>> Atomet. Jonet. Elementet kimike. Për kuriozët. Elementet kimike në natyrën e gjallë

Atomet. Jonet. Elementet kimike

Materiali në këtë paragraf do t'ju ndihmojë:

> zbuloni se çfarë strukture ka atom;
> të kuptojë dallimin midis një atomi dhe një joni;
> të mësojë emrat dhe emërtimet e elementeve kimike - lloje të caktuara atomesh;
> përdorni sistemin periodik të D.I Mendeleev si një burim informacioni rreth elementeve kimike.

Atomet.

Filozofët e lashtë grekë menduan për substancat dhe strukturën e tyre. Ata pretenduan se substancave përbëhet nga atome - grimca të padukshme dhe të pandashme, dhe si rezultat i lidhjes së tyre, bota përreth u formua dhe ekziston.

1 Një filtër në shtëpi mund të jetë leshi pambuku ose një fashë e palosur disa herë. Filtri duhet të vendoset në një kanaçe uji shtëpiake.

E përkthyer nga greqishtja, fjala "atom" do të thotë "i pandashëm".

Ekzistenca e atomeve u vërtetua vetëm në shekullin e 19-të. duke përdorur eksperimente komplekse fizike. Në të njëjtën kohë, u vërtetua se atomi nuk është një grimcë e vazhdueshme, monolit. Ai përbëhet nga një bërthamë dhe elektrone. Në vitin 1911, u propozua një nga modelet e para të atomit - planetar. Sipas këtij modeli, bërthama ndodhet në qendër të atomit dhe zë një pjesë të vogël të vëllimit të tij, dhe elektronet lëvizin rreth bërthamës në orbita të caktuara, si planetët rreth Diellit (Fig. 32).

Një elektron është mijëra herë më i vogël se një bërthamë atomike. Kjo është një grimcë e ngarkuar negativisht. Ngarkesa e saj është më e vogla që ekziston në natyrë. Prandaj, madhësia e ngarkesës së elektronit fizikantët marrë si njësi matëse për ngarkesat e grimcave më të vogla (përveç elektroneve, ka edhe grimca të tjera). Kështu, ngarkesa e elektronit është - 1. Kjo grimcë emërtohet si më poshtë: .

Bërthama e një atomi është e ngarkuar pozitivisht. Ngarkesa e bërthamës dhe ngarkesa totale e të gjitha elektroneve të atomit janë të barabarta në madhësi, por të kundërta në shenjë. Prandaj atomi është elektrikisht neutral. Nëse ngarkesa e bërthamës së një atomi është +1, atëherë një atom i tillë përmban një elektron, nëse +2 - dy elektrone, etj.

Oriz. 32. Struktura e atomit më të thjeshtë (modeli planetar)

Një atom është grimca më e vogël elektrikisht neutrale e materies, e përbërë nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe elektrone të ngarkuar negativisht që lëvizin rreth tij.

Jonet.

Një atom në kushte të caktuara mund të humbasë ose të fitojë një ose më shumë elektrone. Në të njëjtën kohë, ajo bëhet një grimcë e ngarkuar pozitivisht ose negativisht - një jon 1.

Një jon është një grimcë e ngarkuar e formuar si rezultat i humbjes ose fitimit të një ose më shumë elektroneve nga një atom.

1 Fjala "jon" në greqisht do të thotë "duke shkuar". Ndryshe nga një atom elektrikisht neutral, një jon është i aftë të lëvizë në një fushë elektrike.

Nëse një atom humbet një elektron, atëherë formohet një jon me ngarkesë +1, dhe nëse fiton një elektron, atëherë ngarkesa e jonit do të jetë e barabartë me - I (Skema 5). Nëse një atom humbet ose fiton dy
elektronet, jonet formohen me ngarkesa përkatësisht +2 ose -2.

Skema 5. Formimi i joneve nga atomet

Ekzistojnë gjithashtu jone të formuar nga disa atome.

Elementet kimike.

Ka një numër të pafund atomesh në Univers. Ato dallohen nga ngarkesat e bërthamave të tyre.

Një lloj atomi me një ngarkesë të caktuar bërthamore quhet element kimik.

Atomet me ngarkesë bërthamore +1 i përkasin një elementi kimik, me ngarkesë +2 në një element tjetër, etj.

