parousiasi3 1 kef g lykeiouabcdefghi.ppt

6okefalaiochem

1. ΟΙ ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ
Οι κβαντικοί αριθμοί, n, l και m
l
προκύπτουν από
τις λύσεις των εξισώσεων R, Θ και Φ, αντίστοιχα,
ως συνέπεια των απαιτήσεων που πρέπει να
ικανοποιούν οι κυματοσυναρτήσεις, ώστε να είναι
παραδεκτές.

2. Ο κύριος κβαντικός αριθμός n, παίρνει ακέραιες
τιμές 1, 2, 3 … .
Καθορίζει το μέγεθος του ηλεκτρονιακού νέφους (ή
τροχιακού). Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του n τόσο
πιο απομακρυσμένο από τον πυρήνα είναι, κατά
μέσο όρο, το ηλεκτρονιακό νέφος.

κύριος κβαντικός αριθμός, n 1 2 3 4 ….
στιβάδα ή φλοιός Κ L M N ….

3. Ο δευτερεύων ή αζιμουθιακός ή τροχιακός
κβαντικός αριθμός (l)
Παίρνει τιμές ανάλογα με την τιμή που έχει ο n,
δηλαδή, 0, 1, 2,…(n-1).
Καθορίζει το σχήμα του ηλεκτρονιακού νέφους
(τροχιακού).

Αζιμουθιακός
κβαντικός αριθμός, 1
0 1 2 3 ….
υποστιβάδα s p d f
τροχιακά s p d f ….

4. Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός(m
l
)
Παίρνει τιμές ανάλογα με την τιμή του l και συγκεκριμένα
παίρνει τις τιμές: -l, (-l+ 1), …, 0,…1, (l-1), +l.
Καθορίζει τον προσανατολισμό του διανύσματος της τροχιακής
στροφορμής του ηλεκτρονίου.

μαγνητικός κβαντικός αριθμός,
ml
+1 0 -1
τροχιακά p px pz py

μαγνητικός κβαντικός αριθμός,
ml
+2 +1 0 -1 -2
τροχιακά d dx
2
-y
2
dxz dz
2
dyz dxy

5. ΣΧΗΜΑ 2.42 Καθορισμός της φοράς του διανύσματος της
τροχιακής στροφορμής του ηλεκτρονίου L.

6. n ---> n ---> στιβάδαστιβάδα 1, 2, 3, 4, ...1, 2, 3, 4, ...
l ---> l ---> υποστιβάδαυποστιβάδα 0, 1, 2, ... n - 10, 1, 2, ... n - 1
mm
ll ---> ---> τροχιακότροχιακό -l ... 0 ... +l-l ... 0 ... +l
mm
ss ---> spin ---> spin ee +1/2 +1/2 ήή -1/2 -1/2
Κβαντικοί αριθμΚβαντικοί αριθμοοίί

7. με βάση την κυματοσωματιδιακή αντίληψη, ο μαγνητικός
κβαντικός αριθμός m
l
καθορίζει τον προσανατολισμό του
ηλεκτρονιακού νέφους σε σχέση με τους άξονες x, y, z. Σε
κάθε τιμή του μαγνητικού κβαντικού αριθμού αντιστοιχεί και
ένα τροχιακό.

8. Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός του spin (m
s
)
Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός του spin παίρνει τιμές +1/2 ή-
1/2 , είναι δηλαδή ανεξάρτητος από τις τιμές των άλλων
κβαντικών αριθμών.

9. ΣΧΗΜΑ 2.44: Πείραμα Stern-Gerlach για την απόδειξη του spin:
Δέσμη ατόμων με μονήρες ηλεκτρόνιο (π.χ. αλκαλίων) περνά από
μια λεπτή σχισμή και στη συνέχεια από μαγνητικό πεδίο, οπότε
διαχωρίζεται σε δύο επιμέρους δέσμες. Η μια αντιστοιχεί σε
άτομα με αριστερόστροφο spin ηλεκτρονίων και η άλλη σε
δεξιόστροφο.

