7/26/2019 Curs 2 Nave

1/27

CHIMIE

CURS NR. 2

7/26/2019 Curs 2 Nave

2/27

2

Sommerfeld a extins teoria lui Bohr la orbite

eliptice pentru a pune de acord aceast teoriecu anumite rezultate experimentale. Ex:

structura fin a liniilor spectrale.

n modelul atomic Bohr-Sommerfeld, uneiorbite staionare cu numar cuantic principal nicorespund (n-1) orbite staionare eliptice.

Modelul Bohr-Sommerfield

7/26/2019 Curs 2 Nave

3/27

7/26/2019 Curs 2 Nave

4/27

4

Aceasta presupune existena unor substraturielectronicen alctuirea unui strat.

S-a ajuns la concluzia cnumrul cuanticazimutal sau orbital cuantificmomentulcinetic orbital; se noteazcu l.

lia toate valorilentregi de la 0la (n-1).

7/26/2019 Curs 2 Nave

5/27

5

Pentru caracterizarea micrii electronilorSommerfield utilizeaz patru numere cuantice:

1. n - numrul cuantic principal indicsemiaxa mare a orbitei eliptice; ia valori 1,2,3,4,...n sau 1 n ; reprezint straturile electronice K, L, M, N, O, P, Q. determinatt energia totala electronului care ocup

un orbital, ct i dimensiunea orbitalului.

2. l- numr cuantic secundar, orbital, azimutalindicsemiaxa mica orbitei elipticereprezintmomentul unghiular al electronului peorbiti substrat;are valorile l = 0,1,2,3,..... sau 0 1 n-1.Pentru l=0

orbita e circular, l0 orbita este eliptic.

7/26/2019 Curs 2 Nave

6/27

6

3. m - numrul cuantic magneticindicpoziia (orientarea) orbitei electronice ntr-un

cmp magneticare valori negative i pozitive, n total 2l+1 valori:-l.....-2 ,-1, 0, 1, 2, ..... +lsau -l m +l

4. s - numrul cuantic de spincaracterizeaz micarea de rotaie a electronului njurul propriei sale axe

are valorile +1/2 sau -1/2.

7/26/2019 Curs 2 Nave

7/27

7

Modelul atomic Bohr-Sommerfeld, i limiteazaplicabilitatea numai la atomul de hidrogen i ioniihidrogenoizi, nepermindinterpretarea spectrele atomilorcu mai muli electroni saucomportarea lor magnetic.

7/26/2019 Curs 2 Nave

8/27

Modelul atomic al mecanicii cuantice

1923L.V. de Broglie introduce ideea de dualitateund-particul a materiei: un electron sau orice altparticular subatomic se poatecomporta att

corpuscular, ct i ondulatoriu.

Modelul ondulatoriu staionar

7/26/2019 Curs 2 Nave

9/27

1926E. Schrodinger - Ecuaia lui Schrodinger:

- arat caracterul ondulatoriu al micrii electronului natom, fiind descris de o funcie deund, ;

- arat,n termenii mecanicii cuantice, c energia total aelectronului care se mic ntr-un spaiu este sumadintre energia cinetic i energiapotenial;

- are soluii numai pentru acele valori ale energiei totalecare reprezint energiileelectronului n strile staionare,caracterizate de numerele cuantice n, l, m, s.

Modelul ondulatoriu staionar

7/26/2019 Curs 2 Nave

10/27

Ecuaia Schrdinger independent de timp pentru oparticul de mas m, ce se mic unidimensional cuenergia Eeste:

Funcia de und este o funcie matematic univoc,

continu i derivabil care conine toate informaiilereferitoare la poziia i micarea particulei pe care odescrie.

EVdx

d

m x)(2

22

2

7/26/2019 Curs 2 Nave

11/27

Ptratul funciei de und, , msoardensitatea de electroni din jurul nucleului.

Probabilitatea ca particula s se gseasc lamomentul t n spaiul dv=dxdydz secalculeaz cu relaia:

Funcia rezultat n urma rezolvrii ecuaieilui Schrdinger se numete funcie orbitalsau orbital atomic.

2

dvdvv

*2

v

,v t

7/26/2019 Curs 2 Nave

12/27

Orbital i de t ip s .Starea fundamental a unuiatom este starea de energie minim, n careelectronul este cel mai strns legat de

nucleu. Orbitalul ocupat n starefundamental este cel cu n=1.

Funcia de und corespunztoare acestui tip

de orbital este independent de unghi, ea areaceeai valoare n toate punctele de razconstant. Aceasta nseamn c orbitalul detip s are osimetrie sferic.

Tipuri de orbitali atomici

7/26/2019 Curs 2 Nave

13/27

Nod

7/26/2019 Curs 2 Nave

14/27

Orbital i de t ip p .Un electron p are momentul

unghiular diferit de zero, ceea ce face ca

orbitalii de tip p s aib amplitudinea zero lanucleu.

