a n a p o t k a n i a e l e k t r o n u w d a n y m p u n k c i e
p r z e s t r z e n i .
P o j c i e o r b i t a l u j e s t c z s t o u t o |s a m i a n e z k s z t a Bt e m
o b s z a r u , o b l i c z o n y m z f u n k c j i o r b i t a l o w e j , w k t ó r y m
p r a w d o p o d o b i e Ds t w o n a p o t k a n i a e l e k t r o n u j e s t b l i s k i e 1
( z w y k l e p r z y j m u j e s i w a r t o [ 0 , 9 ) .
5 4
O r b i t a l t y p u s w a r s t w a k u l i s t a o o k r e [l o n e j g r u b o [c i
z n a j d u j c a s i w o k r e [l o n e j o d l e g Bo [c i o d j d r a .
O r b i t a l e t y p u p 3 o r b i t a l e o k s z t a Bc i e " h a n t l i " w z d Bu | o s i x , y i z
z
z
z
z
y
y y
y
x x x x
p y p z
p x
5 5
O r b i t a l e t y p u d i f - o b a r d z i e j z Bo |o n y c h k s z t a Bt a c h w
k t ó r y c h w y s t p u j e k o m b i n a c j a " h a n t l i " i t o r u s ó w .
d
d x y d x z d
d x 2 - y 2
d y z
z 2
y
x
d x y
5 6
W 1 9 2 8 r o k u P a u l D i r a c w y k a z a B, |e d l a p e Bn e g o o p i s u
z a c h o w a n i a s i e l e k t r o n u w a t o m i e n i e w y s t a r c z a z n a j o m o [
j e g o e n e r g i i ( c z y l i 3 l i c z b k w a n t o w y c h : n , l i m ) .
P o t r z e b n a j e s t j e s z c z e m s m a g n e t y c z n a l i c z b a s p i n o w a
p r z y j m u j c a d w i e w a r t o [c i
+ ½ ‘! i - ½ “!
5 7
Z a k a z P a u l i e g o w a t o m i e n i e m o |e b y d w ó c h
i d e n t y c z n y c h e l e k t r o n ó w , t z n . t a k i c h , k t ó r y c h s t a n o p i s a n y
b y Bb y t a k s a m k o m b i n a c j 4 l i c z b k w a n t o w y c h .
D w a e l e k t r o n y z n a j d u j c e s i w a t o m i e m u s z s i
r ó |n i p r z y n a j m n i e j w a r t o [c i j e d n e j z c z t e r e c h l i c z b
k w a n t o w y c h : n , l , m l u b m s .
J e |e l i d w a e l e k t r o n y z n a j d u j s i n a o r b i t a l u o p i s a n y m
t a k s a m k o m b i n a c j t r z e c h l i c z b k w a n t o w y c h : n , l i m
t o m u s z r ó |n i s i w a r t o [c i c z w a r t e j l i c z b y k w a n t o w e j m s
t z n . |e s p i n j e d n e g o e l e k t r o n u w y n o s i + ½ , a d r u g i e g o ½ .
S t d :
m a k s y m a l n i e n a o r b i t a l u s m o g b y 2 e l e k t r o n y
p 6 e l e k t r o n ó w
d 1 0
f 1 4
5 8
K o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a ( s t r u k t u r a e l e k t r o n o w a ) p i e r w i a s t k a
u p r o s z c z o n y o p i s a t o m u p o l e g a j c y n a r o z m i e s z c z e n i u
e l e k t r o n ó w n a l e |c y c h d o a t o m ó w d a n e g o p i e r w i a s t k a n a
p o s z c z e g ó l n y c h p o w Bo k a c h , p o d p o w Bo k a c h i o r b i t a l a c h .
K a |d y e l e k t r o n z n a j d u j c y s i w a t o m i e o p i s y w a n y j e s t p r z y
p o m o c y z b i o r u 4 l i c z b k w a n t o w y c h .
K a |d y n o w y e l e k t r o n r ó w n o w a |c y Ba d u n e k j d r a
z a j m u j e k o l e j n y n a j n i |s z y z m o |l i w y c h p o z i o m ó w
e n e r g e t y c z n y c h .
5 9
K o l e j n o [ z a p e Bn i a n i a p o d p o w Bo k e l e k t r o n a m i w a t o m a c h
w i e l o e l e k t r o n o w y c h :
" o r b i t a l e z a p e Bn i a n e s z g o d n i e z r o s n c n + l
" j e |e l i o r b i t a l e m a j i d e n t y c z n e n + l ,
z a p e Bn i a n e s w k o l e j n o [c i r o s n c e j n
n
1 5
2 3 4
l 0 0
1 0 1
2 0 2
1 0 1 2
3
3
1 4 6
3 4 5 6 5
n + l 2 3 5
3 p
1 s 2 s 4 s
2 p 3 s 3 d 4 p 4 d 5 p
5 s
1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 4 s 3 d 4 p 5 s 4 d 5 p
6 0
K o l e j n o [ z a p e Bn i a n i a p o d p o w Bo k e l e k t r o n a m i w a t o m a c h
w i e l o e l e k t r o n o w y c h :
1 s
1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 4 s 3 d 4 p 5 s 4 d 5 p &
2 p
2 s
3 p
3 s 3 d
4 f
4 s
4 d
4 p
5 f
5 d
5 p
5 s
6 d
6 p
6 s 6 p
7 s
6 1
P a m i t a j c , |e n a j e d n y m
1 s
o r b i t a l u m o g z n a j d o w a s i
t y l k o d w a e l e k t r o n y
2 p
2 s
o p r z e c i w n y c h s p i n a c h
3 p
3 s 3 d
4 f
4 s
4 d
4 p
5 f
5 d
5 p
5 s
6 d
6 p
6 s 6 p
7 s
1 4
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 6 5 s 2 4 d 1 0 5 p 6 6 s 2 4 f 1 4 5 d 1 0 6 p 6 7 s 2 5 f 6 2 &
1 s
2 s 2 p
3 s 3 p 3 d
4 s 4 p 4 d 4 f
5 s 5 p 5 d 5 f
6 s 6 p 6 d
7 s 7 p
6 3
M a k s y m a l n a l i c z b a e l e k t r o n ó w n a p o s z c z e g ó l n y c h p o w Bo k a c h .
