ÿþP o d s t a w o w e z a o e n i a t e o r i i D a l t o n a :
- M a t e r i a z o o n a j e s t z n i e w i d z i a l n y c h a t o m ó w - W s z y s t k i e a t o m y j e d n e g o p i e r w i a s t k a m a j
i d e n t y c z n m a s i w a c i w o c i - K a d y p i e r w i a s t e k z b u d o w a n y j e s t z n i e p o w t a r z a l n y c h
a t o m ó w , r ó n i c y c h s i o d i n n y c h m a s - A t o m y s n i e z n i s z c z a l n e i n i e p o d l e g a j
p r z e m i a n o m p o d c z a s r e a k c j i c h e m i c z n y c h , z m i e n i a s i t y l k o i c h w z a j e m n e u o e n i e i
p o w i z a n i e - C z s t e c z k a z w i z k u c h e m i c z n e g o s k a d a s i z e s k o c z o n e j i n i e w i e l k i e j l i c z b y
a t o m ó w r ó n y c h p i e r w i a s t k ó w
p o w l o k i e l e k t r o n o w e t w o r z o n e s p r z e z e l e k t r o n y k r c e w t e j s a m e j o d l e g o c i o d j a d r a ,
2
p o w o k m o z e b y c 7 o z n a c z a m y j e l i t e r a m i k - p n a p o w l o c e m o e b y 2 n a t o m ó w ( n t o n r
p o w l o k i ) e l e k t r o n y n a o s t a t n i e j p o w l o c e n a z y w a j s i w a l e n c y j n y m i i o k r e l a j
w a r t o c i o w o p i e r w i a s t k a
o r b i t a l w y r ó n i a m y o r b i t a l e s ( 2 ) , p ( 6 ) , d ( 1 0 ) , f ( 1 4 ) z a k a z p a u l i e g o n a j e d n y m o r b i t a l u
e l e k t r o n y m u s z a m i e p r z e c i w n e s p i n y z a s a d a h u n d a l i c z b a n e i s p a r o w a n y c h e l e k t r o n ó w
p o w i n n a b y j a k n a j w i e k s z a
u k a d o k r e s o w y p i e r w i a s t k ó w j e s t t o z e s t a w i e n i e w s z y s t k i c h z n a n y c h p i e r w i a s t k o 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 g i c h r o s n c e j m a s 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 l u 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 w a c i w o c i
g r u p y w y p i s u j e w k o l u m n a c h d z i e l i s i j e n a g r o p y g ó w n e i p o b o c z n e ( p i e r w i a s t k i z t e j
s a m e j g r u p y m a j a t y l e s a m o e l e k t r o n ó w w a l e n c y j n y c h ) o k r e s y w y p i s u j e s i w r z d a c h
( p i e r w i a s t k i z t e g o s a m e g o o k r e s u m a j a t y l e s a m o p o w l o k
i z o t o p o d m i a n a t e g o s a m e g o p i e r w i a s t k a r ó z n i c a s i l i c z b a n e u t r o n ó w ( i z o t o p y w o d o r u :
P r o t 1 p r o t o n 0 n e u t r o n o w , d e u t e r 1 p r o t o n 1 n e u t r o n , t r y t 1 p r o t o n 2 n e u t r o n y ) i z o t o p y
d z i e l i m y n a a ) s t a e ( n i e u l e g a j a s a m o r z u t n y m p r z e m i a n o m w i n n e i z o t o p y ) b ) n i e t r w a l e
( p r o m o e n i o t w ó r c z e ) ( u l e g a j s a m o r z u t n y m p r z e m i a n o m w i n n y i z o t o p n a j c z c i e j i n n e g o
p i e r w i a s t k a , w y d z i e l a j a c z a s a m i p r o m i e i o w a n i e g a m m a i e n e r g i e k i n e t y c z n a p r o d u k t o w )
z w i z e k c h e m i c z n y j e d n o r o d n e p o l a c z e n i e c o n a j m i e j d w ó c h p i e r w i a s t k o w
m i e s z a n i n a p o l a c z e n i e d w o c h l u b w i e c e j p e i r w i a s t k o w k t ó r e p o z m i e s z a n i u w y k a z u j
n a d a l s w o j e w a c i w o c i s
u s b s a t n c e c h e m i c z n e d z i e l i m y n a a ) p r o s t e : p i e r w i a s t k i b ) z l o o n e : m i e s z a n i n y
( j e d n o r o d n e i n i e j e d n o r o d n e ) i z w i z k i
U k a d k o l o i d a l n y n i e j e d n o r o d n a m i e s z a n i n a s p r a w i a j c a w r a z e n i e j e d n o r o d n e j z e
w z g l d u n a r o z d r o b n i e n i e s u b s t r o z p u s z c z o n e j
f a z y f a z a c i g l a s u b s t r o z p r a s z a j c a f a z a r o z p r o s z o n a s u b s t z a w i e s z o n a
e f e k t t y n d a l a w i z k a s w i a t l a p r z e c h o d z a c a p r z e z k o l o i d j e s t w i d o c z n a w p o s t a c i s m u g i
c z a s t e c z k a b y p o w s t a l a a t o m y m u s z a s i z d e r z y a z d e r z e n i e m u s i b y e f e k t y w n e , e n e r g i a
u k a d u j e s t m i e j s z a n i p o j e d y n c z y c h a t o m o w p r z e z c o c z a s t e c z k a j e s t t r w a l s z a n i j e j
a t o m y s k a d o w e . W i a z a n i a c h e m i c z n e t w o r z a a t o m y w a l e n c y j n e . C z s t e c z k a d r z y d o
u z y s k a n i a t r w a e j k o n f i g u r a c j i e l e k t r o n o w e j ( n a j t r w a l s z a m a j a g a z y s z l a c h e t n e 8 e l e k t r o n o w
n a p o w o c e w a l e n c y j n e j )
w i a z a n i e j o n o w e p o w s t a j e g d y r o z n i c a e l e k t r o u j e m n o c i w y n o s i p o n a d 1 , 7 n a s t e p u j e
p r z e s u n i e c i e e l e k t r o n u d o t e g o a t o m u k t ó r y m a w i e k s z e l e k t r o u j e m n o s a t o m k t ó r y o d d a j e
e l e k t r o n y s t a j e s i k a t i o n e m a t e n k t ó r y p r z y j m u j e s t a j e s i a n i o n e m
c e c h y z w i z k ó w z p r z e w a g w i a z a n i a j o n o w e g o c i a a s t a l e t w a r d e k r y s z t a l y o
w y s o k i e j t e m p t o p n i e n i a i w r z e n i a r o z p u s z c z a j a s i d o b r z e w r o z p p o l a r n y c h ( w o d a ) w
r o z t w o r z e l u b s t a n i e s t o p i o n y m d o b r z e p r z e w o d z a p r d d o s y c s z y b k o r e a g u j a
w i a z a i e k o w a l e n c y j n e u w s p o l n i e n i e p a r y e l e k t r o n ó w ( k a d y a t o m d o s t a r c z a p o j e d n y m )
m o g p o w s t a w i z a n i a p o t r ó j n e l u b p o c z w ó r n e u w s u l n i a j a c e 4 l u b 6 e l e k t r o n ó w
