Παρασκευή, 25 Δεκεμβρίου 2015

ΜΑΘΗΜΑ 9, ΜΕΡΟΣ 1: Ιοντικός ή Ετεροπολικός Δεσμός (Α' Λυκείου)

ΜΕΡΟΣ 1

Χαλλόουουου, δεσποινίδες και κύριοι!!!

Χρόνια σας πολλά και Καλές Γιορτές!!!

Καλωσορίσατε στο Χριστουγεννιάτικο μάθημα της Smart Chemistry!

Σήμερα θα μελετήσουμε τον Ιοντικό ή αλλιώς Ετεροπολικό Δεσμό! Μεγάλη χριστουγεννιάτικη συγκίνηση! :P

Ξεκινάμε λοιπόν με τον ορισμό!

Κρύσταλλος NaCl σε κυβικό σχήμα.
Ετεροπολικός ή ιοντικός δεσμός είναι ο δεσμός που σχηματίζουν ένα μέταλλο (ηλεκτροθετικό στοιχείο) και ένα αμέταλλο (ηλεκτραρνητικό στοιχείο) με μεταφορά ηλεκτρονίων από το μέταλλο προς το αμέταλλο. Έτσι το μέταλλο μετατρέπεται σε κατιόν (+), το αμέταλλο σε ανιόν (–) και έλκονται μεταξύ τους με ισχυρές ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Αφού ενωθούν διατάσσονται στον χώρο σε κανονικά γεωμετρικά σχήματα, που ονομάζονται κρύσταλλοι (π.χ. ο κρύσταλλος του χλωριούχου νατρίου NaCl είναι κυβικός.

Για να σχηματιστεί ο ετεροπολικός δεσμός πρέπει να πληρούνται κάποιες προϋποθέσεις, δε γίνεται δύο ή περισσότερα άτομα εκεί που κάθονται να αποφασίσουν ξαφνικά να ενωθούν ετεροπολικά!

Cl: Έι, Υδρογόνο, τι λες, φτιάχνουμε έναν ετεροπολικό δεσμό να γουστάρουμε;
Η: Γιατί όχι, Χλώριο;;; Δεν έχω κάτι καλύτερο να κάνω αυτή τη στιγμή!

Όοοχι, δε γίνεται έτσι! Τι το περάσαμε;

Προϋποθέσεις Σχηματισμού Ετεροπολικού Δεσμού
  • Πρέπει να υπάρχει μέταλλο. Το μέταλλο έχει στην εξωτερική του στοιβάδα 1, 2 ή 3 ηλεκτρόνια, τα οποία σουτάρει, γιατί είναι ηλεκτροθετικό και αποκτάει δομή ευγενούς αερίου. Έτσι φορτίζεται θετικά με φορτίο 1+, 2+ ή 3+ αντίστοιχα.
  • Πρέπει να υπάρχει αμέταλλο. Το αμέταλλο χρειάζεται ηλεκτρόνια, γιατί είναι ηλεκτραρνητικό, άρα θα μαζέψει τα ηλεκτρόνια που έδιωξε το μέταλλο, για να αποκτήσει δομή ευγενούς αερίου. Έτσι, θα φορτιστεί αρνητικά.


Χαρακτηριστικά Ετεροπολικών Ενώσεων
  • Οι ετεροπολικές ενώσεις δεν αποτελούνται από μόρια. Αποτελούνται από ιόντα. Πρέπει να υπάρχουν και κατιόντα και ανιόντα για τον σχηματισμό ετεροπολικής ένωσης.
  • Είναι κρυσταλλικά στερεά που έχουν υψηλά σημεία τήξεως και ζέσεως. Δηλαδή λιώνουν σε υψηλές θερμοκρασίες, γιατί οι ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των ιόντων είναι πολύ ισχυρές.
  • Οι κρύσταλλοι των ετεροπολικών ενώσεων είναι σκληροί και εύθραυστοι.
  • Όταν οι ετεροπολικές ενώσεις βρίσκονται σε στερεή κατάσταση είναι κακοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Αν όμως λιώσουν ή διαλυθούν σε διαλύματα είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού.
  • Οι περισσότερες ετεροπολικές ενώσεις διαλύονται εύκολα στο νερό, είναι δηλαδή ευδιάλυτες.


Ηλεκτρονιακοί Τύποι
Ο ηλεκτρονιακός τύπος είναι ένας τύπος που μας δείχνει πόσα ηλεκτρόνια έχει στην εξωτερική του στοιβάδα ένα άτομο ή τα άτομα μιας χημικής ένωσης. Για παράδειγμα, το 11Na έχει 1 ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στοιβάδα, το 12Mg έχει 2 ηλεκτρόνια, το 13Al έχει 3 ηλεκτρόνια, ο 6C έχει 4 ηλεκτρόνια, κ.ο.κ.

Αυτά τα ηλεκτρόνια σχεδιάζονται με τελείτσες γύρω από το σύμβολο του χημικού στοιχείου, από πάνω, από κάτω, αριστερά και δεξιά, όπου γουστάρετε. Έτσι για τα παραπάνω άτομα, οι ηλεκτρονιακοί τύποι είναι:

Αν ένα άτομο έχει 5 ή παραπάνω ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα, βάζουμε από μια τελείτσα σε κάθε πλευρά του συμβόλου (σύνολο 4 τελείτσες) και τις υπόλοιπες τις βάζουμε σε ζευγάρια. Για παράδειγμα, οι ηλεκτρονιακοί τύποι των χημικών στοιχείων 7Ν, 8Ο, 9F και 10Ne είναι οι παρακάτω:

Τα ηλεκτρόνια που είναι μοναχικά γύρω από το άτομο ονομάζονται μονήρη ηλεκτρόνια, ενώ τα ζευγαράκια ονομάζονται ζεύγη ηλεκτρονίων. Ας πούμε, το N έχει στην εξωτερική του στοιβάδα 3 μονήρη ηλεκτρόνια και ένα ζεύγος ηλεκτρονίων, σύνολο 5 ηλεκτρόνια.

