Všeobecná a anorganická chémia

RNDr. Erik Rakovský, PhD.
CH2-211
http://anorganika.fns.uniba.sk

1. VYMEDZENIE POJMU CHÉMIE

Látka – skladá sa z častíc s nenulovou pokojovou hmotnosťou (m0 ≠ 0), napr. súbory elementárnych častíc, atómy, molekuly a ich zoskupenia.
Pole – hmotné prostredie, v ktorom sa uskutočňuje interakcia častíc.
Sústava (systém) – časť priestoru, oddelená od okolia skutočným alebo mysleným rozhraním. Môže sa v nej nachádzať látka alebo zmes látok, ktoré nazývame zložky sústavy.
Homogénna sústava – vo všetkých svojich častiach má rovnaké vlastnosti, príp. sa jej vlastnosti spojite menia. Skladá sa z jednej fázy.
Heterogénna sústava – skladá sa z viacerých fáz, oddelených fázovým rozhraním, v ktorom sa vlastnosti menia skokom.
Fáza – je homogénna časť heterogénnej sústavy, od inej časti fyzikálne od-delená a ohraničená rozhraním
Čistá látka – chemické indivíduum určitých fyzikálnych a chemických vlastností, ktoré sa ďalším čistením látky už nemenia.
Kritériá čistoty látok
bod topenia – Tt
bod varu – Tv
hustota – ρ
index lomu – n = sin α/sin β
elektrická vodivosť
kryštálová štruktúra, atď.

Prvok – súbor atómov s rovnakým protónovým číslom (Z)
– chemicky najjednoduchšia stavebná zložka zložitejšej látky (zlúčeniny)
– jednoduchá látka je zložená z atómov toho istého prvku (diamant, tuha; dikyslík O2 a ozón O3)

Zlúčenina – zložená látka skladajúca sa z atómov 2 a viac prvkov navzájom spojených chemickými väzbami, ktoré podmieňujú existenciu chemickej štruktúry.

Zmesi– sústavy obsahujúce jednu alebo viac čistých látok, ktoré tvoria zložky zmesi. Majú premenlivé zloženie a deliacimi metódami (destilácia, kryštalizácia, filtrácia, extrakcia) je možné ich rozdeliť na čisté látky.
Homogénna zmes– je tvorená len jednou fázou. Spravidla sa nazýva roztok.
Heterogénna zmes– skladá sa z viacerých fáz.

Stavebnými časticami látok sú atómy a molekuly.

Molekula– častica zložená z najmenej 2 atómov, viazaných chemickou väz-bou.
Homonukleárna molekula– skladá sa z atómov rovnakých prvkov (O2, O3, S8, P4, atď.)
Heteronukleárna molekula– skladá sa z atómov rôznych prvkov (H2O, NH3, C6H12O6, KVO3)
Kvalitatívne zloženie zlúčenín vyjadrujú chemické vzorce.

CHEMICKÉ VZORCE

Stechiometrický vzorec– udáva, v akom najjednoduchšom číselnom pomere sú zastúpené atómy prvkov, ktoré zlúčeninu tvoria. V prípade, že potrebujeme zdôrazniť, že sa jedná o stechiometrický vzorec, píšeme ho do zložených zátvoriek: {P2O5}, {HO}.

Molekulový vzorec– vyjadruje vzájomný pomer počtu atómov prvkov v jednej molekule zlúčeniny, teda skutočný počet atómov jednotlivých prvkov v danej molekule: P4O10, H2O2. Používa sa u látok zložených z molekúl a u tých, ktoré majú v pevnom skupenstve molekulovú štruktúru.

Štruktúrny vzorec– udáva poradie navzájom viazaných atómov a ich spôsob väzby.
OHOHSOO

Elektrónový štruktúrny vzorec– vyjadruje spôsob usporiadania valenčných elektrónov.

Kryštalochemický vzorec– vyjadruje koordinačné čísla, t.j. počet atómov, iónov alebo molekúl, ktoré bezprostredne obklopujú (koordinujú) určitý atóm, ión alebo molekulu v kryštálovej štruktúre. Niekedy sa nazýva aj koordinačný vzorec.
{NaCl66}, {SiO42}

2. STAVBA ATÓMU

Atóm sa skladá z jadra tvoreného protónmi a neutrónmi (nukleóny) a obalu tvoreného elektrónmi.

Charakteristiky elementárnych častíc tvoriacich atóm:

elektrón – qe = –1,602.10–19 C, me = 9,109.10–31 kg
protón – qp = 1,602.10–19 C, mp = 1836 me = 1,673.10–27 kg.
Samostatný protón tvorí jadro vodíka.
neutrón – mn = 1839 me = 1,675.10–27 kg

Atómové jadro

(E. Rutherford, 1911 – experimentálny dôkaz)
veľkosť – asi 110000 priemeru atómu (10–6 – 10–5 nm; atómy – 0,1 – 1 nm)
zloženie – protónové číslo Z, neutrónové číslo N, nukleónové (hmotnostné) číslo A –X A Z
náboj – udáva ho protónové číslo
hmotnosť – hmotnosť jadra sa približne rovná súčtu hmotností nukleónov a tvorí väčšinu hmotnosti atómu

Rádioaktívne premenové rady

Všetky prvky, ktoré sa v PSP nachádzajú za Bi (Z = 83) sú rádioaktívne. Z nich len jadrá 232Th, 235U a 238U majú dostatočne veľký polčas rozpadu na to, aby sa zachovali počas asi 5 miliárd rokov existencie Zeme. Tvoria počiatky premenových radov vyskytujúcich sa v prírode – tóriového (4n), aktíniového – 235U sa nazýva aj aktinourán (4n + 3) a uránového (4n + 2). Tie sa končia 208Pb, 207Pb a 206Pb. Posledný rozpadový rad, neptúniový – začína 239Np (4n + 1), sa v prírode nevyskytuje a bol pripravený umelo. Končí 209Bi.

Rýchlosť rádioaktívnych premien

– je konštantná, nezávisí od vonkajších podmienok ani od chemického stavu nuklidu. Za jednotku času sa rozpadne vždy rovnaká časť rádionuklidu („rovnaké percento“):
λ=−=ddNvtt
λ – rozpadová (premenová) konštanta
Úpravou dostaneme vzťah:
λ−=0tNNe
Okrem λ možno rádionuklid charakterizovať aj polčasom rozpadu T1/2.
Je to čas, v ktorom platí N = N0/2, preto z predch rovnice dostaneme:
λλ=

Zdroje:

RNDr. Erik Rakovský, PhD. - anorganika.fns.uniba.sk