You are currently browsing the tag archive for the ‘εξωτερική ηλεκτρονιακή στιβάδα’ tag.

Η άσκηση στο άρθρο αυτό προέρχεται από την ενότητα 1.1.3 του βιβλίου  «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.   Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο:

  Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.

  

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης (Ιπποκράτους 6, Αθήνα),  Ελευθερουδάκης Πατάκης, Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), Public,  «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Χαριλάου Τρικούπη 26, Αθήνα) , Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα).

Άσκηση – Παράδειγμα #1-13

Σε ποια περίπτωση από τις παρακάτω τα ηλεκτρόνια σθένους (ηλεκτρόνια της τελευταίας στιβάδας) των στοιχείων βρίσκονται στην ίδια στιβάδα;

α) 5 Β, 14 Si, 33 As

β) 19 Κ, 33 As, 35 Br

γ) 2 Ηe, 10 Ne, 9 F

Λύση:

Γράφουμε την ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων σε κάθε περίπτωση, χρησιμοποιώντας το Aufbau διάγραμμα, και ελέγχουμε ποια στοιχεία έχουν ηλεκτρόνια σθένους στην ίδια στιβάδα (στιβάδα με τον ίδιο κύριο κβαντικό αριθμό)

α) Η ηλεκτρονιακή δομή των στοιχείων είναι:

Β       1s22s22p1

 Si       1s22s22p63s23p2

 As     1s22s22p63s23p64s23d104p3ήσωστότερα (δες σημείωση 1)  1s22s22p63s23p63d104s24p

 Η τελευταία στιβάδα που έχει τα ηλεκτρόνια σθένους έχει γραφεί με κόκκινους χαρακτήρες παραπάνω και είναι η στιβάδα με τον μεγαλύτερο κύριο κβαντικό αριθμό. Στην πραγματικότητα αν και η στιβάδα 3d συμπληρώνεται μετά την 4s σύμφωνα με το Aufbau διάγραμμα, καθώς έχει υψηλότερη ενέργεια, μετά την συμπλήρωσή της με ηλεκτρόνια έχει χαμηλότερη ενέργεια από την 4s. Έτσι τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται στην στιβάδα με n=4 στην περίπτωση του As.

Στην συγκεκριμένη περίπτωση στο Β τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται στην στιβάδα με κύριο κβαντικό αριθμό n=2, στο Si στην n=3 και στο As στην n=4.

Επομένως η περίπτωση α δεν είναι η σωστή απάντηση στην άσκηση.

β) Η ηλεκτρονιακή δομή των στοιχείων είναι:

Κ     1s22s22p63s23p64s1

As    1s22s22p63s23p64s23d104p3ήσωστότερα 1s22s22p63s23p63d104s24p3

Br    1s22s22p63s23p64s23d104p5 ή σωστότερα 1s22s22p63s23p63d104s24p5

Στην συγκεκριμένη περίπτωση τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται στην στιβάδα με n=4 και στα τρία στοιχεία. Η περίπτωση β είναι επομένως η σωστή απάντηση στην άσκηση.


[1] Η 3d υποστιβάδα όταν συμπληρώνεται με ηλεκτρόνια αποκτά χαμηλότερη ενέργεια από την 4s. Σωστότερα τα ηλεκτρόνια έχουν χαμηλότερη ενέργεια στην συμπληρωμένη 3d υποστιβάδα από τα ηλεκτρόνια στην 4s υποστιβάδα.

Είναι γνωστό ότι η κατανόηση του μαθήματος της Χημείας παρουσιάζει σε αρκετές περιπτώσεις δυσκολίες και ιδιαιτερότητες. Με το βιβλίο αυτό επιδιώκουμε να βοηθήσουμε όσους πραγματικά ενδιαφέρονται για την κατανόηση της ύλης της  Χημείας και επιζητούν την διαλεύκανση των σημείων που παρατηρούνται συνήθως νοηματικά κενά.  Η ολοκληρωμένη θεωρητική κατάρτιση σε συνδυασμό με την εξάσκηση του αναγνώστη στην λύση ασκήσεων είναι ο βασικός στόχος μας γιατί πιστεύουμε ότι συντελούν στην υπέρβαση των δυσκολιών που προκύπτουν στην κατανόηση της Χημείας και στην συνεπακόλουθη επιτυχία στις εξετάσεις.