Aktualisht njihen 115 elemente kimike. Ngarkesat bërthamore të atomeve të tyre variojnë nga +1 në +112, si dhe +114, +116 dhe +118.

Pothuajse 90 elementë ekzistojnë në natyrë, dhe pjesa tjetër (zakonisht ato me ngarkesat më të larta të bërthamave atomike) janë elementë të krijuar nga njeriu. Ato merren nga shkencëtarët duke përdorur pajisje unike kërkimore. Bërthamat e atomeve të elementeve artificiale janë të paqëndrueshme dhe shpejt prishen.

Emrat e elementeve kimike, atomeve dhe joneve.

Çdo element kimik ka një emër. Emrat modernë të elementeve vijnë nga emrat latinë (Tabela I). Shkruhen gjithmonë me shkronjë të madhe.

Tabela I

Deri vonë, 18 elemente kishin emra të tjerë (tradicionalë), të cilët mund të gjenden në tekstet e kimisë të botuara më parë, si dhe në tabelën I. Për shembull, emri tradicional i njërit prej këtyre elementeve është hidrogjen, dhe emri modern është Hidrogjen.

Emrat e elementeve përdoren gjithashtu për grimcat përkatëse: Atomi i hidrogjenit ( hidrogjeni), Jon hidrogjen (hidrogjen).

Më vonë do të mësoni emrat e joneve të formuara nga disa atome.

Emrat e elementeve kimike kanë origjinë të ndryshme. Disa janë të lidhura me emrat ose vetitë (ngjyrën, erën) e substancave, të tjera me emrat e planetëve, vendeve, etj. Ka elementë të emërtuar sipas shkencëtarëve të shquar. Origjina e disa emrave nuk dihet sepse ato u ngritën shumë kohë më parë.

Kjo është interesante

Emri modern i njërit prej elementeve është Mërkuri. Ai ndryshon nga emri latin (Hydrargyrum), por është i afërt me anglishten (Mercury) dhe frëngjisht (Mercure).

Çfarë mendoni për origjinën e emrave të elementeve të tillë: Europium, Francium, Neptunium, Promethium, Mendelevium?

Kjo është interesante

Simbolet e elementeve janë të njëjta në të gjitha vendet.

Simbolet e elementeve kimike.

Çdo element, përveç emrit, ka gjithashtu një përcaktim të shkurtuar - një simbol ose shenjë. Në ditët e sotme, ata përdorin simbolet e elementeve të propozuara pothuajse 200 vjet më parë nga kimisti i famshëm suedez J. J. Berzelius (1779-1848). Ato përbëhen nga një shkronjë latine (e para në emrat latinë të elementeve) ose dy1. Në tabelën I, shkronja të tilla janë të theksuara me shkronja të pjerrëta në emrat e elementeve.

Oriz. 33. Qelizë e tabelës periodike

Shqiptimi i simboleve të pothuajse të gjitha elementeve përkon me emrat e tyre. Për shembull, simboli për elementin Jod I lexohet "iod" në vend të "i", dhe simboli i elementit Ferrum Fe lexohet "ferum" në vend të "fe". Të gjitha përjashtimet janë mbledhur në tabelën I.

Në disa raste, përdoret përcaktimi i përgjithshëm i një elementi kimik - E.

Simbolet dhe emrat e elementeve kimike gjenden në sistemin periodik të D.I.

Tabela periodike e elementeve kimike nga D. I. Mendeleev .

Në vitin 1869, kimisti rus Dmitry Ivanovich Mendeleev propozoi një tabelë në të cilën vendosi 63 elementët e njohur në atë kohë. Kjo tabelë u quajt sistemi periodik i elementeve kimike.
Teksti ynë shkollor përmban dy versione të tij: të shkurtër (endpaper I) dhe të gjatë (endpaper II).

Tabela periodike ka rreshta horizontale të quajtura perioda dhe kolona vertikale të quajtura grupe. Duke u kryqëzuar, ato formojnë qeliza që përmbajnë informacionin më të rëndësishëm për elementët kimikë.

Çdo qelizë është e numëruar. Ai përmban simbolin e elementit, dhe nën të - emrin (Fig. 33).