P o w Bo k a M a k s y m a l n a l i c z b a
e l e k t r o n ó w
1 K 2
2 L 8
3 M 1 8
4 N 3 2
5 O 3 2
6 4
K o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a r o z m i e s z c z e n i e e l e k t r o n ó w w s t a n i e
p o d s t a w o w y m a t o m u w p o s z c z e g ó l n y c h p o w Bo k a c h n a s t p u j e
z g o d n i e z :
" z a k a z e m P a u l i e g o
" r e g u B H u n d a
R e g u Ba H u n d a :
" s t a n o n a j n i |s z e j e n e r g i i j e s t t o s t a n o m a k s y m a l n e j l i c z b i e
n i e s p a r o w a n y c h e l e k t r o n ó w w o k r e [l o n e j p o d p o w Bo c e ,
o r b i t a l e o b s a d z a n e s p o j e d y n c z o
" d o p i e r o p o o b s a d z e n i u w s z y s t k i c h o r b i t a l i d a n e j p o d p o w Bo k i
p o j e d y n c z y m i e l e k t r o n a m i , n a s t p n e e l e k t r o n y t w o r z
p a r y o p r z e c i w n y c h s p i n a c h
" e l e k t r o n y n i e s p a r o w a n e w o r b i t a l a c h o k r e [l o n e j p o d p o w Bo k i
m a j j e d n a k o w o r i e n t a c j s p i n u s p i n y r ó w n o l e g Be
6 5
R e g u Ba H u n d a :
p r z y z a p e Bn i a n i u k o l e j n y c h o r b i t a l i e l e k t r o n a m i w s z y s t k i e
o r b i t a l e o d p o w i a d a j c e d a n e j p o d p o w Bo c e ( t z w o r b i t a l e
z d e g e n e r o w a n e t z n o t y c h s a m y c h l i c z b a c h k w a n t o w y c h n i l )
p ; d ; f
z o s t a j z a p e Bn i o n e n a j p i e r w p o j e d n y m e l e k t r o n i e o s p i n i e
r ó w n o l e g By m ,
a d o p i e r o p o t e m d r u g i m e l e k t r o n e m o s p i n i e
p r z e c i w s t a w n y m .
x
x
p 3
d 6
x
x
x
6 6
K o n w e n c j e z a p i s u k o n f i g u r a c j i :
7
L i
Z = 3 A = 7
3
3 p r o t o n y
3 e l e k t r o n y
7 3 = 4 n e u t r o n y
k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 1
K 2 2 s 1
[ H e ] 2 s 1
z a p i s k l a t k o w y :
1 s 2 s
6 7
2 3
Z = 1 1 A = 2 3
N a
1 1
1 1 - p r o t o n ó w
1 1 e l e k t r o n ó w
2 3 1 1 = 1 2 n e u t r o n ó w
k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 1
K 2 L 8 3 s 1
[ N e ] 3 s 1
z a p i s " k l a t k o w y " :
1 s 2 s 2 p
3 s
6 8
1 2
Z = 6 A = 1 2
C
6
6 p r o t o n ó w
6 e l e k t r o n ó w
1 2 6 = 6 n e u t r o n ó w
k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 2 2 p 2
K 2 2 s 2 2 p 2
[ H e ] 2 s 2 2 p 2
z a p i s k l a t k o w y :
1 s 2 s 2 p
X
6 9
1 4
Z = 7 A = 1 4
N
7
7 p r o t o n ó w
7 e l e k t r o n ó w
1 4 - 7 = 7 n e u t r o n ó w
K o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 2 2 p 3
K 2 2 s 2 2 p 3
[ H e ] 2 s 2 2 p 3
z a p i s k l a t k o w y :
1 s 2 s 2 p
X
7 0
1 6
Z = 8 A = 1 6
O
8
8 p r o t o n ó w
8 e l e k t r o n ó w
1 6 8 = 8 n e u t r o n ó w
k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 2 2 p 4
K 2 2 s 2 2 p 4
[ H e ] 2 s 2 2 p 4
z a p i s k l a t k o w y :
1 s 2 s 2 p
X
7 1
5 6
F e
Z = 2 6 A = 5 6
2 6
1 s
2 6 p r o t o n ó w
2 6 e l e k t r o n ó w
2 p
2 s
5 6 2 6 = 3 0 n e u t r o n ó w
3 p
3 s 3 d
k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
4 f
4 s 4 d
4 p
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 6
5 d 5 f
5 p
5 s
K 2 L 8 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 6
[ N e ] 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 6
6 d
6 p
6 s 6 p
7 s
z a p i s k l a t k o w y :
1 s
2 s 2 p 3 s 3 p 4 s 3 d
7 2
3 5
C l -
Z = 1 7 A = 3 5
C l
1 7
J d r o :
1 7 p r o t o n ó w
3 5 1 7 = 1 8 n e u t r o n ó w
w j o n i e C l - j d r o m a t y l e s a m o
p r o t o n ó w i n e u t r o n ó w c o a t o m C l
a l e e l e k t r o n ó w j e s t 1 7 + 1 = 1 8
k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6
K 2 L 8 3 s 2 3 p 6
[ N e ] 3 s 2 3 p 6 = [ A r ]
z a p i s k l a t k o w y :
1 s
2 s 2 p 3 s 3 p
7 3
4 0
C a 2 +
C a
Z = 2 0 A = 4 0
2 0
J d r o :
2 0 p r o t o n ó w
4 0 2 0 = 2 0 n e u t r o n ó w
P o w Bo k i e l e k t r o n o w e w C a 2 + :
2 0 2 = 1 8 e l e k t r o n ó w
K o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6
K 2 L 8 3 s 2 3 p 6
[ N e ] 3 s 2 3 p 6 = [ A r ]
z a p i s k l a t k o w y :
1 s
2 s 2 p 3 s 3 p
7 4
1 s
2 p
2 s
2 0 9
B i
8 3
3 p
3 s 3 d
4 f
4 s 4 d
4 p
Z = 8 3 A = 2 0 9
5 d 5 f
5 p
5 s
8 3 p r o t o n y
6 d
6 p
6 s 6 p
8 3 e l e k t r o n y
2 0 9 8 3 = 1 2 6 n e u t r o n ó w
7 s
k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a :
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 6 5 s 2 4 d 1 0 5 p 6 6 s 2 4 f 1 4 5 d 1 0 6 p 3
E l e k t r o n y w a l e n c y j n e : 6 s 2 6 p 3
E l e k t r o n y w a l e n c y j n e - e l e k t r o n y z n a j d u j c e s i n a
o s t a t n i e j , n a j b a r d z i e j z e w n t r z n e j p o w Bo c e a t o m ó w .
7 5
F e r r o m a g n e t y z m z j a w i s k o , w k t ó r y m m a t e r i a w y k a z u j e
w Ba s n e , s p o n t a n i c z n e n a m a g n e s o w a n i e . J e s t j e d n z
n a j s i l n i e j s z y c h p o s t a c i m a g n e t y z m u i j e s t o d p o w i e d z i a l n y z a
w i k s z o [ m a g n e t y c z n y c h z a c h o w a D s p o t y k a n y c h w |y c i u
c o d z i e n n y m . F e r r o m a g n e t y k a m i s n p . . : F e , C o , N i .