Βιβλίο: "ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ Γ΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ", Συγγραφέας: Κ. Καλαματιανός

Σχήμα  20,5 x 29,2

Eξώφυλλο / Εσωτερικό : Τετραχρωμία

Σελίδες: 417

ΙSBN 978-960-93-2031-3

 

 Το βιβλίο απευθύνεται κυρίως στο υποψήφιο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση αλλά και σε όσους ενδιαφέρονται να καταλάβουν ή να θυμηθούν βασικές έννοιες στην Χημεία και περιλαμβάνει:

  •  Όλη την αντίστοιχη θεωρία του σχολικού βιβλίου ενότητα προς ενότητα. Η ύλη παρουσιάζεται αναλυτικά, χωρίς λογικά άλματα και σε μορφή συζήτησης (με παραδείγματα από την καθημερινή ζωή, με ερωτήσεις-απαντήσεις, επεξηγήσεις καθώς και με λυμένα παραδείγματα ασκήσεων). Στόχος είναι να μπορούν να προσεγγίσουν νοηματικά την ύλη με μεγαλύτερη ευκολία οι αναγνώστες
  • Περισσότερα από 80 σχήματα/εικόνες έτσι ώστε να διευκολύνεται η κατανόηση, η σύνδεση και η αναπαράσταση των εννοιών που υπάρχουν στο κείμενο
  • Την θεωρία των ενοτήτων παρουσιασμένη και με συνοπτικό τρόπο σε μία σελίδα σε μορφή διαγραμμάτων ροής (για την επανάληψη της ύλης κάθε ενότητας).
  • Την ύλη προηγούμενων τάξεων που θεωρείται απαραίτητη για την κατανόηση των ενοτήτων (δίνεται με μορφή ενθέτου θεωρίας και με συνοπτικό τρόπο)
  • Μεγάλο αριθμό μεθοδολογικά λυμένων ασκήσεων (400 λυμένες ασκήσεις βήμα-βήμα) ώστε να βοηθηθεί η εμπέδωση της ύλης κάθε ενότητας ή ομάδας συγγενών ενοτήτων  Συμπεριλαμβάνονται θέματα των πανελλαδικών εξετάσεων της τελευταίας δεκαετίας
  • Λυμένες ασκήσεις – παραδείγματα στο τέλος κάθε ενότητας και η διασύνδεσή τους με αντίστοιχες ασκήσεις στο τέλος κάθε κεφαλαίου

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης, Γρηγόρη, ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα, ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (ΘΕΣ/NIKH), ΠΑΙΔΕΙΑ (ΛΑΡΙΣΑ).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός Ελλάδας για απλό δέμα.

 https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Η θεωρία στο άρθρο αυτό προέρχεται από το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.  Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks.

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), ΚορφιάτηςΓρηγόρη, ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα.

 Η ενότητα 1.2.1. του βιβλίου περιλαμβάνει:

  •  Ορισμό της ατομικής ακτίνας
  • Παρουσίαση και επεξήγηση της μεταβολής της ατομικής ακτίνας των στοιχείων κατά μήκος μίας περιόδου ή ομάδας του περιοδικού πίνακα.
  • Επεξήγηση της έννοιας του δραστικού πυρηνικού φορτίου
  • Στοιχεία μετάπτωσης – Μεταβολή της ατομικής ακτίνας στα στοιχεία μετάπτωσης
  • Χρησιμότητα της έννοιας της ατομικής ακτίνας
  • Μεθοδολογία ασκήσεων – Λύσεις ασκήσεων

 Για απόσπασμα από το βιβλίο δες εδώ. Για την πλήρη θεωρία της ενότητας και τις σχετικές ασκήσεις  δες το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης».

