Chemia

Chemia

Dr hab. Joanna Łojewska
Zakład Chemii Nieorganicznej

1669 r

Odkrycie fosforu przez Henninga Branda

4

TERMODYNAMIKA

60

Razem

12

CHEMIA NIEORGANICZNA

20

ATOM, CZĄTECZKA

2

KINETYKA

3

ELEKTROCHEMIA

6

RÓWNOWAGA CHEMICZNA
- roztwory

3

RÓWNOWAGA CHEMICZNA

2

TERMOCHEMIA

3

GAZY

5

STECHIOMETRIA

liczba
godzin

Lista wykładów

Wyk

Wyk

ł

ł

ady z podstaw

ady z podstaw

chemii

chemii

Podręczniki

L. Jones, P. Atkins, „Chemia

Ogólna. Cżasteczki, materia,

reakcje”, Wydawnictwo

naukowe PWN, Warszawa
2004

A.Bielański "Chemia ogólna i
nieorganiczna" PWN

Chemia

Chemia

Nauka

Nauka

• o materii
• doświadczalna
• stosowana

metoda naukowa

„

„

Metoda naukowa

Metoda naukowa

„

„

Klasyfikacja materii

Klasyfikacja materii

„

„

Atomy

Atomy

–

–

modele i dowody eksperymentalne

modele i dowody eksperymentalne

–

–

w

w

ł

ł

asno

asno

ś

ś

ci

ci

–

–

masa atomowa

masa atomowa

Metoda naukowa

Metoda naukowa

1.

1.

Obserwacje

Obserwacje

–

–

do

do

ś

ś

wiadczenia wst

wiadczenia wst

ę

ę

pne

pne

-

-

jako

jako

ś

ś

ciowe

ciowe

-

-

ilo

ilo

ś

ś

ciowe

ciowe

2.

2.

Hipotezy

Hipotezy

-

-

mo

mo

ż

ż

liwe wyja

liwe wyja

ś

ś

nienia obserwacji

nienia obserwacji

3.

3.

Do

Do

ś

ś

wiadczenia sprawdzaj

wiadczenia sprawdzaj

ą

ą

ce

ce

-

-

zbieranie nowych informacji w celu

zbieranie nowych informacji w celu

sprawdzenia hipotezy

sprawdzenia hipotezy

Metoda naukowa

Metoda naukowa

Teoria i model (dlaczego si

Teoria i model (dlaczego si

ę

ę

dzieje?)

dzieje?)

„

„

wyja

wyja

ś

ś

nienie praw lub obserwacji,

nienie praw lub obserwacji,

uporz

uporz

ą

ą

dkowany uk

dkowany uk

ł

ł

ad postulat

ad postulat

ó

ó

w w spos

w w spos

ó

ó

b

b

ca

ca

ł

ł

o

o

ś

ś

ciowy

ciowy

wyja

wyja

ś

ś

niaj

niaj

ą

ą

cych

cych

obserwacje

obserwacje

Prawo naturalne (co si

Prawo naturalne (co si

ę

ę

dzieje?)

dzieje?)

„

„

prawid

prawid

ł

ł

owo

owo

ść

ść

wyst

wyst

ę

ę

puj

puj

ą

ą

ca w naturze

ca w naturze

–

–

ta sama

ta sama

obserwacja stosuj

obserwacja stosuj

ą

ą

ca si

ca si

ę

ę

do r

do r

ó

ó

ż

ż

nych uk

nych uk

ł

ł

ad

ad

ó

ó

w,

w,

podsumowanie

podsumowanie

obserwacji

obserwacji

Metoda naukowa

Metoda naukowa

prawo

teoria/model

doświadczenie

hipoteza

obserwacja

wnioski i przewidywania

doświadczenie

Klasyfikacja materii

Klasyfikacja materii

Stany skupienia:

Stany skupienia:

„

„

Sta

Sta

ł

ł

y (solid):

y (solid):

rigid

rigid

-

-

fixed

fixed

volume

volume

and

and

shape

shape

„

„

Ciecz (

Ciecz (

liquid

liquid

):

):

definite

definite

volume

volume

but

but

assumes

assumes

the

the

shape

shape

of

of

its

its

container

container

„

„

Gazowy (

Gazowy (

gaseous

gaseous

):

