LEGILE COMBINATIILOR CHIMICE

DISCIPLINA: CHIMIE GENERALA SI ANORGANICA

I. CURS Semestrul I - 2 ore/ sptmna

Semestrul II 3 ore/ sptmn

a. CHIMIA GENERALA

Noiuni de structur a atomului.

Structura moleculei. Legturi chimice.

Noiuni de termochimie i cinetic chimic.

Sisteme disperse. Soluii.

Compui de coordinaie. Combinaii complexe.

Reacii redox. Noiuni de electrochimie.

b. CHIMIA ANORGANICA

Chimia anorganic descriptiv trateaz proprietile fizice, chimice i fiziologice ale elementelor i compuilor acestora, conform clasificrii lor n Tabelul periodic. (Nemetale si Metale)II. LUCRARI PRACTICE - Sem. I i Sem. II 3 ore/ sptmn Lucrrile practice constau n aplicaii experimentale ale noiunilor predate la curs.

B I B L I O G R A F I E Curs de Chimie general Litografia U.M.F.Iai

C. Caraman, Maria Miftode, Alina Stefanache

Chimia nemetalelor Editura Gr.T.Popa, U.M.F.Iasi

Maria Miftode, Alina Stefanache

Chimie anorganic Metale Litografia U.M.F. Iai

C.Caraman, Maria Miftode

Chimie anorganic experimental Editura Fundaiei Academice Axis, Alina Stefanache, Alina Monica Miftode, Maria Miftode

LEGILE COMBINATIILOR CHIMICE

LEGILE GENERALE ALE CHIMIEI1. Legea conservrii materiei (Lomonosov- Lavoisier);

2. Legea proporiilor definite n greutate (legea constanei compoziiei - Proust);

3. Legea echivalenilor;

4. Legea proporiilor multiple (Dalton);

5. Legea volumelor;

6. Legea lui Avogadro. LEGEA CONSERVARII MATERIEI Legea conservarii masei

Legea conservarii energiei

In cursul reaciilor chimice nu se observ o mrire sau o micorare detectabil a masei totale a sistemului.Legea conservarii masei: Masa substanelor intrate n reacie este egal cu masa substanelor rezultate din reacie.

Transformrile chimice sunt nsoite ntotdeauna i de transformarea unei forme de energie n alta.

Legea conservrii energiei: In timpul transformrilor chimice obinuite, energia nu se creaz i nici nu se distruge, ci numai se transform n alte forme de energie.

Conform teoriei relativitii restrnse elaborat de Einstein, masa i energia sistemului sunt legate prin relaia: E = m.c 2 n care E = energia sistemului ( kJ) M = masa sistemului (Kg)

c = viteza luminii (3.10 8 m /s)

Orice variaie a energiei este nsoit de o variaie a masei.

Deoarece masa i energia sunt dou forme de existen a materiei, cele dou legi au fost reunite i s-a formulat legea universal a conservrii materiei: SUMA TOTAL A MASEI I ENERGIEI SUBSTANELOR CARE REACIONEAZ NTR-UN SISTEM NCHIS ESTE CONSTANT.

Nimic nu se pierde, nimic nu se castiga, totul se transforma.

In reactiile nucleare are loc o transformare a masei in energie si invers. LEGEA PROPORTIILOR DEFINITE IN GREUTATE (Legea constantei compoziiei) O substan chimic este format ntotdeauna din aceleai elemente , unite n aceleai proporii indiferent de metoda de obinere i de proporia reactanilor. Deci, o substan chimic are o compoziie calitativ i cantitativ constant i bine definit.

Exemplu. FeS conine 56 g Fe i 32 g SLEGEA ECHIVALENTILOR

In reaciile chimice, elementele se combin ntre ele n rapoarte de mas proporionale cu echivalenii lor chimici.

Echivalentul chimic: Cantitatea dintr-un element care se combin sau substituie n reaciile chimice 1,008 grame hidrogen, 8 grame oxigen sau 3 grame carbon.

Cantitatea de substan exprimat n grame numeric egal cu echivalentul chimic se numete echivalent gram sau val.

