KEMIJA

dr.sc. Mirjana Fuduri Jelaa

OPA I ANORGANSKA KEMIJAUVODKemija je prirodna znanost koja se bavi prouavanjem tvari od kojih je sastavljen svemir. Biologija i fizika su takoe prirodne znanosti i one se bave prouavanjem prirodnih pojava. Kemija istrauje promjene tvari reakcije, kojima su tvari podvrgnute u prirodi, laboratorijima ili tehnici, ona ispituje mehanizam tih reakcija.. Budui da svaka kemijska promjena ukljuuje i fiziku promjenu, a neka fizika promjena moe potaknuti kemijsku, podruje fizike i kemije se nemoe jednostavno razgraniti pa zajeno kemiju i fiziku nazivamo FIZIKIM ZNANOSTIMA. Kemijske promjene su bitne promjene, jer njima iz poetnih tvari dobivamo sasvim novu tvar, a pri fizikoj promjeni mijenja se samo energijsko stanje tvari, a sastav moe ostati nepromijenjem. Primjer: Ako uzmemo eljezo (Fe) i ostavimo ga na zraku, ono e poeti hrati /Hra (eljezni oksidi)/, jer e bizi izloeno kisikom i vlagom iz zraka pa e se stvoriti nova tvar dobivena iz zraka FeO1Fe2O3 Ipak razvojem kemije danas razlikujemo nekoliko vrsta kemije: ANORGANSKA KEMIJA CO2 plin Ona prouava anorganske tvari (sve kemijske tvari, a meu njima i mnoge koje sadre plin), a to su pr.: kuhinjska sol, modra galica (CuSO 45H2O), zlato (legura zlata i srebra Au+Ag), metali, cement, gips (kalcijev sulfat CaSO4 ORGANSKA KEMIJA (kemija ugljikovih spojeva) Prouava sve spojeve koji su graeni od ugljika, vodika, duika, sumpora, fosfora, halogenih elemenata (i one tvari koje su sastavni dijelovi organskog svijeta ivotinja i biljaka). Metan (ugljik + vodik) CH4 Etan C2H6 Acetilen C2H2 Etanol C2H5O2 (ugljik + vodik + kisik) Kiselina CH3COOH (octena kiselina) Vidimo da su u svim elementima ugljik i vodik spojeni, al razliitim vrijiednostima tvore razliite spojeve. FIZIKA KEMIJA Prouava zavisnost kemijskih i fizikih promjena ANALITIKA KEMIJA Prouava kvalitativni (to su odreene tvari) i kvantitativni (koliko tvari u zraku ima) sastav tvari. BIOKEMIJA

Prouava tvari i promjene koje nastaju u ivim biima (organizmima) NUKLEARNA KEMIJA Pruava promjene koje nastaju unutar atoma (rastavljeni atomi daju nukelarnu energiju). KEMIJSKA TEHNOLOGIJA Prouava metode i naprave u kemijskim procesima za dobivanje najrazliitijih spojeva. MEUNARODNI SUSTAV JEDINICA 1960 g. donesen je meunarodni sutav jedinica SI sustav koji se temelji na MKS (metar, kilogram, sekunda). Po tom sustavu imamo osnovne veliine i neke jedinice koji izvodimo tj. izvedene veliine. Tabela osnovnih veliina: OSNOVNE VELIINE NAZIV SIMBOL duljina l (malo el) masa m vrijeme t Elektrina struja I (veliko i) Termodinamika T temperatura Koliina tvari n Jakost svijetlosti Iv NAZIV metar Kilogram sekunda amper kelvin mol kandela SI JEDINICA SIMBOL m kg s A K Mol cd

T stupanj topline nekog tijela (mjera za titranje nekih molekula) T(K) = 273,15 + t(C) Tabela izvedenih veliina: IZVEDENA VELIINA NAZIV SIMBOL sila F tlak(sila po jedinici p povrine) energija E volumen V povrina A gustoa = m=kg V m3 SI JEDINICA NAZIV SIMBOL Njutn N (kilogram/metar/sekunda) paskal Pa dul (dul je sila, put) J Kubini metar Kvadratni metar Kilogram po metru kubinom ZNAENJE Kgms-2 Nm-2 = kgm-1s-2 kgm2s-2 = Nm m3 m2 kgm-3

Primjer kako se dobiva formula za paskal Pa Pa = Nm-2 = N (njutn po metru kvadratnom) m2 N = kgms-2 = ( kgs-2 = (ili) kgm-1s-2) = kg

m2 m 2 m ms2 Sve to je u nazivniku piemo na minus Primjer kako se dobiva formula za dul (J) J=Nxm formula je kgm2s-2