10. ΤΑ ΜΥΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΔΟΥΛΕΙΑΣ ΤΟΥ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ
1. Η κυματοσυνάρτηση Ψ
Η κίνηση των υλικών δεν περιγράφεται μέσω τροχιάς, όπως
γίνεται στην Κλασική Μηχανική, αλλά μέσω της
κυματοσυνάρτησης Ψ, που εξαρτάται από τη θέση και το
χρόνο. Οι πληροφορίες που αντλούμε από την Ψ έχουν
στατιστικό χαρακτήρα. Δηλαδή, αυτό που βρίσκουμε από
την Ψ είναι η πιθανότητα το τάδε φυσικό μέγεθος να έχει
τη δείνα τιμή. Η πιθανότητα να βρεθεί ένα σωματίδιο
κάπου, κάποια χρονική στιγμή εκφράζεται μέσω του Ψ
2

και έχει δύο όρια: Το όριο 0 που αντιστοιχεί στη
βεβαιότητα της απουσίας και το όριο 1 που αντιστοιχεί
στη βεβαιότητα της παρουσίας.

11. Ατομικά τροχιακά Ατομικά τροχιακά s s και και pp

12. ΣΧΗΜΑ 3.8:ΣΧΗΜΑ 3.8: Γραφική παράσταση για τα τροχιακά Γραφική παράσταση για τα τροχιακά ss και και pp. .

13. Σχηματική παρουσίαση τΣχηματική παρουσίαση τουου τροχιακ τροχιακούού 2 2pp
zz
με οριακές με οριακές
επιφάνειες που περικλείουν το 99% του ηλεκτρονιακούεπιφάνειες που περικλείουν το 99% του ηλεκτρονιακού
νέφους. νέφους.

14. Ατομικά τροχιακά 1Ατομικά τροχιακά 1s , 2ss , 2s

15. Three
dimensional
depictions of
electron
distribution

16. Απεικόνιση Τροχιακών
Τα τροχιακά ορίζουν περιοχές σε ένα καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων στην
επιφάνεια των οποίων υπάρχει πιθανότητα, συνήθως 90%, να βρίσκεται ένα
ηλεκτρόνιο.
s ατομικά τροχιακά
1s 2s 3s 4s

17. Ατομικά Ατομικά
τροχιακάτροχιακά 2p 2p

18. p ατομικά τροχιακά
Απεικόνιση Τροχιακών
2p
x 2p
y 2p
z
3p
x
3p
y
3p
z

19. Απεικόνιση Τροχιακών
p ατομικά τροχιακά
4p
x 4p
y 4p
z

20. Απεικόνιση Τροχιακών
d ατομικά τροχιακά
3d
xy 3d
xz 3d
yz
3d
x2-y2

3d
z2

21. Απεικόνιση Τροχιακών
d ατομικά τροχιακά
4d
xy 4d
xz 4d
yz
4d
x2-y2


4d
z2

22. Απεικόνιση Τροχιακών
f ατομικά τροχιακά
4f
zx2-y2 4f
z3 4f
yz2
4f
y3x2-y 4f
xz2
4f
xyz
4f
xx2-3y

23. Γραφική αναπαράσταση των 1s, 2s και 2p
ατομικών τροχιακών .

24. This approach lets our brains wrap around the
model in such a way that we can return to a 2-
dimensional planetary-like model

26. Ενεργειακές στάθμες των τροχιακών του Η (αριστερά) Ενεργειακές στάθμες των τροχιακών του Η (αριστερά)
και των πολυηλεκτρονιακών ατόμων και των πολυηλεκτρονιακών ατόμων LiLi, , NaNa, , KK (δεξιά). (δεξιά).