Η θεωρία και οι ασκήσεις στο άρθρο αυτό προέρχονται από το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός. Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks.

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), ΚορφιάτηςΓρηγόρη, ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα.

 

 Σκοπός στην ενότητα αυτή του βιβλίου είναι:

  •  Να κατανοηθεί τι λέμε ατομική ακτίνα
  • Να παρουσιασθεί πώς ο περιοδικός πίνακας και η ηλεκτρονιακή δομή των στοιχείων μας επιτρέπουν να προβλέπουμε την μεταβολή της ατομικής ακτίνας κατά μήκος μίας περιόδου ή ομάδας του περιοδικού πίνακα
  • Να παρουσιασθεί η χρησιμότητα της ατομικής ακτίνας και η συσχέτισή της με φυσικές και χημικές ιδιότητες του ατόμου.

 

Για την θεωρία της ενότητας και τις σχετικές ασκήσεις  δες το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης».

Μερικές ενδεικτικές ασκήσεις – παραδείγματα από το βιβλίο δίνονται παρακάτω:

Άσκηση – Παράδειγμα  #1-37  

Τοποθετείστε τα στοιχεία ως προς αύξουσα ατομική ακτίνα: Ο, Cl, Se, Br

 Λύση:

 Τα στοιχεία ανήκουν σε δύο ομάδες του περιοδικού πίνακα. Το O και το Se ανήκουν στην ομάδα 16 ενώ το Cl και Br στην ομάδα 17.

Εφαρμόζουμε την Μεθοδολογία #4 και την Μέθοδο Γ  για την κατάταξη των στοιχείων.

 Βήμα Ι: Ταξινομούμε τα στοιχεία που ανήκουν στην ίδια ομάδα ως προς αύξουσα ατομική ακτίνα και έτσι έχουμε:   Ο < Se και Cl < Br

 Βήμα ΙΙ: Το Se και το Br ανήκουν στην ίδια περίοδο και ισχύει Se > Br

 Βήμα ΙΙI: Mε βάση το Βήμα Ι και ΙΙ ταξινομούμε όλα τα στοιχεία:  Ο <  Cl < Br  <  Se

 

 Άσκηση – Παράδειγμα  #1-38  

Ταξινομήστε τα στοιχεία S, Ge, P και Si ως προς αύξουσα ατομική ακτίνα.

Λύση:

 Oρισμένα από τα στοιχεία βρίσκονται στην ίδια ομάδα και ορισμένα στην ίδια περίοδο. Εφαρμόζουμε την Μεθοδολογία #4 και την Μέθοδο Ε για την κατάταξη των στοιχείων.

 Βήμα Ι:

Τα στοιχεία Si, P, S, ανήκουν στην ίδια περίοδο (περίοδος 3)

Τα στοιχεία Si και Ge στην ίδια ομάδα (ομάδα 14)

 Βήμα ΙΙ:

Ταξινομούμε τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια περίοδο ως προς αύξουσα ατομική ακτίνα:   S < P < Si

Ταξινομούμε τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια ομάδα ως προς αύξουσα ατομική ακτίνα: Si < Ge

 Βήμα ΙΙI:

Κοινό στοιχείο είναι το Si. Mε βάση το Βήμα ΙΙ ταξινομούμε όλα τα στοιχεία:

S < P < Si < Ge

 

 Άσκηση – Παράδειγμα  #1-39  

Ποιο από τα παρακάτω στοιχεία έχει την μεγαλύτερη ακτίνα;

α) Κ   β) Κ γ) Cl–   δ) Cl  ε) Ne      

 Λύση:

 Η σωστή απάντηση είναι η (α) το K. Tα στοιχεία δεν είναι ισοηλεκτρονικά ώστε το φορτίο τους να καθορίζει το μέγεθος (όπως στην Μεθοδολογία #4 – Μέθοδο Β) . To K βρίσκεται στην περίοδο 4 και έχει ηλεκτρόνια σε εξωτερική στιβάδα με τον μεγαλύτερο κύριο κβαντικό αριθμό (4s) ενώ παράλληλα έχει το μικρότερο δραστικό πυρηνικό φορτίο (ΖΔ = 19-18 = +1).