Calcularea echivalentului gram:a) La elemente: Eg = A / valen;b) La acizi: Eg = M/ numrul de protoni (H+ ) cedai n reacie; Ex. H3PO4 are 3 valori ale Eg , n funcie de reacia n care intr ( M / 1; M / 2; M/3 )c) La baze: Eg = M/ numrul de protoni acceptai;d) La sruri: Eg = M/ nr. de cationi x sarcina cationului; Ex. Al2 (SO4)3 Eg = M/ 6e) Echivalentul gram redox: Eg = M/ nr. de electroni schimbai n reacie;

LEGEA PROPORTIILOR MULTIPLE

Cnd dou elemente pot forma ntre ele mai multe combinaii, diferitele cantiti ale unui element care se combin cu o aceeai cantitate din cellalt element, se afl ntre ele ntr-un raport simplu de numere ntregi i mici.Ex. Oxizii azotului: N2O 2.14 g N 16 g O

NO (N2O2 ) 2.14 g N 2.16 g O

N2O3 2.14 g N 3. 16 g O NO2 (N2O4) 2.14 g N 4. 16 g O

N2O5 2.14 g N 5. 16 g O

Raportul ntre masele oxigenului n cei cinci compui: 1 : 2 : 3 : 4 : 5.

In anul 1961, la Congresul de la Montreal, s-au stabilit: Masa atomic relativ: numrul care indic de cte ori un atom al unui element este mai greu dect atomul de hidrogen.(definiia dat de Dalton) Unitatea de mas atomic (u.a.m. ) unitatea carbon - reprezint a 12-a parte din masa izotopului 12 C

Atomul gram (molul de atomi) cantitatea n grame , numeric egal cu masa atomic a elementului.

Greutatea atomica a unui element este un numar egal cu masa atomica medie a unui element. LEGEA VOLUMELOR ( Gay-Lussac )

La presiune constant, volumele a dou gaze care se combin, se afl ntre ele i fa de volumul gazului rezultat ntr-un raport simplu de numere ntregi i mici. Exemple: H2 + Cl2 2HCl N2 + 3H2 2NH3 1 vol. 1 vol. 2 vol. 1 vol. 3 vol. 2 vol. Deci substanele gazoase se combin ntre ele nu numai n proporie de greutate bine definit i constant ci i n proporii de volum bine definite.

LEGEA LUI AVOGADRO Volume egale de gaze diferite, aflate la aceeai temperatur i presiune, conin acelai numr de molecule.

Numrul lui Avogadro N A- Numrul de molecule coninute ntr-un mol de substan.

NA = 6,022 .10 23 molecule/ mol sau N A = 6,022. 10 26 molecule/ Kmol Volumul molar . Un mol din orice substan aflat n stare de gaz, n aceleasi condiii de temperatur i presiune, ocup acela volum.

Volumul ocupat de un mol de gaz n condiii normale de temperatur i presiune reprezint volumul molar.

Condiii normale: t = 00 C (273 K) ; p = 1 atm (760 mmHg)

VM = 22,4 L/mol

Cu ajutorul legii lui Avogadro se poate calcula masa molecular a unui gaz.

Se consider dou gaze diferite, aflate n condiii normale de temperatur i presiune. Pentru un mol de gaz , densitatea va fi:

1 = M1 / VM ; 2 = M2 / VM ; Deci 1 / 2 = M1 / M2. Dac se cunoate densitatea celor dou gaze i masa molecular a unuia dintre ele , se poate afla M al celuilalt gaz. M1 = 1. M2 / 2 .

Raportul 1 / 2 = d ; reprezint densitatea relativ a unui gaz fa de cellalt.

Dac gazul de comparaie este aerul, M medie = 28,9

M1 = 28,9. d aer Masa atomic i masa molecular absolut.

A abs = A / NA ; M abs = M / NA NOMENCLATURA COMBINATIILOR CHIMICE ANORGANICE

n anul 1970, Comisia pentru nomenclatur constituit de I.U.P.A.C a stabilit regulile pentru scrierea i denumirea compuilor chimici anorganici (How to Name an Inorganic Substances)COMPUI BINARI

1. n compuii binari, metalul (cationul) se scrie naintea nemetalului: Li2O ; NaCl ;AlF3 ;

2. Cationii monoatomici se vor denumi dup numele elementului din care provin;

3. Anionii monoatomici sunt denumii prin adugarea sufixului - ur sau - id la numele elementului din care provin .

Exemple: Cl - - clorur; S 2 - - sulfur; O 2 - - oxid;IONII POLIATOMICI

Cationii formai prin protonarea unor molecule neutre se termin n sufixul - oniu.Exemple : NH4+ - amoniu ; H3O + - hidroniu;

Exist i cationi cu denumiri specifice: NO+ - nitrozil

NO2+ - nitroniu

Oxoanioni- denumirea va include sufixul - it pentru stri de oxidare inferioare sau sufixul at pentru stri de oxidare superioare.