P a r a m a g n e t y z m - z j a w i s k o m a g n e s o w a n i a s i
m a k r o s k o p o w e g o c i a Ba w z e w n t r z n y m p o l u m a g n e t y c z n y m w
k i e r u n k u z g o d n y m z k i e r u n k i e m p o l a z e w n t r z n e g o .
S u b s t a n c j a w y k a z u j c a t a k i e w Ba s n o [c i t o p a r a m a g n e t y k , j e s t
o n p r z y c i g a n y p r z e z m a g n e s , j e d n a k z n a c z n i e s Ba b i e j n i |
f e r r o m a g n e t y k . W Ba [c i w o [c i p a r a m a g n e t y c z n e p o s i a d a j
s u b s t a n c j e o n i e s p a r o w a n y c h e l e k t r o n a c h .
D i a m a g n e t y z m z j a w i s k o p o l e g a j c e n a i n d u k c j i w c i e l e
z n a j d u j c y m s i w z e w n t r z n y m p o l u m a g n e t y c z n y m p o l a
p r z e c i w n e g o , o s Ba b i a j c e g o d z i a Ba n i e z e w n t r z n e g o p o l a .
D i a m a g n e t y z m w y s t p u j e w e w s z y s t k i c h s u b s t a n c j a c h , a l e
7 6
z w y k l e j e s t m a s k o w a n y p r z e z s i l n i e j s z y p a r a m a g n e t y z m .
U k Ba d o k r e s o w y p i e r w i a s t k ó w
P o r ó w n u j c k o n f i g u r a c j e e l e k t r o n o w e p i e r w i a s t k ó w
d o c h o d z i s i d o w n i o s k u , |e w s t r u k t u r z e e l e k t r o n o w e j
p i e r w i a s t k ó w w y s t p u j p e w n e p r a w i d Bo w o [c i .
P r a w i d Bo w o [c i t e d o t y c z k o n f i g u r a c j i w n a j b a r d z i e j
z e w n t r z n y c h p o w Bo k a c h .
S t r u k t u r a e l e k t r o n o w a a t o m ó w p i e r w i a s t k a , a z w Ba s z c z a
s t r u k t u r a o s t a t n i e j ( i c z a s e m p r z e d o s t a t n i e j ) p o w Bo k i
e l e k t r o n o w e j , z a w i e r a j c e j t z w . e l e k t r o n y w a l e n c y j n e , j e s t
c z y n n i k i e m d e c y d u j c y m o j e g o w Ba [c i w o [c i a c h c h e m i c z n y c h .
E l e k t r o n y w a l e n c y j n e - e l e k t r o n y z n a j d u j c e s i n a
o s t a t n i e j , n a j b a r d z i e j z e w n t r z n e j p o w Bo c e a t o m ó w , k t ó r a
n a z y w a n a j e s t p o w Bo k w a l e n c y j n .
E l e k t r o n y z n a j d u j c e s i n a p o w Bo c e w a l e n c y j n e j
u c z e s t n i c z w t w o r z e n i u w i z a D c h e m i c z n y c h , j e d n a k w i z a n i a t e
m o g t e | b y w n i e k t ó r y c h p r z y p a d k a c h t w o r z o n e z u d z i a Be m
e l e k t r o n ó w z n i |s z y c h p o w Bo k , c o d o t y c z y z w Ba s z c z a a t o m ó w
7 7
p i e r w i a s t k ó w b l o k ó w d i f u k Ba d u o k r e s o w e g o p i e r w i a s t k ó w .
U k Ba d o k r e s o w y p i e r w i a s t k ó w
U k Ba d o k r e s o w y p i e r w i a s t k ó w - z e s t a w i e n i e w s z y s t k i c h
p i e r w i a s t k ó w c h e m i c z n y c h w p o s t a c i r o z b u d o w a n e j t a b e l i ,
u p o r z d k o w a n y c h w e d Bu g i c h r o s n c e j l i c z b y a t o m o w e j ,
g r u p u j c e p i e r w i a s t k i w e d Bu g i c h c y k l i c z n i e p o w t a r z a j c y c h s i
p o d o b i e Ds t w w Ba [c i w o [c i ,
z g o d n i e z p r a w e m o k r e s o w o [c i D m i t r i j a M e n d e l e j e w a .
D z i s i a j p r a w o o k r e s o w o [c i b r z m i :
p i e r w i a s t k i c h e m i c z n e u Bo |o n e z g o d n i e z e w z r a s t a j c a l i c z b
a t o m o w w y k a z u j o k r e s o w e p o w t a r z a n i e s i w Ba [c i w o [c i .
P r a w o o k r e s o w o [c i j e s t p o d s t a w k o n s t r u k c j i u k Ba d u o k r e s o w e g o
7 8
W c z a s a c h M e n d e l e j e w a n i e b y Bo l o g i c z n e g o u z a s a d n i e n i a
t e g o p r a w a . D o p i e r o p o o d k r y c i u s t r u k t u r y a t o m u n a b r a Bo o n o
f i z y c z n e g o z n a c z e n i a .
W s p ó Bc z e [n i e w i a d o m o , |e n u m e r o k r e s u o d p o w i a d a
n u m e r o w i p o w Bo k i w a l e n c y j n e j a t o m u .
L i c z b a p i e r w i a s t k ó w w j e d n y m o k r e s i e w y n i k a z l i c z b y
o r b i t a l i n a p o w Bo c e w a l e n c y j n e j , z k t ó r y c h k a |d y m o |e b y
w y p e Bn i o n y m a k s y m a l n i e d w o m a e l e k t r o n a m i .
O r b i t a l e t e s z a p e Bn i a n e w g n a s t p u j c e g o s c h e m a t u :
1 o k r e s 1 s 2 p i e r w i a s t k i
2 o k r e s 2 s 2 p 8 p i e r w i a s t k ó w
3 o k r e s 3 s 3 p 8 p i e r w i a s t k ó w
4 o k r e s 4 s 3 d 4 p 1 8 p i e r w i a s t k ó w
5 o k r e s 5 s 4 d 5 p 1 8 p i e r w i a s t k ó w
6 o k r e s 6 s 4 f 5 d 6 p 3 2 p i e r w i a s t k i
7 o k r e s 7 s 5 f 6 d 7 p 3 2 p i e r w i a s t k i
7 9
N u m e r o k r e s u o k r e [l a l i c z b p o w Bo k e l e k t r o n o w y c h w
a t o m a c h p i e r w i a s t k ó w d a n e g o o k r e s u .
R o z p i s u j c k o n f i g u r a c j e l e k t r o n o w p i e r w i a s t k a o
p o d a n e j l i c z b i e a t o m o w e j Z , o k r e [l a m y m a k s y m a l n w a r t o [
g Bó w n e j l i c z b y k w a n t o w e j n , a w i c n u m e r o s t a t n i e j p o w Bo k i ,
m o |e m y o k r e [l i d o k t ó r e g o o k r e s u w u k Ba d z i e n a l e |y d a n y
p i e r w i a s t e k .
