ATOMOAK ETA EREDU ATOMIKOAK
HASIERAKO TEORIA ATOMIKOAK
Zer gertatuko litzateke egur
zati bat baehin eta berriz zatituko bagenu?. Zatiezinezko zati bat
lortuko genuke?. Jarraitu ahal izago genuke gehiago zatitzen? Noiz arte?.
Aintzinako greziar filosofoak honen inguruan egon ziren
eztabaidatzen, baina esperimentuak egitearen eta neurketak egitearen prozedura
falta zitzaien: ezin zuten metodo zientifikoa jarraitu.
Eztabaida bi teoría zeuden:
1.
Teoria atomista: zatiezinezko zatiak zeudela
esaten zuena;
2.
Teoria jarraitzailea: beti zatitzen jarraitu
ahal izango genukeela esaten zuena.
Leuzipok eta bere diszipulua Demokritok teoría atomistaren
aintzindariak izan ziren eta atomoaren existentziaren inguruan honako
postulatuak zituzten:
Dena
atomoz eginda dago. Substantzia bat askotan zaitzen badugu, atomora (zatiezina
den zatia) helduko gara.
Materiaren
propietateak atomo hauek elkartzeko erren araberakoak dira.
Atomoak
ikustezinak dira oso niminoak direlako.
Jarraitzaileen teoriak honela zioen:
Atomoak
ez dira existitzen. Materia behin eta berriz zatitu dezakegu.
Atomoak
ikustezinak badira, ez dira existitzen.
Substantzia
guztiak lau oinarrizko elementuen elkarketaz osatuta daude. Sua, ura, airea eta
lurra.
Aristotelesek oso eragin handia izan zuen gaue egungo
zientziaren oinarriak ipintzen.
1808. urtean Daltonek bere teoria atomikoa publikatu
zuen,zenbait laborategi esperimentu egin eta gero, eta honako enuntziatuetan oinarrituta zegoen:
1.
______________________________________________
2.
_ _____________________________________________
3.
______________________________________________
4.
______________________________________________
Honen
ostean Zenbait zientzilarik beraien ereduak proposatu dituzte:
a.- Thomson
(1904):
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
b.- Rutherford (1911):
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Eta atomoaren teoría modernistak:
c.- Bohr (1913)
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
d.- Sommerfield
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
e.- Orbitalen eredu atomikoa
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ariketak: 62.orrialdeko 20. ariketa eta 81.orrialdeko 8. ariketa.
ATOMOA OSATZEN DUTEN PARTIKULAK
Bete ezazu taula hau liburuan informazioa bilatuz:
Partikula
|
Kokapena
|
Masa
|
Karga elektrikoa
|
Aurkitu zuen zientzilaria
|
ATOMOAK, ISOTOPOAK ETA IOIAK
Atomo dira elementu kimikoen batenak. Atomoak adierazteko ikur bat eta bi
zenbaki erabiltzen dira: X.
Ikurra elementuaren latinezko izenaren lehen letra da. Ikurraren letraren
atzean beste letra bat idazten da beste elementuren batek hasierako letra berbera
badu.
-
Zenbaki atomikoa, Z, protoi kopurua adierazten du.
Atomoa neutroa bada, protoi kopurua eta elektroi kopurua berdina da.
-
Masa atomikoak, A, protoi eta neutroi kopurua
adierazten du.
A = Z + n
Atomoen masak
oso kopuru txikiak dira eta ez da praktikoa haiek Nazioarteko unitateetan
(gramotan edo kilogramotan) adieraztea. Unitatetzat hartutako atomo eredu baten
masarekin alderatuta ezartzen da atomoen masa. Beraz, masa atomiko erlatiboak
dira eta masa atomikozko unitatetan adierazten dira.
Masa atomikozko
unitatetzat (u) Karbono 12-ren isotopoaren masaren hamabirena hartu da, hautaz,
eta hori 1,66*10-27kg-ren baliokidea da. Horrenbestez, Karbono
12-ren masa atomikoa 12 da. Masa atomikozko unitatetan hartuta.
Elementu baten
masa atomikoa haren atomo baten masa da, masa atomikozko unitatetan hartuta.
Ariketa: 84. orrialdeko 12. ariketa.
Taula periodikoaren azalpena.