Το Κ+ είναι μικρότερο του Κ αφού έχει χάσει ένα εξωτερικό ηλεκτρόνιο.

Το Cl–  και το Cl  έχουν εξωτερικά ηλεκτρόνια στην στιβάδα 3p και παράλληλα σε αυτά τα ηλεκτρόνια επιδρά μεγαλύτερο δραστικό πυρηνικό φορτίο σε σχέση με το Κ  (ΖΔ = 18-10 = +8 για το Cl και ΖΔ = 17-10 = +7 για το Cl).

Το Ne έχει εξωτερικά ηλεκτρόνια στην στιβάδα 2p και σε αυτά επιδρά το δραστικό πυρηνικό φορτίο ΖΔ = 10-2 = +8 και επομένως έχει το μικρότερη μέγεθος.

Άσκηση – Παράδειγμα  #1-40  

Ποιο ιόν από τα παρακάτω έχει το μεγαλύτερο μέγεθος;

α) Νa β) Cl  γ) K δ) Al+3   ε) F–      

 Λύση:

 Η σωστή απάντηση είναι η (β) το Cl. Παρατηρούμε ότι τα στοιχεία K+ και Cl είναι ισοηλεκτρονικά και έχουν την ηλεκτρονιακή δομή του Ar (ηλεκτρόνια σε εξωτερική στιβάδα 3p). Τα στοιχεία Νa+, Al+3   και Fείναι επίσης ισοηλεκτρονικά και έχουν την ηλεκτρονιακή δομή του Ne (ηλεκτρόνια σε εξωτερική στιβάδα 2p). To δραστικό πυρηνικό φορτίο σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις είναι το ίδιο ΖΔ = +8.

Επομένως το μεγαλύτερο σε μέγεθος ιόν θα είναι είτε το K+ είτε το Cl. Εφαρμόζουμε την Μεθοδολογία #4 και την Μέθοδο Β για την κατάταξη των στοιχείων ως προς μεγαλύτερο μέγεθος και προκύπτει: K+ < Cl.

 Όμοιες ασκήσεις: 148, 151

 

 Άσκηση – Παράδειγμα  #1-41  

Eξηγείστε με βάση τις ηλεκτρονιακές δομές τους γιατί η ελάττωση της ατομικής ακτίνας από το 20Ca προς 31Ga είναι μεγαλύτερη από ότι από το 12Mg προς το 13Al.

 Λύση:

 Δέκα επιπλέον πρωτόνια προστίθενται στον πυρήνα καθώς μετακινούμαστε από το 20Ca προς 31Ga ενώ μόνο ένα πρωτόνιο από το 12Mg προς το 13Al.  Επομένως οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις (ελκτικές δυνάμεις πυρήνα – ηλεκτρονίων) θα είναι μεγαλύτερες στα ηλεκτρόνια του 31Ga από ότι στα ηλεκτρόνια του 13Al.  Αποτέλεσμα είναι η ελάττωση της ατομικής ακτίνας από το 20Ca προς 31Ga  να είναι μεγαλύτερη από ότι από το 12Mg προς το 13Al.

Προσπαθήστε να εξηγήσετε τα παραπάνω και με βάση το δραστικό πυρηνικό φορτίο στο 31Ga και στο 13Al (θεωρήστε ότι τα 3d ηλεκτρόνια στην περίπτωση του 31Ga  συμπεριφέρονται ως ηλεκτρόνια εξωτερικής στιβάδας και έτσι δεν ελαττώνουν το δραστικό πυρηνικό φορτίο όπως τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια των ενδιάμεσων στιβάδων.