F e o k o n f i g u r a c j i 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 6 n a l e |y d o 4 o k r e s u ,
2 6
g d y | m a k s y m a l n a w a r t o [ n w y n o s i 4 .
N a o k o n f i g u r a c j i 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 1 n a l e |y d o 3 o k r e s u ,
1 1
g d y | m a k s y m a l n a w a r t o [ n w y n o s i 3
B i o k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j :
8 3
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 6 5 s 2 4 d 1 0 5 p 6 6 s 2 4 f 1 4 5 d 1 0 6 p 3
n a l e |y d o 6 o k r e s u , g d y | m a k s y m a l n a w a r t o [ n w y n o s i 6 .
8 0
W u k Ba d z i e o k r e s o w y m w y r ó |n i a s i 1 8 k o l u m n p i o n o w y c h
z w a n y c h g r u p a m i .
N a z w y p o s z c z e g ó l n y c h g r u p u k Ba d u o k r e s o w e g o t w o r z y s i
o d n a z w y p i e r w s z e g o p i e r w i a s t k a :
1 ( I A ) l i t o w c e ( b e z w o d o r u ) ; w o d ó r i l i t o w c e
2 ( I I A ) b e r y l o w c e
3 ( I I I B ) s k a n d o w c e ( w t y m L a i A c )
4 ( I V B ) t y t a n o w c e
5 ( V B ) w a n a d o w c e
6 ( V I B ) c h r o m o w c e
7 ( V I I B ) m a n g a n o w c e
8 ( V I I I B ) |e l a z o w c e
9 ( V I I I B ) k o b a l t o w c e
1 0 ( V I I I B ) n i k l o w c e
1 1 ( I B ) m i e d z i o w c e
1 2 ( I I B ) c y n k o w c e
8 1
1 3 ( I I I A ) b o r o w c e
1 4 ( I V A ) w g l o w c e
1 5 ( V A ) a z o t o w c e
1 6 ( V I A ) t l e n o w c e
1 7 ( V I I A ) f l u o r o w c e
1 8 ( V I I I A ) h e l o w c e
I n n e s t o s o w a n e n a z w y :
G r u p a 1 ( I A ) - m e t a l e a l k a l i c z n e ( w o d ó r i l i t o w c e )
G r u p a 2 ( I I A ) - m e t a l e z i e m a l k a l i c z n y c h ( b e r y l o w c e )
G r u p a 1 6 ( V I A ) - c h a l k o g e n y ( t l e n o w c e )
G r u p a 1 7 ( V I I A ) - c h l o r o w c e , h a l o g e n y ( f l u o r o w c e )
G r u p a 1 8 ( V I I I A ) - g a z y s z l a c h e t n e ( h e l o w c e )
W y r ó |n i a s i d w a r o d z a j e g r u p :
G r u p y g Bó w n e : g r u p y 1 i 2 o r a z 1 3 d o 1 8 ( A )
G r u p y p o b o c z n e : g r u p y 3 d o 1 2 ( B ) 8 2
J e |e l i r o z p i s z e m y k o n f i g u r a c j e e l e k t r o n o w e p i e r w i a s t k ó w
n a l e |c y c h d o p o s z c z e g ó l n y c h g r u p , z a u w a |y m y w y s t p o w a n i e
p e w n y c h p r a w i d Bo w o [c i .
W g r u p i e 1 w y s t p u j e 1 e l e k t r o n n a z e w n t r z n e j ( o s t a t n i e j )
p o w Bo c e , c o m o |e m y z a p i s a j a k o n s 1 , g d z i e n o k r e [l a o s t a t n i
p o w Bo k ( i r ó w n o c z e [n i e n u m e r o k r e s u ) .
W g r u p i e 2 w y s t p u j 2 e l e k t r o n y n a z e w n t r z n e j p o w Bo c e , c o
m o |e m y z a p i s a j a k o n s 2 .
T e d w i e g r u p y p i e r w i a s t k ó w i h e l ( 2 H e ) z g r u p y 1 8 n a l e | d o
t z w . b l o k u s w u k Ba d z i e o k r e s o w y m .
P i e r w i a s t k i b l o k u s , z a w y j t k i e m w o d o r u i h e l u , s m e t a l a m i .
8 3
P i e r w i a s t k i g r u p 1 3 1 8 - e j m a j n a s t p u j c e k o n f i g u r a c j e :
G r u p a K o n f i g u r a c j a o s t a t n i e j p o w Bo k i
1 3 n s 2 n p 1
1 4 n s 2 n p 2
1 5 n s 2 n p 3
1 6 n s 2 n p 4
1 7 n s 2 n p 5
1 8 n s 2 n p 6
P i e r w i a s t k i g r u p 1 3 1 8 - e j ( z w y j t k i e m h e l u ) n a l e | d o t z w .
b l o k u p
8 4
C h a r a k t e r y s t y c z n c e c h p i e r w i a s t k ó w g r u p y 1 8 g a z y s z l a c h e t n e
j e s t k o n f i g u r a c j a n s 2 n p 6 ( w y j t e k H e : 1 s 2 )
P i e r w i a s t k i b l o k u p s w w i k s z o [c i n i e m e t a l a m i .
M e t a l a m i s : A l , G a , I n , T l w g r u p i e 1 3
S n , P b w g r u p i e 1 4
B i w g r u p i e 1 5
A t w g r u p i e 1 6
C h a r a k t e r p r z e j [c i o w y m a j : B , S i , G e , A s , S b , T e , P o
8 5
P i e r w i a s t k i g r u p 3 1 2 - e j m a j n a s t p u j c e k o n f i g u r a c j e :
G r u p a K o n f i g u r a c j a o s t a t n i e j p o w Bo k i
3 n s 2 ( n - 1 ) d 1
4 n s 2 ( n - 1 ) d 2
5 n s 2 ( n - 1 ) d 3
6 n s 2 ( n - 1 ) d 4
7 n s 2 ( n - 1 ) d 5
8 n s 2 ( n - 1 ) d 6
9 n s 2 ( n - 1 ) d 7
1 0 n s 2 ( n - 1 ) d 8
1 1 n s 2 ( n - 1 ) d 9
1 2 n s 2 ( n - 1 ) d 1 0
8 6
P i e r w i a s t k i b l o k u d w u k Ba d z i e o k r e s o w y m s m e t a l a m i .
S u m a e l e k t r o n ó w p o d p o w Bo k i s i p o d p o w Bo k i p o s t a t n i e j p o w Bo k i
o r a z p o d p o w Bo k i d p r z e d o s t a t n i e j p o w Bo k i j e s t z g o d n a z
n u m e r e m a r a b s k i m g r u p y .