1 Simbolet e katër elementëve të zbuluar së fundmi përbëhen nga tre shkronja.

Dmitry Ivanovich Mendeleev (1834-1907)

Një kimist i shquar, anëtar dhe anëtar nderi i akademive të shkencave të shumë vendeve. Në vitin 1869, në moshën 35-vjeçare, ai krijoi tabelën periodike (sistemin) e elementeve kimike dhe zbuloi ligjin periodik - ligjin themelor të kimisë. Bazuar në ligjin periodik, ai përshkroi kiminë në librin e tij shkollor "Bazat e kimisë", i cili u ribotua shumë herë në Rusi dhe vende të tjera. Kryen studime të plota të zgjidhjeve dhe zhvilloi një teori të strukturës së tyre (1865-1887). Nxjerrë ekuacionin e përgjithshëm të gjendjes së gazit (1874). Ai propozoi një teori të origjinës së naftës, zhvilloi një teknologji për prodhimin e barutit pa tym dhe dha një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e shkencës së matjeve - metrologjisë.

Numri i qelizës quhet numri serial i elementit të vendosur në të. Emërtimi i përgjithshëm i tij është Z. Shprehja "numri serial i elementit Neon është 10" shkurtohet si më poshtë: Z(Ne) = 10. Numri serial i një elementi përkon me ngarkesën e bërthamës së atomit të tij dhe numrin të elektroneve në të.

Në tabelën periodike, të gjithë elementët janë të renditur sipas renditjes së ngarkesës në rritje të bërthamave atomike.

Pra, nga tabela periodike e D.I Mendeleev, mund të merrni informacionin e mëposhtëm në lidhje me një element kimik:

Simboli;
Emri;
numri serial;
ngarkesa e bërthamës së një atomi;
numri i elektroneve në një atom;
numri i periudhës në të cilën ndodhet elementi;
numri i grupit në të cilin është vendosur.

Gjeni një element me numër serik 5 në tabelën periodike dhe shkruani informacionin rreth tij në fletoren tuaj.

Përhapja e elementeve kimike.

Disa elementë gjenden në natyrë "në çdo hap", ndërsa të tjerët janë jashtëzakonisht të rrallë. Bollëku i një elementi në ajër, ujë, tokë etj vlerësohet duke krahasuar numrin e atomeve të tij me numrin e atomeve të elementeve të tjerë.

Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945)

Shkencëtar natyror rus dhe ukrainas, akademik i Akademisë së Shkencave të BRSS dhe Akademisë së Shkencave të Ukrainës, presidenti i parë i Akademisë së Shkencave të Ukrainës (1919). Një nga themeluesit e gjeokimisë. Ai parashtroi një teori të origjinës së mineraleve. Ai studioi rolin e organizmave të gjallë në proceset gjeokimike. Zhvilloi doktrinën e biosferës dhe noosferës. Ai studioi përbërjen kimike të litosferës, hidrosferës dhe atmosferës. Organizator i disa qendrave kërkimore. Themelues i shkollës së shkencëtarëve gjeokimikë.

Shpërndarja e elementeve në pjesë të ndryshme të planetit tonë studiohet nga shkenca e gjeokimisë. Shkencëtari i shquar rus V.I. Vernadsky dha një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e tij.

Atmosfera përbëhet pothuajse tërësisht nga dy gaze - azoti dhe oksigjeni. Ka katër herë më shumë molekula të azotit në ajër sesa molekulat oksigjenit Prandaj, vendin e parë në prevalencë në atmosferë e zë elementi Azot, dhe vendin e dytë Oksigjeni.

Hidrosfera është lumenj, liqene, dete, oqeane në të cilat sasi të vogla të lëndëve të ngurta dhe gazrat. Duke marrë parasysh përbërjen e molekulës së ujit, është e lehtë të arrihet në përfundimin se hidrosfera përmban më shumë atome hidrogjeni.

Litosfera, ose korja e tokës, është shtresa e ngurtë sipërfaqësore e Tokës. Ai përmban shumë elementë. Më të zakonshmet janë Oksigjeni (58% e të gjithë atomeve), Silici (19.6%) dhe Alumini (6.4%).

Të njëjtat elementë ekzistojnë në Univers si në planetin tonë. Vendet e para dhe të dyta me bollëk në të janë të zëna nga Hidrogjeni (92% e të gjithë atomeve) dhe Heliumi (7%) - elementë atomet e të cilëve kanë strukturën më të thjeshtë.

konkluzione

Një atom është grimca më e vogël elektrikisht neutrale e një substance, e cila përbëhet nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe elektrone të ngarkuar negativisht.

