BUDOWA CZĄSTECZEK 1

BUDOWA CZ

STECZEK

BUDOWA CZ

STECZEK

ZANIA W CZ

STECZKACH O RÓ

NYM CHARAKTERZE

Proste

Zło

one

Kowalencyjne

Jonowe

symetryczne

niesymetryczne

substancje

zania

steczki

, H

NaCl

Pierwiastki mog

uzyskiwa

trwał

konfiguracj

walencyjn

dwiema drogami :

-poprzez

wymian

elektronów

–prowadzi to do

jonowych (heteropolarnych),

-poprzez

uwspólnienie elektronów

– co prowadzi

do wi

kowalencyjnych (homopolarnych).

ZANIA MI

DZY ATOMAMI

Powinowactwo chemiczne zachodzi mi

dzy

atomami elektrododatnimi i elektroujemnymi.
Oktet elektronowy uzyskiwany jest poprzez
mi

dzyatomow

wymian

elektronów.

Przykładowo dla wi

zania NaCl, sód oddaje jeden

elektron i staje si

jonem dodatnim, natomiast

chlor przyjmuje jeden elektron i staje si

jonem

ujemnym. Chlor uzyskuje w ten sposób osiem
elektronów na powłoce walencyjnej (pozorny
oktet elektronowy).
Siła wi

zania polega na elektrostatycznym

przyci

ganiu si

jonów (siłami Coulomba).

ZANIA JONOWE

Siła elektrycznego oddziaływania s

bardzo

e. Przykładowo gdyby dwa ziarenka

piasku, le

Ŝą

ce w odległo

ci 30 m

oddziaływałyby na siebie w ten sposób, ze
wszystkie ładunki w jednym przyci

gałyby

wszystkie ładunki w drugim ziarnku, to siła
wynosiłaby 3 000 000 ton. St

d niewielki

nadmiar lub niedomiar ładunku wystarczy by
spowodowa

dostrzegalne efekty

elektryczne.

ZANIA JONOWE

Mechanizm tworzenia wi

zania jonowego w cz

steczkach NaCl

Atom sodu (Na) oddaje elektron i staje si

kationem (Na+)

Na (2,8,1) - e-

Na+ (2,8)

+11

-1e

+11

Atom chloru (Cl) przyjmuje elektron i staje sie anionem (Cl-)

Cl (2,8,7) + e-

Cl- (2,8,8)

+17

+1e

+17

-1e

atom sodu

jon sodu

atom chloru

jon choru

oktet
elektronowy

Siły elektrostatycznego przyci

gania utrzymuj

w trwało

ci cz

steczk

+11

jon sodu

+17

-1e

jon choru

Na+ Cl-

siła elektrostatycznego
przyci

gania

Struktura kryształu NaCl

Zwi

zki tworz

ce sieci jonowe składaj

z dodatnich

i ujemnych jonów rozmieszczonych na przemian

w przestrzeni a siły oddziaływania elektrostatycznego

pomi

dzy jonami s

równomiernie rozło

one we

wszystkich kierunkach uprzywilejowanych.

Wyst

puj

w cz

steczkach zło

onych z tego

samego pierwiastka (substancje proste np. H

). Powstaj

wskutek

uwspólnienia elektronów

które tworz

dublet elektronowy

. Dublet tworzy

wspóln

dla całej cz

steczki, całkowicie zapełnion

powłok

elektronow

. Para elektronów nale

y do

obu atomów i kr

ąŜ

y po torze eliptycznym wokół

obu j

der. Dublet mo

e by

utworzony przez

elektrony posiadaj

ce trzy takie same liczby

kwantowe, ró

ce si

spinem.

ZANIA KOWALENCYJNE

Mechanizm powstawania wi

zania

kowalencyjnego w cz

steczce wodoru

STECZKI HOMOJ

DROWE

zanie pojedyncze oboj

tne

dublet
elektronowy

Mechanizm powstawania wi

zania kowalencyjnego

w cz

steczce chloru

STECZKI HOMOJ

DROWE

zanie pojedyncze oboj

tne

+17

10e

+17

10e

Mechanizm powstawania wi

zania kowalencyjnego

w cz

steczce azotu

STECZKI HOMOJ

DROWE

zanie potrójne oboj

tne

Mechanizm powstawania wi

zania kowalencyjnego

spolaryzowanego w cz

steczce chlorowodoru.

STECZKI HETEROJ

DROWE

zanie pojedyncze spolaryzowane

+17

10e

ZANIE KOWALENCYJNE – CZ

STECZKI

HOMOJ

DROWE -przykłady

zanie pojedyncze oboj

tne

zanie podwójne oboj

tne

zanie podwójne spolaryzowane

ZANIE KOWALENCYJNE – CZ

STECZKI

HETEROJ

DROWE - przykłady

zanie poczwórne oboj

tne

ZANIE KOWALENCYJNE – CZ

STECZKI

HETEROJ

DROWE - przykłady

dzy atomami w cz

steczce istniej

siły przyci

gaj

ce oraz

odpychaj

ce. Siły przyci

gaj

ce s

spowodowane np. oddziaływaniem

elektrostatycznym. Siły odpychaj

ce powstaj

wskutek odpychania si

chmur elektronów przy zbli

aniu si

atomów na blisk

odległo

ść

Energie i siły
oddziaływania
mi

dzy par

jonów Na

i Cl

ENERGIA WI

ZANIA

Pierwiastki i zwi

zki chemiczne mog

wyst

powa

w nast

puj

cych stanach skupienia:

-stałym,
-ciekłym,
-gazowym

STANY SKUPIENIA

Istnieje równie

czwarty stan skupienia, stan plazmy, który istnieje

jedynie w zakresie niezwykle wysokich temperatur.