N p . :
1 s
B a o k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j :
5 6
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 6 5 s 2 4 d 1 0 5 p 6 6 s 2 2 s 2 p
j e s t p i e r w i a s t k i e m b l o k u s ,
3 p
3 s 3 d
n a l e |c y m d o 2 g r u p y ,
i 6 o k r e s u 4 f
4 s 4 d
4 p
o r a z j e s t m e t a l e m
5 d 5 f
5 p
5 s
B r o k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j :
3 5
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 5
6 d
6 p
6 s 6 p
j e s t p i e r w i a s t k i e m b l o k u p
7 s
n a l e |c y m d o 2 + 1 0 + 5 = 1 7 g r u p y
i 4 o k r e s u
j e s t n i e m e t a l e m
8 7
M n o k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j :
2 5
1 s
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 5
j e s t p i e r w i a s t k i e m b l o k u d ,
2 p
2 s
n a l e |c y m d o 2 + 5 = 7 g r u p y ,
3 p
3 s 3 d
i 4 o k r e s u
o r a z j e s t m e t a l e m
4 f
4 s 4 d
4 p
5 d 5 f
5 p
5 s
X o k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j :
4 6
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 6 5 s 2 4 d 8
6 d
6 p
6 s 6 p
j e s t p i e r w i a s t k i e m b l o k u d
7 s
n a l e |c y m d o 2 + 8 = 1 0 g r u p y
5 o k r e s u
j e s t m e t a l e m
8 8
X o k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j :
3 8
1 s
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 6 5 s 2
j e s t p i e r w i a s t k i e m b l o k u s ,
2 p
2 s
n a l e |c y m d o 2 g r u p y ,
3 p
3 s 3 d
5 o k r e s u
j e s t m e t a l e m
4 f
4 s 4 d
4 p
5 d 5 f
5 p
5 s
X o k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j :
5 3
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1 0 4 p 6 5 s 2 4 d 1 0 5 p 5
6 d
6 p
6 s 6 p
j e s t p i e r w i a s t k i e m b l o k u p
7 s
n a l e |c y m d o 2 + 1 0 + 5 = 1 7 g r u p y
5 o k r e s u
j e s t n i e m e t a l e m
8 9
N i e k t ó r e w y j t k i w k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j p i e r w i a s t k ó w :
C r [ A r ] 4 s 1 3 d 5 n i e [ A r ] 4 s 2 3 d 4
2 4
C u [ A r ] 4 s 1 3 d 1 0 n i e [ A r ] 4 s 2 3 d 9
2 9
M o [ K r ] 5 s 1 4 d 5 n i e [ K r ] 5 s 2 4 d 4
4 2
A g [ K r ] 5 s 1 4 d 1 0 n i e [ K r ] 5 s 2 4 d 9
4 7
P d [ K r ] 4 d 1 0 n i e [ K r ] 5 s 2 4 d 8
4 6
d 5 i d 1 0 t r w a Be k o n f i g u r a c j e
9 0
Z m i a n y w Ba [c i w o [c i f i z y c z n y c h i c h e m i c z n y c h p i e r w i a s t k ó w
w u k Ba d z i e o k r e s o w y m .
W r a z z e w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j p i e r w i a s t k ó w
( Ba d u n k u j d r a i l i c z b y e l e k t r o n ó w )
o r a z r e g u l a r n y m p o w t a r z a n i e m s i k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w y c h ,
s y s t e m a t y c z n i e z m i e n i a j s i w Ba [c i w o [c i f i z y c z n e i c h e m i c z n e
p i e r w i a s t k ó w .
9 1
R o z m i a r y a t o m ó w i j o n ó w .
K r z y w a z a l e |n o [c i p r o m i e n i a t o m o w y c h o d l i c z b y a t o m o w e j Z
j e s t k r z y w Ba m a n , a l e w y k a z u j c p e w n e p r a w i d Bo w o [c i .
W p o s z c z e g ó l n y c h g r u p a c h w a r t o [ p r o m i e n i a a t o m o w e g o
r o [n i e w r a z z e w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j .
J e s t t o s p o w o d o w a n e w z r a s t a j c l i c z b p o w Bo k e l e k t r o n o w y c h .
g r u p a
R o z m i a r y a t o m ó w .
o k r e s
9 2
R o z m i a r y a t o m ó w .
g r u p a
o k r e s
W p o s z c z e g ó l n y c h o k r e s a c h w a r t o [ p r o m i e n i a a t o m o w e g o z
r e g u By m a l e j e w r a z z e w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j .
Z j a w i s k o t o j e s t s p o w o d o w a n e w z r o s t e m Ba d u n k u j d r a w r a z
z e w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j p r z y t e j s a m e j l i c z b i e p o w Bo k w
p r z y p a d k u p i e r w i a s t k ó w n a l e |c y c h d o t e g o s a m e g o o k r e s u .
W z r o s t Ba d u n k u j d r a p o w o d u j e s i l n i e j s z e p r z y c i g a n i e
e l e k t r o n ó w w s z y s t k i c h p o w Bo k - k u r c z e n i e s i a t o m u .
Zr e d n i c a a t o m u w y n o s i ~ 1 0 - 1 0 m c z y l i 1 Å
9 3
R o z m i a r y j o n ó w :
w s z y s t k i e k a t i o n y s m n i e j s z e n i | a t o m y z k t ó r y c h p o w s t a B
- m n i e j s z a l i c z b a o r b i t a l i e l e k t r o n o w y c h , w i k s z y Ba d u n e k
j d r a , w i k s z e p r z y c i g a n i e e l e k t r o n ó w
+
w s z y s t k i e a n i o n y s w i k s z e o d m a c i e r z y s t y c h a t o m ó w
- p r z y Bc z e n i e e l e k t r o n ó w p o w o d u j e z w i k s z e n i e
p r z e s t r z e n i z a j m o w a n e j p r z e z e l e k t r o n y
_
9 4
E n e r g i a j o n i z a c j i p o t e n c j a B j o n i z a c j i
E n e r g i j o n i z a c j i E j p i e r w i a s t k a n a z y w a s i m i n i m u m e n e r g i i ,
j a k n a l e |y u |y , b y o d e r w a e l e k t r o n o d a t o m u t e g o
p i e r w i a s t k a w s t a n i e g a z o w y m .
A ( g ) - e - A ( g )
E n e r g i a j o n i z a c j i o b o j t n y c h a t o m ó w z a l e |y o d l i c z b y
a t o m o w e j .
J e s t o n a r ó w n a e n e r g i i n a j s Ba b i e j z w i z a n e g o e l e k t r o n u
w a l e n c y j n e g o . C z s t o m ó w i s i o p i e r w s z e j , d r u g i e j , t r z e c i e j i t p .
e n e r g i i j o n i z a c j i w o d n i e s i e n i u d o o d e r w a n i a s i o d p o w i e d n i o
1 , 2 , 3 i w i c e j e l e k t r o n ó w o d a t o m u .