Një jon është një grimcë e ngarkuar pozitivisht ose negativisht e formuar si rezultat i humbjes ose shtimit të një ose më shumë elektroneve nga një atom.

Një lloj atomi me një ngarkesë të caktuar bërthamore quhet element kimik. Çdo element ka një emër dhe simbol.

Informacioni më i rëndësishëm për elementët kimikë gjendet në tabelën periodike të krijuar nga shkencëtari rus D.I.

Pothuajse 90 elemente kimike ekzistojnë në natyrë; ato ndryshojnë në prevalencë.

?
37. Përshkruani strukturën e një atomi.
38. Përcaktoni një jon. Si formohet kjo grimcë nga një atom?
39. Çka është elementi kimik? Pse nuk mund të identifikohet me një atom ose substancë?
40. A shndërrohet një element në një tjetër nëse një atom humb (fiton) një elektron? Shpjegoni përgjigjen tuaj.
41. Gjeni dhe lexoni simbolet e mëposhtme të elementeve kimike në tabelën periodike: Li, H, Al, 0, C, Na, S, Cu, Ag, N, Au. Emërtoni këto elemente.
42. Cili simbol i përgjigjet Ferrumit (F, Fr, Fe), Siliciumit (C, Cl, S, Si, Sc), karbonit (K, C, Co, Ca, Cr, Kr)?
43. Shkruani nga sistemi periodik simbolet e të gjithë elementëve që fillojnë me shkronjën A. Sa elementë të tillë ka?
44. Përgatitni një raport të shkurtër për origjinën e emrave të Hidrogjenit, Heliumit apo ndonjë elementi tjetër.
45. Plotësoni vendet bosh: a) Z(...) = 8, Z(...) = 12; b) Z(C) = ..., Z(Na) = ...
46. ​​Plotësoni tabelën:

47. Duke përdorur të dhënat e dhëna në tekstin e paragrafit, përcaktoni afërsisht sa atome oksigjeni ka në koren e tokës për atom I të silicit dhe për atom I të aluminit.

Për kuriozët

Elementet kimike në natyrën e gjallë Është vlerësuar se mesatarisht 80% e masës së bimëve është ujë. Kjo substancë mbizotëron edhe në organizmat e kafshëve dhe njerëzve. Për rrjedhojë, elementi më i zakonshëm në natyrën e gjallë, si dhe në hidrosferë, është Hidrogjeni.

Oriz. 34. Elementet kimike në trupin e të rriturve (si përqindje e numrit të përgjithshëm të atomeve)

Trupi i njeriut ka nevojë për më shumë se 20 elementë kimikë. Ata quhen bioelemente (Fig. 34). Ato gjenden në ajër, ujë dhe shumë substanca që hyjnë në trup me ushqim. Karboni, Oksigjeni, Hidrogjeni, Azoti, Squfuri gjenden në proteina dhe substanca të tjera që përbëjnë trupin. Kaliumi dhe natriumi gjenden në gjak, lëngje qelizore, etj. Oksigjeni, Fosfori dhe Kalciumi janë thelbësore për formimin e kockave. Ferumi, fluori, jodi janë shumë të rëndësishme për njerëzit. Mungesa e Ferrumit në trup çon në anemi, fluori shkakton karies dhe Jodi ngadalëson zhvillimin mendor të fëmijës.

Siç e kemi vërejtur tashmë në hyrjen e tekstit shkollor, në klasën e 8-të do të duhet të marrim shumë informacione "mbi besimin", pasi është e vështirë të kryhen ose përshkruhen eksperimentet përkatëse në shkollë. Arsyeja është se shumica e tyre shpjegohen "në kryqëzimin" e seksioneve ende të pa studiuara të fizikës dhe kimisë. Struktura e atomeve dhe joneve është një shembull i një informacioni të tillë. Le të njihemi me ta.

Atomet përbëhen nga grimca edhe më të vogla të tre llojeve. Në qendër të atomit është formuar një bërthamë protonet Dhe neutronet. Bërthamat po lëvizin me shpejtësi elektronet, duke formuar të ashtuquajturat retë elektronike. Numri i protoneve në bërthamë është i barabartë me numrin e elektroneve që lëvizin rreth saj. Numri i neutroneve mund të ndryshojë.
Masa e një protoni është afërsisht e barabartë me masën e një neutroni. Krahasuar me masat e tyre, masa e një elektroni është e papërfillshme. Elektronet i përkasin të ashtuquajturave e ngarkuar negativisht grimcat, protonet - të e ngarkuar pozitivisht grimcat. Neutronet - te të pakarikuara ose neutrale elektrike grimcat (çfarë është ngarkesa elektrike dhe si përcaktohen shenjat e saj "+" dhe "-", do të mësojmë në § 8-b).