Exemple: NO2- nitrit ; NO3- - nitrat; SO32 - - sulfit ; SO42 - - sulfatUneori se adaug prefixul -hipo, pentru stri de oxidare mult mai reduse sau -per pentru stri de oxidare mult mai mari.

Exemple : ClO - ClO2 - ClO3- ClO4 - Hipoclorit clorit clorat perclorat

n formula srurilor duble, cationii se scriu n ordinea cresctoare a electropozitivitii si se citesc n ordine alfabetic; anionii se scriu i se citesc n ordine alfabetic

Exemple: NaAl(SO4 ) 2 aluminiu sodiu sulfat sau sulfat de aluminiu sodiu:

PbClF plumb clorofluorurLA SRURILE ACIDE se citete i hidrogenul;

Exemple : NaH2PO4 sodiu dihidrogen fosfat ( dihidrogen fosfat de sodiu);

Na2HPO4 - sodiu monohidrogen fosfat (monohidrogen fosfat de sodiu).

n cazul n care un metal formeaz cationi la diferite stri de oxidare, srurile corespunztoare vor fi denumite cu precizarea strii de oxidare a metalului, printr-un numeral roman.

Exemple: FeCl2 - clorur de Fe ( II ) sau clorur feroas

FeCl3 - clorur de Fe ( III ) sau clorur feric

DENUMIREA OXIZILOR se face preciznd numrul de atomi cu ajutorul sufixelor din limba greac: mono (1) ; di (2) ; tri (3) ; tetra (4) ; penta (5) ; hexa (6) ; hepta (7) ; octa (8).

Exemple: N2O dinitrogen monoxid (oxid nitros)

N2O4 dinitrogen tetroxid DENUMIREA ACIZILOR

Acizii, conform definiiei clasice, sunt substane ce conin unul sau mai muli atomi de hidrogen, ataai unui anion.

Denumirea acidului se va face n funcie de natura anionului respectiv.

Dac anionul nu conine oxigen, numele acidului se formeaz adugnd prefixul - hidro i sufixul -ic la numele elementului.

Exemple: HF acid hidrofluoric (acid fluorhidric)

H2S acid hidrosulfuric (acid sulfhidric)

Dac anionul conine oxigen, numele acidului se formeaz adugnd la rdcina numelui anionului sufixul -os sau -ic ;Exemple: Anion Acid

- it (SO32- sulfit), -os (H2SO3 acid sulfuros) - at (SO42- sulfat) - ic (H2SO4 acid sulfuric)La unii acizi, dup numrul gruprilor - OH , se pot folosi sufixele: orto, meta, piro (di).

Exemple: H3PO4 acid ortofosforic

HPO3 - acid metafosforic

H4P2O7 acid pirofosforic (acid difosforic)

Acizii care conin gruparea peroxo: - O O - sunt denumii raional cu prefixul peroxo.

Exemple: H2S2O8 acidul peroxodisulfuric

H2SO5 - acidul peroxomonosulfuric S T R U C T U R A A T O M U L U IAtomul este constituit din: Nucleu

Inveli electronic

Nucleul este format din: protoni i neutroni

Inveliul electronic electroni

Caracteristicile particulelor constitutive ale atomului:Particula Masa (u.a.m.) SarcinaProton 1,0073 + 1

Neutron 1,0087 0

Electron 0,00055 - 1

Structura nveliului de electroni

Electronii sunt particule elementare ncrcate cu sarcin electric negativ, a cror mas de repaus este de 1840 ori mai mic dect masa atomului de hidrogen.

Electronul este un constituent universal al materiei.