):

no

no

fixed

fixed

volume

volume

or

or

shape

shape

-

-

assumes

assumes

the

the

shape

shape

of

of

its

its

container

container

Klasyfikacja materii

Klasyfikacja materii

homogeniczne

związki

pierwiastki

heterogeniczne

atomy

elektrony

protony

neutrony

kwarki

kwarki

substancje czyste

mieszaniny

jądra

materia

metody fizyczne

metody fizyczne

metody fizyczne

metody chemiczne

Klasyfikacja Materii

Klasyfikacja Materii

Metody rozdzia

Metody rozdzia

ł

ł

u mieszanin:

u mieszanin:

„

„

Filtracja

Filtracja

„

„

Destylacja

Destylacja

„

„

Chromatografia

Chromatografia

Klasyfikacja materii

Klasyfikacja materii

Pierwiastki:

Pierwiastki:

substancje, kt

substancje, kt

ó

ó

rych nie

rych nie

mo

mo

ż

ż

na roz

na roz

ł

ł

o

o

ż

ż

y

y

ć

ć

w przemianie

w przemianie

chemicznej

chemicznej

Zwi

Zwi

ą

ą

zki:

zki:

substancje o sta

substancje o sta

ł

ł

ym sk

ym sk

ł

ł

adzie,

adzie,

kt

kt

ó

ó

re mo

re mo

ż

ż

na rozdzieli

na rozdzieli

ć

ć

na pierwiastki w

na pierwiastki w

przemianie chemicznej.

przemianie chemicznej.

Metal
electrode

Metal
electrode

(-)

(+)

(+)

(-)

Applied
electric field

Atomy

Atomy

-

-

dowody

dowody

eksperymentalne

eksperymentalne

Do

Do

ś

ś

wiadczenie Thomsona (1898

wiadczenie Thomsona (1898

-

-

1903)

1903)

pole elektr.

metalowa
elektroda

metalowa
elektroda

bańka szklana - próżnia

Wnioski:
-atomy zawierają ujemnie naładowane cząstki
-naładowane cząstki mają zawsze stały stosunek
ładunku do masy

Atom

Atom

–

–

model

model

Model atomu wg Thomsona

Model atomu wg Thomsona

+

-

-

-

-

-

-

+

Atomy

Atomy

-

-

dowody

dowody

eksperymentalne

eksperymentalne

Radioaktywno

Radioaktywno

ść

ść

Do

Do

ś

ś

wiadczenie Marii Sk

wiadczenie Marii Sk

ł

ł

odowskiej (1903,

odowskiej (1903,

1911 r. nagrody Nobla)

1911 r. nagrody Nobla)

Do

Do

ś

ś

wiadczenie

wiadczenie

Rutheforda

Rutheforda

1911 r.

1911 r.

Atomy

Atomy

-

-

dowody

dowody

eksperymentalne

eksperymentalne

α

folia Au

ekran

Do

Do

ś

ś

wiadczenie

wiadczenie

Rutheforda

Rutheforda

1911 r.

1911 r.

Atomy

Atomy

-

-

dowody

dowody

eksperymentalne

eksperymentalne

Wnioski:
- materia nie jest ciągła
- wewnątrz atomów jądra o
masie większej niż elektrony

Atom

Atom

–

–

model

model

Model atomu wg

Model atomu wg

Rutheforda

Rutheforda

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Atom

Atom

–

–

model wsp

model wsp

ó

ó

ł

ł

czesny

czesny

„

„

Teoria kwant

Teoria kwant

ó

ó

w

w

–

–

Zasada nieoznaczono

Zasada nieoznaczono

ś

ś

ci

ci

Heisenberga

Heisenberga

–

–

Dualizm korpuskularno falowy

Dualizm korpuskularno falowy

–

–

R

R

ó

ó

wnanie

wnanie

Schroedingera

Schroedingera

–

–

Funkcje falowe

Funkcje falowe

„

„

protony

protony

„

„

neutrony

neutrony

„

„

elektrony

elektrony

Atom

Atom

-

-

pomiar masy

pomiar masy

atomowej

atomowej

03_34

Slits

Sample

Positive ions

Electron beam

Heating device
to vaporize sample

Ion-accelerating
electric field

Accelerated
ion beam

Magnetic field

Detector
plate

Least massive ions

Most
massive
ions

Spektrometr masowy

1 a.j.m.= 1/12 m

12

C

Masa atomowa

Masa atomowa

definicja

Izotopy

Izotopy

8.8

8.8

0.3

0.3

90.9

90.9

rozpowszechnienie, %

rozpowszechnienie, %

22

22

21

21

20

20

masa atomowa, a.j.m.

masa atomowa, a.j.m.