c e c h y z w i z k ó w z p r z e w a g w i a z a n i a k o w a l e n c y j n e g o s l a b a o d p o r n o m e c h a n i c z n a
n i s k i e t e m p p r z e j f a z o w y c h - r o z p u s z c z a j a s i w r o z p n i e p o l a r n y c ( b e n z e n ) w s t a n i e
s t o p i o n y m i r o z t w o r z e n i e p r z e w o d z a p r d u r e a g u j a d o c w o l n o
w i a z a n i e k o w a l e n c y j n e s p o l a r y z o w a n e p o r e d n i e m i e d z y j o n o w y m a a t o m o w y m
r ó z n i c a e l e k t r o u j e m n o c i w y n o s i 0 , 4 - 1 , 7 u w s p ó n i o n a p a r a e l e k t r o n o w p r z e s u n i t a j e s t w
s t r o n e p i e r w i a s t k a o w i k s z e j e l e k t r o u j e m n o c i
w i a z a n i a m e t a l i c z n e e l e k t r o n z n a j d u j e s i p o d w p y w e m k i l k u s s i e d n i c h j a d e r c o
p o w o d u j e a c z e n i e s i w j e d n o c i a g e p a s m o p r z e w o d n i c t w a b r a k k i e r u n k o w o c i -
m a t e r i a y o d o b r y
w i a z a n i e w o d o r o w e d w i e c z a s t e c z k i p o l a c z o n e S A j o n e m w o d o r o w y m p e l n i s z c z e g o l n
r o l e w u t r z y m a n i u b i a e k i k w a s o w n u k l e i n o w y c h
w i a z a n i e v a n d e r w a l s a w u s t e p u j e m i e d z y w s z y s t k i m i c z a s t e c z k a m i z w i z a n e j e s t z
p r z y c i g a n i e m s i d i p o l i i o d p o w i a d a z a w a c i w o c i f i z y c z n e z w i z k u ( s t a n s k u p i e n i a i t p . )
h y b r y d y z a c j a p r o c e s t w o r z e n i a s i n o w y c h j e d n a k o w y c h i o d p o w i e d n i o
u k i e r u n k o w a n y c h o r b i t a l i w c e l u n a o e n i a s i d w ó c h o r b i t a l i d w ó c h a t o m o w i s t w o r z e n i u
z w i z k u
d y f u z j a p r o c e s r o z p r z e s t r z e n i a n i a s i c z a s t e c z e k w d a n y m o s r o d k u
l e p k o c i e c z y o p ó r p r z e c i w d z i a a j c y j e j p y n i c i u , z w y k l e m a l e j e w r a z z e w z r o s t e m t e m p
n a p i e c i e p o w i e r z c h n i o w e c i e c z y o k r e l a s i l e d z i a l a j c a n a j e j p o w i e r z c h n i e , o d p o w i a d a z a
t w o r z e n i e s i k r o p e l
C i a a s t a l e a ) k r y s t a l i c z n e m a j a u p o r z d k o w a n a b u d o w e b ) b e z p o s t a c i o w e ( a m o r f i c z n e )
n i e m a j a o k r e l o n e g o r o z m i e s z c z e n i a a t o m ó w , c i e c z e p r z e c h l o d z o n e i t p . ( s z k o l o , s m o l a )
c i e k e k r y s z t a l y p o m i m o p e w n e g o u p o r z d k o w a n i a a t o m o w w y k a z u j a p y n n o l e p k i c h
c i e c z y
m e t a l e r u c h l i w o i c h a t o m ó w w a l e n c y j n y c h w a r u n k u j e c e c h y : p o y s k , k o w a l n o ,
r o z c i g l i w o , p r z e w o d n i c t w o e l e k t r y c z n e
k l a s y f i k a c j a w g p r z e w o d n i c t w a a ) i z o l a t o r b ) p ó l p r z w o d n i k * k r y s t a l i c z n y - n i e z a w i e r a
o b c y c h a t o m ó w w s i e c i k r y s t a l i c z n e j * t y p u n - e l e k t r y c z n o p r z e n o s z o n a p o p r z e z n a d m i a r
e l e k t r o n ó w * t y p u p - e l k t r y c z n o c j e s t p r z e n o s z o n a p r z e z d z i u r y e l e k t r o n o w e , c ) p r z e w o d n i k
d ) n a d p r z e w o d n i k
S t o p y a ) h o m o g e n i c z n e ( j e d n o f a z o w e ) a t o m y r ó z n y c h m e t a l i r o z m i e s z c z o n e s
r ó w n o m i e r n i e b ) h e t e r o g e n i c z n e ( w i e l o f a z o w e ) m i e s z a n i n y o b s z a r o w k r y s t a l i c z n y c h o
r ó z n y m s k l a d z i e
a n i z o t r o p i a w y s t e p u j e w k r y s z t a a c h - j e s t t o u z a l e z n i e e i p e w n y c h w a l s c i w o s c i i f i z y c z n y c h
o d k i e r u n k u w k t ó r y m s i j e b a d a ( m o n a c o s r o z u p a c w p o p r z e k a l e w z d u j u n i e )
c i a a b e z p o s t a c i o w e s i z o t r o p o w e , t z n w e w s z y s t k i c h k i e r u n k a c h m a j a t e s a m e w a c i w o c i
m o n o k r y s z t a l m a t e r i a b e d c y w c a o c i j e d n y m k r y s z t a e m
p o l i k r y s z t a m a t e r i a l b e d a c y z l e p k i e m r ó n y c h k r y s z t a ó w z w a n y c h z i a r n a m i j e s t o n
c z e s t s z y n i m o n o k r y s z t a
k o m ó r k a e l e m e n t a r n a n a j m n i e j s z a k o m ó r k a z k t ó r e j m o n a z b o d o w a k r y s z t a p o p r z e z
p o w i e l a n i e j e j w 3 p r o s t o p a d l y c h k i e r u n k a c h m a z a w s z e k s z t a t r ó w n o l e g o c i a n u
e l e m e n t a r n e g o
s r u k t u r e k r y s t a l i c z n a c h a r a k t e r y z u j : l i c z b a n j e b l i s z y c h s s i a d ó w ( k o r d y n a c y j n a )
o d l e g o m i d z y n a j b l i s z y m i a t o m a m i l i c z b a a t o m ó w w k o m ó r c e e l e m e n t a r n e j
w s p ó c z y n n i k u p a k o w a n i a ( s t o s u n e k o b j t o c i k r y s z t a u z a j t e j p r z e z a t o m y d o c a k o w i t e j
o b j t o c i k r y s z t a u p o p r z e z t r a n s l a c j e k o m ó r k i e l e m e n t a r n e j o w e k t o r y b e d c e
c a k o w i t y m i w i e l o k r o t n o c i a m i w e k t o r ó w s i e c i k r y s t a l i c z n e j o t r z y m u j e s i c a s i e
k r y s t a l i c z n
k r y s z t a y c z s t e c z k o w e t a k i e s t r u k t u r y w k t ó r y c h p o j e d y n c z e c z s t e c z k i u t r z y m y w a n e s
w s i e c i w w y n i k u d z i a a n i a s i v a n d e r w a l s a l u b d i p o l o w e g o w a c i w o c i n i s k a t e m p
t o p n i e n i a d o m i k k i e s a b e p r z e w o d n i k i
k r y s z t a y j o n o w e t w a r d e w y s o k a t e m p t o p n i e n i a z e p r z e w o d n i k i p r d u i c i e p a