Experiene care pun n eviden prezena electronilor:

Razele catodice se produc n urma descrcrilor electrice n gaze rarefiate;

Efectul termoelectric unele metale aduse la incandescen emit electroni:

Efectul fotoelectric sub aciunea unui flux de radiaii UV (ultraviolete) unele metale emit electroni. Cantitatea de electroni emis nu depinde de intensitatea luminii ci numai de frecvena acesteia.

TEORII ASUPRA NATURII LUMINII Teoria corpuscular consider c lumina este constituit dintr-un flux de particule (corpuscule) care se propag rectiliniu n spaiu, conform legilor mecanicii clasice.

Teoria ondulatorie - stabilete c lumina este o radiaie de natur electromagnetic , ce se propag liniar sub form de unde, cu o intensitate care variaz periodic i cu viteza constant de 3.108 m/ sec.

Unda electromagnetic reprezint o vibraie transversal pe direcia de propagare i se descrie printr-o sinusoid.

Conform teoriei lui Planck, emisia sau absorbia de energie se face n mod discontinuu, prin cantiti determinate de energie, numite cuante de aciune, a cror valoare depinde de frecvena radiaiei.

E = h.

Cuanta de energie luminoas se numete foton.

Lumina posed deci un dublu caracter: de und i de corpuscul.

Fotonul se comport ca un corpuscul cnd este localizat n spaiu; n timpul propagrii n spaiu, micarea fotonului este reprezentat de unda asociat; n acest caz, fotonul i manifest caracterul ondulatoriu i l pierde pe cel de corpuscul.

Unda ataat unui foton nu are caracteristicile undei clasice ci arat doar probabilitatea ca fotonul s existe ntr-un anumit loc.

Acest dualism und-corpuscul, definit iniial pentru foton, a fost extins la toate particulele electroni, protoni etc. i a permis interpretarea spectrelor atomice.

ELECTRONUL N MICAREA SA ESTE INSOTIT DE O UNDA, ceea ce l aseamn cu lumina.

M O D E L E A T O M I C EI. Modelul planetar (Rutherford)

II. Modelul Bohr

III. Modelul Sommerfeld

I. MODELUL PLANETAR (RUTHERFORD) Modelul lui Rutherford a fost elaborat prin analogie cu sistemul planetar.

Se consider c n centrul atomului se afl nucleul , n jurul cruia , pe anumite orbite se deplaseaz electronii ( asemntor rotirii planetelor n jurul soarelui).

Fora de atracie care se manifest ntre nucleu i electroni este compensat de fora centrifug.

Diametrul nucleului este foarte mic n comparaie cu diametrul ntregului atom. Experiena lui Rutherford

Modelul a fost elaborat pe baza unui experiment n care s-au bombardat atomii diferitelor metale cu particule (nuclee de heliu).Traseul particulelor este vizualizat cu ajutorul unui detector .S-a constatat c majoritatea particulelor trec nedeviate. O mic parte sunt deviate de la direcia iniial iar unele particule (foarte puine) sunt reflectate napoi ctre surs. Concluzii: atomii au o structur lacunar (cu goluri);

- sunt deviate uor de la direcia iniial particulele care trec prin imediata vecintate a unui electron;

- sunt deviate total particulele care trec prin vecintatea nucleului.

Modelul contravine legilor mecanicii clasice. Electronii, particule ncrcate electric, vor da natere, prin micarea lor, unei unde electromagnetice care va prelua o parte din energia electronului. Pierznd din energia cinetic, electronii se vor deplasa pe orbite din ce n ce mai mici iar n final ar trebui s cad pe nucleu.

In realitate, atomul este foarte stabil atta timp ct asupra sa nu acioneaz o perturbaie. MODELUL ATOMIC BOHRNiels Bohr combin modelul planetar al atomului cu teoria cuantelor elaborat de ctre Planck: emisia sau absorbia de energie se face n mod discontinuu, prin cantiti determinate de energie cuante de energie. E = h Pentru explicarea stabilitii atomului, Bohr a emis dou postulate. Primul postulat : Atomul este caracterizat prin anumite stri numite stri staionare n care nu se produce emisia de energie, chiar dac particulele ncrcate din atom se gsesc n micare, nct, dup legile mecanicii clasice, ar trebui s emit radiaii electromagnetice. Strile staionare se caracterizeaz prin anumite valori energetice bine definite. Trecerea de la o stare energetic la alta se face discontinuu. Al doilea postulat : Orice emisie sau absorbie de energie corespunde trecerii atomului dintr-o stare staionar n alta, trecere numit tranzii .Energie se emite sau se absoarbe sub form de foton, a crui energie va fi: E = E m E n (E m i E n - energia strilor staionare ntre care se face tranziia) h = E m E n

Starea n care un atom are cea mai mic energie posibil se numete stare fundamental (a se vedea schema nivele energetice n atom). Pentru a trece pe o orbit superioar, electronul trebuie s primeasc energie din exterior.