27. Το φαινόμενο αυτό όπου τροχιακό μικρότερου κύριου Το φαινόμενο αυτό όπου τροχιακό μικρότερου κύριου
κβαντικού εμφανίζεται με μεγαλύτερη ενέργεια κβαντικού εμφανίζεται με μεγαλύτερη ενέργεια
ονομάζεταιονομάζεται ενεργειακή αναστροφή.ενεργειακή αναστροφή.
EE 4s 4s < < ΕΕ 3d 3d
Η αναστροφή των ενεργειακών σταθμών αναστέλλεται, Η αναστροφή των ενεργειακών σταθμών αναστέλλεται,
δηλαδή γίνεται δηλαδή γίνεται EE 4s > 4s > ΕΕ 3d 3d, μετά τη συμπλήρωση των , μετά τη συμπλήρωση των
τροχιακών. Αυτό συμβαίνει επειδή τα 3τροχιακών. Αυτό συμβαίνει επειδή τα 3dd ηλεκτρόνια ηλεκτρόνια
στην περίπτωση αυτή έλκονται ισχυρότερα λόγω στην περίπτωση αυτή έλκονται ισχυρότερα λόγω
αντίστοιχης αύξησης του πυρηνικού φορτίου, ενώ τα αντίστοιχης αύξησης του πυρηνικού φορτίου, ενώ τα
44ss δεν αποτελούν μέρος των εσωτερικών ηλεκτρονίων, δεν αποτελούν μέρος των εσωτερικών ηλεκτρονίων,
ώστε να προκαλέσουν θωράκιση.ώστε να προκαλέσουν θωράκιση.
Ενεργειακές αναστροφές και αναστολή Ενεργειακές αναστροφές και αναστολή
αυτών μετά τη συμπλήρωση των αυτών μετά τη συμπλήρωση των
τροχιακών τροχιακών

28. Ηλεκτρονική Δομή Ατόμων
Απαγορευτική Αρχή Pauli
“Δεν είναι δυνατό στο ίδιο άτομο να υπάρχουν δυο ηλεκτρόνια
που να έχουν ίδιους και τους τέσσερις κβαντικούς αριθμούς
τους (n, l, m
l
, m
s
)”
Αρχή Ελάχιστης Ενέργειας
“Τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν πρώτα τα διαθέσιμα
ατομικά τροχιακά χαμηλότερης ενέργειας και μετά, εφόσον
υπάρχει περίσσεια ηλεκτρονίων, καταλαμβάνουν τροχιακά
υψηλότερης ενέργειας δημιουργώντας μια δομή με τη
μικρότερη δυνατή ενέργεια ”
Αρχή Hund
“Τα εκφυλισμένα τροχιακά (ισοδύναμης ενέργειας)
καταλαμβάνονται πρώτα από μονήρη ηλεκτρόνια και
εφόσον πλεονάζουν ηλεκτρόνια δημιουργούνται ζεύγη με
αντιπαράλληλο spin ”

29. Η σταθερότητα συμπληρωμένων και Η σταθερότητα συμπληρωμένων και
ημισυμπληρωμένωνημισυμπληρωμένων υποστιβάδων υποστιβάδων

Την αρχή της μεγίστης σταθερότητας των Την αρχή της μεγίστης σταθερότητας των
συμπληρωμένων και ημισυμπληρωμένων συμπληρωμένων και ημισυμπληρωμένων
υποστιβάδων σύμφωναυποστιβάδων σύμφωνα με την οποία αυξημένη με την οποία αυξημένη
σταθερότητα επιδεικνύουν οι συμπληρωμένες και σταθερότητα επιδεικνύουν οι συμπληρωμένες και
ημισυμπληρωμένες υποστιβάδες.ημισυμπληρωμένες υποστιβάδες.
Cr: [Ar]3dCr: [Ar]3d
55
4s4s
11
καικαι όχιόχι [Ar]3d [Ar]3d
44
4s4s
22

Cu: [Ar]3dCu: [Ar]3d
1010
4s4s
11
καικαι όχιόχι [Ar]3d [Ar]3d
99
4s4s
22

31. Συμβολισμός Τροχιακών
Συμβολισμός τροχιακών
2p
Δείχνει το κύριο ενεργειακό επίπεδο στο
οποίο ανήκει το ατομικό τροχιακό και
συμπίπτει με το κύριο κβαντικό αριθμό n
Δείχνει το είδος του ατομικού
τροχιακού (πχ s, p, d ή f)
Διαίρεση κύριων ενεργειακών επιπέδων σε τροχιακά
Πίνακας 1.1. Διαίρεση ενεργειακών σταθμών σε τροχιακά
Κβαντικοί αριθμοί Τροχιακά