N = kgms-2 to znai kgms-2 x m = kgm2s-2 jer je m x m = m2 Povrina je 1m 1m Volumen je 1m 1m 1m Osim tih jedinica upotrebljavamo i decimalne vrijednosti (viekratnike) ispred jedinica stavljamo odreene prefikse. Tablini prikaz decimalnih vrijednosti PREFIKS deci centi mili mikro nano piko DECIMALNE VRIJEDNOSTI SIMBOL ZNAENJE d 10-1 c 10-2 m 10-3 10-6 10-9 p 10-12 m x m x m = m3 m x m = m2

Tablini prikaz viekratnika

PREFIKS deka hekta kilo mega giga tera

VIEKRATNICI SIMBOL da h k M G T

ZNAENJE 101 102 103 106 109 1012

TVARITvari dijelimo na homogene i heterogene tvari HOMOGENE TVARI su one tvari koje u svakom svom djeliu imaju jednak sastav i jednaka svojstva (eljezo, bakar, benzin, zrak, morska voda, modra galica, zlato) Homogene tvari se djele na ite tvari i homogene smjese ili otopine. ISTE TVARI su tvari tono odreenog i konstantnog kemijskog sastava i drugih svojstava (fizikih i kemijskih) pr. eljezo i bakar. Fizika svojstva istih tvari vodljivost, talite, gustoa, kristalna reetka Kemijska svojstva istih tvari da li je tvar topljiva u kiselini, vodi ili luini i dal e reagirati na zraku. HOMOGENE SMJESE ILI OTOPINE to su smjese istih tvari i mogu biti morska voda, modra galica. U homogene smjese takoer ubrajamo - vrste ili kristalne otopine (legure) mjed (legura bakra i cinka) zlato (legura srebra i zlata) - plinske smjese zrak (kisik, duik i plemeniti plinovi) HETEROGENE TVARI to su smjese homogenih tvari i ovisno o agregatnom stanju homogenih tvari razlikujemo slijedee smjese: Kruto kruto Primjer sivo eljezo sastoji se od kristala eljeza + kristala grafita Mramor se sastoji od glinenca, tinjac i kremena Kruto tekue Pijesak + voda Kruto plinovito dim (krute estice ugljika + plin) tekue tekue mljeko (kazein + kapljice masti) tekue plinovito a plinovito plinovito nemoe biti!!!! mineralna voda (CO2),, magla Heterogene tvari se mogu postaviti na homogene tvari uz pomo fizikih procesa tj. na bazi razlike u gustoi, veliini estica, itd.

ISTE TVARI dijelimo na elemente i spojeve Elementi su iste tvari koje kemijskim reakcijama nemoemo rastaviti na jednostavnije., Osnovna estica elementa je atom. (eljezo, sumpor, srebro, ugljik) Spojevi su iste tvari koje kemijskim reakcijama moemo rastaviti na elemente. Osnovna estica nekog spoja je molekula. (eljezni oksid = bakar + oksid; bakar sulfat = bakar + sumpor + kisik; voda = vodik + kisik) (kod plinova to ne vrijedi) Iz elemenata kemijskih reakcija dijelimo spojeve i obratno Primjer: ivin oksid (crveni prah) stavimo u epruvetu i ispod stavimo plamen. Iz epruvete tad izlaze mjehurii kisika, a na dnu ostaje iva (metal u tekuem stanju) Ovu reakciju smo dobili termikim putem.

Precrtati iz biljenice

Reakcije kojima neki spoj rastavljamo na elemente nazivamo reakcije analize. Reakcije analize se mogu izvesti pomou topline li pomou elektrine struje. Ako se izvode pomou elektrine struje onda ih nazivamo elektroliza (analiza pomou elektrine struje) Primjer: da bi se izvele moramo imati elektrode. Jedna je spojena na minus (-) spoj katoda, a druga je spojena na plus (+) spoj anoda. Kad bi elektrode uronili u vodu tad bi vodu rastavili na vodik i kisik. Katoda elektroda kojim se dovodi elektricitet Anoda elektroda kojim se odvodi elektricitet