Cnd revine la poziie iniial, electronul va emite energia absorbit.

Electronul se menine n micarea sa circular pe orbita staionar datorit echilibrului dintre fora centrifug i fora de atracie coulombian (centripet). Al treilea postulat (postulatul adiional): Sunt permise numai acele stri staionare pentru care momentul cinetic al electronului este un multiplu ntreg al constantei lui Planck. Momentul cinetic (momentul cantitii de micare) = 2 rm v 2 r m v = n h

n care: r raza orbitei; m masa electronului; v- viteza electronului n numr cuantic principal - caracterizeaz energia orbitei.

Toi electronii care au acela numr cuantic principal fac parte din acela strat electronic.

Straturile sunt notate: K, L, M, N, O, P, Q. Modelul atomic Bohr explic formarea spectrelor de emisie i de absorbie (spectre atomice), spectrele moleculare i spectrele de raze X. S P E C T R E A T O M I C EPrin descompunerea radiaiei provenite de la o surs luminoas (trecnd radiaia printr-o prism), se obine spectrul luminii albe, alctuit dintr-o succesiune de culori de la rou la violet (ROGVAIV).

Acest spectru este numit spectru de emisie.

Dac radiaia provine de la un corp incandescent, spectrul obinut este continuu ( trecerea de la o culoare la alta se face n mod continuu).

Dac radiaia provine de la un gaz activat termic sau electric, spectrul este discontinuu, format din puine linii colorate luminoase pe un fond ntunecat.

Dac se trece un flux luminos, provenit de la o surs cu spectru de emisie continuu , printr-o substan transparent (gaz, lichid sau solid) i se analizeaz spectrul obinut, se constat c din spectrul continuu al fluxului luminos lipsesc o parte din radiaii. In locul radiaiilor respectrive (la lungimea de und corespunztoare) apar n spectru linii sau benzi ntunecate pe fondul luminos al spectrului. Spectrele obinute sunt spectre de absorbie.

Pentru aceeai substan, liniile ntunecate din spectrul de absorbie coincid cu liniile luminoase din spectrul de emisie.

Spectrele de absorbie se obin la trecerea electronului de pe o orbit inferioar pe o orbit superioar;In acest caz se absoarbe o radiaie a crei energie este :

E = E2 E1 ( E = h. ).

La revenirea electronilor pe orbite cu energii mai mici se emite o radiaie cu aceeai energie ( cu aceeai frecven). Se obin astfel spectrele de emisie.

MODELUL ATOMIC SOMMERFELD

Consider c electronii se deplaseaz n jurul nucleului nu numai pe orbite circulare ci i pe orbite eliptice, nucleul fiind situat n unul dintre focare.

Poziia electronului fa de nucleu va depinde n fiecare moment de raza vectoare r i de unghiul azimutal .

Electronul va fi caracterizat de dou numere cuantice:

- numrul cuantic azimutal: n numrul cuantic radial: n rNumrul cuantic azimutal determin semiaxa mic a orbitei eliptice, respectiv momentul cinetic al electronului. Poate lua valori de la 1......... n

Fiecare orbit circular, cu numrul cuantic n, poate fi descompus n n elipse care vor avea aceeai ax mare dar axe mici (excentriciti) diferite.

Dac notm cu - a axa mare a orbitei

b axa mic a orbitei

Raportul b/a = n / n

Numrul cuantic secundar l este legat de numrul cuantic azimutal prin relaia: l = n 1.

Numrul cuantic secundar ia valori de la 0 ......n-1

Deci, numrul cuantic secundar este o msur pentru semiaxa mic a orbitei.