k r y s z t a k o w a l e n c y j n y a t o m y z w i z a n e s w i z a n i a m i a t o m o w y m i
w a c i w o c i k r y s z t a ó w k o w a l e n c y j n y c h t w a r d e n i e p o d a t n e n a o d k s z t a c e n i a i z o l a t o r y w
n i s k i c h t e m p e r a t u r a c h p r z e w o d n i k i w w y s z y c h t e m p e r a t u r a c h
k r y s z t a m e t a l i c z n y o d k a d e g o a t o m u m e t a l u o d c z e p i a j s i j e g o e l e k t r o n y w a l e n c y j n e
k t ó r e w s i e c i p r z e s t r z e n n e j p o r u s z a j s i j a k o g a z e l e k t r o n o w y
w i z a n i e m e t a l i c z n e n i e j e s t z o r i e n t o w a n e ( m e t a l e s p l a s t y c z n e ) a t w o z a m i a n y a t o m ó w
( a t w o a c z e n i a m e t a l i ) m e t a l e n i e p r z e z r o c z y s t e ( p r o m i e n i o w a n i e w i d z i a l n e s i l n i e
a b s o r b o w a n e p r z e z e l e k t r o n y s w o b o d n e
k l a s y f i k a c j a s t r u k t u r t y p a ) j e d n o s t k i s t r u k t u r a l n e b ) w i z a n i a c ) w a c i w o c i d ) p r z y k a d y
j o n o w y a ) k a t i o n y i a n i o n y b ) e l e k t r o s t a t y c z n e n i e u k i e r u n k o w a n e c ) t w a r d e k r u c h e w y s o k a
t e m p t o p n i e n i a i z o l a t o r y , s t o p i o n e p r z e w o d z d ) h a l o g e n k i a l k a l i c z n e k o w a l e n c y j n y a )
a t o m y b ) k o w a l e n c y j n e c ) b a r d z o t w a r d e w y s o k i t e m p t o p n i e n i a i z o l a t o r y d ) d i a m e n t
m o l e k u l a r n y a ) c z s t e c z k i B ) k o w a l e n c y j n e w e w n t r z c z s t e c z k o w e w o d o r o w e i v a n d e r
w a l s a c ) m i k k i e n i s k i e t m e p t o p n i e n i a d u y w s p ó c z y n n i k r o z s z e r z a l n o c i t e r m i c z n e j d ) l ó d
m e t a l i c z n y a ) m e t a l i c z n e b ) m i k k i e w y t r z y m a o z a l e y o d d e f e k t ó w p r z e w o d n i k i d ) g l i n
m i e d e l a z o
d e f e k t y s t r u k t u r y d e f e k t y w r o z m i e s z c z e n i u c z s t e c z e k w s t a n i e k r y s t a l i c z n y m a )
p u n k t o w y ( w a k a n s l u b l u k a d e f e k t r o z m i e s z c z o n y w o k ó p u n k t u b ) l i n i o w y
p o l i m o r f i z m l u b a l o t r o p i a w y s t p o w a n i e t e g o s a m e g o p i e r w i a s t k a w p o s t a c i k i l k u
o d m i a n k r y s t a l i c z n y c h
o d m i a n y w g l a a ) d i a m e n t s t r u k t u r a p r z e s t r z e n n a k u b i c z n i e c e n t r o w a n a k a d y a t o m w g l a
o t o c z o n y j e s t 4 s a s i a d a m i z k t ó r y m i t w o r z y w p r z e s t r z e n i c z w o r o c i a n f o r e m n y
n a j t w a r d s z y n a t u r a l n y m i n e r a i z o l a t o r w i a z a n i a o c h a r a k t e r z e k o w a l e n c y j n y m
h y b r y d y z a c j a s p 3 b ) g r a f i t u k a d p a s k i c h p i e r c i e n i p o a c z o n y c h w i a z a n i a m i
k o w a l e n c y j n y m i h y b r y d y z a c j a s p 2 d o b r y p r z e w o d n i k m a a g s t o p o m i e d z y k r y s z t a a m i
s a b e o d d z i a y w a n i e v a n d e r w a l s a c ) f u l e r e n k a z d a c z a t s e c z k a z a w i e r a p a r z y s t l i c z b
a t o m ó w w g l a a j e g o s t r u k t u r a s k l a d a s i z 1 2 p i e r s c i e n i p i c i o k t n y c h i m s z e c i o k t n y c h
{ m = ( n - 2 0 ) / 2 }
t l e n k i a ) o b o j t n e n i e r e a g u j z w o d k w a s a m i z a s a d a m i n p C O N O b ) k w a s o w e r e a g u j z
z a s a d a m i S i O 2 a 1 ) b e z w o d n i k i k w a s o w e r e a g u j z z a s a d a m i a z w o d t w o r z a k w a s y S O 3
c ) a m f o t e r y c z n e r e a g u j i z k w a s a m i i z z a s a d a m i P b O w z a l e n o c i o d r o d o w i s k a w
j a k i m s i z n a j d u j a d ) z a s a d o w e r e a g u j z k w a s a m i F e O c 1 ) b e z w o d n i k i z a s a d o w e r e a g u j a z
k w a s a m i a z w o d t w o r z z a s a d y N a 2 O
o t r z y m y w a n i e w o d o r o t l e n k ó w a ) m e t a l + w o d a = w o d o r o t l e n e k + w o d ó r b ) t l e n e k m e t a l u
+ w o d a = w o d o r o t l e n e k
w c i w o c i w o d o r o t l e n k ó w a ) m e t a l i a l k a l i c z n y c h ( 1 d r . U k . O k r e s ) s i l n e o r a z b a r d z o
s i l n e w o d o r o t l e n k i b a r d z o d o b r z e r o z p u s z c z a l n e w w o d z i e a k t y w n e c h e m i c z n i e d y s o c j u j a
n a j e d n o d o d a t n i j o n m e t a l u o r a z a n i o n O H b ) m e t a l i z i e m a l k a l i c z n y c h ( 2 g r u k o k r e s ) d o s
m o c n e z a s a d y d o b r z e r o z p u s z c z a l n e w w o d z i e d y s o c j u j a n a d w u d o d a t n i a k a t i o n m e t a l u
o r a z d w a a n i o n y O H c ) a m f o t e r y c z n e s a b o r o z p u s z c z a l n e w w o d z i e w r o d o w i s k u
k w a n y m d y s o c j u j n a k a t i o n m e t a l u i a n i o n O H w w o d n y m r o d o w i s k u z a s a d o w y m n a
a n i o n M O i k a t i o n y H 2 O
K w a s y t o z w i z k i c h e m i c z n e k t ó r e d y s o c j u j a n a k a t i o n w o d o r u i a n i o n r e s z t y k w a s o w e j
o t r z y m y w a n i e a ) t l e n e k k w a s o w y + w o d a b ) r e a k c j a s t r c a n i a o s a d u c ) k w a s y b e z t l e n o w e
o t r z y m u j e s i p o p r z e z r o z p u s z c z e n i e w w o d z i e o d p o w i e d n i e g o w o d o r k u
s o l e z w i z k i c h e m i c z n e p o w s t a e w w y n i k u c a k o w i t e g o l u b c z c i o w e g o z a s t p i e n i a w
k w a s a c h a t o m o w w o d o r u a t o m a m i b d g r u p a m i t a k i m i j a k : m e t a l e N H 4 l u b R O ( r -