Precrtati iz biljenice

SINTEZA kemijska reakcija kojom iz elemenata dobivamo spoj Primjer

Ako uzmemo eljezni prah i sumpor u prahu i ako bi ih zagrijavali dobili bi spoj eljeznisulfid (eljezo + sumpor = eljeznisulfid) elementi sinteza spoj Poznato je preko 107 kemijskih elemenata, a neki elementi su otkriveni u prirodi, a neki su dobiveni u laboratoriju. Veina njih je u vrstom agregatnom stanju, osim 11 elemenata koji su u plinovitom stanju (vodik H, duik N, kisik O, fluor F, klor Cl, helij He, neon Ne, argon Ar, kripton Kr, ksenon Xe, radon Rn) i 2 tekua elenemta (iva Hg i brom Br) Elementi se razlikuju po svojstvima (neki imaju i slina svojstva) pa po tome radimo podjele kemijskih elemenata na metale (ljeva strana periodinog sustava) nemetale (desna strana periodinog sustava) Metali dovode elektricitet i toplinu, nemetali nisu vodii. U 18 st. vedski kemiar Berzelius je rekao da emo elementa oznaavati velikim simbolima koji predstavljaju poetno slovo svakog elementa. Stoga se elementi oznaavaju ili velikim slovom ili velikim slovom kojem je jo pridodano jedno malo slovo. Veliko slovo je poetno slovo latinskog naziva za pojedini elemenat Tabelini prikaz elemenata latinskih naziva, simbola i znaenja LATINSKI NAZIV hydrogenium nitrogenium oxygenium karbonenum ferrum cuprum plumbum aurum argentum SIMBOL H N O C Fe Cu Pb Au Ag ZNAENJE vodik duik kisik ugljik eljezo bakar olovo zlato srebro

Velika slova kojima oznaavamo pojedine elemente nazivamo kemijskim simbolima. H kemijski simbol za vodik, al je to i jedan atom vodika 2 H dva atoma vodika 3 H tri atoma vodika H2 1 molekula u kojoj su vezana 2 atoma vodika Indeks malo dva (2) iza kemijskog simbola za kemijski element oznaava broj istovrsnih atoma u nekoj molekuli. 2H2O = dve molekule vode H2O = jedna molekula koja ima 2 atoma vodika i 1 atom kisika NH3 = molekula amonijaka koja sadri jedan (1) atom duika i tri (3) atoma vodika.

5 NH3 = sadri pet molekula amonijaka, jedan (1) atom duika i tri (3) atoma vodika i sve zajedno tvori 15 atoma (mnoi se broj 5 sa brojem 3 molekula x atom) Broj 5 (ili bilo koji drugi) ispred kemijskog simbola oznaava broj molekula, a broj iza kemijskog simbola oznaava broj atoma u nekoj molekuli!! Primjeri: CO2 molekula ugljinog dioksida ili ugljik (IV) oksid CO2 1 molekula ugljinog dioksida ili ugljika (IV) oksid (ugljik je etverovalentan, a to nam govori oznaka IV) i 2 atoma kisika 3CO2 3 molekule CO2 ima 3 ugljika i 6 atoma kisika CO ugljini monoksik ili ugljik (II) oksid dvovalentan ugljik VALENCIJA ili kemijska valjanost kad razliiti elementi na sebe veu razliit broj atoma vodika (istovrsnih atoma), tada to svojstvo nazivamo valencija ili kemijska valjanost. Vodih (H) je uvijek jednovalentan Kisik (O) je u veini sluajeva dvovalentan, a ostali elementi mogu imati razliitu valenciju. H2O2 vodikov peroksid

KEMIJSKE FORMULEKemijske formule slue za prikazivanje kemijskih spojeva, a simbolima prikazujemo kemijske elemente 3H3PO4 kemijska formula H kemijski simbol Formule mogu biti: Empirijske pokazuje odnos izmeu pojedinih elemetata u molekuli CnH2n Molekulske pokazuje toan broj atoma u nekoj molekuli C2H4 Strukturna pokazuje kako su vezani atomi u pojedinoj molekuli H ._. N ._. H H Stereokemijska pokazuje prostorni raspored atoma u molekuli .. N H H H

Primjeri molekulskih formula HCl formula za klorovodik (H + Cl) Cl simbol za klor CaSO4 formula za kalcijev sulfat (Ca + SO4) Ca simbol za kalcij

KEMIJSKE JEDNADBEKemijskim jednadbama prikazujemo kemijske promjene. Plinove uvijek piemo u molekularnom stanju (vodik, kisik, duik) H2 + O2 H2O

H2+O2 to su reaktanti H2O to su produkti - to je smjer kemijske reakcije koja pokazuje bitnu kemijsku promjenu. U kemijskoj jednadbi uvijek moramo imati isti broj atoma i na lijevoj i na desnoj strani (znai jednadbe moramo izjednaavati) Primjer: H2 + O2 H2O (vodik + kisik voda)

Da bi izjednaili ovu formulu tad moramo upisati broj 2 (uvijek mnoimo sa dva jer jenajmanji parni broj) ispred H2O i onda gledamo lijevu stranu formule i izjednaavamo. H2+O2 2H2 + O2 2H2O 2H2O