Όταν ένα άτομο προσλαμβάνει ή αποβάλλει ηλεκτρόνια για να αποκτήσει δομή ευγενούς αερίου, συμπληρώνει την εξωτερική του στοιβάδα με 8 ηλεκτρόνια, αλλά αποκτάει και ανάλογο ηλεκτρικό φορτίο. Άρα γύρω από το σύμβολο του χημικού στοιχείου ζωγραφίζουμε 8 τελείτσες, βάζουμε αγκύλες και γράφουμε και το φορτίο του ιόντος, όπως παρακάτω:

Cl: Τι θα γίνει τελικά, ρε Υδρογόνο, με εκείνον τον ετεροπολικό δεσμό που λέγαμε;
Η: Ωχ, πρέπει να φύγω!
Cl: Γιατί μωρέ, τι έγινε;
H: Έχω ένα ραντεβού με το Νάτριο!

Λοιπόν, αυτά για σήμερα, χρονιάρα μέρα! Στο επόμενο μέρος του μαθήματος θα δούμε παραδείγματα ετεροπολικών ενώσεων και πώς απαντάμε στις ασκήσεις!

Θα τα δημοσίευα και τώρα, αλλά έχουν αρχίσει και μαζεύονται στο τραπέζι και θα έχουμε γκρίνιες από τη μάνα μου!

Και πάλι Καλά Χριστούγεννα και μην ξεχνάτε:

Τα Πάντα Είναι Χημεία!!!
Και τα μελομακάρονα και οι κουραμπιέδες!!!!!

Παρασκευή, 18 Δεκεμβρίου 2015

ΜΑΘΗΜΑ 8, ΜΕΡΟΣ 3: Χημικός Δεσμός (Α' Λυκείου)

ΜΕΡΟΣ 3

Γκουντ ντέυ!!!

Στο τελευταίο μέρος του μαθήματος θα δούμε πώς μεταβάλλονται οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα κατά μήκος μιας περιόδου και μιας ομάδας.

Δηλαδή, πώς μεταβάλλονται η ατομική ακτίνα, η ηλεκτραρνητικότητα και η ηλεκτροθετικότητα!

Ατομική Ακτίνα
Όπως κατεβαίνουμε προς τα κάτω σε μια ομάδα του Π.Π., εύκολα καταλαβαίνουμε ότι κάθε άτομο έχει μια ηλεκτρονιακή στοιβάδα περισσότερη από το από πάνω του. Έτσι, η ατομική ακτίνα αυξάνεται προς τα κάτω σε μια ομάδα του Π.Π.. Όλα τα χημικά στοιχεία μιας περιόδου έχουν ίδιο αριθμό στοιβάδων, άρα το μέγεθός τους μοιάζει. Όμως επειδή προς τα δεξιά κάθε άτομο έχει περισσότερα πρωτόνια στον πυρήνα του από τα άτομα αριστερά του, η έλξη των ηλεκτρονίων είναι πιο ισχυρή κι έτσι η ατομική ακτίνα μικραίνει ελαφρώς. Άρα η ατομική ακτίνα αυξάνεται στον Π.Π. έτσι: ↓←

Παράδειγμα
Σύγκριση ατομικής ακτίνας 7N, 9F και 15P.

Αρχικά κάνουμε την κατανομή σε στοιβάδες των ηλεκτρονίων των ατόμων:
7N: Κ(2), L(5)                → 2η Περίοδος, 15η ή VA Ομάδα
9F: K(2), L(7)                → 2η Περίοδος, 17η ή VIIA Ομάδα
15P: K(2), L(8), M(5)     → 3η Περίοδος, 15η ή VA Ομάδα

Με την πρώτη ματιά βλέπουμε ότι ο φώσφορος P διαθέτει 3 ηλεκτρονιακές στοιβάδες (βρίσκεται στην 3η Περίοδο του Π.Π.), άρα είναι το στοιχείο με τη μεγαλύτερη ατομική ακτίνα. Το άζωτο Ν και το φθόριο F έχουν 2 ηλεκτρονιακές στοιβάδες (βρίσκονται στη 2η Πρίοδο του Π.Π.), άρα έχουν παραπλήσιο μέγεθος. Το F είναι όμως πιο μικρό, γιατί έχει μεγαλύτερο Ατομικό Αριθμό Ζ, δηλαδή περισσότερα πρωτόνια στον πυρήνα του (έχει 9p ενώ το Ν έχει 7p), άρα o πυρήνας του F έλκει τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας με μεγαλύτερη δύναμη απ’ό,τι ο πυρήνας του Ν και έτσι η ατομική ακτίνα του F είναι μικρότερη από του του Ν. Άρα η κατάταξη των χημικών στοιχείων κατά αύξουσα ατομική ακτίνα είναι η εξής:

9F7N < 15P

Ηλεκτραρνητικότητα
Η ηλεκτραρνητικότητα είναι η αγάπη των χημικών στοιχείων για ηλεκτρόνια. Όσο λιγότερα ηλεκτρόνια λείπουν από ένα χημικό στοιχείο για να συμπληρώσει δομή ευγενούς αερίου τόσο πιο ηλεκτραρνητικό είναι. Επίσης, όσο πιο μικρή ατομική ακτίνα έχει ένα χημικό στοιχείο, τόσο πιο ηλεκτραρνητικό είναι (έλκει ισχυρά τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας του και δεν τα αφήνει να ξεκολλήσουν εύκολα). Κατεβαίνοντας προς τα κάτω σε μια ομάδα στον Π.Π., αυξάνεται η ατομική ακτίνα, άρα μειώνεται η ηλεκτραρνητικότητα. Προς τα δεξιά, κατά μήκος μιας περιόδου μειώνεται η ατομική ακτίνα, άρα αυξάνεται η ηλεκτραρνητικότητα. Τελικά, η ηλεκτραρνητικότητα στον Π.Π. αυξάνεται ανάποδα από την ατομική ακτίνα έτσι: ↑→

Το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο είναι το φθόριο F που βρίσκεται πιο πάνω και πιο δεξιά.

Όταν σου ζητήσει να συγκρίνεις χημικά στοιχεία ως προς την ηλεκτραρνητικότητα, θα κάνεις ό,τι και στο προηγούμενο παράδειγμα. Το πιο μικρό σε μέγεθος θα είναι το πιο ηλεκτραρνητικό.

Ηλεκτροθετικότητα
Η ηλεκτροθετικότητα είναι η αγάπη των χημικών στοιχείων για τα θετικά φορτία. Όσο λιγότερα ηλεκτρόνια έχει ένα άτομο στην εξωτερική του στοιβάδα τόσο πιο ηλεκτροθετικό είναι. Είσης όσο πιο μεγάλη ατομική ακτίνα έχει ένα άτομο, τόσο πιο ηλεκτροθετικό είναι. Η ηλεκτροθετικότητα αυξάνεται όπως η ατομική ακτίνα στον Π.Π., δηλαδή προς τα κάτω σε μια ομάδα και από δεξιά προς τα αριστερά σε μια περίοδο: ↓←

Το πιο ηλεκτροθετικό στοιχείο είναι το τεχνητό φράγκιο Fr, που βρίσκεται πιο κάτω και πιο αριστερά στον Π.Π.

Όταν ζητήσει να συγκρίνεις χημικά στοιχεία ως προς την ηλεκτροθετικότητα, θα βρίσκεις ποιο είναι το μεγαλύτερο σε μέγεθος (κάνοντας κατανομή ηλεκτρονίων σε στοιβάδες) και αυτό θα είναι το πιο ηλεκτροθετικό.

Δραστικότητα
Όσο πιο ηλεκτραρνητικό ή πιο ηλεκτροθετικό είναι ένα χημικό στοιχείο, τόσο πιο δραστικό είναι (δηλαδή αντιδρά εύκολα με άλλες ουσίες και χημικά στοιχεία). Τα ευγενή αέρια είναι αδρανή (έχουν συμπληρωμένη την εξωτερική τους στοιβάδα), άρα δεν έχουν ούτε ηλεκτραρνητικότητα, ούτε ηλεκτροθετικότητα, ζουν στην ουτοπία τους!
Μεταβολή της ηλεκτροθετικότητας, της ατομικής ακτίνας και της ηλεκτραρνητικότητας
κατά μήκος μιας περιόδου και μιας ομάδας στον Περιοδικό Πίνακα.
Σύγκριση Ατομικής Ακτίνας Ιόντων
  • Σύγκριση Ατομικής Ακτίνας Κατιόντων: Τα κατιόντα έχουν χάσει ηλεκτρόνια από την εξωτερική τους στοιβάδα και το μέγεθός τους έχει μικρύνει, αφού έχουν μία στοιβάδα λιγότερη από το άτομο.
  • Σύγκριση Ατομικής Ακτίνας Ανιόντων: Τα ανιόντα έχουν προσλάβει ηλεκτρόνια στην εξωτερική τους στοιβάδα. Τα ηλεκτρόνια, αφού είναι περισσότερα τώρα, απωθούνται μεταξύ τους και η ατομική ακτίνα του ανιόντος είναι λίγο μεγαλύτερη από του ατόμου.

Συνοψίζοντας:

Σύγκριση Ηλεκτραρνητικότητας: Ψάχνουμε το μικρότερο σε ατομική ακτίνα άτομο.

Σύγκριση Ηλεκτροθετικότητας: Ψάχνουμε το μεγαλύτερο σε ατομική ακτίνα άτομο.

Σύγκριση Ατομικής Ακτίνας: Ακολουθούμε τα επόμενα βήματα για να βρούμε ποιο είναι μεγαλύτερο ή μικρότερο άτομο ή ιόν:

1. Ηλεκτρονιακή κατανομή → περισσότερες στοιβάδες → μεγαλύτερη ατομική ακτίνα.
2. Ίδιος αριθμός στοιβάδων → έλεγχος ατομικού αριθμού Ζ → μεγαλύτερος ατομικός αριθμός → μεγαλύτερη έλξη ηλεκτρονίων από τον πυρήνα → μικρότερη ατομική ακτίνα.
3. Ίδιος ατομικός αριθμός Ζ (ανιόντα) → η ατομική ακτίνα του ανιόντος είναι μεγαλύτερη.

Τέλος και με τον Χημικό Δεσμό!

Τις σημειώσεις αυτού του κεφαλαίου θα τις βρείτε πατώντας στο ακόλουθο λινκ:


Σιι γιου λέιτερ!!!
Τα Πάντα Είναι Χημεία!!!