d o w o l n a g r u p a o r g a n i c z n a
o t r z y m y w a n i e s o l i a ) k w a s + z a s a d a = s ó l + w o d a b ) z a s a d a + t l e n e k n i e m e t a l u = s ó l + w o d a c )
k w a s + t l e n e k m e t a l u = s ó l + w o d a d ) k w a s + m e t l = s o l + w o d ó r e ) t l e n e k n i e m e t a l u + t l e n e k
m e t a l u = s o l f ) n i e m e t a l + m e t a l = s ó l g ) k w a s ( 1 ) + s ó l ( 1 ) = k w a s ( 2 ) + s o l ( 2 ) h ) s ó l ( 1 ) + s ó l 2 ) =
s ó l ( 3 ) + s o l ( 4 )
p o d z i a l s o l i a ) n i e n a s y c o n e a 1 ) h u d r o k s o s o l e - z a w i e r a j c e w o l n e g r u p y h y d r o k s y l o w e
a 2 ) w o d o r o s o l e z a w i e r a j c e t z w . k w a n e a t o m y w o d o r u b ) n a s y c o n e n i e w y s t p u j a n i
g r u p y h y d r o k s y l o w e a n i k w a n e a t o m y w o d o r u c ) h y d r a t y m a j a w s w o i m k r y s z t a l e
c z s t e c z k i w o d y
w g l i k i t o z w i z k i c h e m i c z n e z a w i e r a j c e w y c z n i e m e t a l l u b p ó m e t a l i w e g i e l .
R o d z a j e w g l i k ó w a ) a c e t y l e n k i z a w i e r a j c e a n i o n C 2 2 - . W t y m a n i o n i e w y s t p u j e p o t r ó j n e
4 -
w i z a n i e k o w a l e n c y j n e m i e d z y a t o m a m i w g l a b ) m e t y l e n k i z a w i e r a j c e a n i o n C
w a c i w o c i w e g l i k ó w w y s o c e r e a k t y w n e z w o d a
A z o t k i t o z w i z k i z m e t a l a m i l u b n i e k t ó r y m i n i e m e t a l a m i , p o c h o d n e a m o n i a k u C i a s t a e
o d p o r n e t e r m i c z n i e n i e k t ó r e m a j a b a r d z o d u z a t e m p t o p n i e n i a i d u a t w a r d o z w i z k i t e
o t r z y m y w a n e S A p o p r z e z b e z p o s r e d n i s y n t e z e l u b d z i a l a n i e a m o n i a k i e m n a m e t a l e l u b i c h
t l e n k i
r e a k c j e p o ó w k o w e r e a k c j e c h e m i c z n e p r z e d s t a w i a j c e z m i a n y z w i z a n e t y l k o z
u t l e n i a n i e m l u b r e d u k o w a n i e m
r e a k c j a e l e k t r o c h e m i c z n a u t l e n i a n i a i r e d u k c j i w k t ó r e j w y m i a n a e l e k t r o n ó w z a c h o d z i
p o p r z e z p r z e w o d n i k e l e k t r o n o w y
p r z e w o d n i k e l e k t r o n o w y - p r z e w o d n i k k t ó r y p r z e w o d z i p r d p o p r z e z e l e k t r o n y
p r z e w o d n i k j o n o w y p r z e w o d z i p r a d z a p o m o c a j o n ó w
p ó o g n i w o : p r z e w o d n i k e l e k t r o n o w y e l e k t r o d a z a n u r z o n a w r o z t w o r z e e l e k t r o l i t u a l b o
i n n y m p r z e w o d n i k u j o n o w y m
p i e r w s z e p r a w o e l e k t r o l i z y m a s a s u b s t w y d z i e l o n e j p o d c z a s e l e k t r o l i z y j e s t
p r o p o r c j o n a l n a d o a d u n k u j a k i p r z p y n p r z e z e l e k t r o l i t n i e z a l e n i e o d r o d z a j u e l e k t r o l i t u i
e l e k t r o d
d r u g i e p r a w o e l e k t r o l i z y a d u n e k n i e z b d n y d o w y d z i e l e n i a s i l u b w c h l l o n i c i a
j e d n o s t k o w e j m a s y m o k r e l o n y j e s t w z o r e m Q = ( F m Z ) / M ( g d z i e Q - l a d u n e k M - m a s a
m o l o w a d a n e g o r o z t w o r u F - s t a a F a r a d a y a )
z a s t o s o w a n i e e l e k t r o l i z y p r o d u k c j a m e t a l i z w i z k ó w c h e m i c z n y c h ( a s p i r y n a ) g a z ó w
o g n i w o g a l w a n i c z n e j e s t t o u r z d z e n i e w k t ó r y m w y t w a r z a s i p r a d d z i e k i p r z e b i e g o w i
s a m o r z u t n e j r e a k c j i c h e m i c z n e j
p o d z i a l o g n i w a ) o g n i w a o d w r a c a l n e r o z a d o w a n i e i p o w r o t b ) n i e o d w r a c a l n e p r a c u j d o
w y l a d o w a n i a c ) o g n i w a s t e n i o w e - p r a c u j a d o w y r ó w n a n i a s t e n
S e m - s i l a e l e k t r o m o t o r y c z n a o g n i w a r ó w n a j e t r ó z n i c y p o t e n c j a ó w t w o r z c y c h j a e l e k t r o d
E = E 0 + [ ( R T ) / ( n F ) ] l n c E 0 - s t a n d a r d o w y p o t e n c j a e l e k t r o d y R - s t a l a g a z o w a T - t e m p w
k e l w i n a c h F - s t a a F a r a d a y a n - i l o c e l e k t o n ó w u l e g a j a c y c h w y m i a n i e c - s t e n i e j o n o w
s z e r e g n a p i c i o w y m e t a l i n o r m a l n e p o t e n c j a y m e t a l i u s z e r e g o w a n e w z r a s t a j c o m e t a l e
w y s t p u j c e w s z e r e g u p r z e d w o d o r e m m a j a u j e m n y p o t e n c j a l i s n i e s z l a c h e t n e t e z a
w o d o r e m S A s z l a c h e t n e i m a j a d o d a t n i p o t e n c j a
o g n i w o p a l i w o w e - o g n i w o g a l w a n i c z n e w k t ó r y m p r o c e s a m i z a c h o d z c y m i n a
e l e k t r o d a c h s u t l e n i a n i e p a l i w a o r a z r e d u k c j i t l e n u
c z a s t e c z k i c h i r a l n e - c z a s t e c z k i n i e i d e n t y c z n e z e s w o i m l u s t r z a n y m o d b i c i e m z a w i e r a j c e
a t o m w g l a z 4 r o n y m i g r o p a m i a c z a s t e c z k a c h i r a l n a z e s w o i m l u s t r z a n y m o d b i c i e m
t w o r z a p a r e e n a n c j o m e r ó w
e n a n c j o m e r y m a j i d e n t y c z n e w a c i w o c i c h e m i c z n e z w y j t k i e m p r z y p a d k ó w g d y
r e a g u j z i n n y m i c h i r a l n y m i z w i z k a m i r ó z n i s i t y l k o j e d n w a c i w o c i f i z y c z n -
w y k a z u j z d o l n o o p t y c z n a t z n z d o l n o s k r e c a n i a p a s z c z y z n y p o l a r y z a c j i w i a t a
P o l i m e r y z w i z k i o b u d o w i e a c u c h o w e j k t ó r y c h c z a s t e c z k i z b u d o w a n e S A z