n l ml Είδος Αριθμός
Αριθμός
ηλεκτρονίων
Ολικός
αριθμός
ηλεκτρονίων
1 0 0 s 1 2x1=2 2
2 0 0 s 1 2x1=2
1 -1,0,+1 p 3 2x3=6 8
3 0 0 s 1 2x1=2
1 -1,0,+1 p 3 2x3=6
2 -2,1,0,+1,+2 d 5 2x5=10 18
4 0 0 s 1 2x1=2
1 -1,0,+1 p 3 2x3=6
2 -2,1,0,+1,+2 d 5 2x5=10
3 -3,-2,1,0,+1,+2,+3 f 7 2x7=14 32

32. Διάγραμμα αύξησης ενέργειας Διάγραμμα αύξησης ενέργειας
ατομικών τροχιακώνατομικών τροχιακών
ε
ν
έ
ρ
γ
ε
ι
α
1
s
2
s
2
p
3
p
3
s
4
s
3
d

34. Διαγώνιος Διαγώνιος
κανώναςκανώνας
ss
s 3p 3ds 3p 3d
s 2ps 2p
s 4p 4d 4fs 4p 4d 4f
s 5p 5d 5f 5g?s 5p 5d 5f 5g?
s 6p 6d 6f 6g? 6h?s 6p 6d 6f 6g? 6h?
s 7p 7d 7f 7g? 7h? 7i?s 7p 7d 7f 7g? 7h? 7i?
11
22
33
44
55
66
77
Σειρά που Σειρά που
συμπληρώνονται συμπληρώνονται
οι υποστιβάδεςοι υποστιβάδες..

35. Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση -Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση -
συμβολισμόςσυμβολισμός
2p2p
44
Ενεργειακό Ενεργειακό
επίπεδοεπίπεδο
υποστιβάδαυποστιβάδα
Αριθμός Αριθμός
ηλεκτρονίων ηλεκτρονίων
στην στην
υποστιβάδαυποστιβάδα
1s1s
22
2s 2s
22
2p 2p
66
3s 3s
22
3p 3p
66
4s 4s
22
3d 3d
1010
4p 4p
66
5s 5s
22
4d 4d
1010
5p 5p
66
6s 6s
22
4f 4f
1414
…… κλπκλπ..

38. LiLi λίθιο λίθιο
ομάδαομάδα 1A 1A
Ατομικός αριθμόςΑτομικός αριθμός = 3 = 3
1s1s
22
2s2s
11
---> 3 ---> 3 ee
1s
2s
3s
3p
2p

41. C C άνθρακαςάνθρακας
ομάδαομάδα 4 4αα
Ατομικός αριθμόςΑτομικός αριθμός = 6 = 6
1s1s
2 2
2s2s
2 2
2p2p
22
---> --->
6 e6 e
Το πρώτο στοιχείο που Το πρώτο στοιχείο που
εφαρμόζεται ο κανόνας τουεφαρμόζεται ο κανόνας του
HUNDHUND. . Το τελευταίο Το τελευταίο e e δεν δεν
μπαίνει στο ίδιο τροχιακό μπαίνει στο ίδιο τροχιακό
ώστε να έχουμε ώστε να έχουμε max max
άθροισμα του κβαντικού άθροισμα του κβαντικού
αριθμού των αριθμού των spinspin
1s
2s
3s
3p
2p

46. δεύτερη περίοδοςδεύτερη περίοδος.

47. 33
ηη
περίοδοςπερίοδος
 
 
 
 
 
 
 
 
62
18
52
17
42
16
32
15
22
14
12
13
2
12
1
11
3p s3 Ne NeAr
3p s3 Ne Ne Cl
3p s3 Ne Ne S
3p s3 Ne Ne P
3p s3 Ne Ne Si
3p s3 Ne Ne Al
s3 Ne Ne Mg
s3 Ne NeNa
ionConfigurat 3p 3s









48. ΤΤέέταρτη περίοδοςταρτη περίοδος
 
 
 