Grimcat e bërthamës janë të lidhura fort me njëra-tjetrën me anë të veçanta forcat bërthamore. Tërheqja e elektroneve në bërthamë është shumë më e dobët se tërheqja e ndërsjellë e protoneve dhe neutroneve, kështu që elektronet (ndryshe nga grimcat e bërthamës - protonet dhe neutronet) mund të ndahen nga atomet e tyre dhe të kalojnë te të tjerët (shih figurën).
Si rezultat i tranzicionit të elektroneve, jonet - atome ose grupe atomesh në të cilat numri i elektroneve nuk është i barabartë me numrin e protoneve. Nëse një jon përmban më shumë grimca të ngarkuara negativisht sesa ato të ngarkuara pozitivisht, atëherë një jon i tillë quhet negative. Përndryshe, joni quhet pozitive. Pjesa e sipërme e figurës tregon humbjen e një elektroni nga një atom, domethënë formimin e një joni pozitiv. Në pjesën e poshtme të figurës është formimi i një joni negativ nga një atom.
Jonet janë shumë të zakonshme në substanca, për shembull, ato gjenden në të gjitha metalet pa përjashtim. Arsyeja është se një ose më shumë elektrone nga çdo atom metali ndahen dhe lëvizin brenda metalit, duke formuar atë që quhet gaz elektronik. Për shkak të humbjes së elektroneve, domethënë grimcave negative, atomet metalike bëhen jone pozitive. Kjo është e vërtetë për metalet në çdo gjendje - të ngurtë, të lëngët ose të gaztë (për shembull, avujt e merkurit).

Dihet se në gjendje të ngurtë të gjitha metalet janë kristale (shih § 7). Jonet e të gjitha metaleve janë rregulluar në mënyrë të rregullt, duke formuar një rrjetë kristalore. Në metalet e shkrirë dhe të avulluara (të gazta), nuk ka rregullim të rregulluar të joneve, por gazi elektronik mbetet ende midis joneve.
Jonet mund të formohen nga disa atome (grup atomesh). Për shembull, kur acidi sulfurik tretet në ujë, secila prej molekulave të tij formon dy jone hidrogjeni 2H+ dhe një jon të mbetjes acidike SO42-. Zbërthimi i një molekule mund të shprehet me ekuacionin: H2SO4 = 2H+ + SO42-.

Formimi i joneve nga molekulat neutrale (jonizimi) mund të ndodhë për arsye të ndryshme. Sapo kemi parë një prej tyre, shpërbërjen. Një arsye tjetër është rritja e temperaturës. Në të njëjtën kohë, diapazoni i dridhjeve të molekulave dhe atomeve të përfshira në përbërjen e tyre rritet. Nëse temperatura tejkalon një vlerë të caktuar, molekula do të shpërbëhet dhe do të formohen jone. Jonizimi mund të ndodhë edhe për arsye të tjera.

1. Një atom përbëhet nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe një shtresë elektronike e ngarkuar negativisht. Atomi është elektrikisht neutral. Numri i protoneve në bërthamë është i barabartë me numrin e elektroneve. Bërthama përbëhet nga protone dhe neutrone. Masat relative të protonit dhe neutronit janë të barabarta me 1, protoni ka një ngarkesë +1, neutroni nuk është i ngarkuar. Ngarkesa e bërthamës është e barabartë me numrin e protoneve, masa e bërthamës është e barabartë me shumën e masave të protoneve dhe neutroneve. Masa e një atomi përbëhet kryesisht nga masa e bërthamës, pasi masa e elektroneve është e vogël (masa e një elektroni është 1/1840 e masës së një protoni).

2. Numri atomik i një elementi është i barabartë me ngarkesën e bërthamës (numri i protoneve), masa relative e një izotopi të një elementi është e barabartë me numrin e protoneve dhe neutroneve: Ar = Z + N.

3. Elektronet renditen sipas niveleve të energjisë. Numri i niveleve të energjisë në një atom është i barabartë me numrin e periudhës. Numri maksimal i elektroneve në një nivel energjie është 2n 2 (n është numri i nivelit të energjisë).