Begira ezazu 180.-181. Orrialdeetan
agertzen den taula periodikoa eta bete ezazu taula hau:
Elementua
|
Ikurra
|
A
|
Z
|
Elementua
|
Ikurra
|
A
|
Z
|
ISOTOPOAK
Isotopo esaten zaie protoi kopuru verbera eta neutroi kopuru desberdina duten
atomoei. Hortaz, Z zenbakia berbera dute eta A zenbakia desberdina. Hauen
erabilera anitza da: medikuntzan, energia lortzeko…
Ariketa: idatz itzazu Hidrogenoaren isotopoak, bere ezaugarriekin (p+,e-
eta neutroi kopuruak), bakoitza irudikatuz: nukleoan p+ eta n eta
azalan e-, kasu bakoitzean (protioa, deuterioa, tritioa).
Elementu kimiko batek isotopo bat baino gehiago baditu, haren masa
atomikoaren balioa isotopo guztien masen batez besteko balioa izang da,
haietako bakitzaren ugaritasun erlatiboa aintzat hartuta.
Hori dela eta, elementu askoren masak zenbaki hamartarren bidez adierazten
dira: Cl=35,45u, B=10,81u…
Elementu kimiko askok, zenbait isotopo ditu: adibidez, Litioa:
-
%7,4 Li-6
-
%92,6 Li-7.
Hau horrela izanda,
honela kalkulatzen da:
M= 6+7 = 6,93 u.
Ariketak:
1.- Kaltzioaren masa atomikoa 40,1u-ko da. Adieraz ezazu kilogramotan eta
gramotan.
2.- Aluminioaren masa atomikoa27,0 u da. Kalkula ezazu bere masa gramotan.
3.- Neutroiaren, protoiaren eta elektroiaren masak 1,00867 u, 1,00728 u eta
5,486*10-4 dira.
- Adierazi bakoitza
gramotan
- Kalkula ezazu
zenbat protoi dauden 1g protoitan eta zenbat elektroi dauden 1g elektroitan.
4.- Naturan bi isotopoo daude: Cl35, %75-eko ugaritasun erlatibokoa eta Cl-
37, %25-ekoa. Adierazi:
- Isotopo
bakitzaren nukleoan zenbat protoi eta zenbat neutroi dauden:
- Kloroak zein masa atomikoa duen.
- Kalkula ezazu aurreko masa atomikoa gramotan.
IOIAK
Atomo bat ioi bihurtzen da elektrioak irabazi edo galtzen dituenean. Atomo
batek e--ak galtzen dituenean, karga positiboa hartzen du eta ioi
positiboa edo katioi bihurtzen da eta atomoak e—ak irabaztean, karga
negatibo hartzen du eta ioi negatibo edo anioi bihurtzen da.
Ariketak: Egin ezazu 86. orrialdeko 13. ariketa.
ELEMENTUEN EGITURA ELEKTRONIKOA
Elementuen propietateak, elektroiek geruza elektronikoan duten banaketa
moduaren araberakoak dira.
Banaketa hori ez da zorizkoa. Guztira 7 maila daude, nukleotik
kanpoalderantz 1tik 7rako zenbakiez izendatzen direnak.
Elektroiek bete egiten dituzte maila horiek era ordenatuan, 1. Mailatik hasita
kanpoaldekoeneraino. Maila horietako bakoitzak elektroi kopuru mugatua onartzen
du:
mailaren
zenbakiaren arabera (n) ematen da ondoko erlazio matematikoa izanda:
Orbitan kokatzen de e-
kopurua = 2n2
Horrela izanda: 1.
orbitan: 2*12= 2 e-
2. mailan:
2*22= 8 e-
3. mailan: 2*32=18
e-
4.
mailan:
5. mailan:
6.
mailan:
7.
mailan:
Aldi berean, maila bakoitzean elektroiak orbitaletan banatuta daude.
Orbitalak 4 motatakoak izan daitezke: s,p,d,f. Gehienera, orbital bakoitzak bi
elektrooi eduki ditzake.