Raportul b/a = l+ 1 / n (1) Conform modelului Bohr, starea energetic a unui electron este caracterizat n prim aproximaie de numrul cuantic principal . Toi electronii care au acelai numr cuantic principal, vor avea aceeai energie i fac parte din acelai strat.

Conform modelului Sommerfeld, fiecare strat este alctuit din mai multe substraturi care conin electroni cu numere cuantice secundare diferite. Aceti electroni se deplaseaz pe orbite cu aceeai ax mare, dar cu excentriciti diferite.

Cu ajutorul relaiei (1), se pot determina valorile pentru axa mic a orbitei i se poate calcula numrul de substraturi dintr-un strat. Relatia (1) este b/a = l + 1 / n deci b = (l + 1 / n ) aSTRATULnlbFORMA ORBITEINR. DE SUBSTRATURI

K10b = aCerc1 - s

L20b = a/2Elipsa2 s

- p

1b = aCerc

M30b = 1/3 aElipsa 3 s

- p

- d

1b = 2/3 aElipsa

2b = aCerc

N40b = 1/4 aElipsa4 s

- p

- d

- f

1b = 1/2 aElipsa

2b = 3/4 aElipsa

3b = aCerc

NUMRUL CUANTIC DE SPIN I NUMRUL CUANTIC MAGNETIC Numrul cuantic de spin s - caracterizeaz micarea electronului n jurul axei proprii.

s = ( +1/2 ) sau (- 1/2 ) Numrul cuantic magnetic m indic numrul orientrilor posibile ale orbitei electronice sub aciunea unui cmp magnetic.

m = - l......0.....+ l m = 2 l + 1 valoriSubstratspdf

l0123

m1357

Nr. orbitali1357

CONFIGURATIA ELECTRONICA A ATOMULUI

Configuraia electronic: distribuia electronilor pe straturi, substraturi i orbitali.

Configuraia electronic a unui atom n stare fundamental se poate stabili utiliznd urmtoarele reguli:

1. Ocuparea nivelelor cu electroni se face n ordinea cresctoare a energiei acestora.

2. Principiul excluziunii a lui Pauli: Intr-un atom nu pot exista doi electroni cu toate cele 4 numere cuantice identice; ei difer, cel puin, prin numrul cuantic de spin.

3. Regula lui Hund (se aplic la distribuia electronilor pe subnivele substraturi): In starea fundamental, pentru o anumit valoare a numrului cuantic secundar, electronii se distribuie pe orbitalii fiecrui substrat n aa fel, nct momentul de spin total s fie maxim.

Deci, fiecare orbital se ocup mai nti cu cte un electron i apoi cu cel de al doilea. Numrul maxim de electroni dintr-un orbital este egal cu 2.

Numrul maxim de electroni dintr-un substrat este dat de formula: N electroni = 2 m dar m = 2 l +1 N electroni = 2 ( 2 l + 1)Substrat l Nelectroni

s 0 2

p 1 6

d 2 10

f 3 14

Completarea straturilor cu electroni se face n ordinea cresctoare a energiei, conform regulei:

Electronul se fixeaz pe nivelul liber al crui sum n + l este minim

Pentru valori identice ale acestei sume, ordinea este dat de valoarea cea mai mic a lui n

K 1 s 2L 2 s 2 2 p 6M 3 s2 3 p 6 3 d ( n = 3 ; l = 2) n + l =5N 4 s2 3 d10 4 p6 4 d 4 f

n = 4 n = 4 n = 4 n = 4

l = 0 l = 1 l = 2 l = 3O 5 s 2 4 d 10 5 p 6 5 d 5 f

n = 5 n = 5 n = 5 n = 5

l = 0 l = 1 l = 2 l = 3P 6 s 2 4 f 14 5 d 10 6 p 6 6 d 6 f

n = 6 n = 6 n = 6 n = 6

l = 0 l = 1 l = 2 l = 3Q 7 s 2 5 f 14 6 d 10 7 p ..

PROPRIETATI FIZICE PERIODICE

1. Volumul atomic

2. Volumul ionic

3. Punctele de topire i de fierbere

4. Energia (potenialul de ionizare) i afinitatea pentru electroni.

5. Spectrele optice

6. Densitatea

7. Conductibilitatea termic i electric

Volumul atomic, volumul ionilor pozitivi i volumul ionilor negativi variaz astfel:

n cadrul aceleiai perioade, scad odat cu creterea numrului atomic Z;

n grup, cresc odat cu creterea numrului atomic Z.