Primjer: Duik je trovalentan i vee 3 atoma vodika pa iz ove kemijske jednadbe H2 + N2 NH3

dobivamo izjednaenu kemijsku jednadbu 3H2 + N2 2NH3

Primjer: 2 C + O2 2CO

Ugljik nije plin to je vrsta tvar i piemo ga samo kao C i ako reagira sa kisikom nastat e CO Primjer:

eljezo (moe biti dvovalentno i trovalentno) Ako je dvovalentno nastaje Fe= i izjednaavamo tako da ispred (reaktanta) stavimo 2 i ispred eljeza stavimo 2 (produkta) 2Fe + O2 2FeO

A ako je eljezo trovalentno tad nastaje 4Fe + 3O2 2Fe2O3

Primjer: Aluminij je uvijek dvovalentan 4Al + 3O2 2Al2O3

Primjer: Reagira fosfor i kisik. Fosfor dolazi uvijek u molekuli P4. P4 + 3O2 P4O6

Klor je uvijek jednovalentak kao i vodik : Ca + Cl2 CaCl2

ZAKONI KEMIJSKOG SPAJANJA PO MASI

1. Zakon o odranju mase Ukupna masa svih tvari koje stupaju u kemijsku reakciju i koje nastaju kemijskom reakcijom je konstanta (masa se nemoe izgubiti, a jedan dio mase se pretvara u energiju) m = E - zanemarivo mala i zato prihvaamo navedeni zakon c2 2. Zakon stalnih omjera mase Prustov zakon iz 19 st. koji nam govori da je omjer mase elemenata u nekom kemijskom spoju odreen i stalan. Primjer: Ako uzmemo kemijski spoj (vodu), a u tom spoju je odreen stalan broj mase vodika (11,19%) i kisika (88,81%) znai da bi uzeli 11,19 grama vodika i 88,81% kisika te dobijemo 100 grama vode 11,19 H2 + 88,81 g O2 100 g H2O

Ali ako uzmemo 2 puta vie vodika 22,38 g i uzmemo 88,81 g vode, opet dobijamo 100 g vode sa vikom vodika do 11,19 g. 22,38g H2 + 88,81g O2 100g H2O + 11,19g H2

masa vodika : masa kisika 11,19 : 88,81 / : 11,19g 1 : 8 Promjer je uvijek jedan naprema osam (1:8)!! 3. Zakon viekratnih omjera masa Dalton je u 19 st. rekao: - ako se 2 elementa meusobno spajaju tako da ine vie kemijske spojeve, onda e masa jednog elementa koa se spaja s odreenom masom drugog elementa biti u jenostavnim viekratnim omjerima Primjer: Ako reagiraju vodik (H) i kisik (O) i nastane peroksid, onda vidimo da u vodi nastaje 94,07% kisika i 5,93% vodika. H2 + O2 5,93% + 94,07% Masa vodika 5,93% 1 : : : H2O2 100 g peroksida masa kisika 94,07 % 16

GRAA ATOMA

Ime atom dolazi od grke rijei atomos to znai nedjeljiv (atomos = nedjeljiv) 1. Dalton u 19 st. je rekao da su atomi realne estice tvari koje se kemijskim reakcijama nemogu dijeliti 2. Atomi jednog te istog elementa meusobno su slini tj. imaju jednaku masu i jednaka svojstva 3. Atomi razliitih elemenata imaju razliitu masu i razliita svojstva 4. Atomi razliitih elemenata meusobno se spajaju u spojeve u jednostavnim brojanim omjerima (1:1, 1:2, 2:3......itd.) Bord je postavio svoju teoriju atoma koja kae: Atom se sastoji od svog sredinjeg dijela (jezgre) i vanjskog (atomski omota). Precrtaj

Promjer atoma je vrlo mali i iznosi 10-8 to znai 0,00000001 i ne vidi se prostim okom. Masa atoma je koncentrirana sva u jezgri (atomski omota ima beznaajnu masu u odnosu na jezgru). U jezgri se nalaze protoni i neutroni, a masa protona jednaka je masi neutrona. Mp = mn = 1,67 x 10-24g Protoni i neutroni imaju isti iznos 1,67 x 10-24grama, ali nemaju isti naboj. Proton je pozitivno nabijena estica, a neutroj je neutralna estica, to znai da jezgra ima pozitivan naboj. Oko jezgre u atomskom omotau krue elektroni. Naboj jednog elektrona jednak je naboju protona, ali je elektron negativno nabijena estica i ima (elektron) beznaajnu masu u odnosu na protone. Masa elektrona (me) = 9,108 x 10-28g

----------------+ ----------- - - - - - - - -- - - -- 10 -8 cm

=0

Budui da su atomi male mase teko je raunati s malim masama.

Najjednostavniji atom je atom vodika H, jer ima 1 atomski broj (jedan proton) i ima jedan elektron!