Sunt n numr de trei i se disting prin cele

trei orientri posibile ale momentelorunghiulare: 0, -1,+1.

Au simetrie bilobar.

7/26/2019 Curs 2 Nave

15/27

pz (m=0)

px

(m=1)

py

(m=1)

n=2 l=1

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/P2M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/P2M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/P2M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/P2M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/P2M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/P2M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/P2M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/P2M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/P2M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/P2M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/P2M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/P2M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/P2M0.png

7/26/2019 Curs 2 Nave

16/27

Orbital i de t ip d .ncepnd cu nivelul al treilea(n = 3) apar orbitalii de tip d, pentru care l=

2. Acetia sunt n numr de cinci.

Multiplicitatea numrului cuantic secundar lindic 22+1=5, orientri posibile ale

momentelor unghiulare, corespunztoarecelor cinci numere cuantice magnetice

m= 0, 1, 2.

7/26/2019 Curs 2 Nave

17/27

dz2 dxz dyz dxy dx

2-y2

d(l=2)

m=0 m=1 m=2

n=3

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9b/D3M-2.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/45/D3M2.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e3/D3M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b/D3M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/D3M0.png

7/26/2019 Curs 2 Nave

18/27

Orbital i de t ip f.ncepndcu nivelul 4 (n= 4)

apar orbitalii de tip f. Deoarece numrulcuantic magnetic poate lua apte valori, m=0, 1, 2, 3, existapteorbitali de tip f cusimetrie octolobar.

7/26/2019 Curs 2 Nave

19/27

m=0 m=1 m=2 m=3

f(l=3)

fz3 fxz

2 fyz

2 fxyz fz(x

2-y2) fx(x

2-3y

2) fy(3x

2-y2)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3f/F4M-3.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/F4M3.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/F4M-2.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/86/F4M2.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/F4M-1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c7/F4M1.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/F4M0.png

7/26/2019 Curs 2 Nave

20/27

Repartizarea electronilor n nveliul electronic alatomilor

Reguli:

1) Principiul ocuprii succesive a orbitalilor cu electroni.Orbitalii atomilor multielectronici se populeaz

succesiv cu electroni, n ordineacreterii energieiorbitalilor.

7/26/2019 Curs 2 Nave

21/27

2). Principiul excluziunii - Pauli

-ntr-un atom nu pot exista 2 electroni cu aceleaivalori pentru toate numerele cuantice.

- Un orbital nu poate fi ocupat dect de maximum 2electroni care trebuie saibspin opus.

3). Regula lui Hund

- Orbitalii de energie egal se ocup pe rnd, nti cuun electron, apoi cu al doilea.

- Semiocuparea orbitalilor de acelai tip, duce la oconfiguraie electronic stabil.

7/26/2019 Curs 2 Nave

22/27

Clasificarea elementelor dup configuraiaelectronic

Dup tipul orbitalului n care se plaseaz electronuldistinctiv, elementele pot fi clasificate n blocurile s, p,d, f.

7/26/2019 Curs 2 Nave

23/27

Blocul elementelor s

Cuprinde elementele din grupele IA

i IIA

i auelectronul distinctiv ntr-un orbital de tip s.

Configuraia electronicpentru atomii acestorelemente este:

pentru metalele alcaline, gr. IA: Str. int. + (n-1)s2p6ns1excepie - Li: 1s2 2s1;

pentru metalele alcalino-pmntoase, gr. IIA:

Str. int. + (n-1)s2

p6

ns2

,excepie - Be: 1s2 2s2;

He, cu configuraia electronic 1s2, este un element detip s, dar este un gaz rar.

7/26/2019 Curs 2 Nave

24/27

Blocul elementelor p

Acestea au electronul distinctiv situat norbitalii p. Cuprinde elementele din grupeleIIIAVIIIA.

Configuraiaelectronicgeneral pentruatomii acestor elemente este:

pentru gr. IIIAVIIA: Str. int. + ns2np1-5;

pentru gazele rare: Str. int. + ns2np6.

7/26/2019 Curs 2 Nave

25/27

Blocul elementelor d

Din blocul d fac parte elementele din grupeleIIIB-IIB, avnd electronuldistinctiv situat ntr-unorbital (n-1)d.

Configuraia nveliuluielectronic exterior:(n-1)d1-10ns1-2.

7/26/2019 Curs 2 Nave

26/27

Blocul elementelor f

Aceste elemente conin electronul distinctivsituat ntr-un orbital (n-2)f.

Configuraia electronica stratului exterioreste de forma (n-2)f1-14(n-1)d1ns2.

Cuprinde dou serii analoage de cte 14

elemente: lantanide (n = 6)

actinide (n = 7).

7/26/2019 Curs 2 Nave

27/27

27