Oι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίo-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης»  του Κ. Καλαματιανού.  Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου και αποσπάσματά του δίνονται στον ιστότοπο:  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης, Γρηγόρη, Ελευθερουδάκης,  Πατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα

 

  1. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στα p τροχιακά με την μεγαλύτερη ενέργεια στα στοιχεία της ομάδας 14  (ή  ΙV)  είναι: α) τρία  β) έξι  γ) δύο  δ) ένα  ε) τέσσερα

Απάντηση: (γ)

 Η σωστή απάντηση είναι ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων στα p τροχιακά της εξωτερικής στιβάδας (τροχιακά με την μεγαλύτερη ενέργεια) είναι δύο (δηλαδή σωστή απάντηση είναι η (γ)).  Tα στοιχεία της ομάδας 14  (ή IV όπως ήταν γνωστή παλαιότερα) έχουν 4 ηλεκτρόνια στην εξωτερική τους στιβάδα. Από αυτά τα δύο καταλαμβάνουν το s τροχιακό της εξωτερικής στιβάδας και τα άλλα δύο τα p τροχιακά. Για παράδειγμα ας  πάρουμε  ενα από τα στοιχεία αυτά το  14Si .  Η ηλεκτρονιακή του δομή είναι:

Si     1s22s22p63s23p2

 H εξωτερική στιβάδα έχει γραφεί με κόκκινους χαρακτήρες. Οπως φαίνεται δύο από τα εξωτερικά ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν το 3s τροχιακό και τα άλλα δύο τα 3p τροχιακά.

2. Ποιά από τις παρακάτω προτάσεις είναι λάθος; α) Εάν ένα ηλεκτρόνιο έχει κβαντικό αριθμό l = 2, οι μόνες δυνατές τιμές για το m είναι 0 και 1  β) Ένα ηλεκτρόνιο που έχει n = 3 δεν μπορεί να καταλαμβάνει  f τροχιακό   γ) Εάν ένα ηλεκτρόνιο έχει κβαντικό αριθμό n = 3 τότε μπορεί να βρίσκεται σε d τροχιακό  δ) Εάν ένα ηλεκτρόνιο έχει m = -1 μπορεί να βρίσκεται σε p, d ή f υποστιβάδα αλλά όχι σε s

Απάντηση: (α).

Από την θεωρία προκύπτει ότι η πρόταση (α) είναι λάθος. Ένα ηλεκτρόνιο με l = 2 μπορεί να έχει m = -2, -1, 0, 1, 2

3.  α) Γράψτε την ηλεκτρονιακή δομή για το άτομο του κασσίτερου 50Sn

Aπάντηση: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2  ή σωστότερα    1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

 β) Ο αριθμός των ασύζευκτων ηλεκτρονίων στο ουδέτερο άτομο του Sn είναι:   

 Aπάντηση: 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε p τροχιακά (συγκεκριμένα στα 5p τροχιακά)

 

    
 

 

 

Στα 5p τροχιακά του ατόμου του Sn υπάρχουν 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια

 

 γ) Ο αριθμός των ασύζευκτων ηλεκτρονίων στο Sn+4  είναι:
 Απάντηση: μηδέν          Η ηλεκτρονιακή δομή του Sn+4  είναι: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10

δ) Το ιόν του ινδίου (49Ιn) που είναι ισοηλεκτρονικό με το Sn+4 είναι:

Aπάντηση: In+3

Η ηλεκτρονιακή δομή του Sn+4  είναι: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10

Το Sn+4  έχει 50-4 = 46 ηλεκτρόνια. Επομένως το In πρέπει να αποβάλλει 3 ηλεκτρόνια ώστε τελικά να  έχει 49-3 =46.  Επομένως το ιόν που θα σχηματισθεί είναι το In+3.

Μαΐου 2017
Δ Τ Τ Π Π Σ Κ
« Σεπτ.    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

Άρθρα

Αρχείο Άρθρων

Blog Statistics

  • 58,776 hits (απο 20-09-2010)
Αρέσει σε %d bloggers: