Budowa atomu i układ okresowy – mapa myśli
6 schematów · 6 mnemotechnik
Ta mapa obejmuje 8 wymagań podstawy programowej z działu Lista wymagań
- I.1.1
- I.1.2
- I.1.3
- I.2.1
- I.2.2
- I.2.3
- I.3.1
- I.3.2
Opanowano 0/25 koncepcji
Budowa atomu i układ okresowy
5 gałęzi · 25 pojęć · 8 wymagań CKE
Budowa atomu i układ okresowy — Chem do Matury
Jądro atomowe i jony
- Liczba atomowa Z
Określa liczbę protonów w jądrze atomowym oraz dodatni ładunek jądra.
I.1.1 - Liczba masowa A
Stanowi sumę protonów i neutronów (nukleonów) w jądrze atomowym.
I.1.1 - Powstawanie jonów
Kationy tworzą się przez oddanie elektronów, a aniony przez ich przyjęcie, co zmienia skład powłoki.
I.1.1 - Izotopy
Atomy tego samego pierwiastka, które różnią się liczbą neutronów w jądrze.
I.1.1 · I.1.2 - Masa atomowa pierwiastka
Jest to średnia masa wynikająca ze składu izotopowego danego pierwiastka w przyrodzie.
I.1.2
Promieniotwórczość
- Przemiana α
Rozpad jądra z emisją cząstki α (jądra helowego), obniżający masę o 4 i ładunek o 2.
I.1.3 - Przemiana β⁻
Przemiana neutronu w proton z emisją elektronu, zwiększająca liczbę atomową o 1.
I.1.3 - Promieniowanie γ
Emisja wysokoenergetycznego promieniowania elektromagnetycznego z jądra atomowego bez zmiany jego składu.
I.1.3 - Okres półtrwania
Czas, po którym połowa jąder danego izotopu promieniotwórczego w próbce ulega rozpadowi.
I.1.3 - Równania reakcji jądrowych
Zapis przemian promieniotwórczych z zachowaniem sumy liczb masowych i sumy liczb atomowych.
I.1.3
Liczby kwantowe i orbitale
- Główna liczba kwantowa
Określa powłokę elektronową oraz energię elektronu w atomie.
I.2.2 - Poboczna liczba kwantowa
Opisuje kształt orbitalu (s, p, d) oraz przyporządkowuje elektron do danej podpowłoki.
I.2.2 - Orbitale s, p, d
Przestrzeń największego prawdopodobieństwa znalezienia elektronu (s - kulisty, p - hantlowaty).
I.2.2 - Zakaz Pauliego
W atomie nie mogą istnieć dwa elektrony o identycznym zestawie wszystkich czterech liczb kwantowych.
I.2.1 - Reguła Hunda
Elektrony zapełniają podpowłoki tak, aby liczba niesparowanych elektronów była możliwie największa.
I.2.1
Konfiguracja elektronowa
- Zapis pełny i skrócony
Sposoby notacji układu elektronów, gdzie zapis skrócony wykorzystuje symbol poprzedzającego gazu szlachetnego.
I.2.1 - Zapis klatkowy
Graficzne przedstawienie rozmieszczenia elektronów na orbitalach przy pomocy przeciwbieżnych strzałek.
I.2.1 - Elektrony walencyjne
Elektrony zewnętrznych powłok (i podpowłoki d w bloku d), decydujące o właściwościach chemicznych.
I.2.2 - Konfiguracja jonów
Układ elektronów powstający po odłączeniu lub przyłączeniu elektronów walencyjnych do atomu.
I.2.1 - Bloki energetyczne s, p, d
Podział układu okresowego zależny od podpowłoki, na której umieszczany jest ostatni elektron walencyjny.
I.2.3
Prawo okresowości
- Promień atomowy
Maleje w okresie ze wzrostem ładunku jądra, a rośnie w grupie wraz z dodawaniem nowych powłok.
I.3.1 - Energia jonizacji
Minimalna energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu; ogólnie rośnie w okresie i maleje w grupie.
I.3.1 - Elektroujemność
Zdolność atomu do przyciągania elektronów w wiązaniu chemicznym; najwyższa w prawym górnym rogu układu.
I.3.1 - Charakter chemiczny pierwiastków
W okresie właściwości metaliczne słabną na rzecz właściwości niemetalicznych ze wzrostem liczby atomowej.
I.3.2 - Charakterystyka tlenków
Zmienia się w okresie od zasadowego dla aktywnych metali, przez amfoteryczny, do kwasowego dla niemetali.
