anorganische chemie 2: elektronen in schillen en orbitalen

bij welke soort elementen komen de atomen los van elkaar voor

bij de edelgassan zoals heluim, neon, argon, krypton, xenon en radon

welke twee belangrijke principes gelden er bij de chemische reacties

• de atoomsoort blijven behouden

• de aantal atomen van elke soort blijven behouden

geef voor elk cijfer de romeinse sufix en een voorbeeld

1 = mono- bv koolstofmonoxide (CO)

2= di- bv koolstofdioxide (CO2)

3= tri- bv zwaveltrioxide (SO3)

4= tetra- bv stikstoftetraoxide (N2O4)

5= penta- bv fosfopentachloride (PCL5)

6= hexa- bv zwavelhexafluoride (SF6)

7= hepta- bv di-joodheptaodxide (I2O7)

8= octa- bv xenonoctafluoride (XeO4)

9= nona- (komt zelden voor)

10= deca- (zeer zeldzaam)

hoe noemt dit atoommodel

dit is het atoommodel van rutherford

hoe noemt dit atoommodel

dit is het atoommodel van Bohr

welke belangrijke informatie over elektronen halen we uit de theorien van rutherford en bohr

• de elektronen hebben in een atoom een bepaalde energie-inhoud die zonder invloed van buitenaf nooit verandert

• nier alle energie-inhouden kunnen in een elektron opgeslagen worden, maar slechts wel bepaalde waarden

• een elektron kan van een bepaalde energieniveau overgaan naar een hoger energieniveau door het opslorpen van de overeenkomstige energiehoeveelheid

• bij het terugvallen op een lager energie niveau straalt het elektron het energieverschil uit

wat is een orbitaal

een orbitaal is een functie waaruit de kans om een elektron op een bepaalde plaats aan te treffen kan berekend worden

welke 4 kwantum getallen zijn er

- n = het hoofdkwantumgetal

• n = 1,2,3,4…..

- I = het nevenkwantumgetal

• I = 0,1……..,n-1

- m (kleine i onderaan) = het magnetischkwantumgetal

• m (kleine i onderaan) = -1,…..0,…..,1

- m (kleine s onderaan) = het spinkwantumgetal

• m (kleine s onderaan) = -1/2, +1/2

wat bedoelen we met het onzekerheidbeginsel van Heisenberg

hij toonde aan dat het onmogelijk is om gelijktijdig de plaats en de snelheid van een elektron te kenne

wat is een orbitaal

• dit is de grafische voorstelling van een waarscheindlijkheid (probalitie) noemt men een orbitaal

• een orbitaal is dan een ruimteijk gebied waarin het elektron 90% van zijn tijd doorbrengt

geef weer wat de 4 kwantum getallen uit drukken

• 4 kwantumgetallen → toestand van het elektron in het atoom

• n = hoofdkwantumgetal → energie niveau van het elektron en zijn gemiddelde afstand tot de kern

• l = nevenkwantumgetal → vorm van de orbitaal van het elektron

• m (met kleine i onderaan) = magnetisch kwantumgetal → de bewegingsrichting van het elektron

• m (met kleine s onderaan) = spinkwantumgetal → de draaizin van het elektron rond zijn eigen as

leg meer uit over het hoofdkwantum getal n

• het hoofdkwantumgetal n bepaalt de enrgie-inhoud van het elektron en zijn gemiddelde afstand tot de kern, dit komt overeen met de schillen van Bohr

• n kan alleen gehele waarden aanemen dit wil zeggen alleen waarde groter dan 0

• de kleinste waarde van n stemt overeen met het laagste energie-niveau, het elektron bevind zich dan het dichtse bij de kern

• een elektron met een groter hoofdkwantumgetal heeft een grotere energie-inhoud en hoort dus thuis verder van de kern gelegen

leg meer uit over het nevenkwantumgetal I

• I kan alle gehele waarden aannemen begrepen tussen 0 en n -1

• het nevenkwantumgetal bepaalt de vorm van de orbitaal

• een orbitaal waarvoor I = 0 is bolvormig en symetrisch verdeeld rond de centraal gelegen kern