p o a c z o n y c h z e s o b p o w t a r z a j c y c h s i e l e m e n t ó w n a j m n i e j s z y p o w t a r z a j c y s i e l e m e n t
a c u c h a t o m e r c z s t e c z k i p o l i m e r ó w S A b a r d z o d u g i e i m a j a d u z e m a s y c z s t e c z k o w e
P o l i m e r y w y s t p u j w p r z y r o d z i e ( b i a l a k ) a l e s t e z p r o d u k o w a n e s z t u c z n i e
t y p y p o l i m e r ó w a ) h o m o p o l i m e r u t w o r z o n y z j e d n e g o t y p u m o n o m e r ó w b ) k o p o l i m e r -
p o l i m e r u t w o r z o n y z w i e l u t y p ó w m o n o m e r o w
o t r z y m y w a n i e p o l i m e r ó w p o l i m e r y o t r z y m u j e s i w r e a k c j i a c z e n i a p o j e d y n c z y c h
m o n o m e r ó w w d u g i e a n c u c h y m o n o m e r y a c z a s i z e s o b b e z p o w s t a w a n i e p r o d u k t ó w
u b o c z n y c h
s i e c i o w a n i e p o l i m e r ó w p r o c e s p r o w a d z c y d o p o w s t a n i a t r ó j w y m i a r o w e j s i e c i p o l i m e r ó w
w c i w o c i f i z y c z n e p o l i m e r ó w n i e m a j a z d e f i n i o w a n e j t e m p t o p n i e n i a p o l i m e r y o d u g i c h
a c u c h a c h m a j z a z w y c z a j d u a l e p k o c w y t z r y m a l a s c p o l i m e r ó w r o s c i e w r a z z e
w z r o s t e m d l . a c u c h a
P o l i m e r y p r z e w o d z c e z w i z k i c z s t e c z k o w e n i e m e t a l i p r z e w o d z a p r a d p n i e k o r o d u j
m a j a m a a g s t o S A e l a s t y c z n e d u g o c a c u c h a w e g l a o h y b r y d y z a c j i s p 2
k a u c z u k U k a d k o l o i d a l n y n i e u s i e c i o w a n e p o l i m e r y o w a c i w o c i a c h e l a s t o m e r y c z n y c h
w u l k a n i z a c j a s i e c i o w a n i e p o l i m e r u p r o w a d z i d u z y s k a n i a g u p u , p o d g r z e w a n i e k a u c z u k u
b i a l k a b i o p o l i m e r y z b u d o w a n e z r e s z t e k a m i n o k w a s ó w p o l a c z o n y c h w i a z a n i e m
p e p t y d o w y m
p e p t y d - c z a s t e c z k a p o w s t l a z 2 l u b w i e c e j a m i n o k w a s ó w
b i o p o l i m e r y r o d z a j e a ) m o n o s a c h a r y d y ( g l u k o z a f r u k t o z a ) b ) d i s a c h a r y d y ( s a c h a r o z a
w g l o w o d a n z o o n y z f r u k t o z y i g l u k o z y ) c ) p o l i s a c h a r y d y ( c e l u l o z a s k r o b i a g l i k o g e )
i z o m e r y z w i z k i o t y m s a m y m w z o r z e c z s t e c z k o w y m l e c z r ó z n y m u p o r z d k o w a n i u
a t o m ó w w p r z e s t r z e n i
r o d z a j e i z o m e r ó w a ) s t r u k t u r a l n e t e s a m e a t o m y i n n i p a r t n e r z y b ) g e o m e t r y c z n e t e s a m e
a t o m y c i s a m i p a r t n e r z y r ó n e r o z m i e s z c z e n i e w p r z e s t r z e n i c ) o p t y c z n e t e s a m e a t o m y c i
s a m i s s i e d z i r ó z n e o d b i c i a l u s t r z a n e
s t e r e o i z o m e r y i z o m e r y w k t ó r y c h a t o m y p o a c z o n e s z t y m i s a m y m i a t o m a m i
s s i a d u j c y m i l e c z i c h u s y t u o w a n i e w p r z e s t r z e n i j e s t r ó z n e r o d z a j e s t e r e o i z o m w r i
g e o m e t r y c z n a o p t y c z n a
u k a d - w y o d r e b n i o n y o b i e k t z a m k n i t y - n i e w y m i e n i a m a s y i e n e r g i z o t o c z n i e m o t w a r t y -
w y m i e n i a e n e r g i e a l e n i e m a s e i z o l o w a n y n i e w y m i e n i a z o t o c z n i e m a n i m a s y a n i e n e r g i i
z m i a n a e n e r g i w e w o d b y w a s i p o p r z e z p r a c e i c i e p l o ( z d e r z e n i a m i e d z y c z a s t e c z k a m i )
S u m a e n e r g i i u k a d u j e s t z a w s z e s t a a
E n t a l p i a H ( e n t a l p i a ) = U ( e n e r g i a w e w ) + P V ( p r a c a o b j e t o c i o w a ) Z e n t a l p i a s p o t y k a m y s i
g d y p r z e m i a n a c h e m i c z n a z a c h o d z i p o d s t a y m c i s n i e n i e m
p r a w o h e s s a e n t a l p i a ( c i e p o ) n i e z a l e z y o d d r o g i r e a k c j i t y l k o o d s t a n u p o c z t k o w e g o i
k o n c o w e g o
e n t a l p i a t w o r z e n i a [ p r z y r o s t e n t a l p i w p r o c e s i e t w o r z e n i a n a 1 m o l s u b s t
e n t r o p i a m i a r a u p o r z d k o w a n i a s k a d n i k ó w s u b s t . O k r e s l a o n a n i e a d k a d u
k o m p l e k s a k t y w n y n i e t r w a l y u k a d u t w o r z o y w w y n i k u z d e r z e n i a , k r ó t k o t r w a l y s t a n
p r z e j c i o w y k a t a l i z a t o r n i e b i e r z e u d z i a u w r e a k c j i a l e u a t w i a j e j z a j s c i e
i n h i b i t o r o d w r o t n y k a t a l i z a t o r
r a e k c j a e n d o p o b i e r a c o s z o t o c z e n i a a e g z o w y d z i e l e
s p e k t r o s k o p i a n a u k a o p o w s t a w a n i u w i d m w w y n i k u o d d z i a y w a n i a p r o m i e n i o w a n i a n a
m t e r i e
P r a w o L a m b e r t a A = c * l *
r o z s z c z e p i e n i e w i a t a r o z d z i e l e n i e p o s z c z e g ó l n y c h s k a d o w y c h w i a t a n a p a l e t e b a r w c o
j e s t s k u t k i e m r ó z n e j p r e t k o s c i r o z c h o d z e n i a s i w i a t e k o l o r o w y c h
w i a z a n i e s i g m a w i z a n i e c h e m i c z n e p o w s t a e w w y n i k u n a k a d a n i a c z o o w e g o o r b i t a l i
a t o m o w y c h . K s z t a t w i z a n i a w y z n a c z a o r b i t a l m o l e k u l a r n y . P r z y o p i s i e w i z a n i a w
i n d e k s i e d o l n y m l u b p o s p a c j i p o d a j e s i , j a k i e o r b i t a l e t w o r z d a n e w i z a n i e , n p . : s p - s p ,
s p 2 - s p , s p 3 - s , p - p * , s - s , g d z i e * o z n a c z a o r b i t a l a n t y w i c y .