Τετάρτη, 16 Δεκεμβρίου 2015

ΜΑΘΗΜΑ 8, ΜΕΡΟΣ 2: Χημικός Δεσμός (Α' Λυκείου)

ΜΕΡΟΣ 2

Γεια σας!!!

Στο 2ο μέρος του μαθήματος θα μιλήσουμε για την Ατομική Ακτίνα των ατόμων!

Λετ'ς ντου ιτ!

Ατομική Ακτίνα
Η ατομική ακτίνα είναι το μισό της απόστασης μεταξύ δύο πυρήνων διπλανών ατόμων του ίδιου χημικού στοιχείου που βρίσκονται σε στερεή κατάστασηΠιο απλά, η ατομική ακτίνα είναι η απόσταση ανάμεσα στον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας. Η ατομική ακτίνα δείχνει το μέγεθος του ατόμου, δηλαδή τον χώρο που καταλαμβάνει.

Μεγάλη Ατομική Ακτίνα
Τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας των μεγάλων σε μέγεθος ατόμων (μεγάλης ατομικής ακτίνας) δεν έλκονται τόσο ισχυρά από τον πυρήνα, με αποτέλεσμα να ξεκολλάνε από το άτομο και να φεύγουν. Έτσι σχηματίζονται κατιόντα (θετικά φορτισμένα ιόντα).

Ηλεκτροθετικότητα
Τα άτομα που έχουν μεγάλη ατομική ακτίνα συνήθως δε γουστάρουν ηλεκτρόνια και προτιμούν να τα διώξουν από την εξωτερική τους στοιβάδα (συνήθως έχουν 1, 2 ή 3 ηλεκτρόνια σθένους) και να φορτιστούν θετικά. Αγαπάνε δηλαδή τα θετικά φορτία. Αυτά τα άτομα λέγονται ηλεκτροθετικά. Η τάση τους να διώχνουν ηλεκτρόνια ονομάζεται ηλεκτροθετικότητα.

Μικρή Ατομική Ακτίνα
Αντίθετα, στα μικρά σε μέγεθος άτομα (μικρή ατομική ακτίνα), ο πυρήνας έλκει με ισχυρή δύναμη τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας και δεν τα αφήνει να φύγουν. Έτσι, τα μικρά άτομα είναι πιο πιθανό να προσλάβουν ηλεκτρόνια απ’το να χάσουν σχηματίζοντας ανιόντα (αρνητικά φορτισμένα ιόντα).

Ηλεκτραρνητικότητα
Τα άτομα με μικρή ατομική ακτίνα έλκουν ισχυρά τα ηλεκτρόνια που μπορεί να περάσουν από δίπλα τους και τα προσλαμβάνουν (συνήθως έχουν 5, 6 ή 7 ηλεκτρόνια σθένους). Αποκτούν έτσι αρνητικό φορτίο. Τα άτομα αυτά που γουστάρουν τα ηλεκτρόνια και τα αρνητικά φορτία ονομάζονται ηλεκτραρνητικά. Η τάση τους να έλκουν ηλεκτρόνια ονομάζεται ηλεκτραρνητικότητα.

Συνοψίζοντας:
  • Μεγάλη ατομική ακτίνα → ασθενής έλξη ηλεκτρονίων → συνήθως αποβολή ηλεκτρονίων → σχηματισμός κατιόντων (+) → ηλεκτροθετικότητα.
  • Μικρή ατομική ακτίνα → ισχυρή έλξη ηλεκτρονίων → συνήθως πρόσληψη ηλεκτρονίων → σχηματισμός ανιόντων (–) → ηλεκτραρνητικότητα.

Δημιουργία Χημικού Δεσμού
Όταν δύο άτομα πλησιάζουν το ένα στο άλλο για να ενωθούν, αρχικά απωθούνται, αφού πρώτα πλησιάζονται τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής τους στοιβάδας. Επομένως, για να δημιουργηθεί ένας καινούριος χημικός δεσμός πρέπει να πληρούνται κάποιες προϋποθέσεις:
  • Τα άτομα πρέπει να πλησιάσουν τόσο, ώστε τα πρωτόνια του ενός να έλκουν τα ηλεκτρόνια του άλλου πιο ισχυρά από τις απωστικές δυνάμεις μεταξύ τους.
  • Το σύστημα πρέπει να οδηγηθεί σε χαμηλότερη ενέργεια, για να είναι πιο σταθερό από το προηγούμενο.


Αυτά και για σήμερα!

Στο 3ο και τελευταίο μέρος του μαθήματος θα δούμε πώς μεταβάλλονται οι παραπάνω ιδιότητες των χημικών στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα και τι είδους ασκήσεις μπορούν να πέσουν από αυτό το κεφάλαιο!

Τιλλ δεν!!!
Σιι γιου λέιτερ!!!
Τα Πάντα Είναι Χημεία!!!

Δευτέρα, 14 Δεκεμβρίου 2015

ΜΑΘΗΜΑ 8, ΜΕΡΟΣ1: Χημικός Δεσμός (Α' Λυκείου)

ΜΕΡΟΣ 1

Χαλλόου, χαλλόου!!!

Σήμερα θα πούμε κάποια πραγματάκια για το πώς τα άτομα και τα ιόντα των διαφόρων χημικών στοιχείων ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν τις χημικές ενώσεις!