.

jedan elektron jedan proton

P1

jedan atomski broj (jer ima jedan proton)

HHelij ima 2 protona i 2 neutrona (budui da u jezgri ima 2 protona mora imati i 2 elektrona da bi bio neutralna estica) precrtaj

Ima 4 estice koji imaju 4 puta veu masu od atoma vodika Litij ima 3 protona i ima 4 neutrona ima 7 x veu masu od vodika

precrtaj

Broj protona u jezgri odreuje atomski ili redni broj elementa. Broj protona i neutrona zajedno u atomskoj jezgri nazivamo maseni broj.

IZOTOPIProcij deuterij tricij = izotopi vodika

.

.

.

H

H

H

masa se poveava, a broj protona i elektrona je ostao isti, to znai da se radi o istom kemijskom elementu, ali on ima razliite mase (primjer je gore navedeni vodik). Teki vodii su procij, deuterij i tricij, jer ima ju veu masu. Izotopi su atomi jednog te istog elementa koji imaju isti broj protona, ali razliit broj neutrona u atomskoj jezgri. Izotopi imaju ista kemijska svojstva samo se razlikuju po masi Procij 1 H 1 2 H 1 3 H 1

Deuterij

Tricij

Svi elementi u prirodi imaju vei broj izotopa (isti broj protona i elektrona, a vei broj neutrona, a time i veu masu)

UNIFICIRANA ATOMSKA JEDINICA MASE (mu).

+

Masa vodika = masi jezgre = 1,67 x 10-24 grama. Da raunamo mase atoma bilo bi teko i zato je uzet pojam unificirana atomska jedinica mase. Budui da su mase elemenata vrlo male bilo bi nepraktino raunati s tako malim vrijednostima, pa je dogovoreno da se mase svih atoma usporeuju s jednom konstantnom vrijednosti koja se zove unificirana atomska jedinica mase (mu). Unificirana atomska jedinica mase jednaka je jednoj dvanajstini mase ugljikovog izotopa 12 C. mu = 1 12C = 1,6605 x 10-24 mp = mu 12 Znai ta daj izotop ugljika ima masu 1,6605 x 10-24grama, a 1/12 je jednaka masi jednog protona/neutrona.

RELATIVNA ATOMSKA MASA (Ar)Relativna atomska masa (Ar) je omjer mase atoma nekog elementa i unificirane atomske jedinice mase. Relativno znai da neto s neim usporeujemo. Ar = ma = ma m u mu ma = atomska masa Ar = relativna atomska masa mu = unificirana atomska masa elativna atomska masa Relativna atomska masa elementa je omjer prosjene mase atoma elementa i 1/12 mase atoma nuklida 12C. Elementi se u prirodi nalaze kao smjese izotopa, te su prosjene mase atoma elemenata uvjetovane relativnim odnosom tih izotopa u smjesi. Ne preporua se upotreba naziva teina (to je sila) umjesto mase.

ATOMSKI OMOTAAtomski omota ine elektroni koji imaju razliit sadraj energije. Prema sadraju energije elektroni su rasporeeni u razliite elektronske nivoe koje nazivamo glavnim ljuskama i oznaavamo iz velikim slovima K, L, M, N, O, P I Q. U svakom energetskom nivou pripada odreeni kvantni broj n. Maksimalan broj eletkrona u pojedinoj ljusci je 2xn. K = 2 x 12 = 2 s L = 2 x 22 = 8 p = oznaavaju podljuske M = 2 x 32 = 18 d 2 N = 2 x 4 = 32 f . . .

= orbitala

U glavnom energetskom nivou ili ljusci mogu biti podljuske koje oznaavamo sa malim slovima s,p,d, i f. U podljuskama se nalaze orbitale koje oznaavamo malim kvadratiem , a u obritali (malom kvadratiu) se nalaze elektroni. Jedna orbitala moe primiti 2 elektrona koji imaju suprotne spinove (spin brzo okretanje oko svoje osi u suprotnim smjerovima)

Orbitala (kvadrati) u kojem se nalaze dva elektrona sa suprotnim spinovima (brzo se okreu oko svoje osi).

Prva ljuska prima 2 elektrona i ima s podljusku koja ima samo 1 orbitalu! p podljuska ima 3 orbitale d podljuska ima 5 orbitala f podljuska ima 7 orbitala.nacrtaj krugove oko jezgre

s

sp

spd

spdf

K L n=1 n=2 VJEBA:

M n=3

spdf spd sp N O P Q n=4 n=5 n=6 n=7

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA VODIKA Uzmemo vodih (H) koji ima 1 elektron.