Punctele de topire i de fierbere depind de numrul atomic .

In perioade, cresc de la grupa I la grupa IV, odat cu creterea lui Z i scad apoi pn la grupa VIII.

In grupele principale (I-IV), scad odat cu creterea numrului atomic Z. n grupele principale IV-VIII cresc odat cu creterea numarului atomic Z.

In general elementele cu volum mic i valen ridicat (grupa IV) formeaz cristale foarte stabile, cu puncte de topire i de fierbere foarte ridicate .

Energia (potenialul) de ionizare energia,exprimat n voli, necesar extragerii unui electron dintr-un atom;

In perioad crete de la stnga la dreapta iar n grup scade de sus n jos.

Afinitatea pentru electron energia degajat la acceptarea unui electron .

Cedarea electronilor (formarea ionilor pozitivi) este un proces endoterm (se face cu consum de energie energia de ionizare);

Acceptarea de electroni (formarea ionilor negativi) este un proces exoterm (se face cu degajare de energie afinitatea pentru electron).

PROPRIETATI CHIMICE PERIODICE

1. Valena

2. Electropozitivitatea

3. Electronegativitate

4. Caracterul acido-bazic.VALENTA : Capacitatea atomului unui element de a lega sau a substitui, prin reacii chimice, un anumit numr de ali atomi.

Valena este dat de numrul electronilor cu care un atom particip la formarea legturilor chimice.

Valena maxim fa de oxigen valena pozitiv

Valena maxim fa de hidrogen valena negativ.

Exemplu. Formulele oxizilor elementelor din grupele I VIII principale: Grupa: I II III IV V VI VII VIII

E2O EO E2O3 EO2 E2O5 EO3 E2O7 -

Valena maxim fa de oxigen crete n perioad de la grupa I la grupa VIII principala, fiind dat de numrul grupei. Exemplu. Formulele hidrurilor elementelor din grupele I VIII principale:Grupa: I II III IV V VI VII VIII

EH EH2 EH3 EH4 EH3 EH2 EH -Valena maxim fa de hidrogen crete n perioad de la grupa I la grupa IV ( fiind dat de numrul grupei) i scade apoi pn la grupa VIII, fiind dat de diferena ntre 8 i numrul grupei.

ELECTROPOZITIVITATEA: Capacitatea unui atom de a deveni ion pozitiv prin cedare de electroni.

In grup, caracterul electropozitiv crete de sus n jos (scade fora de atracie a nucleului asupra electronilor din ultimul strat pe msur ce crete raza atomic).

In perioad, caracterul electropozitiv scade de la stnga la dreapta (crete fora de atracie a nucleului odat cu creterea numrului atomic Z)

Elementele cu caracter electropozitiv se afl n Tabelul periodic n partea stng i jos (elementul cel mai electropozitiv este cesiul).

ELECTRONEGATIVITATEA: Capacitatea unui atom de a deveni ion negativ prin acceptare de electroni.

In grup, caracterul electronegativ scade de sus n jos.

In perioad, caracterul electronegativ crete de la stnga la dreapta.

Elementele cu caracter electronegativ se afl n Tabelul periodic n partea drept i sus ( elementul cel mai electronegativ este fluorul).

CARACTERUL ACIDO-BAZIC.

Elementele electropozitive formeaz compui cu caracter bazic (oxizi, hidroxizi).Tria bazelor crete odat cu creterea caracterului electropozitiv.

Elementele electronegative formeaz compui cu caracter acid ( oxizi, acizi).Tria acizilor elementelor din grupele principale crete n acelai sens cu electronegativitatea.

Elementele tranziionale nu respect aceste regului.

Strile inferioare de valen corespund unor compui cu caracter bazic iar cele superioare corespund unor compui cu caracter acid.

Exemplu: Mn(OH)2 (hidroxid de mangan)

H2MnO3 (acid manganos) HMnO4 (acid permanganic)

L E G A T U R I C H I M I C E

Toate elementele au tendina s realizeze pe ultimul strat o configuraie stabil de 2 electroni (DUBLET ) sau de 8 electroni (OCTET) - configuraie de gaz rar.