Lehenengo hiru mailetako orbitalen eta elektroien banaketa ondoko koadroan
agertzen da:
Orbitalen eta elektroien
banaketa
|
|||
Energia maila
|
1
|
2
|
3
|
Orbital-motak
|
s
|
S p
|
S p d
|
Mota bakoitzeko orbital kopurua
|
1
|
1 3
|
1 3 5
|
Orbitalen izena
|
1s
|
2s 2p
|
3s 3p 3d
|
Orbitaletako elektroi-kopuru maximoa
|
2
|
2 6
|
2 6 10
|
Mailetako elektroi-kopuru maximoa
|
8
|
18
|
7.maila: 7s
6. maila: 6s 6p 6d
5. maila: 5s
5p 5d 5f
4maila: 4s
4p 4d 4f
3.maila: 3s
3p 3d
2.maila: 2s
2p
1maila: 1s
Atomaren konfigurazio elektronikoa, elektroiek maila eta
orbital desberdinetan duten banaketa da.
Atomo baten konfigurazio elektronikoa adierazteko, lehenik
eta behin elektroi kopurua zein den jakin behar dugu. Izatez, zenbaki atomikoak
ematen digu datu hori. Ondoren, orbitalak betez joan behar da.
Bestela esanda, orbitalak betetzeko ordena, ondokoa izango
da:
1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d
Adibidez, Bromo atomoaren konfigurazio elektronikoa
adieraziko dugu:
- Zenbaki
atomikotik abiatuta, Bromoaren kasuan, 35 da: beraz, 35 protoi eta 35 elektroi
ditugu mailetan eta orbitaletan kokatzeko.
- Orbitaletan
kokatuz goazen elektroi-kopurua adierazteko,orbital-mota bakoitzerako
gainindizea erabiliko dugu.
- Orbital-mota
bat bete arte ezin pasa daiteke hurrengora. Horregatik,bada, bromoak
honako konfigurazio elektroniko hau
izango du:
o
1s2
2s2 2p6 3s2 3p6
4s2 3d10 4p5
Elektroiek banatzen dituzten
mailak, eta kanpoeneko mailan atomoak zenbat elektroi duten hbeto ikusteko,
ondoko eran adieraz dezakegu:
4maila: 4s2 4p5
3.maila: 3s2 3p6 3d10
2.maila: 2s2 2p6
1maila: 1s2
-
Ikus
daitekeenez, bromo atomoak lau maila ditu okupaturik, eta kanpokoenean 7
elektroi ditu. Azken maila honek baldintzatzen ditu elementuaren propietate
kimikoak.
Ariketa:
Bete ezazu elektroien banaketa orbital desberdinetan,
koadroan ageri diren elementuen kasuan:
Elementua
|
Zenbaki atomikoa (Z)
|
Orbitaletako elektroien banaketa
|
Maila kopurua
|
Azken mailako elektroi kopurua
|
Nitrogenoa
|
7
|
1s,2s,2p,
|
2
|
5
|
Fosforoa
P
|
15
|
1s,2s,2p,3s,3p,
|
||
Estrontzioa
Sr
|
38
|
1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s
|
||
Barioa
Ba
|
56
|
1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,
|
Idatz itzazu orbitalak era ordenatuan. Adieraz itzazu
bromoaren kasuan egin denaren antzera.
BALENTZIA GERUZA
Balentzia geruza elektroiak
jartzen diren azkenengo gruza da. Boroaren kasuan, bere konfigurzioa
elektronikoa da. 1s2 2s2 2p1, honek esan nahi diguna da bere
balentzia geruza dela 2, eta balentzia geruza honetan dauden balentzia elektroiak
3 direla.