Για να ενωθούν δύο ή περισσότερα άτομα ή ιόντα, πρέπει η ένωση που θα προκύψει να είναι πιο σταθερή από αυτό που υπήρχε προηγουμένως. Κι αυτό γιατί η φύση δε γουστάρει να δίνει ενέργεια για να διατηρήσει σταθερά τα ασταθή. Προτιμάει να τα αντιδράσει και να σχηματίσει κάτι πιο σταθερό που θα χρειάζεται λιγότερη ενέργεια. Άρα για να σχηματιστεί χημικός δεσμός πρέπει το προϊόν να έχει χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση από το/τα αντιδρών/όντα.


Χημικός Δεσμός
Χημικός δεσμός ονομάζεται η ελκτική δύναμη που συγκρατεί τις δομικές μονάδες της ύλης, δηλαδή τα άτομα, τα μόρια και τα ιόντα, όταν αυτά συνδυάζονται μεταξύ τους (ενώνονται) και σχηματίζουν τις χημικές ουσίες.

Η χημική συμπεριφορά των ατόμων (δηλαδή το αν θα αντιδράσουν με άλλα άτομα ή όχι και πόσο έντονα) καθορίζεται από 2 πράγματα:
  • Τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας.
  • Την ατομική ακτίνα του ατόμου (δηλαδή το μέγεθος του ατόμου).
  Σήμερα θα ασχοληθούμε με τα ηλεκτρόνια σθένους!



Ηλεκτρόνια Σθένους
Ηλεκτρόνια σθένους ονομάζονται τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας ενός ατόμου. Τα άτομα των χημικών στοιχείων των κύριων ομάδων (Α) διαθέτουν 1 έως 8 ηλεκτρόνια σθένους.

Τα πιο σταθερά άτομα είναι τα ευγενή αέρια. Ο λόγος της μεγάλης σταθερότητάς τους είναι ότι έχουν συμπληρωμένη την εξωτερική τους στοιβάδα (το He με 2 και τα υπόλοιπα με 8 ηλεκτρόνια). Όλα τα υπόλοιπα άτομα του Περιοδικού Πίνακα (με εξαίρεση τα ευγενή μέταλα που είναι σταθερά) προσπαθούν να μοιάσουν στα ευγενή αέρια και να συμπληρώσουν την εξωτερική τους στοιβάδα με 8 ηλεκτρόνια (ή 2 αν εξωτερική είναι η στοιβάδα Κ). Από την προσπάθειά τους αυτή προκύπτει ο σχηματισμός χημικών δεσμών και κατ’επέκταση δημιουργία ιοντικών και μοριακών ενώσεων.

Ιοντικές ή Ετεροπολικές Ενώσεις
Τα άτομα που έχουν στην εξωτερική τους στοιβάδα 5, 6 ή 7 ηλεκτρόνια, μπορούν να τσιμπήσουν 3, 2 ή 1 ηλεκτρόνια αντίστοιχα και να τη συμπληρώσουν με 8 (το υδρογόνο χρειάζεται 1 ηλεκτρόνιο για να συμπληρώσει με 2 τη στοιβάδα Κ). Έτσι αποκτούν δομή ευγενούς αερίου και μαζί με αυτή πακετάκι παίρνουν και αρνητικά φορτία από τα έξτρα ηλεκτρόνια.

Παράδειγμα

16S: K(2), L(8), M(6)
Το θείο S χρειάζεται 2 ηλεκτρόνια για να συμπληρώσει με 8 την εξωτερική του στοιβάδα που είναι η Μ. Κάνει την έρευνά του, βρίσκει 2 ηλεκτρονιάκια και αποκτά δομή ευγενούς αερίου μαζί με 2 αρνητικά φορτία.

S + 2e S2–

Άρα η δομή του τώρα είναι:

16S2–: K(2), L(8), M(8)


Απέκτησε δομή ευγενούς αερίου και είναι πλέον ευτυχισμένο!


Τα άτομα που έχουν στην εξωτερική τους στοιβάδα 1, 2 ή 3 ηλεκτρόνια, για να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου, τα διώχνουν από το άτομό τους (τα χορηγούν ευγενικά σε άλλα άτομα που τα χρειάζονται) και έτσι αδειάζει η εξωτερική τους στοιβάδα. Εξωτερική γίνεται πλέον η προηγούμενη στοιβάδα που είναι συμπληρωμένη.


Παράδειγμα

13Al: K(2), L(8), M(3)

To αργίλιο Al έχει 3 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα. Επειδή βαριέται να ψάχνει για 5 ηλεκτρόνια που του λείπουν για να την συμπληρώσει με 8, προτιμάει να διώξει τα 3 ηλεκτρόνια και να βολευτεί με την στοιβάδα L ως εξωτερική και συμπληρωμένη πλέον.

Al Al3+ + 3e

Άρα η δομή του τώρα είναι:

13Al3+: K(2), L(8)

Το Al απέκτησε δομή ευγενούς αερίου έχοντας μία στοιβάδα λιγότερη, αλλά συμπληρωμένη. Ευτυχία!

Τα πράγματα όμως δεν είναι και τόσο ευνοϊκά για τα άτομα που διώχνουν ή προσλαμβάνουν ηλεκτρόνια για να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου. Μπορεί να αποκτούν την ονειρεμένη σταθερότητα των ευγενών αερίων, όμως μαζί τους κολλάνε και ηλεκτρικά φορτία θετικά και αρνητικά που προέρχονται από τα ηλεκτρόνια που διώχνουν ή προσλαμβάνουν αντίστοιχα. Έτσι, μόνο σταθερά δεν μπορούν να είναι όταν κυκλοφορούν με ηλεκτρικά φορτία στην πλάτη τους. Καθώς το θετικά φορτισμένο ιόν (κατιόν) περνάει δίπλα από το αρνητικά φορτισμένο ιόν (ανιόν), η έλξη τους θα δημιουργήσει μία ιοντική ένωση, τα φορτία θα εξισορροπηθούν και η οδύσσειά τους θα λάβει τέλος! Σταθερότητα με ιοντική ένωση! Δομή ευγενούς αερίου και συνολικό φορτίο μηδέν!