H1s1

(elektron vodika se nalazi u najniem energetskom nivou

1 glavni kvantni broj s1 podljuska s sa jednim elektronom ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA HELIJA (He) Helij ima 2 elektrona (2 protona)

He1 s2 Sad je prva ljuska popunjena sa dva elementa vodikom (H) i helijem (He). Ulazimo u drugu ljusku koja ima podljuske s i p sa elementom litijem (Li)

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA LITIJA (Li) Litij ima 3 elektrona 1 s2 2s1 2p

n=1 K

n=2 L

2 s jer pripada drugom energetskom nivou ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA BERILIJA (Be) Berilij ima 4 elektrona 1s2 2s2 2p

2 p ostaje prazno, jer berilij ima 4 elektrona koji se nalaze u 2 orbitale. Prva je 1s2 i druga je 2s2.

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA BORA (B) Bor ima 5 elemenata 1s2 2s2 2p1

2 p je popunjeno s jednim elektronom i ostalo je ostalo prazno

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA UGLJIKA (C) Ugljik ima 6 elektrona 1s2 2s2 2p2

Elektroni se slau na taj nain, jer ele zauzet maksimalan boj mjesta u orbitali!!

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA DUIKA (N) Duik ima 7 elektrona 1s2 2s2 2p3

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA KISIKA (O) Kisik ima 8 elektrona 1s2 2s2 2p4

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA FLOURA (F) Flour ima 9 elektrona 1s2 2s2 2p5

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA NEONA (Ne) Neon ima 10 elektrona 1s2 2s2 2p6

Neon je zadnji elemenat koji popunjava L ljusku!!

PERIODNI SUSTAV ELENEMATAU periodnom sustavu elemenata imamo redove i stupce.

Redovi nam prikazuju koliko ima ljusaka inazivaju se periode. Pojedina perioda odgovara glavnom energetskom nivou (ljusci). Redovi su oznaeni sa brojevima 1,2,3,4,5,6 i 7: Stupci su oznaeni rimskim brojevima od I do VII, koji oznaavaju broj elektrona u vanjskoj ljusci. Kemijska svojstva elemenata ovise o elektronima vanjske ljuske. Atomi razliitih elemenata koji imaju isti broj elektrona u vanjskoj ljusci imaju i slina svojstva (u kemijskim reakcijama se slino ponaaju). Redosljed popunjavanja orbitale neide uvijek loginim redosljednom!

1s2 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2 2p6 3p6 4p6 5p6 6p6 7p6 3d10 4d10 4f14 5d10 5f14 6d10

Vjeba Natrij (Na) 11 elektrona 1s2 1s2 2p6 1 3s

Skancij (Sc) 21 elektron 1s2 2s2 2p6 2 3s 3p6 3d1 4s2

VANO kad prelazimo iz ljuske u ljusku moramo paziti da kad popunimo jednu ljusku (pr. s, p, d) i ulazimo u drugu ljusku sa isto (s, p, d, f) moramo uvijek zahvatiti prvo slovo s i tek kad je popunjeno, popunjavamo daljnja slova pr d!!!!!! Primjer je Skandij, eljezo, Kalcij...... eljezo (Fe)- 26 elemenata 1s2 2s2 2p6 2 3s 3p6 3d6 2 4s Kalcij (Ca) 20 elemenata 1s2 2s2 2p6 2 3s 4s2

ELEKTRONSKI OBLAK

Elektroni se jako brzo kreu oko jezgre pa je teko odrediti poloaj elektrona u pojedinom trenutku. Zbog toga se govori o vjerojatnosti nalaenje elektrona u odreenom prostoru. Tu vjerojatnost nalaenja elektrona nazivamo elektronski oblak!!precrtati iz biljenice elektronski oblak

Za s podljusku je sferosimetrian, a za p orbitalu nije sferosimetrian, nego izgleda ovako:

precrtati iz biljenice

RELATIVNA MOLEKULSKA MASA (Mr)Relativna molekulska masa (Mr) je broj koji pokazuje koliko puta je masa neke molekule vea od mase 1/12 ugljikovog izotopa 12C. Dobiva se tako da zbrojimo relativne atomske mase svih atoma pojedinih elemenata koji se nalaze u molekuli H2S molekula koja se sastoji od 2 atoma vodika i 1 atoma sumpora. Mr od H2S je jednaka 2 X Ar(H) + Ar (S) = 2 x 1 + 32 =34. Relatvna molekulska masa od sulfatne kiseline (H2SO4) Mr(H2So4)= 2 x H + 1 x S + 4 x O = 2 x 1 +1 x 32 + 4 x 16 = 98. VJEBA: Ugljik (IV) oksid koja je relativna atomska masa? (CO2) CO2 = 12 + 2 x 16 = 44 Ugljik (II) oksid (C0) CO 0 12 + 16 = 28 Bakar (II) sulfat (CuSO4) CuSO4 = 63 + 32 + 4 x 16 = 159

KOLIINA TVARIOznaka za koliinu tvari je n a Si jedinica je mol. Koliina tvari jednaka je broju estica tj. broju molukula odnosno broju atoma.