K a t a l i z a t o r n i e u l e g a t r w a e j p r z e m i a n i e c h e m i c z n e j w w y n i k u r e a k c j i . N i e z n a c z y t o
j e d n a k , e w n i e j n i e u c z e s t n i c z y . K a t a l i z a t o r w p y w a n a p r z e b i e g r e a k c j i z m i e n i a j c j e j
m e c h a n i z m . J e g o d z i a a n i e o p i e r a s i n a p o w s t a w a n i u w r e a k c j i z s u b s t r a t e m p r z e j c i o w e g o
z w i z k u c h e m i c z n e g o l u b s t r u k t u r y n a d c z s t e c z k o w e j , k t ó r a j e s t n i e t r w a a , d z i k i c z e m u
r e a g u j e d a l e j z w y t w o r z e n i e m p r o d u k t u k o c o w e g o i o d t w o r z e n i e m w y j c i o w e g o
k a t a l i z a t o r a :
I n h i b i t o r ( a c . i n h i b e o - z a t r z y m u j ) - z w i z e k c h e m i c z n y p o w o d u j c y z a h a m o w a n i e b d
s p o w o l n i e n i e r e a k c j i c h e m i c z n e j . P r o c e s t e n n a z y w a s i i n h i b i c j . I n h i b i t o r e m m o n a
n a z w a z a r ó w n o s u b s t a n c j p o w o d u j c s p o w o l n i e n i e l u b z a t r z y m a n i e r e a k c j i
n i e k a t a l i z o w a n e j j a k i s u b s t a n c j o b n i a j c a k t y w n o k a t a l i z a t o r a w r e a k c j i k a t a l i z o w a n e j .
O d w r o t n y m d z i a a n i e m d o i n h i b i t o r a c h a r a k t e r y z u j e s i k a t a l i z a t o r .
P ó o g n i w o c z o g n i w a g a l w a n i c z n e g o z b u d o w a n a z e l e k t r o d y , p r z e w o d n i k a
m e t a l i c z n e g o i r o z t w o r u t e g o m e t a l u , w k t ó r y m z a n u r z o n a j e s t e l e k t r o d a .
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 ( a p r z e z t o
n i e d o k o c a c i s y i w n i e k t ó r y c h p r z y p a d k a c h u m o w n y - v i d e i n f r a ) 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
j e g o p o w o k a c h , p o d p o w o 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 l i c z b k w a n t o w y c h . 1 .
P r z e a n a l i z u j k o n f i g u r a c j e l e k t r o n o w : 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 3
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 r ó n i s i l i c z b m a s o w ( c 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 ) , a l e m a j t s a m l i c z b a t o m o w ( l i c z b p r o t o n ó w w j d r z e ) .
T y p c e n t r o w a n i a k o m ó r k i e l e m e n t a r n e j , t y p c e n t r o w a n i a s i e c i B r a v a i s ' g o , r o d z a j
k o m ó r k i e l e m e n t a r n e j s i e c i p r z e s t r z e n n e j w y b i e r a n y , z g o d n i e z k o n w e n c j , d o o p i s u d a n e j
s i e c i ( s i e k r y s t a l i c z n a ) . T y p c e n t r o w a n i a k o m ó r k i e l e m e n t a r n e j w i e s i z p o o e n i e m
n a j k r ó t s z y c h t r a n s l a c j i ( p e r i o d ó w a , b , c ) d a n e j s i e c i w z g l d e m e l e m e n t ó w j e j s y m e t r i i
p u n k t o w e j .
R o z s z c z e p i e n i e w i a t a j e s t w y n i k i e m o g ó l n i e j s z e g o z j a w i s k a f i z y c z n e g o z w a n e g o
d y s p e r s j , k t ó r e o k r e l a z j a w i s k a z a c h o d z c e d l a f a l n a s k u t e k z a l e n o c i p r d k o c i
r o z c h o d z e n i a s i f a l i w o r o d k u o d c z s t o t l i w o c i f a l i . R o z s z c z e p i e n i e w f i z y c e t o z j a w i s k o
r o z d z i e l e n i a s i f a l i n a s k a d o w e o r ó n e j d u g o c i .
O d b i c i e w i a t a , z j a w i s k o z m i a n y k i e r u n k u r o z p r z e s t r z e n i a n i a s i p r o m i e n i w i e t l n y c h
z a c h o d z c e n a g r a n i c y d w ó c h o r o d k ó w , p r z y c z y m g d y c o n a j m n i e j j e d e n z n i c h j e s t
p r z e z r o c z y s t y .
A t o m y s k a d a j s i z j d r a i o t a c z a j c y c h t o j d r o e l e k t r o n ó w . W j d r z e z n a j d u j s i z k o l e i
n u k l e o n y : p r o t o n y i n e u t r o n y . N e u t r o n y s c z s t e c z k a m i o b o j t n y m i e l e k t r y c z n i e , p r o t o n y
n o s z a d u n e k e l e k t r y c z n y d o d a t n i , z a e l e k t r o n y u j e m n y .
o d m i a n y a l o t r o p o w e w g l a , z c z e g o n a j b a r d z i e j z n a n e t o g r a f i t o r a z d i a m e n t . W a c i w o c i
f i z y c z n e w g l a z a l e o d o d m i a n y w j a k i e j w y s t p u j e . N a p r z y k a d d i a m e n t j e s t
p r z e z r o c z y s t y , n a t o m i a s t g r a f i t j e s t n i e p r z e z r o c z y s t y i c z a r n y . D i a m e n t j e s t j e d n y m z
n a j t w a r d s z y c h m a t e r i a ó w n a z i e m i , p o d c z a s g d y g r a f i t e m m o n a n a r y s o w a k r e s k n a
p a p i e r z e . D i a m e n t m a b a r d z o n i s k i e p r z e w o d n i c t w o w a c i w e , a g r a f i t j e s t d o b r y m
p r z e w o d n i k i e m e l e k t r y c z n y m . D i a m e n t p o s i a d a n a j w y s z p r z e w o d n o c i e p l n z
w s z y s t k i c h z n a n y c h m a t e r i a ó w w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h . W s z y s t k i e o d m i a n y a l o t r o p o w e
w g l a s w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h c i a a m i s t a y m i
r o d z a j e s t e :
s t e n i e p r o c e n t o w e :
C p = m s / m r * 1 0 0 %
s t e n i e m o l o w e :
C m = n / v
s t e n i e m a s o w e :
C = m s / v
m s - m a s a s u b s t a n c j i
m r - m a s a r o z t w o r u
v - o b j t o r o z t w o r u
n - l i c z b a m o l i
o r b i t a l t y p u p ( p r z y p o m i n a j c y f i g u r o t r z y m a n p r z e z o b r ó t ó s e m k i d o o k o a o s i
p o d u n e j ;
W i z a n i e w o d o r o w e r o d z a j s t o s u n k o w o s a b e g o w i z a n i a c h e m i c z n e g o p o l e g a j c e g o
g ó w n i e n a p r z y c i g a n i u e l e k t r o s t a t y c z n y m m i d z y a t o m e m w o d o r u i a t o m e m
e l e k t r o u j e m n y m z a w i e r a j c y m w o l n e p a r y e l e k t r o n o w e . K l a s y c z n e w i z a n i e w o d o r o w e
p o w s t a j e , g d y a t o m w o d o r u j e s t p o c z o n y w i z a n i e m k o w a l e n c y j n y m z i n n y m a t o m e m o
d u e j e l e k t r o u j e m n o c i ( n p . t l e n e m ) i w t e n s p o s ó b u z y s k u j e n a d m i a r a d u n k u d o d a t n i e g o .
W w y n i k u t e g o o d d z i a y w a n i a p i e r w o t n e , k o w a l e n c y j n e w i z a n i e w o d ó r i n n y a t o m u l e g a
c z c i o w e m u o s a b i e n i u , p o w s t a j e z a n o w e , s t o s u n k o w o s a b e w i z a n i e m i d z y w o d o r e m
i i n n y m a t o m e m ( a k c e p t o r e m w i z a n i a w o d o r o w e g o )
V a n d e r W a a l s a o d d z i a y w a n i a , s i y v a n d e r W a a l s a , w z a j e m n e o d d z i a y w a n i a
e l e k t r o s t a t y c z n e p o m i d z y d i p o l a m i c z s t e c z k o w y m i , p o m i d z y c z s t e c z k a m i
p o z b a w i o n y m i m o m e n t ó w d i p o l o w y c h l u b a t o m a m i ( t z w . o d d z i a y w a n i a d y s p e r s y j n e ) .
P r z y c z y n w y s t p i e n i a o d d z i a y w a n i a v a n d e r W a a l s a s t r w a e o r a z w y i n d u k o w a n e
m o m e n t y d i p o l o w e w c z s t e c z k a c h l u b - w p r z y p a d k u o d d z i a y w a d y s p e r s y j n y c h -
c h w i l o w e a s y m e t r i e r o z k a d u a d u n k u w c z s t e c z c e l u b a t o m i e .
E l e k t r o n w a l e n c y j n y - 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 o 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 o k w a l e n c y j n . L i c z b a o r a z p o z i o m y
e n e r g e t y c z n e e l e k t r o n ó w w a l e n c y j n y c h d e c y d u j w d u y m s t o p n i u o w a c i w o c i a c h
a t o m ó w a t y m s a m y m i p i e r w i a s t k ó w c h e m i c z n y c h .
W i z a n i e m e t a l i c z n e - o g ó l n a n a z w a d l a w s z e l k i c h w i z a c h e m i c z n y c h w y s t p u j c y c h
b e z p o r e d n i o m i d z y a t o m a m i m e t a l i .
W i z a n i a m i d z y a t o m a m i m e t a l u , j e l i w y s t p u j w i z o l o w a n e j f o r m i e ( n p . w z w i z k a c h
m e t a l o o r g a n i c z n y c h ) s w z a s a d z i e t y p o w y m i w i z a n i a m i k o w a l e n c y j n y m i , w y r ó n i a j s i
j e d n a k w s t o s u n k u d o a n a l o g i c z n y c h w i z a m i d z y n i e m e t a l a m i d w i e m a i s t o t n y m i
c e c h a m i :
K o m ó r k a e l e m e n t a r n a - w k r y s t a l o g r a f i i - n a j m n i e j s z a , p o w t a r z a l n a c z s t r u k t u r y
k r y s z t a u , z a w i e r a j c a w s z y s t k i e r o d z a j e c z s t e c z e k , j o n ó w i a t o m ó w , k t ó r e t w o r z
o k r e l o n s i e k r y s t a l i c z n . K o m ó r k a e l e m e n t a r n a p o w t a r z a s i w e w s z y s t k i c h t r z e c h
k i e r u n k a c h , t w o r z c z a m k n i t a s i e p r z e s t r z e n n , k t ó r e j g ó w n c e c h j e s t s y m e t r i a .
K o m ó r k a e l e m e n t a r n a m a z a w s z e k s z t a t r ó w n o l e g o c i a n u .
S i e k r y s t a l i c z n a ( p r z e s t r z e n n a ) - s p o s ó b w y p e n i e n i a a t o m a m i p r z e s t r z e n i t a k , e p e w n a
k o n f i g u r a c j a a t o m ó w z w a n a k o m ó r k e l e m e n t a r n j e s t w i e l o k r o t n i e p o w t a r z a n a .
W i e l e s p o r ó d c i a s t a y c h m a b u d o w k r y s t a l i c z n , t z n . e a t o m y , z k t ó r y c h s i s k a d a j
u o o n e s w o k r e l o n y m p o r z d k u . P o r z d e k t e n d a j e s i s t o s u n k o w o p r o s t o o p i s a p r z e z
p o d a n i e w a s n o c i s y m e t r i i . S y m e t r i k r y s z t a u d e f i n i u j e s i p o p r z e z p o d a n i e o p e r a c j i
s y m e t r i i p r z e k s z t a c a j c y c h k r y s z t a s a m w s i e b i e . P r z e k s z t a c e n i a m i s y m e t r i i s t r a n s l a c j e ,
o b r o t y , i n w e r s j a , o b r o t y i n w e r s y j n e i p a s z c z y z n y o d b i c i a .
