7. évfolyam · kémia · 3.3
Az atomok elektronszerkezete
Az elektronok héjakon helyezkednek el az atommag körül — akár a vöröshagyma rétegei.
Ráhangolódás
Miben hasonlít az elektronburok a vöröshagymára?
A kémiai reakciók során mindig az atomok elektronszerkezetében történik változás, ezért fontos, hogy megismerjük az elektronburok felépítését.
🧅 az elektronburok réteges — mint a vöröshagyma héjai!
🧅
Felvágott vöröshagyma (rétegek)
sajat-voroshagyma.jpg
🎬
Elektronhéjak animáció
sajat-hejak-anim.jpgaz elektronburok réteges felépítésű
Vonzalom és taszítás
Mi tartja helyben az elektronokat?
A pozitív atommag vonzza a negatív elektronokat, az azonos töltésű elektronok viszont taszítják egymást.
⚡ energiaminimum elve
az elektronoknak az a kedvező, ha a maghoz a lehető legközelebb, a legalacsonyabb energiaszinten vannak
🎬
Vonzás–taszítás animáció
sajat-vonzas.jpg
📊
Energiaszintek
sajat-energiaszint.jpgaz elektronok a mag közelében a legkedvezőbb helyzetben
Nincs éles határ · 3.3.1
Az elektronburok felhőszerű
Az elektronok egy felhőszerű képződményt, az elektronburkot hozzák létre. Emiatt az atomnak nincs éles határa.
📷 műszerekkel már molekulákról is készíthetünk „fényképet"
🔬
„Lefényképezett" molekula
sajat-molekula-foto.jpg
🌫️
Elektronfelhő 3D
sajat-elektronfelho.jpgaz atomnak nincs éles határa
🎞️
Atom 3D-ben, forgó elektronokkal (illusztráció)
realika-anim-ks4-202-atom-3d-ben-forgo-elektronokkal.swfA vöröshagyma színre lép
Az elektronhéjak
Az atommag körül az elektronok elektronhéjakon helyezkednek el. A maghoz közeli héjak alacsonyabb, a távolabbiak magasabb energiaszintűek.
🧊
Héjak 3D-modell
sajat-hejak-3d.jpg🎞️
Elektronhéjak: az elektron meghatározott energiája = energiaszint
realika-anim-ks4-177-elektronhejak-az-elektron-meghatarozott.swf🎞️
Hidrogén-, majd héliumatom felépülése (mag + elektronhéj)
realika-anim-ks5-23-hidrogen-majd-heliumatom-felepulese.swf🎞️
Elektronhéjak n = 1, 2, 3 jelölése
realika-anim-ks5-25-elektronhejak-n-1-2-3.swf🎞️
Hidrogénatom: egy elektron kering a mag körül
realika-anim-ks5-30-hidrogenatom-egy-elektron-kering-a.swfminél távolabb a magtól, annál magasabb az energiaszint
Hány elektron fér el?
A héjak befogadóképessége
1. héj
2
legfeljebb 2 elektron
2. héj
8
legfeljebb 8 elektron
3. héj
18
akár 18 elektron
🎞️
Kalcium (Z = 20): 20 elektron elhelyezése héjakra
realika-anim-ks4-187-kalcium.swf
🖼️
Ábra
sajat-hej-abra.jpga héjak belülről kifelé töltődnek fel (2, 8, 18)
Nézzük egy példán · 3.3.3
Az oxigénatom elektronszerkezete
Az oxigén magjában 8 proton van, ezért az elektronburka 8 elektronból áll. Ezek két héjon helyezkednek el:
- 1az 1. héjon 2 elektron (telített)
- 2a 2. héjon 6 elektron (még telítetlen)
🧊
Oxigén 3D
sajat-oxigen-3d.jpg🎞️
Szén: rendszám = 6, 6 elektron
realika-anim-ks4-195-szen-rendszam-6-6-elektron.swf8 elektron, két héjon: 2 + 6
Fontos fogalmak
Telített héj, párosított elektron
telített / telítetlen héj
a telített héjon a maximális számú elektron van (1. héj: 2), a telítetlenen még van helypárosított / párosítatlan
az oxigén 2. héján 4 elektron párosított (2 pár), 2 pedig párosítatlan (magányos)
🎬
Párosítás animáció
sajat-parositott.jpg
🖼️
Telített héj ábra
sajat-telitett.jpga párosítatlan elektronok a kémiai kapcsolatok kulcsszereplői
Akik csatába mennek…
A vegyértékelektronok
Az atomok ütközését igénylő kémiai reakciók során a legkülső héjon lévő elektronok helyzete változik meg. Ezeket vegyértékelektronoknak, a legkülső héjat vegyértékhéjnak nevezzük.
Amikor az atomok összeütköznek, a külső elektronjaik helyzete változik meg — a kémiai reakcióhoz tehát ütközés kell.