Adibidea:
Adieraz ezazu ondoko elementu kimikoen
konfigurazio elektronikoa, balentzia geruza zein den eta zenbat balentzia
elektroi dituen adierazita:
- Ne (Z=10) -- 1s2 2s2 2p6 – balentzia geruza: 2 – balentzia elektroiak: valencia: 8 (6+2)
- N (Z=7) -- 1s2 2s2 2p3 – balentzia geruza: 2 – balentzia elektroiak: 5 (3+2)
- Cl (Z=17) -- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 – Blentzia geruza: 3 – balentzia elektroak: 7 (5+2)
Elementuak, Elementuen taula peridikoan ordenatzen dira. Taldeka alde batetik, 18, eta periodotan bestetik (7), eta honi esker balentzia elektroi kopurua jakin dezakegu hurrengo taulan, n periodoaren zenbakia izanda:
1 taldea -- n s1
2 taldea -- n s2
13 taldea -- n s2 n p1
14 taldea -- n s2 n p2
15 taldea -- n s2 n p3
16 taldea -- n s2 n p4
17 taldea -- n s2 n p5
18 taldea -- n s2 n p6
- Ne (Z=10) -- 1s2 2s2 2p6 – balentzia geruza: 2 – balentzia elektroiak: valencia: 8 (6+2)
- N (Z=7) -- 1s2 2s2 2p3 – balentzia geruza: 2 – balentzia elektroiak: 5 (3+2)
- Cl (Z=17) -- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 – Blentzia geruza: 3 – balentzia elektroak: 7 (5+2)
Elementuak, Elementuen taula peridikoan ordenatzen dira. Taldeka alde batetik, 18, eta periodotan bestetik (7), eta honi esker balentzia elektroi kopurua jakin dezakegu hurrengo taulan, n periodoaren zenbakia izanda:
1 taldea -- n s1
2 taldea -- n s2
13 taldea -- n s2 n p1
14 taldea -- n s2 n p2
15 taldea -- n s2 n p3
16 taldea -- n s2 n p4
17 taldea -- n s2 n p5
18 taldea -- n s2 n p6
Ariketak:
Determina itzazu ondoko elementuen konfigurazi elektronikoa,
balentzia geruza eta balentzia elektroiak:
a. Nitrogenoa
Z=7
b. Estrontzioa
Z=38
c. Kloroa Z=17
d. Barioa Z=56
e. Fosforoa
Z=15
f.
Iodoa Z=53
g. Kaltzioa
Z=20
h. Potasioa
Z=19
Zortzikotearen araua:
Atomoak elkarrekin biltzen dira ,
banandurik egonda baino egoera egonkorragoa lortzen dutelako.
Egonkortasun handiago hori beren
konfigurazio elektronikoaren menpekoa da, eta gas nobleen knfigurazio
egonkorrarekin erlazionaturik dago.
Gas nobleak: helioa, neona, argona, kriptona, xenona, eta radona,
ez dira besteekin elkartzen, eta ez duten erreakzionatzen. Aztertzen bada gas
nobleen konfigurazioa, hauek kanpoaldeko azkenengo mailan 8 elektroi dituzte.
Kokapen hori, zortzikote kokapena, guztiz egonkorra da eta
horregatik gas nobleek ez dute ez molekularik ez sare kristalinorik eratzen eta
gainera ez dute beste elementu kimikorekin erreakzionatzen.
Oro har, zenbait salbuespen kenduta, elementuen atomoek joera dute
zortzi elektroiz inguratzeko bere kanpoaldeko azken mailan, egonkortasuna
lortzeko. Eta portaera honi zortzikoearen araua deritzo.
Elementuen
atomoek elektroiak irabazteko galtzeko edo partekatzeko joera dute, beren
kanpoaldeko azken mailak gas nobleen koonfigurazioa har dezan.
Adibidea: Arrazoitu ea Mg atomoak (Z=12) galdu ala irabaziko dituen
elektroiak egonkortasuna lortzeko.
Mg atomoaren konfigurazio elektronikoa hauxe da: 1s2 2s2 2p6 3s2 .
Beraz, balentzia geruza 3, eta balentzia elektroiak: 2. Zer da errezagoa, bi
laga edo 6 hartu?. Bi lagatzeko joera du zortzikotearen araua bete ahal izateko
eta konfigurazio egonkorra lortu ahal izateko.
Ariketak:
1.- Arrazoitu ea S atomoak (Z=16) galdu
ala irabaziko dituen elektroiak egonkortasuna lortzeko.
2.- Idatz itzazu Neona (Z=10) , Argona
(Z=18) eta Kriptona (Z=36) gas nobleen konfigurazio elektronikoa eta egiazta
ezazu zortzi elektroi dituztela kanpoaldeko azke mailan.
3.- Arrazoitu eaK atomoak (Z=19), Na (Z=11) eta Br (Z=35) galdu ala irabaziko
dituzten elektroiak egonkortasuna lortzeko.