Configuraia stabil rezult n urma formrii legturilor interatomice.Exist trei tipuri de legturi interatomice:

a. ELECTROVALENTA - Legtura ionicb. COVALENTA Legtura covalent (singura legtur chimic propriu-zis )c. LEGATURA METALICA.Intre molecule se formeaz de asemenea legturi, care sunt ns mult mai slabe.

Legturile intermoleculare sunt:

a. Legtura de hidrogenb. Legturi prin fore de tip van der Waals a. LEGATURA IONICA

Legtura ionic se realizeaz ntre ioni de semn contrar care se atrag prin fore de natur electrostatic.

Ionii rezult n urma cedrii sau acceptrii de electroni de ctre atomi.

Elementele aflate naintea gazelor rare n sistemul periodic, dar aproape de acestea, i completeaz octetul prin acceptare de electroni, devenind astfel ioni negativi sau anioni;

Elementele aflate dup gazele rare pierd electroni i se transform n ioni cu sarcin pozitiv ioni pozitivi sau cationi.

Anionii vor avea astfel structura electronic a gazului rar ce urmeaz imediat dup elementul respectiv n sistemul periodic iar cationii vor avea structura gazului rar aflat naintea elementului n sistem.

Numrul electronilor cedai sau acceptai corespunde cu numrul de sarcini ( + ) sau ( - ) ale ionului.

Exemplu: 17 Cl + 1 e - ----- 18 Cl

Configuraia electronic a ionului este :

1 s 2 2s 2 2p 6 3 s 2 3 p 6 (Argon) 11 Na - 1 e - ------- 10 Na + Configuraia electronic a ionului este:

1 s 2 2s 2 2p 6 ( Neon)

Ionii formai se atrag prin fore de atracie de tip coulombian.

Electrovalena maxim pozitiv: reprezint numrul de electroni pe care i poate pierde un atom pentru a realiza o configuraie stabil de 8 sau 18 electroni;

Poate lua valori de la 1 la 8, corespunztor grupei din care face parte elementul.

Electrovalena maxim negativ: reprezint numrul de electroni pe care i poate accepta un atom, pentru a realiza structura gazului rar urmtor;

Nu poate fi mai mare dect 4.

Elementele tranziionale nu pot forma ioni pozitivi cu configuraie de gaz rar ( s 2 p 6 ), deoarece straturile interioare d sau f sunt incomplet ocupate cu electroni.

In cazul acestor elemente figureaz ca electroni de valen, att electronii din ultimul strat ct i electronii din penultimul strat.

Formarea ionilor este determinat de dimensiunea atomilor.

Atomii cu volum mic : - energie de ionizare mare;

- afinitate pentru electroni mare;

- formeaz ioni negativi.

Atomii cu volum mare : - energie de ionizare mic;

- formeaz ioni pozitivi.

Legtura ionic se stabilete deci ntre atomi cu electronegativiti diferite i nu este orientat n spaiu.

Este o legtur foarte puternic. b. L E G T U R A C O V A L E N T Se realizeaz prin punere n comun de electroni; Aceti electroni alctuiesc n comun o pereche de electroni ce aparin ambilor atomi; Electronii pui n comun mpreun cu electronii ce nu particip la legtur vor conferi atomului structur stabil.

Electronii care nu particip la formarea legturii covalente se numesc electroni neparticipani; Acest tip de legtur se formeaz ntre atomi cu electronegativiti foarte apropiate sau cu aceeai electronegativitate; Este caracteristic: gazelor (H 2, Cl 2, O 2) substanelor organice combinaiilor complexe Pot participa la acest tip de legatura doar electroni necuplai, de spin opus;

L E G T U R A C O O R D I N A T I V Este un caz special al legturii covalente; Perechea de electroni ai legturii provine de la un singur atom: - Atomul ce posed o pereche de electroni liberi se numete donor; - Atomul ce posed un orbital liber se numete acceptor. Acesta primete perechea de electroni de la atomul donor;Exemplu: BF3 i NH3Borul este: chimic nesaturat formeaz 3 covalene cu fluorul

grupeaz n jurul su 6 electroni are un orbital p liber

PAGE 16