💫 az elem kémiai tulajdonságait a vegyértékhéj szerkezete határozza meg
💫
Vegyértékhéj 3D
sajat-vegyertek-3d.jpg
🎬
Animáció
sajat-vegyertek-anim.jpga legkülső héj elektronjai döntik el a kémiai viselkedést
Érdekesség · 3.3.4
A lángfestés
Egyes fémek külső elektronjai a lángban magasabb héjra ugranak, majd visszatérve jellemző színű fényt bocsátanak ki. Így a fémek a lángfestés alapján azonosíthatók.
Bazöld
Likárminvörös
Catéglavörös
Nasárga
Cuzöldeskék
Kibolya
🔥
Lángfestés fotó (6 láng)
sajat-langfestes-foto.jpg🎬
Lángfestés 1.
realika-langfestes-1.mp4🎬
Lángfestés 2.
realika-langfestes-2.mp4🎬
Lángfestés 3.
realika-langfestes-3.mp4🎬
Lángfestés 4.
realika-langfestes-4.mp4🎬
A lítium lángfestése
realika-langfestes-litium.mp4tűzijáték színei = fémek lángfestése!
Kiegészítés · 3.3.4
Fény az atomokból
A lángban az elektron energiát kap, és magasabb héjra ugrik (gerjesztés). Amikor visszaugrik, a fölösleges energiát fényként adja le. Minden elemnek saját színe, saját színképe van.
⚛️ Mi történik az atomban?
💡 Fényforrások és színképek
Az elektronszerkezet jelölése (1) · 3.3.5
Az elektronszerkezet ábrázolása elektronhéjakkal
A héjakat a magtól távolodva egyre nagyobb körökkel, az elektronokat pontokkal jelöljük.
szén (C)2 + 4
oxigén (O)2 + 6
klór (Cl)2 + 8 + 7
🖼️
Pontos ábra
sajat-hej-jeloles.jpg🎞️
SZIMULÁCIÓ: rakd fel az elektronokat a héjakra (pl. argon)
realika-anim-ks4-212-szim-rakd-fel-az-elektronokat.swf🎞️
Hidrogén és hélium elektronszerkezete
realika-anim-ks4-188-hidrogen-es-helium-elektronszerkezete.swf🎞️
Kalcium: elektronszerkezet 2, 8, 8, 2 + fém vágása
realika-anim-ks4-190-kalcium-elektronszerkezet-2-8-8.swf🎞️
A fluoratom szerkezete: 2, 7
realika-anim-ks4-198-a-fluoratom-szerkezete-2-7.swfa körök = héjak, a pontok = elektronok
Az elektronszerkezet jelölése (2) · 3.3.6
Az elektronok elhelyezkedésének ábrázolása energiaszintek szerint
A héjakat alulról fölfelé, növekvő energiaszint szerint vízszintes sávokkal ábrázoljuk, az elektronokat pontokkal.
📊 jól látszik, hogy a magasabb héj = magasabb energiaszint
🖼️
Pontos ábra
sajat-energiaszint-abra.jpg🎞️
Energiaszintek = lépcsőfokok, egy figura lépeget fel rajtuk
realika-anim-ks4-180-energiaszintek-lepcsofokok-egy-figura-le.swfa sávok magassága = az energiaszint
Az elektronszerkezet jelölése (3) · 3.3.7 · a „pöttyös" modell
Az elektronszerkezet ábrázolása a vegyértékelektronokkal
Csak a vegyértékelektronok ábrázolásával is meg tudjuk mutatni az atom elektronszerkezetét: a vegyjel köré tett pontokkal jelöljük őket. A vegyjel az atommagot és a belső héjakat jelképezi.
szén · 4
oxigén · 6
klór · 7
🖼️
Pontos ábra
sajat-pottyos-abra.jpg🎞️
Szénatom → Lewis-féle pontozott jelölés (G. N. Lewis portréval)
realika-anim-ks4-196-szenatom-lewis-fele-pontozott-jeloles.swfcsak a vegyértékelektronokat rajzoljuk a vegyjel köré
Összefoglalás
Amit ma megtanultunk
Elektronhéjak
Az elektronburok réteges; a héjak befogadóképessége 2, 8, 18.Energiaminimum
Az elektronok a maghoz a lehető legközelebb, alacsony energián.Vegyértékhéj
A legkülső héj; elektronjai (vegyértékelektronok) döntik el a kémiai tulajdonságokat.Jelölés
Bohr-körös, energialétrás és pöttyös (vegyjeles) ábrázolás.
🎬
Összefoglaló animáció
sajat-osszefoglalo-1.jpg
🧊
Elektronszerkezet 3D
sajat-osszefoglalo-2.jpgúj fogalmak: elektronhéj · vegyértékhéj · vegyértékelektron · lángfestés
🧅
3.3 · vége
Köszönöm a figyelmet!
Legközelebb: feltárul az elemek rendszere — a periódusos rendszer.