Stan stały

charakteryzuje si

utrzymaniem kształtu, postaci i obj

próbki.

Stan ciekły

odznacza sie tym,

e próbka zachowuje swoj

okre

lon

obj

ść

podczas przelewania z jednego zbiornika do drugiego, ale

przyjmuje kształt mieszcz

cego j

naczynia

Stan gazowy

charakteryzuje si

tym,

e próbka nie ma ani własnego

kształtu, ani obj

ci i mo

e rozprzestrzenia

po całej obj

naczynia, w której jest zawarta.

Stan skupienia zale

y od wzajemnego stosunku

energii potencjalnej odpowiadaj

cej przyci

ganiu

dzy cz

steczkami do energii kinetycznej ruchu

cieplnego cz

steczek.

W stanie gazowym przewa

a energia ruchu

cieplnego, który jest ograniczony zderzeniami.

W stanie ciekłym siły wewn

trzne działaj

ce na

steczki we wszystkich kierunkach równowa

Ŝą

Pozostaje jedynie działanie pola grawitacyjnego
i sił na granicy substancji.

W stanie stałym, wyst

puj

cym w dostatecznie niskiej dla

danej substancji temperaturze, ruchy cz

steczek ograniczaj

jedynie do drga

zlokalizowanych. Przewa

a energia

potencjalna wi

STANY SKUPIENIA

Stan gazowy

charakteryzuje si

bardzo du

współczynnikiem

liwo

ci, a tak

e brakiem

spr

ęŜ

ysto

ci, uporz

dkowania cz

steczek i stacjonarnych

. W gazach znajduje si

rednio

2,7

steczek/m

, co daje odległo

ść

dzy cz

steczkami

30 angstremów

(1Ä=10

-8

cm).

cieczach

w porównaniu z gazami, odległo

dzycz

steczkowe s

mniejsze, a siły wzajemnego

oddziaływania wi

ksze. Dlatego ciecze zachowuj

własn

obj

ść

, wykazuj

niewielk

liwo

ść

i w porównaniu z

gazami mniejsz

rozszerzalno

ść

termiczn

.Ka

da cz

steczka

cieczy przebywa stale w sferze oddziaływania sił
przyci

gaj

cych pochodz

cych od otaczaj

cych j

innych

steczek. Przy mniejszych odległo

ciach pojawiaj

siły

wzajemnego odpychania.

STANY SKUPIENIA

W stanie

stałym

odległo

ść

dzy s

siednim atomami wynosi

rednio

kilka angstremów

, w

1 m

znajduje si

ok.

atomów

. W ciałach stałych cz

steczki s

ze sob

zwi

zane

trwałymi, stacjonarnymi wi

zaniami i zajmuj

stałe wzgl

dem

siebie poło

enia.

Stan stały

W odró

nieniu od gazów i cieczy, ciała stałe maj

w danej

temperaturze okre

lony kształt i obj

ść

. Dzi

ki bardziej

zwartej budowie maj

one du

Ŝą

sztywno

ść

, ich g

sto

ść

jest

mniej zale

na od temperatury i ci

nienia ni

sto

ść

cieczy i

gazów.

Odległo

ść

dzy s

siednim atomami wynosi

rednio

kilka

angstremów

, w

1 m

znajduje si

ok..

atomów

. Cz

steczki

nie s

zwi

zane ze sob

stacjonarnymi, trwałymi wi

zaniami.

Wzgl

dne poło

enia cz

steczek zmieniaj

STRUKTURY KRYSTALICZNE

– tworzone przez

zespół powtarzaj

cych si

regularnie identycznych

elementów nazywanych

komórkami elementarnymi

Struktury te s

anizotropowe

Przykłady: metale, półprzewodniki

Uproszczony schemat komórki elementarnej

RODZAJE STRUKTUR ATOMOWYCH

Struktura polikrystaliczna

STRUKTURY AMORFICZNE (bezpostaciowe)–

tworzone s

atomów drgaj

cych wokół punktów rozmieszczonych

chaotycznie w wi

kszej przestrzeni. Nie s

rozmieszczone w

prawidłowej sieci przestrzennej. Brak w nich powtarzalno

budowy.
Substancje te, okre

lone cz

sto jako ciecze przechłodzone o

ej lepko

ci, wykazuj

niektóre cechy charakterystyczne

dla ciał stałych, jak twardo

ść

i zdolno

ść

zachowania nie

zmienionego kształtu. najłatwiej dostrzegaln

wł

ąś

ciwo

fizyczn

odró

niaj

ciał

bezpostaciowe od krystalicznego

jest brak okre

lonej temperatury topnienie. Ciała

bezpostaciowe ogrzewane stopniowo mi

i rozpływaj

. Charakteryzuj

izotropowo

Przykłady: ciecze, smoła, tworzywa sztuczne, szkło, stopiona
i ochłodzona krzemionka,

ywice polimetakrylowe.

STRUKTURY AMORFICZNE