IOIAK
Atomo bat ioi bihurtzen da elektrioak irabazi edo
galtzen dituenean. Atomo batek e--ak galtzen dituenean, karga
positiboa hartzen du eta ioi positiboa edo katioi bihurtzen da eta atomoak e—ak
irabaztean, karga negatibo hartzen du eta ioi negatibo edo anioi bihurtzen da.
Ariketak: Egin ezazu 86. orrialdeko 13. ariketa.
LOTURA
KIMIKOA
Atomoek elkarrekin biltzeko eta elkarte
egonkorrak sortzeko joera badute, uste izatekoa da horien artean ez banantzeko
moduko elkarketa nahiko indartsuak ere eratuko dituztela: lotura kimikoak
deritzenak: substantzia jakin bat eratzen duten atomoen edo oinarrizko
partikulen artean sortzen diren elkarketak dira.
Atomoak elkartzen dira era askotan:
elementuen molekulak, konposatuen molekulak, sare kristalinoak…lotura mota
desberdinak daudelako, horien artean honako hauek izanda:
A.
LOTURA IONIKOA:
Atomo batzuek galdu edo irabazi egin
ditzakete elektroiak, gas nobleen konfigurazio egonkorra lortu ahal izateko. Hau gertatzean
ioi bihurtzen da: karga elektriko positiboa edo negatiboa lortuz:
a.- Ioi positiboak: edo katioiak: elementu batek bere kanpoaldeko
azken mailako elektroi bat edo gehiago galtzen duenean eratzen dira eta horrela
galdutako elektroiak adina karga positibo lortzen ditu. Joera hau duten
elementuak elementu metalikoak deitzen dira
eta ezkerral dian daude kokaturik:
Na -1e- -------------- Na+ sodio ioia (katioi monobalentea)
Ag -1e- -------------- Ag+ zilar ioia (katioi monobalentea)
Mg -2e- -------------- Mg2+
magnesio ioia : (katioi bibalentea)
Al -3e- ----------------Al3+
aluminio ioia (katioi tribalentea).
b.- Ioi negatiboak edo anioiak: elementu batek bere kanpoaldeko
azken mailako elektroi bat edo gehiago irabazten duenean eratzen dira eta
horrela irabazitako elektroiak adina karga negatibo lortzen ditu. Joera hau
duten elementuak elementu ez-metalikoak deitzen dira eta eskuinaldean daude kokaturik:
Cl + 1e- ------------- Cl-
(kloruro ioia)
O +2e- --------------- O2- (oxido
ioia)
P +3e- ---------------- P3-
(fosfuro-ioia).
Erakarpen indar elektrostatikoarengatik ioi positiboak ioi
negatiboz inguratzen dira eta sare kristalinoak eratzen dira.
Sare
kristalinoa osatzen da, ez dira molekulak osatzen ioiz osatutako substantzia
guztiei. Konposatu ioniko orotan, formulak adierazten digu zer
proportziotan dauden atomoak. Lotura ionikoeetan ez da molekula bakarturik
eratzen. Konposatu ionikoak solido kristalinoak dira.
Ad: Na eta Cl Ca eta O
Ariketa:
Azal ezazu zein motatako ioia lortuko den kasu hauetan:
a.
Fluoroak elektroi bat
irabazi du.
b.
Burdinak hiru
elektroi galdu ditu.
c.
Sufreak bi elektroi
irabazi ditu.
d.
Kaltzioak bi elektroi
galdu ditu.
e.
Bromoak elektroi bat
irabazi du.
f.
Potasioak elektroi
bat galdu du.
LOTURA KOBALENTEAK: lotura kobalenteak elektroiak
partekatzen dituzten atomoen artean gertatzen da. Bi atomoen nukleoek elektroi
horiek erakartzen dituzte.
Lewis-ek hala proposatu ondoren, elementuen ikurrak erailtzen dira loturak
adierazteko. Atomoek partekatzen duten elektroi parea adierazteko, marra bat
egiten da atomoen artean.
- Lotura kobalente bakuna: Cl2
- Lotura kobalente bikuna: O2
- Lotura kobalente hirukuna: N2
- Bi motatako elementu ez
metalikoen artean ere ematen da: H2O, CH4…
E.
iruzkinik ez:
Argitaratu iruzkina