W m i a r u s u w a n i a k o l e j n y c h e l e k t r o n ó w a t o m u e n e r g i a
j o n i z a c j i p o w s t a Be g o k a t i o n u r o [n i e , p r z y c z y m n a j w i k s z a
e n e r g i a j o n i z a c j i z w i z a n a j e s t z o d e r w a n i e m e l e k t r o n u z
p o w Bo k i w e w n t r z n e j .
9 5
E n e r g i a j o n i z a c j i
g r u p a
W u k Ba d z i e o k r e s o w y m p i e r w i a s t k ó w
o b s e r w u j e s i : w r a m a c h t e j s a m e j g r u p y
w r a z z e w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j
w a r t o [ e n e r g i i j o n i z a c j i m a l e j e
Ba t w i e j j e s t o d e r w a e l e k t r o n o d
w i k s z e g o a t o m u o w i k s z y m p r o m i e n i u
a t o m o w y m
w r a m a c h t e g o s a m e g o o k r e s u w r a z z e
w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j w a r t o [
e n e r g i i j o n i z a c j i w z r a s t a
w z r a s t a Ba d u n e k j d r a t r u d n i e j
o k r e s
o d e r w a e l e k t r o n
9 6
P o w i n o w a c t w o e l e k t r o n o w e .
P o w i n o w a c t w o e l e k t r o n o w e t o w i e l k o [ c h a r a k t e r y z u j c a
z d o l n o [ a t o m u ( l u b c z s t e c z k i ) d o p r z y Bc z a n i a e l e k t r o n u
i t w o r z e n i a j o n u u j e m n e g o ( a n i o n u ) .
A ( g ) + e - A ( g )
I l o [c i o w o o k r e [l a s i j e j a k o e n e r g i , k t ó r a w y d z i e l a s i
w w y n i k u t e g o p r o c e s u .
9 7
P o w i n o w a c t w o e l e k t r o n o w e .
g r u p a
W u k Ba d z i e o k r e s o w y m p i e r w i a s t k ó w
o b s e r w u j e s i : w r a m a c h t e j s a m e j g r u p y
w r a z z e w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j w a r t o [
e n e r g i i p o w i n o w a c t w a e l e k t r o n o w e g o m a l e j e
w r a m a c h t e g o s a m e g o o k r e s u w r a z z e
w z r o s t e m l i c z b y a t o m o w e j w a r t o [ e n e r g i i
p o w i n o w a c t w a e l e k t r o n o w e g o w z r a s t a .
N a j w i k s z e w a r t o [c i e n e r g i i p o w i n o w a c t w a
e l e k t r o n o w e g o m a j a t o m y p i e r w i a s t k ó w
g r u p y 1 7 ( f l u o r o w c e ) .
o k r e s
9 8
E l e k t r o u j e m n o [ p i e r w i a s t k ó w
E l e k t r o u j e m n o [ t o m i a r a t e n d e n c j i d o p r z y c i g a n i a
e l e k t r o n ó w p r z e z a t o m y d a n e g o p i e r w i a s t k a , g d y t w o r z y o n
z w i z e k c h e m i c z n y z a t o m a m i i n n e g o p i e r w i a s t k a .
B a r d z i e j e l e k t r o u j e m n y p i e r w i a s t e k " [c i g a " d o s i e b i e
e l e k t r o n y t w o r z c e w i z a n i e z a t o m e m m n i e j e l e k t r o u j e m n y m , c o
p r o w a d z i d o p o l a r y z a c j i w i z a n i a .
W s k r a j n y m p r z y p a d k u , g d y e l e k t r o u j e m n o [c i o b u
p i e r w i a s t k ó w b a r d z o s i r ó |n i ( n p . N a i C l ) , d o c h o d z i d o
p e Bn e g o p r z e s k o k u e l e k t r o n ó w n a b a r d z i e j e l e k t r o u j e m n y a t o m ,
c o p r o w a d z i d o p o w s t a n i a w i z a n i a j o n o w e g o .
N a + C l N a + C l
9 9
P o w i n o w a c t w o e l e k t r o n o w e j e s t p o [r e d n i m i a r
e l e k t r o u j e m n o [c i p i e r w i a s t k ó w c h e m i c z n y c h .
C z y m w i k s z a w a r t o [ p o w i n o w a c t w a t y m w i k s z a
e l e k t r o u j e m n o [ p i e r w i a s t k a .
g r u p a
E l e k t r o u j e m n o [:
o k r e s
1 0 0
Z a p r o p o n o w a n o w i e l e s p o s o b ó w , a b y i l o [c i o w o
z d e f i n i o w a o g ó l n e l e k t r o u j e m n o [ p i e r w i a s t k ó w .
P i e r w s z t a k p r o p o z y c j b y Ba s k a l a P a u l i n g a w 1 9 3 2 r
o p a r t a n a p o m i a r a c h e n e r g i i i p o l a r y z a c j i w i z a D p r o s t y c h
d w u a t o m o w y c h z w i z k ó w c h e m i c z n y c h .
P a u l i n g p r z y j B, |e e l e k t r o u j e m n o [ p i e r w i a s t k a
w y k a z u j c e g o n a j w i k s z t e n d e n c j d o p r z y j m o w a n i a
e l e k t r o n ó w ( n a j w i k s z e p o w i n o w a c t w o ) t j . f l u o r u j e s t r ó w n a
4 , 0 i n a s t p n i e o b l i c z y B e l e k t r o u j e m n o [c i i n n y c h p i e r w i a s t k ó w .
S k a l a t a j e s t w c i | n a j c z [c i e j u |y w a n a , j e d n a k b a r d z o
m a Bo p r e c y z y j n a i c z s t o p r o w a d z i d o b Bd n y c h w n i o s k ó w .
E l e k t r o u j e m n o [ p i e r w i a s t k ó w j e s t c z s t o z a l e |n a o d
u k Ba d u a t o m ó w w d a n y m z w i z k u , i c h s t o p n i a u t l e n i e n i a ,
p r z y j t e j w d a n y m m o m e n c i e h y b r y d y z a c j i i d o [ c z s t o z d a r z a
s i , |e w i z a n i a p o l a r y z u j s i o d w r o t n i e n i |b y t o w y n i k a Bo z
f o r m a l n e j e l e k t r o u j e m n o [c i z w i z a n y c h p i e r w i a s t k ó w .
1 0 1
S k a l a e l e k t r o u j e m n o [c i w e d Bu g P a u l i n g a :
H
1
2 , 2
L i B e B C N O F
2
1 , 0 1 , 5 2 , 0 2 , 5 3 , 0 3 , 5 4 , 0
N a M g A l . S i P S C l
3
0 , 9 1 , 2 1 , 5 1 , 8 2 , 1 2 , 5 3 , 0
K C a G a G e A s S e B r
4
0 , 8 1 , 0 1 , 6 1 , 8 2 , 0 2 , 4 2 , 8
R b S r I n S n S b T e I
5
0 , 8 1 , 0 1 , 7 1 , 8 1 , 9 2 , 1 2 , 5
C s B a T l P b B i P o A t
6
0 , 7 0 , 9 1 , 8 1 , 8 1 , 9 2 , 0 2 , 2
1 0 2
O k r e s o w o [ w Ba [c i w o [c i c h e m i c z n y c h
P i e r w i a s t k i b l o k u s ( z w y j t k i e m H i H e ) s m e t a l a m i .