Ομοιοπολικές ή Μοριακές Ενώσεις
Υπάρχει περίπτωση να συναντηθούν δύο άτομα, τα οποία και τα δύο θέλουν να πάρουν ηλεκτρόνια για να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου, όμως κανένα δε θέλει να δώσει στο άλλο τα ηλεκτρόνιά του. Έτσι, αποφασίζουν να μοιραστούν ηλεκτρόνια και να σχηματίσουν έναν δεσμό με αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων, ο οποίος λέγεται ομοιοπολικός δεσμός.

Συνοψίζοντας:
1. Ένα άτομο διώχνει ή παίρνει ηλεκτρόνια για να αποκτήσει δομή ευγενούς αερίου.
2. Από την αποβολή ή την πρόσληψη ηλεκτρονίων, τα άτομα φορτίζονται και σχηματίζονται κατιόντα (αποβολή ηλεκτρονίων) και ανιόντα (πρόσληψη ηλεκτρονίων).
3. Τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα έλκονται και σχηματίζονται ιοντικές ενώσεις.

Τα άτομα μπορούν να μοιραστούν ηλεκτρόνια (αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων) για να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου και σχηματίζουν ομοιοπολικές ενώσεις.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τα άτομα που έχουν στην εξωτερική τους στοιβάδα 4 ηλεκτρόνια, μπορούν είτε να προσλάβουν 4 ηλεκτρόνια, είτε να αποβάλλουν 4 για να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου.

Στο επόμενο Μέρος του μαθήματος θα δούμε την ατομική ακτίνα!


Σιι γιου λέιτερ, γκάυζ!!!

Τα Πάντα Είναι Χημεία!!!

Τετάρτη, 9 Δεκεμβρίου 2015

Οι Νικητές του 2ου Διαγωνισμού

Ολοκληρώθηκε σήμερα ο 2ος Διαγωνισμός Χημείας που διοργάνωσε η Smart Chemistry!!! Αυτή τη φορά η συμμετοχή ήταν αρκετά μεγαλύτερη, αφού συνολικά πήραν μέρος 10 μαθητές, οι οποίοι κερδίζουν όλοι!!!

Για να δούμε την κατάταξη των μετάλλων:

Au, 56 βαθμοί
Μυρσίνη Συριοπούλου

Ag, 46 βαθμοί
Παναγιώτης Αγγελόπουλος

Cu, 42 βαθμοί
Χρήστος Καρβούνης

4. Παναγιώτης Λαμπίρης
5. Στάθης Αρώνης
6. Φάνης Πανταζόπουλος
7. Βάσω Ρουμελιώτη
8. Κωνσταντίνα Βασιλοπούλου
9. Μαργαρίτα Ζάτσε
10. Μαρία Κατσαμπά

Υπήρχαν και κάποιες ισοβαθμίες, για τις οποίες έγινε κλήρωση για να καθοριστούν οι θέσεις.

Οι νικητές, με τη σειρά που κατατάχθηκαν, έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν ένα από τα ακόλουθα δώρα:

1 εισιτήριο για όποια ταινία γουστάρουν

1 θήκη για το σμαρτφόν τους

1 μπλουζάκι Smart Chemistry (διατίθενται 5 συνολικά)

Ιδιαίτερο μάθημα για την υπόλοιπη σχολική σεζόν (1 ώρα γυμνάσιο, 1.5 ώρα λύκειο, διατίθεται 1 συνολικά και όχι σε μαθητές μου :P)

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τα σχέδια των μπλουζακίων είναι τα παρακάτω και βγαίνουν σε ό,τι χρώμα γουστάρετε και σε γυναικείο κόψιμο!!! ;)

Θα επικοινωνήσω με τους νικητές για να συνεννοηθούμε για την παράδοση των δώρων τους!

Συγχαρητήριααα!!!!!

Σιι γιου λέιτερ!!!
Τα Πάντα Είναι Χημεία!!!

Τρίτη, 8 Δεκεμβρίου 2015

ΜΑΘΗΜΑ 7: Περιοδικός Πίνακας (Α' Λυκείου)



Περιοδικός Πίνακας ονομάζεται ένας πίνακας στον οποίο έχουν τοποθετηθεί όλα τα γνωστά μέχρι σήμερα χημικά στοιχεία κατά αύξοντα ατομικό αριθμό.

Δηλαδή πρώτο έχει τοποθετηθεί το υδρογόνο 1Η (Ζ=1), δεύτερο το ήλιο 2He (Ζ=2), τρίτο το λίθιο 3Li (Ζ=3) κλπ κλπ..

Η παρακάτω εικόνα δείχνει τον σύγχρονο Περιοδικό Πίνακα:
Ιστορικά δε θα μας απασχολήσει ο τρόπος κατασκευής του Π.Π. (Περιοδικός Πίνακας εν συντομία), αλλά αναφέρω απλά ότι ο παίχτης που έφτιαξε τον πρώτο Π.Π. ονομαζόταν Mendeleev (respect)!

Όπως βλέπετε, ο Π.Π. έχει αυτό το περίεργο σχήμα, διότι η θέση των χημικών στοιχείων καθορίζεται από την ηλεκτρονιακή τους δομή. Δηλαδή η θέση των χημικών στοιχείων είναι συγκεκριμένη και δεν τοποθετήθηκαν όπου νά'ναι!