I.3.2
Ściąga działu
Budowa atomu i układ okresowy · 6 schematów · 6 mnemotechnik
Jądro atomowe i jony — Cząstki budujące atom
Cząstki budujące atom
| Cząstka | Ładunek | Masa [u] | Gdzie jest |
|---|---|---|---|
| proton p⁺ | +1 | ≈ 1 | jądro |
| neutron n⁰ | 0 | ≈ 1 | jądro |
| elektron e⁻ | −1 | ≈ 1/1840 | powłoki elektronowe |
proton p⁺
Ładunek: +1
Masa [u]: ≈ 1
Gdzie jest: jądro
neutron n⁰
Ładunek: 0
Masa [u]: ≈ 1
Gdzie jest: jądro
elektron e⁻
Ładunek: −1
Masa [u]: ≈ 1/1840
Gdzie jest: powłoki elektronowe
Promieniotwórczość — Przemiany α, β⁻ i promieniowanie γ
Przemiany α, β⁻ i promieniowanie γ
| Cecha | α | β⁻ | γ |
|---|---|---|---|
| Czym jest | jądro helu ⁴₂He | elektron emitowany z jądra | foton (fala elektromagnetyczna) |
| Zmiana A | −4 | bez zmian | bez zmian |
| Zmiana Z | −2 | +1 | bez zmian |
| Co zatrzymuje | kartka papieru | kilka mm aluminium | gruba warstwa ołowiu lub betonu |
Czym jest
α: jądro helu ⁴₂He
β⁻: elektron emitowany z jądra
γ: foton (fala elektromagnetyczna)
Zmiana A
α: −4
β⁻: bez zmian
γ: bez zmian
Zmiana Z
α: −2
β⁻: +1
γ: bez zmian
Co zatrzymuje
α: kartka papieru
β⁻: kilka mm aluminium
γ: gruba warstwa ołowiu lub betonu
Promieniotwórczość — Okres półtrwania krok po kroku
Okres półtrwania krok po kroku
- 1
100%
start
- 2
50%
po 1 · T½
- 3
25%
po 2 · T½
- 4
12,5%
po 3 · T½
- 5
6,25%
po 4 · T½
Liczby kwantowe i orbitale — Cztery liczby kwantowe
Cztery liczby kwantowe
| Liczba | Wartości | Co opisuje |
|---|---|---|
| główna n | 1, 2, 3, … | powłokę: energię i rozmiar orbitalu |
| poboczna l | 0 … n − 1 (s = 0, p = 1, d = 2, f = 3) | kształt orbitalu (podpowłokę) |
| magnetyczna m | −l … 0 … +l | orientację orbitalu w przestrzeni |
| spinowa mₛ | +½ lub −½ | spin elektronu |
główna n
Wartości: 1, 2, 3, …
Co opisuje: powłokę: energię i rozmiar orbitalu
poboczna l
Wartości: 0 … n − 1 (s = 0, p = 1, d = 2, f = 3)
Co opisuje: kształt orbitalu (podpowłokę)
magnetyczna m
Wartości: −l … 0 … +l
Co opisuje: orientację orbitalu w przestrzeni
spinowa mₛ
Wartości: +½ lub −½
Co opisuje: spin elektronu
Konfiguracja elektronowa — Kolejność zapełniania podpowłok
Kolejność zapełniania podpowłok
- 1
1s
- 2
2s
- 3
2p
- 4
3s
- 5
3p
- 6
4s
przed 3d!
- 7
3d
- 8
4p
- 9
5s
- 10
4d
- 11
5p
Prawo okresowości — Trendy w układzie okresowym
Trendy w układzie okresowym
| Wielkość | W okresie (→) | W grupie (↓) |
|---|---|---|
| promień atomowy | maleje | rośnie |
| energia jonizacji | rośnie | maleje |
| elektroujemność | rośnie | maleje |
| charakter metaliczny | maleje | rośnie |
promień atomowy
W okresie (→): maleje
W grupie (↓): rośnie
energia jonizacji
W okresie (→): rośnie
W grupie (↓): maleje
elektroujemność
W okresie (→): rośnie
W grupie (↓): maleje
charakter metaliczny
W okresie (→): maleje
W grupie (↓): rośnie
Mnemotechniki działu
- Jądro atomowe i jony — Cząstki budujące atom
Zapis ᴬ_Z E: A na górze – „Ależ ciężki” (masa: protony + neutrony), Z na dole – „Zawsze protony”. Neutrony liczysz jako A − Z.
- Promieniotwórczość — Przemiany α, β⁻ i promieniowanie γ
„Alfa ALE ciężka” – zabiera 4 z masy i 2 z Z. „Beta Bez masy” – A bez zmian, Z o 1 w górę.
- Promieniotwórczość — Okres półtrwania krok po kroku
Każdy okres półtrwania to „przecięcie tortu na pół” – licz cięcia, nie lata.
- Liczby kwantowe i orbitale — Cztery liczby kwantowe
„Na Lekcji Mamy Spokój” – n, l, m, mₛ. Liczba orbitali w podpowłoce = 2l + 1 (s:1, p:3, d:5).
- Konfiguracja elektronowa — Kolejność zapełniania podpowłok
„4s wchodzi pierwsze i pierwsze wychodzi” – zapełnia się przed 3d, ale przy tworzeniu kationu to z 4s znikają elektrony.
- Prawo okresowości — Trendy w układzie okresowym
Elektroujemność i energia jonizacji „biegną do fluoru” (prawy górny róg), a promień i metaliczność „spadają do fransu” (lewy dolny róg).