 
 
 
orbitals. filled completely and filled-half with
associatedstability of measureextra an is There
3d 4s Ar ArCr
3d 4s Ar Ar V
3d 4s Ar Ar Ti
3d 4s Ar Ar Sc
4s Ar ArCa
4s Ar ArK
ionConfigurat 4p 4s 3d
51
24
32
23
22
22
12
21
2
20
1
19







49. ΤΤέέταρτη περίοδοςταρτη περίοδος
 
 
 
 
 
Cr! likeexception Another
3d 4s Ar ArCu
3d 4s Ar Ar Ni
3d 4s Ar Ar Co
3d 4s Ar Ar Fe
3d 4s Ar ArMn
ionConfigurat 4p 4s 3d
101
29
82
28
72
27
62
26
52
25






50. Fourth rowFourth row
 
 
 
 
 
 
102
30
101
29
82
28
72
27
62
26
52
25
3d 4s Ar Ar Zn
3d 4s Ar Ar Cu
3d 4s Ar Ar Ni
3d 4s Ar Ar Co
3d 4s Ar Ar Fe
3d 4s Ar Ar Mn
ionConfigurat 4p 4s 3d







51. ΤΤέέταρτη περίοδοςταρτη περίοδος
 
 
 
 
 
 
6102
36
5102
35
4102
34
3102
33
2102
32
1102
31
4p 3d 4s Ar ArKr
4p 3d 4s Ar ArBr
4p 3d 4s Ar Ar Se
4p 3d 4s Ar Ar As
4p 3d 4s Ar Ar Ge
4p 3d 4s Ar ArGa
ionConfigurat 4p 4s 3d







52. ΚβαντικοΚβαντικοίί αριθμοί των πρώτων 11 αριθμοί των πρώτων 11 ee
electron s 31/2 0 0 3 e 11
electrons p 2
1/2 1 1 2 e 10
1/2 0 1 2 e 9
1/2 1 1 2 e 8
1/2 1 1 2 e 7
1/2 0 1 2 e 6
1/2 1- 1 2 e 5
electrons s 2
1/2 0 0 2 e 4
1/2 0 0 2 e 3
electrons s 1
1/2 0 0 1 e 2
1/2 0 0 1 e 1
m m n
-th
-th
-th
-th
-th
-th
-th
-th
-rd
-nd
-st
s






























53. Ηλεκτρονική διαμόρφωση ιόντωνΗλεκτρονική διαμόρφωση ιόντων
Τα ανιόντα σχηματίζονται με πρόσληψη Τα ανιόντα σχηματίζονται με πρόσληψη 1 1 περισσότερων περισσότερων
e- e- στην υψηλότερη υποστιβάδα του έχουν π.χστην υψηλότερη υποστιβάδα του έχουν π.χ
P [Ne] 3sP [Ne] 3s
22
3p 3p
33
+ 3e- ---> P + 3e- ---> P
3-3-
[Ne] 3s [Ne] 3s
22
3p 3p
66
or [Ar] or [Ar]
1s
2s
3s
3p
2p
1s
2s
3s
3p
2p

54. Ηλεκτρονική διαμόρφωση ιόντωνΗλεκτρονική διαμόρφωση ιόντων
Ποιο το ιόν του Ποιο το ιόν του SS??
16S 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
16e
16S
2-
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
18e
1s
2s
3s
3p
2p
1s
2s
3s
3p
2p

55. Cl Cl σεσε Cl Cl
++
17e 16e
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4

56. 2.2.Or you can use the periodic chart .Or you can use the periodic chart .

57. Ηλεκτρόνια σθένουςΗλεκτρόνια σθένους

58.  
“Η κβαντική θεωρία είναι η πιο πετυχημένη θεωρία σε όλη την
ιστορία των επιστημών, όπου η εξερεύνηση του κόσμου των
ατόμων ήταν η απαρχή τεράστιων εξελίξεων. Ωστόσο, κάθε
αύξηση των γνώσεων μας και της δύναμης μας αυξάνει
αυτομάτως την ευθύνη μας”
Niels Bohr

59. ΟΙ ΜΕΓΑΛΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ
ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

60. ΟΙ ΜΕΓΑΛΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ
ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