Αυτό που πρέπει να γνωρίζετε για τον Π.Π. είναι πώς ονομάζονται οι οριζόντιες γραμμές και οι κατακόρυφες στήλες!

Περίοδος
Περίοδος ονομάζεται κάθε οριζόντια γραμμή του Π.Π.. Ο σύγχρονος Π.Π. έχει 7 οριζόντιες γραμμές, άρα 7 περιόδους. Κάθε χημικό στοιχείο σε μια περίοδο έχει ατομικό αριθμό Ζ που διαφέρει κατά 1 από το προηγούμενό του και το επόμενό του (π.χ. 3η Περίοδος: 11Na, 12Mg, 13Al, 14Si, 15P, 16S, 17Cl, 18Ar).

Ομάδα
Ομάδα ονομάζεται κάθε κατακόρυφη στήλη του Π.Π.. Ο σύγχρονος Π.Π. έχει 18 κατακόρυφες στήλες, άρα 18 ομάδες. Καθώς προχωράμε προς τα κάτω σε μια ομάδα, κάθε χημικό στοιχείο έχει μία στοιβάδα ηλεκτρονίων περισσότερη από το προηγούμενο.

Από όλη τη θεωρητική βαβούρα αυτού του κεφαλαίου σημαντικότερα είναι τα εξής δύο πραγματάκια:

  • Τα χημικά στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια περίοδο έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονιακών στοιβάδων και ο αριθμός αυτός είναι ίσος με τον αριθμό της περιόδου. Για παράδειγμα, τα στοιχεία Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar βρίσκονται όλα στην 3η περίοδο του Π.Π., άρα τα ηλεκτρόνιά τους κατανέμονται σε 3 στοιβάδες (K, L, M). Κάντε την κατανομή των ηλεκτρονίων τους και θα δείτε ότι λέω αλήθεια!
  • Τα χημικά στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια ομάδα του Π.Π. έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα, ο οποίος είναι ίσος με τον αριθμό της ομάδας. Για παράδειγμα, τα στοιχεία Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra έχουν όλα 2 ηλεκτρόνια στην εξωτερική τους στοιβάδα και η ομάδα που βρίσκονται είναι η 2η.


Αρίθμηση Ομάδων
Η αρίθμηση των ομάδων του Π.Π. γίνεται με 2 τρόπους.

1ος Τρόπος
Βάλτε νουμεράκια στις ομάδες από το 1 μέχρι το 18 και ξεμπερδέψατε. Τα χημικά στοιχεία από την ομάδα 13 μέχρι και την ομάδα 18, στα οποία εξετάζεστε, έχουν 3 μέχρι 8 ηλεκτρόνια αντίστοιχα στην εξωτερική τους στοιβάδα (δε θα μπορούσαν να έχουν πάνω από 8 ηλεκτρόνια έτσι κι αλλιώς, όπως είδαμε στο προηγούμενο μάθημα).

2ος Τρόπος
Οι 18 ομάδες διαχωρίζονται σε κύριες και δευτερεύουσες και παίρνουν λατινικούς αριθμούς από το 1 μέχρι το 8 (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII). Αν η ομάδα είναι κύρια πετάμε και ένα Α μετά τον αριθμό (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA), ενώ αν είναι δευτερεύουσα βάζουμε το γράμμα Β. Εσείς δεν ασχολείστε με δευτερεύουσες ομάδες. Τα χημικά στοιχεία που θα σας απασχολήσουν θα ανήκουν όλα σε κύριες ομάδες, δηλαδή Α! Κύριες είναι οι 2 πρώτες και οι 6 τελευταίες, δηλαδή οι ομάδες 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 και 18.

Παραδείγματα
Σε αυτό το κεφάλαιο θα σας ζητήσουν να βρείτε σε ποια περίοδο και σε ποια ομάδα βρίσκεται κάποιο χημικό στοιχείο. Απλά κάνουμε κατανομή ηλεκτρονίων σε στοιβάδες και μετράμε στοιβάδες και ηλεκτρόνια εξωτερικής στοιβάδας. Για να δούμε 2 πραδείγματα:


Το 20Ca έχει ηλεκτρονιακή κατανομή:
K(2), L(8), M(8), N(2)
Τα ηλκτρόνιά του βρίσκονται σε 4 στοιβάδες (K, L, M, N), άρα το Ca βρίσκεται στην 4η περίοδο του Π.Π.. Επίσης, έχει 2 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα, άρα ανήκει στη 2η ή ΙΙΑ ομάδα του Π.Π..
Δηλαδή, οι συντεταγμένες του είναι: 4η περίοδος, 2η ομάδα.

Το 13Al έχει ηλεκτρονιακή κατανομή:
Κ(2), L(8), M(3)

Τα ηλεκτρόνιά του βρίσκονται σε 3 στοιβάδες (K, L, M), άρα το Al βρίσκεται στην 3 περίοδο του Π.Π.. Επιπλέον, έχει 3 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα, άρα ανήκει στην 13η ομάδα του Π.Π. και όχι στην 3η.
Άρα το Al βρίσκεται στην 3η περίοδο και την 13η ομάδα.