4. Elektronet e vendosura në të njëjtin nivel energjie formojnë re (orbitale) të ndryshme:
s - elektronet formojnë re sferike,
p - elektrone - në formë trap,
Elektronet d dhe f kanë një formë më komplekse.
Në nivelin e parë të energjisë ekziston vetëm nënniveli s, në të dytin nënnivelet s- dhe p, në të tretin nënnivelet s-, p-, d, në të katërtin s-, p-, d-, f- nënnivele.
Në nënnivelet e energjisë ka një orbitale s, tre orbitale p, pesë d-orbitale, shtatë orbitale f. Çdo orbital mund të ketë një elektrone (të paçiftuar) ose dy (të çiftëzuar). Kështu, numri maksimal i elektroneve s në nivelin e energjisë është 2, p-elektrone - 6, d-elektrone - 10, f-elektrone - 14.

5. Niveli i energjisë mund të jetë i plotë ose jo i plotë. Në nivelin e përfunduar të energjisë, të gjitha orbitalet janë të mbushura dhe elektronet janë çiftuar.

6. Nivelet e energjisë mbushen sipas parimit të energjisë më të vogël. Elektroni zë orbitalën me energjinë më të ulët.

7. Struktura elektronike shkruhet nga një formulë elektronike (për shembull: 6 C 1s 2 2s 2 2p 2) ose duke përdorur qeliza kuantike.

8. Vetitë kimike të një elementi varen nga struktura e tij elektronike. Struktura elektronike e atomeve përsëritet periodikisht, prandaj vetitë kimike përsëriten periodikisht.

9. Gjendja më e lartë e oksidimit (dhe valenca më e lartë) për shumicën e elementeve përcaktohet nga numri i grupit.

10. Gjendja negative e oksidimit të jometaleve (valenca në përbërjet e avullueshme të hidrogjenit të jometaleve) përcaktohet nga numri i elektroneve që mungojnë për të plotësuar nivelin e jashtëm energjetik, sipas formulës “numri i grupit - 8”.

11. Jonet formohen nga atomet duke humbur ose duke pranuar elektrone.
E 0 - ne = E n+
E 0 + ne = E n-

12. Izotopet janë atome të të njëjtit element kimik që kanë të njëjtën ngarkesë bërthamore, por masa të ndryshme. Bërthamat izotopike përmbajnë të njëjtin numër protonesh, por numër të ndryshëm neutronesh.

Atomet përbëhen nga tre lloje grimcash të vogla. Në qendër të atomit ekziston një bërthamë e formuar nga protonet dhe neutronet. Rreth bërthamës ka elektrone që formojnë predha elektronike. Numri i elektroneve zakonisht është i barabartë me numrin e protoneve në bërthamë. Numri i neutroneve në bërthamë mund të ndryshojë: nga zero në disa dhjetëra.

Masa e një protoni është afërsisht e barabartë me masën e një neutroni. Krahasuar me masat e tyre, masa e një elektroni është e papërfillshme. Elektronet i përkasin të ashtuquajturave grimca të ngarkuara negativisht, protonet - grimcave të ngarkuara pozitivisht. Neutronet i përkasin grimcave të pakarikuara ose neutrale elektrike (do të mësojmë se çfarë është ngarkesa elektrike dhe si përcaktohen shenjat e saj në § 8-c).

Grimcat e bërthamës janë të lidhura fort me njëra-tjetrën nga forcat speciale bërthamore. Tërheqja e elektroneve në bërthamë është shumë më e dobët se tërheqja e ndërsjellë e protoneve dhe neutroneve, kështu që elektronet (ndryshe nga grimcat e bërthamës - protonet dhe neutronet) mund të ndahen nga atomet e tyre dhe të kalojnë te të tjerët.

Si rezultat i tranzicionit të elektroneve, formohen jone - atome ose grupe atomesh në të cilat numri i elektroneve nuk është i barabartë me numrin e protoneve. Nëse një jon përmban më shumë grimca të ngarkuara negativisht sesa ato me ngarkesë pozitive, atëherë një jon i tillë quhet negativ. Përndryshe, joni quhet pozitiv. Pjesa e sipërme e figurës tregon humbjen e një elektroni nga një atom, domethënë formimin e një joni pozitiv. Në pjesën e poshtme të figurës është formimi i një joni negativ nga një atom.