• zoon bolvormig orbitaal word ook wel een s-orbitaal genoemd

• wanneer I = 1 kan de vorm van het orbitaal vergeleken worden met een 8, dit noemt men een haltervormige orbitaal of de p-orbitaal

• wanneer I = 2 of 3 stemmen de orbitalen overeen met een meer ingewikkelde structuur, deze noemen we de d-orbitalen en de f-orbitalen

leg meer uit over het megnetisch kwantumgetal m (met een kleine i onderaan)

• het magnetisch kwantumgetal bepaalt de orientering van de orbitaal tegen over een willekeurige richting

• het kan alle gehele waarden aannemen begrepen tussen +I en -I

• wanneer I = 0 is er maar 1 mogelijke waarden voor m namelijk 0 → de s-orbitaak kan slechts op één mogelijke manier in de ruimte georienteerd zijn

• wanneer I = 1 zijn er drie orientatiemogelijkheden er bestaan dus op 1 schil drie p-orbitalen

• wanneer I = 2 heeft men 5 d-orbitalen

• wanneer I = 3 heeft men 7 f-orbitalen

leg meer uit over het spinkwantum getal m (met een kleine s onderaan)

• het spinkwantumgetal is onafhankelijk van de andere kwantumgetallen

• dit getal kan slechts twee verschillende waarden aannemen: + 0,5 of - 0,5

• de spin rond zijn eigen as kan slechts in twee verschillende (tegengestelde richtingen) gebeuren

• wanneer twee elektronen hetzelfde spinkwantumgetal hebben word er gezegd dat ze dezefde spin hebben (twee pijltjes naar boven)

• twee elektronen met een tegengestelde spin duid men aan met een pijl naar boven gevolgd door een pijl naar onder

• wanneer elektronen dezelfde spin hebben stoten de magnetische velden elkaar af, elektronen met een tegengestelde spin trekken elkaar aan

wat bepalen de 4 kwantumgetallen

de toestand van een elektron in een atoom is volledig bepaald door de 4 kwantumgetallen n, l, m i, ms

wat stelt het uitsluitingsprincipe of de verbodsregel van pauli

hij zegt dat er in eenzelfde atoom nooit twee elektronen kunnen voorkomen met dezelfde waarden van de vier kwantumgetallen

welke belangrijk besluit kan pauli concluderen

hij kan concludere dat eenzelfde orbitaal maximum twee elektronen kan bevatten, deze elektronen hebben bovendien een tegengestelde spin

wat is een elektronenpaar of doublet

dat is wanneer twee elektronen in een zelfde orbitaal (of ladingswolk) liggen

wat is een ongepaard elektron

dat is wanneer een elektron alleen de ruimte van de orbitaal in beslag neemt

wat geeft het uitsluitingsprincipe van pauli

het uitsluitingsprincipe van pauli geeft een beperking voor het aantal elektronen op elk energieniveau

wat verstaan we onder de elektronenconfiguratie

onder elektronenconfiguratie van een atoom verstaat men de wijze waarop alle elektronen in een atoom verdeeld zijn

wat word er bedoeld met de regel van de minimale energie

• deze regel stelt dat elk atoom streeft naar een zo laag mogelijke energie toestand dat wil zeggen de toestand met een zo laag mogelijke energie-inhoud

• de elektronen plaatsen zich zo dicht mogelijk bij de kern

• de orbitalen zullen dus volgens stijgende energie worden opgevuld

wat word er bedoeld met de diagonaal regel

• de regel stelt dat we ons aan het volgende kunnen verwachten: eerst wordt de eerste schil volledig opgevuld met elektronen, dan de tweede en vervolgens de derde….

• in eenzelfde schil worden de orbitalen bezet in de volgende volgordes: s,p,d en f

wat is de regel van hund

• dat stelt dat in het laatste bezettten subniveau treft men steeds een maximaal aantal ongepaarde elektronen aan, gepaarde elektronen zijn elektronen in hetzelfde orbitaal

• de elektronen die zich in gelijksoortoge orbitalen van eenzelfde energieniveau bevinden, hebben zoveel mogelijk dezelfde spin

• in eenzelfde reeks van orbitalen van een bepaald niveau zijn de elektronen dus zoveel mogelijk ongepaard en met dezelfde spin

hoe word de elektronenconfiguratie weergegeven

de elektronenconfiguratie van een atoom wordt weergegeven door na elkaar de symbolen van de bezette orbitalen te schrijven

bv 2p tot de 3de → 2 = hoofdkwantum getal

→ 3 = totaal aantal elektronen in de p-orbitale

wat is het opvullingdiagram

het opvullingdiagram is geen energiediagram, het geeft geen inlichting over de energieniveaus na opvulling wel ervoor

wat bedoelen we met stijgende hoofdkwantumgetallen

hierme bedoelen we dat in de vereenvoudigde schrijfwijze van de elektronenconfiguratie na het symbool van het edelgas, de overige orbitalen aanduiden volgens stijgende hoofkwantum getallen

bv kwik (Z = 80)

4d tot 10, 5p tot 6, 6s tot 2, 4f tot 14, 5d tot 10 → (xe) 4f tot 14, 5d tot 10 en 6s tot 2

wat word er bedoeld met inversie

• daarm word bedoeld dat in bepaalde gevallen tonen experimenten aan dat de elektronenconfiguratie anders is dan theoretisch verwacht

• deze speciale elektronenconfiguratie zijn het gevolg van een extra verlaging van de potentiele energie waarbij een half of een volledig gevuld d- of f- niveau bekomen wordt

inversie komt bij de volgende elementen voor:

• Cr

• Mo

• Cu

• Ag

• Au

beschrijf welke groepen welke orbitalen krijgen via het periodiek systeem

groep 1 en 2 ( Ia = alkalimetalen en IIa = aardalkalimetalen)

• zij behoren tot de s- blok en krijgen het s- orbitaal

groep 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

• zij behoren tot de d-blok en krijgen het d-obritaal

groep 13, 14, 15, 16, 17, 18

zij behoren tot de p- blok en krijgen het p-orbitaal

de overblijvende in de aparte blok onderaan de tabel

zij behoren tot de f- blok en krijgen het f- orbitaal

omschrijf hoe het periodiek systeem is ingedeeld

• in het algemeen bestaat het uit horizontale perioden en verticale groepen

• het groepsnummer komt overeen met het aantal valentie elektronen

• het periodiek nummer komt overeen met het aantal schillen waarover de elektronen verspreid zijn (atoomnummer)

• de groep waarin een element zich bevind komt overeen met het aantal elektronen op de buitenste schil

• de horizontale perioden komen overeen met het aantal schillen

• groep 1, 2, 3 zijn positief geladen de rest is negatief geladen

• groep 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 zijn altijd metalen

wat zijn valentie elektronen

dat zijn de elektronen in de buitenste opgevulde schil, zij bepalen de chemische eigenschappen van het element

benoem al de groepen die onderscheiden worden in het periodiek systeem

• Ia = alkalimetalen

• IIa = aardalkalimetalen

• IIIa = boorgroep

• IVa = koolstofgroep

• Va = stikstofgroep

• VIa = zuurstofgroep (chalcogenen)

• VIIa = halogenen

• O = edelgassen

wat word er bedoeld met de stabiele octetconfiguratie

dat is wanneer er 8 elektronen in de buitenste schil zich bevinden

wat betekend inert

dat wil zeggen dat de atomen van een element moeilijk bindingen aangaan met andere atomen

geef voor elk orbitaal het aantal elektronen die er zich op kunne bevinden weer

• s- orbitaal bol: 2 elektronen

• p- orbitaal halter: 6 elektronen

• d -orbitaal: 10 elektronen

• f -orbitaal: 14 elektronen

met welke regels moet je allemaal rekening houden bij de elektronenconfiguratie

• diagonaal regel

• minimale energie

• maximale zelfde spin

• verbod pauli

• inversie

omschrijf de opbouw van een atoom

kern:

• neutronen en protonen

mantel:

• elektronen en schillen

kijk goed de elektroneconfiguratie na en maak veel oefeingen !!!!!!!