Elektrónový obal
Ako sú elektróny rozmiestnené okolo jadra? Spoznaj princípy, ktoré určujú stavbu atómu.
valenčná vrstva = posledná vrstva (najďalej od jadra)
valenčný elektrón = elektrón valenčnej vrstvy
Čo je elektrónový obal?
Elektrónový obal je oblasť okolo atómového jadra, v ktorej sa nachádzajú elektróny. Na rozdiel od planét neobiehajú jadro po presne určených dráhach.
Elektróny sa správajú zároveň ako častice aj ako vlny, čo označujeme ako vlnovo-korpuskulárny dualizmus. Preto ich polohu nemožno určiť presne, ale iba pomocou pravdepodobnosti výskytu v určitom priestore. Oblasti s najväčšou pravdepodobnosťou výskytu elektrónu nazývame orbitály.
Každý elektrón môže byť popísaný pomocou 4 kvantových čísel. V jednom atóme nemôžu existovať dva elektróny so zhodnou štvoricou kvantových čísel.
Kvantové čísla
Hlavné kvantové číslo (n)
Určuje veľkosť a energiu orbitálu. Čím vyššie n, tým ďalej od jadra a tým vyššia energia elektrónu.
n = 1 – 8
Vedľajšie kvantové číslo (l)
Určuje tvar orbitálu, v ktorom sa elektrón nachádza.
l = 0 – (n-1)
Ak n = 1, potom l = 0 (s–orbitál) => tvar guľa
n = 2, l = 1 (p-orbitál) => tvar 8
n = 3, l = 2 (d–orbitál) => priestorový štvorlístok
n = 4, l = 3 (f–orbitál) => zložitý tvar
Magnetické kvantové číslo (m)
Udáva smer orientácie v elektromagnetickom poli. Udáva aj počet degenerovaných orbitálov (orbitály s rovnakou energiou).
m = −l,…,0,…,+l
Ak n = 2, potom l = 1.
Preto m = -1, 0, 1
Spinové kvantové číslo (s)
Udáva hybnosť elektrónu okolo vlastnej osi (spin).
S = +1/2 alebo s = –1/2
Ak s = +1/2 => pravotočivý spin
Ak s = –1/2 => ľavotočivý spin
Elektrónová konfigurácia
Zadaj protónové číslo alebo pridávaj elektróny.
Pravidlá zapĺňania orbitálov
Aufbauov (výstavbový) princíp
Elektróny obsádzajú orbitály podľa rastúcej energie odvodenej od n (hlavného kvantového čísla)a l (vedľajšieho kv. čísla).
1s →2s →2p →3s →3p →4s →3d →4p…
Pauliho (vylučovací) princíp
V jednom orbitáli sa môžu nachádzať najviac dva elektróny s opačnými spinmi
(s = +1/2 a −1/2).
Hundovo pravidlo
Degenerované orbitály (s rovnakou energiou) sa najskôr obsadzujú po jednom elektróne s rovnakým spinom, až potom dochádza k párovaniu elektrónov s opačným spinom.
- Excitovaný stav atómu = stav, pri ktorom atóm prijme určité množstvo energie, čím dôjde k presunu elektrónu z energeticky nižšieho na energeticky vyšší orbitál. Značí sa *
Napr. 6C: 1s22s22p2 po excitácii vyzerá ako => 6C*: 1s22s12p3
Ionizovaný stav atómu
Katióny
- vznikajú odovzdaním elektrónov (prebieha oxidácia)
- Na to, aby atómy ochotne tvorili katióny, musia mať nízke hodnoty ionizačnej energie (potrebná na odtrhnutie elektrónu z valenčnej vrstvy)
- I1 – slúži na odtrhnutie prvého elektrónu
- I2 – slúži na odtrhnutie druhého elektrónu
Anióny
- vznikajú prijímaním elektrónov (prebieha redukcia)
- Na to, aby atómy ochotne tvorili anióny, musia mať nízke hodnoty elektrónovej afinity (Energia, ktorá sa uvoľní po prijatí elektrónu do valenčnej vrstvy)