Jonet janë shumë të zakonshme në substanca, për shembull, ato gjenden në të gjitha metalet pa përjashtim. Arsyeja është se një ose më shumë elektrone nga çdo atom metali ndahen dhe lëvizin brenda metalit, duke formuar atë që quhet gaz elektronik. Për shkak të humbjes së elektroneve, domethënë grimcave negative, atomet metalike bëhen jone pozitive. Kjo është e vërtetë për metalet në çdo gjendje - të ngurtë, të lëngët ose të gaztë (për shembull, avujt e merkurit).

Ju tashmë e dini se në gjendje të ngurtë të gjitha metalet janë kristale (shih § 7). Jonet e të gjitha metaleve janë rregulluar në mënyrë të rregullt, duke formuar një rrjetë kristalore. Në metalet në gjendje të lëngët ose të gaztë, nuk ka rregullim të rregulluar të joneve, por gazi elektronik është ende i pranishëm.

Disa jone mund të formohen nga më shumë se një atom. Për shembull, molekulat e acidit sulfurik H2SO4 në një tretësirë ​​ujore zbërthehen në jone hidrogjeni pozitiv, secili prej të cilëve ka një atom, dhe jone negative të mbetjes së acidit, secila prej të cilave ka pesë atome (shih figurën).

Formimi i joneve nga molekulat neutrale (jonizimi) mund të ndodhë për arsye të ndryshme. Sapo kemi parë një prej tyre, shpërbërjen. Një arsye tjetër është rritja e temperaturës. Në të njëjtën kohë, diapazoni i dridhjeve të molekulave dhe atomeve të përfshira në përbërjen e tyre rritet. Nëse temperatura tejkalon një vlerë të caktuar, molekula do të shpërbëhet dhe do të formohen jone. Jonizimi mund të ndodhë edhe nën ndikimin e fërkimit, elektricitetit, dritës dhe rrezatimit.

HYRJE

Komponimet e rendit më të lartë - kështu i quajti kimisti i famshëm suedez I.Ya. Berzelius (1779-1848) komponimet kimike komplekse shumëkomponente, struktura e të cilave mbeti një mister për shkencëtarët për një kohë shumë të gjatë. Ky term u përdor gjerësisht nga A. Werner dhe shumë shkencëtarë të tjerë të shekujve të kaluar dhe të hershëm të tanishëm. Termi "komponime komplekse" u fut në literaturën kimike nga kimisti i shquar W. Ostwald.

Kimistët zbuluan komponime komplekse kryesisht midis substancave inorganike. Prandaj, kimia e këtyre përbërjeve është konsideruar prej kohësh një degë e kimisë inorganike. Në mesin e shekullit të kaluar, ajo u bë një degë e pavarur e shkencës kimike. Në dekadat pasuese, komponimet komplekse filluan të luanin një rol integrues për degë të caktuara të kimisë. Në gjysmën e dytë të shekullit të kaluar, u bë e qartë se komponimet komplekse janë objekt studimi në degë të ndryshme të kimisë: kataliza analitike, organometalike, biologjike, homogjene. Në bazë të interesit të përbashkët, specialistët e këtyre degëve të kimisë filluan të krijojnë kontakte të ngushta dhe të organizojnë konferenca të përbashkëta.

Lindja e kimisë së koordinimit si shkencë lidhet me marrjen aksidentale në 1798 të Tasser-it të një përbërje kobalti, përbërja e të cilit mund të shkruhet CoCl 3 6NH 3. Megjithatë, komponimet e rendit më të lartë ishin të njohura për njeriun edhe para zbulimit të Tasser. Ndoshta përbërësi i parë i tillë i sintetizuar në laborator është bluja prusiane Fe 4 3 . Ajo u mor aksidentalisht nga artisti Diesbach në 1704 dhe u përdor si një pigment ngjyrues.