Μερικές Ομάδες του Περιοδικού Πίνακα


Αλκάλια
Τα αλκάλια είναι τα χημικά στοιχεία της 1ης ομάδας του Π.Π. (ΙΑ), εκτός από το υδρογόνο Η, το οποίο ανήκει στην 1η ομάδα, αλλά δεν είναι αλκάλιο. Τα αλκάλια είναι όλα μέταλλα (εκτός του Η) και είναι τα εξής: λίθιο 3Li, νάτριο 11Na, κάλιο 19K, ρουβίδιο 37Rb, καίσιο 55Cs, φράγκιο 87Fr. Στην εξωτερική τους στοιβάδα έχουν όλα από 1 ηλεκτρόνιο.

Αλκαλικές Γαίες
Οι αλκαλικές γαίες είναι τα χημικά στοιχεία της 2ης ομάδας του Π.Π. (ΙΙΑ). Οι αλκαλικές γαίες, που είναι όλες μεταλλικά στοιχεία είναι οι εξής: βηρύλλιο 4Be, μαγνήσιο 12Mg, ασβέστιο 20Ca, στρόντιο 38Sr, βάριο 56Ba, ράδιο 88Ra. Στην εξωτερική τους στοιβάδα έχουν όλα από 2 ηλεκτρόνια.

Αλογόνα
Τα αλογόνα ανήκουν στη 17η ομάδα του Π.Π. (VIIA) και είναι αμέταλλα. Τα αλογόνα είναι τα εξής: φθόριο 9F, χλώριο 17Cl, βρώμιο 35Br, ιώδιο 53I, άστατο 85At. Στην εξωτερική τους στοιβάδα έχουν όλα από 7 ηλεκτρόνια.

Ευγενή Αέρια
Τα ευγενή αέρια βρίσκονται στην τελευταία ομάδα του Π.Π. (18η ή VIIIA), είναι αδρανή μέταλλα και αποτελούνται από τα εξής στοιχεία: ήλιο 2He, νέο 10Ne, αργό 18Ar, κρυπτό 36Kr, ξένο 54Xe, ραδόνιο 86Rn. Η εξωτερική τους στοιβάδα είναι σε όλα συμπληρωμένη με 8 ηλεκτρόνια, εκτός από το He που είναι συμπληρωμένη με 2 ηλεκτρόνια.
  • Τα χημικά στοιχεία των δευτερευουσών ομάδων ονομάζονται στοιχεία μετάπτωσης ή μεταβατικά στοιχεία και είναι όλα μέταλλα. Κάτω από τον Π.Π. υπάρχουν 2 σειρές από χημικά στοιχεία. Τα στοιχεία της 1ης γραμμής ονομάζονται λανθανίδες και της 2ης γραμμής ακτινίδες. Τα έβαλαν εκεί, γιατί κανονικά θα έπρεπε να βρίσκονται σε αντίστοιχη θέση μέσα στον Π.Π., οπότε ο Π.Π. θα ήταν σαν σιδηρόδρομος. Για πρακτικούς λόγους λοιπόν, τα έβγαλαν στην απ'έξω!


Στοιχεία Ίδιων Ομάδων
Όσα χημικά στοιχεία βρίσκονται στην ίδια ομάδα του Π.Π. έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα και γι'αυτό έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Σούπερ αυτό, μπαίνει συνέχεια στα διαγωνίσματα και στις εξετάσεις!

Μέταλλα και Αμέταλλα
Τα περισσότερα χημικά στοιχεία είναι μέταλλα και βρίσκονται κάτω αριστερά στον Π.Π., ενώ τα αμέταλλα βρίσκονται πάνω δεξιά. Πάνω στη διαχωριστική γραμμή μετάλλων και αμετάλλων βρίσκονται κάποια χημικά στοιχεία που συμπεριφέρονται και ως μέταλλα και ως αμέταλλα, γι'αυτό λέγονται ημιμέταλλα ή μεταλλοειδή.

Χρησιμότητα του Περιοδικού Πίνακα

  • Βοηθάει στην ανακάλυψη νέων χημικών στοιχείων.
  • Διευκολύνει τη μελέτη των ιδιοτήτων και των μεθόδων παρασκευής των χημικών στοιχείων.
  • Βοηθάει στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς ενός χημικού στοιχείου.

Ασκήσεις
Από αυτό το κεφάλαιο, σε θέματα ασκήσεων, θα πρέπει να κάνετε πάντα κατανομή ηλεκτρονίων σε στοιβάδες. Μπορούν να ρωτήσουν τις εξής 4 ερωτήσεις:

1. Σε ποια περίοδο και σε ποια ομάδα ανήκουν τα επόμενα χημικά στοιχεία;
Απάντηση: Υπάρχουν παραδείγματα πιο πάνω.

2. Ποια από τα επόμενα χημικά στοιχεία έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες;
Απάντηση: Όποια χημικά στοιχεία έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα, έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες.

3. Ποια από τα επόμενα χημικά στοιχεία βρίσκονται στην ίδια ομάδα του Π.Π.;
Απάντηση: Όποια χημικά στοιχεία έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική τους στοιβάδα, ανήκουν στην ίδια ομάδα του Π.Π. (ίδια απάντηση με την ερώτηση 2).

4. Ποια από τα επόμενα χημικά στοιχεία βρίσκονται στην ίδια περίοδο του Π.Π.;
Απάντηση: Όποια χημικά στοιχεία έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονιακών στοιβάδων, βρίσκονται στην ίδια περίοδο του Π.Π..

Αυτά για σήμερα!!! Της πλάκας το σημερινό μαθηματάκι!!! Κατεβάστε τις σημειώσεις του πατώντας στο παρακάτω λινκ:


Τα λέμε νεξτ τάιμ με πιο βαρβάτο θέμα!!!

Σιι γιου λέιτερ!!!
Τα Πάντα Είναι Χημεία!!!