Primjer: 5CO2 5 molekula CO2 n = 5 mola 3 C 3 mlekula ugljika n = 3 mola 2 H2 + O2 --------- 2 H2O u toj formuli reagiraju 2 mola vodika sa 1 molom kisika i nastaju 2 mola vode. U kemijskim jednadbama uvijek raunamo preko mola koji su jednaki brojem molekula. N = brojnosti estica N=Lxn L = avangardova konstanta (ona mora imati neku vrijednost) pa se oznaava sa 6,022 x 1023mol-1 L = 6,022 x 1023mol-1 VJEBA: 1. Treba izraunati broj estica (atoma ili molekula) u 1 molu tvari n = 1 mol N=? N=nxL N = 1 mol x 6,022 x 1023mol-1 = 1 mol x 6,022 x 1023 x 1/mol = 6,022 x 1023 mol/mol (mol i mol se krate) i dobivamo bezdimenzijalnu veliinu odnosno dobivamo broj estica! N = 6,022 x 1023 2. Treba izraunati broj molekula u 5 mola vode. n = 5 mola (H2O) N=? N=nxL N = 5 mola x 6,022 x 1023mol-1 N = 5 mola x 6,022 x 10231/mol = 30,11 x 1023 3. Treba izraunati koliinu sumpor (IV) oksida u uzorku koji sadri 5,42 x 1024 mola SO2 (sumpora (IV) oksida) N=nxL N (SO2) = 5,42 x 1024 mola SO2 mol-1 = 1/mol

Da bi izraunali n moramo doi do tog rauna na slijedei nain: N=nxL /:L N = n x L (L i L se krate i dobijamo novu formulu) L L N = n koju moemo pisat i obrnutim redom L n=N L Nastavljamo dalje: 1 n = N = 5,42 x 1024 mola = 5,42 x 1024 mola = 54,2 x 1 = mol = 9 mola L 6,022 x 1023mol-1 = 6,022 x 1023 mol-1 6,022 1 1 mol Ako u zadatku imamo mol-1 tada to znai da moramo postavit u jednadbu (kad radimo razlomke) 1 mol Ako je mol-1 u nazivniku i kad ga prebacimo gore imamo samo mol ili obratno ako se prebacuje od gora prema dolje imamo mol-1.

MOLARNA MASA (M)Molarnu masu oznaavamo sa velikim slovom M. (relativna je Mr i nema dimenzija)

M masa jednog mola i ima dimenzije M = Mr x g/mol. (M i Mr su brojano isti, al molarna masa ima jedinicu, a kad je neto relativno ti je uvijek neki broj). M = m (g ) n mol Ako traimo molarnu masu, a radi se o elementu onda je formula M = Mr x g/mol! VJEBE 1. Treba odrediti molarnu masu litija. M (Li) = Ar (Li) x g/mol = 6.941 x g/mol, a relativna atomska masa je 6,941 bez g/mol (bez jedinice) 2. Treba odrediti molarnu masu sulfatne kiseline (H2SO4). U vjebi moramo prvo vidjeti kaj znamo i tad odredimo nepoznanice. Mr (H2SO4)= Ar(H) + Ar(S) + Ar(O) = 2xAr(H) + Ar(S) + 4xAr(O) = 2x1 + 32 + 4x16 = 98 M (H2SO4) = Mr(H2SO4) x g/mol = 98 x g/mol 3. Treba izraunati koliinu bakra i broj atoma bakra u 254,2 grama bakra. m = 254,2 grama Cu n=? N=? n = m = 254,2 g = 4 mola M 63 g/mol N = n x L = 4 mol x 6,022 x 1023 mol-1 (molove smo kratili) = 24,088 x 1023 = 2,408 x 1024 4. Treba izraunati masu jednog atoma floura (F) m = ? grama m= M x n N=1 M = Ar x g/mol-1 (Napomena: u ovom zadatku piemo mol-1,a u prethodnom nismo! Zato??) -1 = 19 g/mol n=N=1 = 1,6605 x 10-24mol L 6,022 x 1023mol-1 m= M x n = 19 g/mol x 1,6605 x10-24 mol = 31,549 g/mol x 10-24mol (mol i mol se krate) = 3,16 g x 10-25 5. Treba izraunati masu uzorka kalcija (Ca) koja sadri 8,5 mola kalcija (Ca).