P i e r w i a s t k i b l o k u p s w w i k s z o [c i n i e m e t a l a m i .
P i e r w i a s t k i b l o k ó w d i f s m e t a l a m i .
P i e r w i a s t k i g r u p y 1 - e j w y s t p u j n a + 1 s t o p n i u u t l e n i e n i a .
P i e r w i a s t k i g r u p y 2 - e j w y s t p u j n a + 2 s t o p n i u u t l e n i e n i a .
O d d a j e l e k t r o n y z p o w Bo k i w a l e n c y j n e j p r z y j m u j c k o n f i g u r a c j
n a j b l i |s z e g o g a z u s z l a c h e t n e g o .
1 0 3
O k r e s o w o [ w Ba [c i w o [c i c h e m i c z n y c h
P i e r w i a s t k i b l o k u p m o g w y s t p o w a n a d o d a t n i c h ( z w y j t k i e m
f l u o r u F ) i u j e m n y c h s t o p n i a c h u t l e n i e n i a .
M a k s y m a l n y d o d a t n i s t o p i e D u t l e n i e n i a ( n p . w
p o Bc z e n i a c h z t l e n e m ( O ) o d p o w i a d a l i c z b i e e l e k t r o n ó w
w a l e n c y j n y c h ( n u m e r g r u p y 1 0 )
G r u p a 1 3 + 3 ( n p . A l 2 O 3 , A l ( O H ) 3 , )
G r u p a 1 4 + 4 ( n p . S i O 2 , H 2 S i O 3 , C a C O 3 )
G r u p a 1 5 + 5 ( n p . H N O 3 , N a N O 3 , P 2 O 5 , H 3 P O 4 )
G r u p a 1 6 + 6 ( n p . S O 3 , H 2 S O 4 , N a 2 S O 4 )
G r u p a 1 7 + 7 ( n p . H C l O 4 , K C l O 4 )
1 0 4
P i e r w i a s t k i b l o k u p w r a z z e w z r o s t e m n u m e r u g r u p y m a j
t e n d e n c j d o w y s t p o w a n i a n a u j e m n y c h s t o p n i a c h u t l e n i e n i a .
J e s t t o z w i z a n e c h c i u z y s k a n i a t r w a Be j k o n f i g u r a c j i
n a j b l i |s z e g o g a z u s z l a c h e t n e g o ( g r u p a 1 8 ) .
U j e m n y s t o p i e D u t l e n i e n i a = 1 8 n u m e r g r u p y
1 5 g r u p a
1 s 2 2 s 2 2 p 3
N
7
5 e - w a l e n c y j n y c h
+ 3 e -
- 5 e -
1 s 2 1 s 2 2 s 2 2 p 6 N e
H e
N + V N I I I
H N O 3 N H 3
1 0 5
1 6 g r u p a
S 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 4
1 6
6 e - w a l e n c y j n y c h
+ 2 e -
- 6 e -
A r
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6
N e
1 s 2 2 s 2 2 p 6
S + V I S I I
S O 3 H 2 S
H 2 S O 4 N a 2 S
1 0 6
O k r e s 2
N u m e r g r u p y
1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7
S y m b o l p i e r w i a s t k a
L i B e B C N O F
M a k s . s t o p i e D
+ I + I I + I I I + I V + V - I
u t l e n i e n i a w z w i z k u
z t l e n e m
W z ó r t l e n k u
L i 2 O B e O B 2 O 3 C O 2 N 2 O 5 O F 2
S t o p i e D u t l e n i e n i a w
+ I + I I + I I I - I V - I I I - I I - I
z w i z k u z w o d o r e m
W z ó r w o d o r k u
L i H B e H 2 B H 3 C H 4 N H 3 H 2 O H F
1 0 7
O k r e s 3
N u m e r g r u p y
1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7
S y m b o l p i e r w i a s t k a
N a M g A l S i P S C l
M a k s . s t o p i e D
+ I + I I + I I I + I V + V + V I + V I I
u t l e n i e n i a w z w i z k u
z t l e n e m
W z ó r t l e n k u
N a 2 O M g O A l 2 O 3 S i O 2 P 2 O 5 S O 3 C l 2 O 7
S t o p i e D u t l e n i e n i a w
+ I + I I + I I I + I V - I I I - I I - I
z w i z k u z w o d o r e m
W z ó r w o d o r k u
N a H M g H 2 A l H 3 S i H 4 P H 3 H 2 S H C l
1 0 8
W p r z y p a d k u t l e n k ó w p i e r w i a s t k ó w 3 - e g o o k r e s u o
n a j w y |s z y m s t o p n i u u t l e n i e n i a p i e r w i a s t k a Bc z c e g o s i z
t l e n e m , s t w i e r d z a s i z m i a n c h a r a k t e r u c h e m i c z n e g o t l e n k u
w r a z z e w z r o s t e m e l e k t r o u j e m n o [c i p i e r w i a s t k a .
N a 2 O i M g O - m a j c h a r a k t e r z a s a d o w y
A l 2 O 3 - m a c h a r a k t e r a m f o t e r y c z n y
S i O 2 , P 2 O 5 , S O 3 i C l 2 O 7 - m a j c h a r a k t e r k w a s o w y
1 0 9
P i e r w i a s t k i b l o k u d p o Bo |o n e w 4 - y m o k r e s i e
N u m e r
3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2
g r u p y
S y m b o l
S c T i V C r M n F e C o N i C u Z n
p i e r w i a s t k a
M a k s .
s t o p i e D
u t l e n i e n i a
+ 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 3 + 3 + 3 + 2 + 2
w z w i z k u
z t l e n e m
W z ó r
t l e n k u
1 1 0
7 g r u p a
M n
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 5
2 5
7 e -
w a l e n c y j n y c h
- 2 e -
- 7 e -
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 5
A r
1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6
d 5 t r w a Ba k o n f i g u r a c j a
M n + I I
M n + V I I
M n C l 2
K M n O 4
1 1 1
P o z a p o Bc z e n i e m z t l e n e m ( O ) i w o d o r e m ( H ) w s z y s t k i e
p i e r w i a s t k i w u k Ba d z i e o k r e s o w y m ( z w y j t k i e m g r u p y 1 8 )
t w o r z z w i z k i o w z o r z e o g ó l n y m
X O H n a z y w a n e w o d o r o t l e n k a m i
l u b H X O n a z y w a n e k w a s a m i
w s z y s t k i e s t r u k t u r a l n i e H - O - X
N i e k t ó r e z e z w i z k ó w ( X O H l u b H X O )
- m a j c h a r a k t e r a m f o t e r y c z n y .