R e g u a H u n d a - r e g u a m ó w i c a , e w a t o m i e , w c e l u u z y s k a n i a n a j b a r d z i e j k o r z y s t n e g o
e n e r g e t y c z n i e z a p e n i e n i a o r b i t a l i a t o m o w y c h , p o w i n n o b y j a k n a j w i c e j e l e k t r o n ó w
n i e s p a r o w a n y c h . E l e k t r o n y u l e g a j s p a r o w a n i u p o p o j e d y n c z y m z a p e n i e n i u w s z y s t k i c h
f o r m p r z e s t r z e n n y c h d a n y c h o r b i t a l i d a n e j p o w o k i e l e k t r o n o w e j .
A l o t r o p i a - z j a w i s k o w y s t p o w a n i a r ó n y c h o d m i a n k r y s t a l o g r a f i c z n y c h t e g o s a m e g o
p i e r w i a s t k a c h e m i c z n e g o . A l o t r o p i a j e s t s z c z e g ó l n y m p r z y p a d k i e m p o l i m o r f i z m u c z y l i
r ó n o p o s t a c i o w o c i s u b s t a n c j i . 2 . k o n f i g u r a c j a e l e k t r o n o w a m a g n e z u
O r b i t a l - p o w i e r z c h n i a o p i s a n a f u n k c j f a l o w , b d c 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 d l a s z c z e g ó l n e g o p r z y p a d k u u k a d u j e d n e g o e l e k t r o n u z n a j d u j c e g o s i n a
j e d n e j z p o w o k a t o m o w y c h l u b t w o r z c y c h w i z a n i e c h e m i c z n e .
W g l o w o d o r a m i n i e n a s y c o n y m i n a z y w a j s i z w i z k i , w c z s t e c z k a c h k t ó r y c h z n a j d u j
s i a t o m y w g l a p o w i z a n e z e s o b w i z a n i a m i p o d w ó j n y m i p o t r ó j n y m i . N a z y w a s i j e t a k
d l a t e g o , p o n i e w a i c h c z s t e c z k i m a j m n i e j s z l i c z b a t o m ó w w o d o r u n i z w i z k i
n a s y c o n e , w i z a n i a w i e l o k r o t n e ( p o d w ó j n e i p o t r ó j n e ) s m n i e j t r w a e , n i p o j e d y n c z e i
d l a t e g o s t o s u n k o w o a t w o p k a j w c z a s i e r e a k c j i c h e m i c z n y c h . 5 . p o d z i a k w a s ó w
E l e k t r o n w a l e n c y j n y - 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 o 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 o k w a l e n c y j n . L i c z b a o r a z p o z i o m y
e n e r g e t y c z n e e l e k t r o n ó w w a l e n c y j n y c h d e c y d u j w d u y m s t o p n i u o w a c i w o c i a c h
a t o m ó w a t y m s a m y m i p i e r w i a s t k ó w c h e m i c z n y c h . 2 ) c o t o u t l e n i a n i e i r e d u k c j a n a
p r z y k a d a c h
R ó w n a n i e N e r n s t a , r ó w n a n i e w y r a a j c e p o t e n c j a e l e k t r o d y .
E M p o t e n c j a e l e k t r o d y
E M 0 p o t e n c j a s t a n d a r d o w y e l e k t r o d y w a r t o s t a a , c h a r a k t e r y s t y c z n a d l a d a n e j
e l e k t r o d y
n l i c z b a e l e k t r o n ó w b i o r c a u d z i a w r e a k c j i e l e k t r o d o w e j
R s t a a g a z o w a
T t e m p e r a t u r a [ K ]
F s t a a F a r a d a y a
W g l o w o d o r y t o o r g a n i c z n e z w i z k i c h e m i c z n e z a w i e r a j c e w s w o j e j s t r u k t u r z e t y l k o
a t o m y w g l a i w o d o r u . W s z y s t k i e o n e s k a d a j s i z p o d s t a w o w e g o s z k i e l e t u w g l o w e g o
( p o w i z a n y c h z s o b a t o m ó w w g l a ) i p r z y c z o n y c h d o t e g o s z k i e l e t u a t o m ó w w o d o r u .
W z ó r o g ó l n y w g l o w o d o r ó w t o C x H y
W g l o w o d o r y s p o d s t a w o w y m s k a d n i k i e m r o p y n a f t o w e j , k t ó r a s t a n o w i i c h
p o d s t a w o w e r ó d o w p r z e m y l e . I n n y m r ó d e m w g l o w o d o r ó w s p r o c e s y t z w . s u c h e j
d e s t y l a c j i d r e w n a i z g a z o w y w a n i a w g l a . O p r ó c z t e g o w g l o w o d o r y o z o o n e j b u d o w i e
p e n i r o z m a i t e r o l e w o r g a n i z m a c h y w y c h ( n p . k a r o t e n o i d y ) .
T y p c e n t r o w a n i a k o m ó r k i e l e m e n t a r n e j , t y p c e n t r o w a n i a s i e c i B r a v a i s ' g o , r o d z a j
k o m ó r k i e l e m e n t a r n e j s i e c i p r z e s t r z e n n e j w y b i e r a n y , z g o d n i e z k o n w e n c j , d o o p i s u d a n e j
s i e c i ( s i e k r y s t a l i c z n a ) . T y p c e n t r o w a n i a k o m ó r k i e l e m e n t a r n e j w i e s i z p o o e n i e m
n a j k r ó t s z y c h t r a n s l a c j i ( p e r i o d ó w a , b , c ) d a n e j s i e c i w z g l d e m e l e m e n t ó w j e j s y m e t r i i
p u n k t o w e j .
S i a e l e k t r o m o t o r y c z n a ( S E M ) c z y n n i k p o w o d u j c y p r z e p y w p r d u w o b w o d z i e
e l e k t r y c z n y m [ 1 ] r ó w n y e n e r g i i e l e k t r y c z n e j u z y s k a n e j p r z e z j e d n o s t k o w y a d u n e k
p r z e m i e s z c z a n y w u r z d z e n i u ( r ó d l e ) p r d u e l e k t r y c z n e g o w p r z e c i w n y m k i e r u n k u d o s i
p o l a e l e k t r y c z n e g o o d d z i a u j c e g o n a t e n a d u n e k .
S i a e l e k t r o m o t o r y c z n a j e s t n a j w a n i e j s z y m p a r a m e t r e m c h a r a k t e r y z u j c y m r ó d a e n e r g i i
e l e k t r y c z n e j z w a n e t e r ó d a m i s i y e l e k t r o m o t o r y c z n e j , s n i m i g e n e r a t o r y e l e k t r y c z n e
( p r d u s t a e g o i z m i e n n e g o ) , b a t e r i e , t e r m o p a r y , f o t o o g n i w a [ 2 ] [ 3 ] .
B u d o w a a t o m u A t o m y s k a d a j s i z j d r a i o t a c z a j c y c h t o j d r o e l e k t r o n ó w . W j d r z e
z n a j d u j s i z k o l e i n u k l e o n y : p r o t o n y i n e u t r o n y . N e u t r o n y s c z s t e c z k a m i o b o j t n y m i
e l e k t r y c z n i e , p r o t o n y n o s z a d u n e k e l e k t r y c z n y d o d a t n i , z a e l e k t r o n y u j e m n y .
r ó w n a n i a d y s o c j a c j i k w a s u f o s f o r o w e g o
H 3 P O 4 <