Kimistët suedezë dhe danezë Berzelius, Blomstrand, Kleve, Iergensen dhe të tjerë dhanë një kontribut të madh në formimin dhe zhvillimin e kimisë së përbërjeve komplekse. Në fund të shekullit të 19-të, Cyrihu u bë qendra për studimin e përbërjeve komplekse, ku punoi krijuesi i teorisë së koordinimit, Alfred Werner. Pas vdekjes së Werner, një studim i rëndësishëm mbi kiminë e komponimeve të koordinimit u krye në Gjermani nga studenti i tij Paul Pfeiffer. Në fillim të shekullit të 20-të, përparimi më i madh në këtë fushë të kimisë u arrit në vendin tonë falë Lev Aleksandrovich Chugaev, i cili krijoi një shkollë unike sovjetike të kimistëve kompleksë. Pas Luftës së Dytë Botërore, për shkak të nevojës për të krijuar prodhimin e metaleve të rralla, interesi për kiminë e komponimeve komplekse u rrit ndjeshëm në botë.

Kështu, në këtë punim kursi, u sintetizua përbërja komplekse e natriumit heksanitrokobaltat (III) dhe u studiuan disa nga vetitë e tij.

SHQYRTIMI I LITERATURËS

Lidhja kimike dhe struktura e jonit 3- nga pozicioni i lidhjeve valente

Komplekset me një numër koordinimi prej 6 karakterizohen nga një rregullim oktaedral i ligandëve, i cili korrespondon me hibridizimin sp 3 d 2 - ose d 2 sp 3 - të orbitaleve atomike të agjentit kompleks.

Jonet 2-, 3-, 2-, 3- dhe shumë të tjerë kanë një strukturë tetëedrale. Struktura oktaedrale e komplekseve me një numër koordinimi 6 është më e favorshmja energjikisht.

Tabela 1. Gjendjet e oksidimit dhe konfigurimi hapësinor i komplekseve (njësive strukturore) të elementeve të nëngrupit të kobaltit.

Elementet e grupit VIII të familjes së hekurit përfshijnë hekurin, kobaltin dhe nikelin. Këta elementë shfaqin veti të ngjashme, siç tregohet në Tabelën 2.

Tabela 2. Karakteristikat e shkurtra të elementeve të grupit VIII.

Elementet në shqyrtim formojnë lidhje kimike për shkak të orbitaleve të shtresave elektronike të jashtme dhe para-jashtme (Tabela 1). Për një atom kobalti, elektronet e valencës mbushin orbitalet si më poshtë:

Në sferën e brendshme, lidhjet kovalente polare formohen midis agjentit kompleks dhe ligandëve. Grimcat e sferës së jashtme mbahen pranë kompleksit për shkak të bashkëveprimit jonik elektrostatik, d.m.th. natyra e lidhjes është kryesisht jonike.

Për të shpjeguar lidhjen kimike në përbërjet komplekse përdoren këto metoda: metoda e lidhjes valente (VB) dhe teoria e fushës kristalore.

Le të shqyrtojmë metodën VS. Një lidhje kimike në një kompleks, d.m.th. ndërmjet agjentit kompleks dhe ligandëve zakonisht shpjegohet në termat e një mekanizmi dhurues-pranues. Në këtë rast, si rregull, ligandët sigurojnë çifte elektronesh të vetme, dhe agjentët kompleksues ofrojnë orbitale të lira.

Komponimet komplekse, si dhe substancat organike, karakterizohen nga izomeria. Studimi i izomerizmit të komplekseve bëri të mundur vendosjen e strukturës hapësinore të tyre. Joni i nitritit si një ligand mund të koordinohet përmes një atomi azoti, duke formuar komplekse nitro, ose përmes një atomi oksigjeni, duke formuar komplekse nitritesh. Izomerizmi i tillë është i njohur për komplekset e shumë metaleve në tranzicion (Co 3+, Rh 3+, Ir 3+, Pt 4+).

P.sh., në reaksionet e formimit të komplekseve të Co 3+ me jonet e nitriteve, fillimisht përftohen komplekse nitritore, të cilat kanë ngjyrë rozë, të cilat me kalimin e kohës kthehen në komplekse nitro të qëndrueshme të verdhë-kafe. Duhet të theksohet se, duke qenë një ligand me fushë të lartë, joni nitrit stabilizon gjendjet e larta të oksidimit të metaleve 3d në komplekse. Për shembull, Co 3+ në Na 3 [Co (NO 2) 6 ].

Kështu, për jonin 3, struktura e kompleksit është tetëedrale (Fig. 1).

Sipas natyrës së shpërndarjes së elektroneve në orbitale, joni Co 3+ është një jon me rrotullim të ulët (ka elektrone të paçiftuar). Kompleksi Na 3 është diamagnetik, me rrotullim të ulët, intraorbital, oktaedral.