n(Ca) = 8,5 mola M = 40,08 g/mol m(Ca) = ? grama

m= M x n

m = 40,08 g/mol x 8,5 mola (mol i mol se krate) = 340 grama 6. Treba izraunati koliinu vode u 4,5 miligrama vode Miligrame treba zbog formule m = ? grama, pretvoriti u grame pa to iznosi m = 4,5 mg = 4,5 x 10-3 grama n = ? mola. Budui da nemamo sam jedan elemenat, vodu (koja se sastoji od vodika i kisika) treba izraunat njihove mase zajedno i to uvrstimo u zadatak Voda = H2O M(H2O) = 2 x Ar(H) + Ar(O) = 2 x 1 +16 = 18 n = m = 4,5 x 10-3grama (gram i gram se krate) M 18 g/mol = 0,25 x 10-3mola ili 2,5 x 10-4 mola 7. Treba izraunati koliinu vode koja nastaje izgaranjem 5 mola vodika (H) (ako se radi o izgaranju ili oksidaciji onda je to spajanje s kisikom (brza reakcija) i piemo kemijsku jednadbu da se vodik spaja s kisikom 2H2 + O2 --------- 2H2O (reagira 2 mola vodika i 1 mol kisika - mol = molekula) (2 x 2mola(H) + 1x1mol(O)) = 5 mola 2H2O = 2 mola vode 2 mola (H2) = 2 mola (H2O) / x x mola (H2O) 5 mola (H2) x mola (H2O) X mola (H2O) x 2 mola (H2) = 2 mola (H2O) / x 5 mola(H2) (mnoimo sa 5 mola da se 5 mola (H2) rjeimo nazivnika) X mola (H2O) x 2 mola (H2) = 2 mola (H2O) x 5 mola (H2) / : 2 mola (H2) (dijelim mol) X mola (H2O) = 2 mola (H2O) x 5 mola (H2) (2 i 2 mola kratimo i kratimo H2) 2 mola (H2) X mola (H2O) = 5 mola (H2O) n = 5 mola(H2O)

8. Treba izraunati masu ugljik (IV) oksida (CO2) koji nastaje izgaranjem 100 grama ugljika m(C) = 100 grama C CO2 --------- C + O2 12,01 + 2 x 16 = 44

1 mol (CO2)---------1 mol(C) + 1 mol(O) n(C) = m = 100 g = 8,33 mola M 12 g/mol 1 mol C - odnosit e se kao 1 mol C 8,33 mola C x mol CO2 X mol CO2 = 8,33 mola Treba izraunati koliko je to grama?? n = 8,33 mola CO2 m(CO2) = ? grama m=nxM m = 8,33 mola x 44 g/mola (mol i mol se krate) m(CO2) = 366 g 9. Kolika je mola cinka (Zn) u 1 kg cinka? Najprije kilograme treba pretvorit u grame pa to iznosi 1kg = 1000 grama ili 1 x 103 n = ? mola m = 1x103 M = 65,38 g/mol n = m = 1 x 103 grama = 15,29 mola M 65,38 g/mol Napomena: kad manje jedinice (iz grama u kilogram ili neke druge) pretvaramo u vee uvijek ide u -, a kad vee jedinice (iz kilograma u gram) pretvaramo u manje ide u +! 10. Koliko grama cink oksida nastaje izgaranjem 1 kg cinka ako u cink oksicu na svaki atom cinka dolazi jedan atom kisika?? m = 1 kg Zn = 1000g 2Zn + O2 ---------- 2 ZnO 2mola + 1mol------- 2 mola (ZnO) M = m formulu preoblikujemo za na zadatak i dobijamo n = m n M M(Zn) = ArxZnxg/mol M(Zn) = 65,38 x g/mol n = 1000 g = 15,3 mola 65,38 g/mol 2 mola Zn = 2 mola ZnO / x 15,3 mola ZN 15,3 mola Zn x mola ZnO / x x mola ZnO Da skratimo raunanje ve u prvoj rundi moemo mnoiti sa nazivnicima koji se krate. 2 mola Zn x x mola ZnO = 2 mola ZnO x 15 mola Zn / x 2 mola Zn X mola ZnO = 2 mola ZnO x 15,3 mola Zn 2 mola Zn X mola ZnO = 15,3 mola

n (ZnO) = 15,3 mola M=m /xn n M(ZnO) = 65,38 + 16g/mol = 81,38 g/mol

m(ZnO) = M x n = 81,38 g/mol x 15,3 mol = 1245,2 grama 11. Koliko treba grama vodika i koliko grama kisika da njihovom sintezom nastane 90 grama vode? m(H2O) = 90 grama n = m = 90 g = 5 mola M 18 g/mol m(H2) = 5 mola x 2gmol-1 = 10 grama m (O2) = m (H2O) m(H2) = 90 10 = 80 grama Zadaci za DZ 1. treba izraunati masu 1 atoma vodika (H) 2. koliko ima atoma Au(zlata) u 1 miligramu Au(zlata)?