O t y m c z y z w i z e k o w z o r z e o g ó l n y m X O H m a w Ba [c i w o [c i
k w a s o w e , z a s a d o w e c z y a m f o t e r y c z n e d e c y d u j e g Bó w n i e :
- p o Bo |e n i e p i e r w i a s t k a X w u k Ba d z i e o k r e s o w y m
i z w i z a n a z t y m w a r t o [ e l e k t r o u j e m n o [c i p i e r w i a s t k a ,
- s t o p i e D u t l e n i e n i a w z w i z k u c h e m i c z n y m .
1 1 2
J e |e l i X j e s t p i e r w i a s t k i e m o w a r t o [c i e l e k t r o u j e m n o [c i
o d 0 , 7 d o 1 , 2 ( w s k a l i P a u l i n g a ) t o p a r a e l e k t r o n o w a t w o r z c a
w i z a n i e X - O j e s t p r z e s u n i t a w k i e r u n k u b a r d z i e j
e l e k t r o u j e m n e g o t l e n u ( 3 , 5 w s k a l i P a u l i n g a ) -
w i z a n i e X - O u l e g a o s Ba b i e n i u , w z r a s t a t r w a Bo [ w i z a n i a O - H .
Z w i z e k w y k a z u j e w Ba [c i w o [c i z a s a d o w e .
P r o c e s d y s o c j a c j i w e d Bu g t e o r i i A r r h e n i u s a z a c h o d z i z g o d n i e z
r ó w n a n i e m :
X O H X + O H
a w r e a k c j a c h z k w a s a m i z w i z e k X O H j e s t a k c e p t o r e m p r o t o n u
( c z y l i z a s a d w e d Bu g t e o r i i B r ö n s t e d a - L o w r y e g o )
X O H + H X + H 2 O
1 1 3
J e |e l i p i e r w i a s t e k m a w a r t o [ e l e k t r o u j e m n o [c i w
g r a n i c a c h m i d z y 2 , 5 a 3 , 5 t o w i z a n i e X - O j e s t m a Bo p o l a r n e ,
w z r a s t a p o l a r n o [ w i z a n i a O - H , m a l e j e t r w a Bo [ w i z a n i a O - H ,
z c z y m w i |e s i Ba t w e o d e r w a n i e p r o t o n u , z g o d n i e z r ó w n a n i e m
r e a k c j i :
X O H + H 2 O X O + H 3 O
Z w i z e k X O H j e s t d o n o r e m p r o t o n u , c z y l i k w a s e m
z g o d n i e z t e o r i B r ö n s t e d a - L o w r y e g o .
J e |e l i p i e r w i a s t e k X m a w a r t o [ e l e k t r o u j e m n o [c i w
p r z e d z i a l e 1 , 5 2 , 5 ( n p . g l i n , c y n k , o Bó w ) t o w i z a n i a
X - O i O - H w z w i z k u X O H s j e d n a k o w o p o l a r n e
m o |l i w a j e s t z a r ó w n o d y s o c j a c j a k w a s o w a i z a s a d o w a :
X + O H X O H X O + H
1 1 4
W p By w s t o p n i a u t l e n i e n i a n a w Ba [c i w o [c i z w i z k u o w z o r z e X O H
( d o t y c z y t o r ó w n i e | w Ba [c i w o [c i t l e n k ó w X O )
m a z n a c z e n i e d l a p i e r w i a s t k ó w o w a r t o [c i a c h e l e k t r o u j e m n o [c i w
s k a l i P a u l i n g a z a w a r t y c h m i d z y 1 , 5 a 2 , 5 .
J e |e l i t e n s a m p i e r w i a s t e k X w y s t p u j e w z w i z k a c h t y p u
X O H n a d w ó c h m o |l i w y c h s t o p n i a c h u t l e n i e n i a t o z w i z k i
z a w i e r a j c e X n a n i |s z y m s t o p n i u u t l e n i e n i a w y k a z u j c h a r a k t e r
a m f o t e r y c z n y
Z w i z k i z a w i e r a j c e X n a w y |s z y m s t o p n i u u t l e n i e n i a m a j
c h a r a k t e r k w a s o w y .
P i e r w i a s t e k ’!
A s S b
S t o p i e D u t l e n i e n i a “!
+ 3 A s ( O H ) 3 S b ( O H ) 3
a m f o t e r y c z n y a m f o t e r y c z n y
+ 5 H 3 A s O 4 H 3 S b O 4
k w a s k w a s
1 1 5
J e |e l i t e n s a m p i e r w i a s t e k X w y s t p u j e w z w i z k u t y p u
X O H n a 3 l u b 4 m o |l i w y c h s t o p n i a c h u t l e n i e n i a , t o j e g o z w i z k i
" n a n a j n i |s z y c h s t o p n i a c h u t l e n i e n i a m a j w Ba [c i w o [c i z a s a d o w e ,
" n a p o [r e d n i c h s t o p n i a c h u t l e n i e n i a - c h a r a k t e r a m f o t e r y c z n y
" n a n a j w y |s z y m s t o p n i u u t l e n i e n i a c h a r a k t e r k w a s o w y .
N p . : M n
+ 2 M n ( O H ) 2 c h a r a k t e r z a s a d o w y
+ 3 M n ( O H ) 3 a m f o t e r y c z n y
+ 4 M n O 2 u w o d n i o n y a m f o t e r y c z n y
+ 6 H 2 M n O 4 k w a s o w y
+ 7 H M n O 4 k w a s o w y
C r
+ 2 C r ( O H ) 2 c h a r a k t e r z a s a d o w y
+ 3 C r ( O H ) 3 a m f o t e r y c z n y
+ 6 H 2 C r O 4 k w a s o w y
1 1 6
Z m i a n y w Ba [c i w o [c i p i e r w i a s t k ó w n a t l e u k Ba d u o k r e s o w e g o
p r o m i e D a t o m u
e l e k t r o u j e m n o [
c h a r a k t e r
m e t a l i c z n y
p o t e n c j a B
j o n i z a c j i
p
s
d
1 1 7
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Wyk ad 14 chemia organiczna antastic plWyk ad 9 Teorie kwasów i zasad, pH antastic plWyk ad 7 roztworycz 2 antastic plBORODO STRESZCZENIE antastic plWyk ad 02Wyk ad IV Minimalizacja funkcji logicznychWyk ad 12 wrppytania(1) antastic plKoncepcje wyk Úad 1Wyk ad Ontologia3 wyk ad instytucje UE TL 15 pdfWyk ad 03Budowa atomu ćwiczenie 5budowa atomu zadaniawięcej podobnych podstron