Jak interpretować wyniki?

- 3 izotopy neonu
- intensywność proporcjonalna do ilości
- położenie proporcjonalne do masy

20 21 22

masa

sy

gn

. de

tekto

ra

dete

ktor

Wyniki pomiarów masy neonu

Masa atomowa

Masa atomowa

a.j.m.

100

3

3

2

2

1

1

M

%

M

p

M

p

M

p

=

⋅

+

⋅

+

⋅

Średnia ważona

3

3

2

2

1

1

Nr izotopu

Nr izotopu

8.8

8.8

0.3

0.3

90.9

90.9

rozpowszechnienie, %

rozpowszechnienie, %

22

22

21

21

20

20

masa atomowa, a.j.m

masa atomowa, a.j.m

a.j.m.

20.2

100

22

8.8

21

0.3

20

90.9

=

⋅

+

⋅

+

⋅

Wyniki pomiarów masy neonu

Carbon

Carbon

=

=

98.89%

98.89%

12

12

C

C

1.11%

1.11%

13

13

C

C

<0.01%

<0.01%

14

14

C

C

atomic

atomic

mass = 12.01

mass = 12.01

amu

amu

Masa atomowa

Masa atomowa

przykład

Pierwiastki

Pierwiastki

0 2 _ 2 9

1

H

3

L i

1 1

N a

1 9

K

3 7

R b

5 5

C s

8 7

F r

4

B e

1 2

M g

2 0

C a

3 8

S r

5 6

B a

8 8

R a

2 1

S c

3 9

Y

5 7

L a *

8 9

A c

†

2 2

T i

4 0

Z r

7 2

H f

1 0 4

U n q

2 3

V

4 1

N b

7 3

T a

1 0 5

U n p

2 4

C r

4 2

M o

7 4

W

1 0 6

U n h

2 5

M n

4 3

T c

7 5

R e

1 0 7

U n s

2 6

F e

4 4

R u

7 6

O s

1 0 8

U n o

2 7

C o

4 5

R h

7 7

Ir

1 0 9

U n e

1 1 0

U u n

1 1 1

U u u

2 8

N i

4 6

P d

7 8

P t

2 9

C u

4 7

A g

7 9

A u

3 0

Z n

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

4 8

C d

8 0

H g

3 1

G a

4 9

In

8 1

T l

5

B

1 3

A l

3 2

G e

5 0

S n

8 2

P b

6

C

1 4

S i

3 3

A s

5 1

S b

8 3

B i

7

N

1 5

P

3 4

S e

5 2

T e

8 4

P o

8

O

1 6

S

9

F

1 7

C l

3 5

B r

5 3

I

8 5

A t

1 0

N e

1 8

A r

3 6

K r

5 4

X e

8 6

R n

2

H e

5 8

C e

9 0

T h

5 9

P r

9 1

P a

6 0

N d

9 2

U

6 1

P m

9 3

N p

6 2

S m

9 4

P u

6 3

E u

9 5

A m

6 4

G d

9 6

C m

6 5

T b

9 7

B k

6 6

D y

9 8

C f

6 7

H o

9 9

E s

6 8

E r

1 0 0

F m

6 9

T m

1 0 1

M d

7 0

Y b

1 0 2

N o

7 1

L u

1 0 3

L r

1 A

2 A

T ra n s itio n m e ta ls

3 A

4 A

5 A

6 A

7 A

8 A

1

2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

Al

ka

li m

et

als

A lk a lin e

e a rth m e ta ls

H a lo g e n s

N o b le

g a s e s

*L a n th a n id e s

†

A c tin id e s