Opsta hemija-Teorija i zadaci

Poruka
17.135
Epa dragi moji i drage moje mislio sam da ovom temom zapocnem tj vratim se na pricu o uobicajnoj nauci tj hemiji. Mislim da bi pregled oblasti iz opste hemije bio jako koristan ucenicima osnovnih pa i srednjih skola u mnogo cemu prvenstveno u onim oblastima koje se ne obradjuju na redovnim casovima u skoli a koje su svakako potrebne onima koji zele da se bave hemijom. Mislio sam da ovo izgleda kao nesto poput:
1. Pregled teorije iz odredjene oblasti iz opste hemije
2. Zadaci
3. Resenja
4.Vi (i Ja) pitate svi odgovaramo :mrgreen:
Pa da pocnemo, za prvu oblast sam odabrao meni jako dragu oblast hemije tj fizicke hemije a to je Elektronska struktura i PSE
________________________________________________________________________________
Elektronske strukture i Periodni sistem elemenata​

1.1 Svetlo, Energija Fotona i atomski spektar​

Talas je periodična deformacija koja se širi u prostoru i vremenu. Talasi prenose energiju kroz prostor bez protoka čestica sredine (ne postoji prenos mase nosećeg medijuma); čestice sredine samo osciluju oko svojih ravnotežnih položaja. Dok mehanički talas zahteva prisustvo sredine (koja na deformacije reaguje elastičnim silama), elektromagnetni talasi se prostiru i kroz vakuum

Talas_ts.gif


Najosnovnije karakteristike talasa(koji nas zanimaju) su:

Duzina talasa-Lambda (u daljem navodjenju bice obelezavana sa L)
Frekfencija-Ni (U daljem navodjenju bice obelezavana sa V)
Amplituda-U fizici cesto obelezena sa x[SUB]0[/SUB]
Brzina kojom se talas krece kroz prostor moze se dobiti mnozenjem duzine talasa i frekfencije. Za svetlo:
c=V*L (!) gde je:
c- brzina svetlosti u vakuumu (3*10[SUP]8[/SUP]m/s).


Svetlo vidljivo ljudskom oku pretstvalja samo jedan mali deo citavog elektromagnetnog spektra, regija talasne duzine od 400nm-700nm. Tako npr mozemo videti crven sjaj ,,otpusten,, iz barbecue grill ali oslobodjenu toplotu koja je u IR (infrared) regiji preko 700nm ne! Mikrotalsna stvara radijaciju na cak duzim talasnim duzinama.

elektromagnetnispektar.jpg



Foton

Foton je kvant elektromagnetnog zračenja i eletromagnetnog međudelovanja. Prenosilac je elektromagnetne sile koja deluje među naeletrisanim česticama. Foton nema masu mirovanja, ima spin 1 (jedan) i istovremeno je svoja antičestica.Foton nema naelektrisanje i spontano se ne raspada u praznom prostoru. Ima dva moguća polarizaciona stanja. Opisan je sa parametra: komponentama talasnog vektora, koji određuju njegovu talasnu dužinu, i smerom prostriranja.Spin fotona je jednak 1 što znači da foton spada u bozone, s toga su svi njegovni kvantni brojevi- na primer leptonov broj, barionov broj- jednaki tačno nuli.

Planck je 1901. godine odbacio postavku kineticke teorije toplote o kontinuiranoj raspodeli energije, odnosno odbacio je postavku o kontinuiranoj emisiji i apsorpciji bilo koje kolicine energije od atoma i postavio je kvantnu teoriju diskontinuiranosti energije:
Uzareno telo ne moze emitovati niti apsorbovati energiju zracenja odredjenje talasne duzine u bilo kako malim kolicinama, vec moze emitovati ili apsorbovati samo visekratnik od odredjenog najmanjeg kvantuma energije zracenja, koja je za svaki broj titraja u sekundi razlicit i njemu proporcionalan. Taj najmanji kvant energije-atom energije- zadat je Plankovom j-nom:
E=h*V gde je (1)
E-energija kvanta zracenja sa brojem titraja V, koa se emituje ili apsorbuje a h je konstanta proporcionalnosti koja se naziva plankova konstanta i njena vrednost iznosi:
h=6.626*10[SUP]-34[/SUP]J*s

Jednacinu (1) mozemo napisati u obliku E=n*hV gde je n celi broj tj broj atoma ili tzv osilatora.

Primenom jednacine (!) jednacina (1) dobija oblik
E=hc/L (2)



vatromet.jpg

Vatromet. Razlicite boje istog dobijaju s zahvaljujuci spektrima razlicitih hemijskih elemenata


main.php

Sa leva na desno: CuSO[SUB]4[/SUB],Na[SUB]2[/SUB]CO[SUB]3[/SUB],Na[SUB]2[/SUB]CO[SUB]3[/SUB] kroz staklo kobalta​
___________________________________________________________________________________
Primer 1

Lampe natrijuma se cesto koriste za osvetljavanje puta zbog svoje intezivno zute-narandzaste boje L=589nm

(#) a)Izracunati energiju jednog fotona u J
(##) b)Izracunati energiju u kj jednog mola fotona
(###) c)Da bi osetio svetlsot, ocni nerv ,trazi, najmanje 2*10[SUP]-17[/SUP]J energije koja bi aktivirala impuls u mozgu.Koliko je fotona natrijumove lampe potrebno da bi oko videlo zutu svetlost?
____________________________________________________________________________________

==> fotoelektricni efekat !!
 
Ljudi, moze pomoc...Prvi cas poslije raspusta imam kontrolni...A (blago receno) veze nemam...Pa ako bi neko htio/mogao da mi napise proceduru za rjesavanje ovog tipa zadataka, stvarno bi mi puno znacilo...

1.Koliko kubnih centimetara rastvora HCl (c=4mol/dm3) potrebno za reakciju sa 10 grama cinka???

2.Koliko je grama vodonika potrebno za redukciju 3,5 grama cistok bakar oksida (CuO)?

3.Izracunaj koliko se kilograma magnezijuma i kalcijuma moze dobiti elektrolizom 100kg njihovih rastopljenih hlorida?

4.Magnezijum sulfat kristalise sa sedam molekula kristalne vode. Izracunajte koliko je grama ove soli potrebno za prirpremanje 1000 grama 2%tnog rastvora MgSO4

Hvala
 
Ljudi, moze pomoc...Prvi cas poslije raspusta imam kontrolni...A (blago receno) veze nemam...Pa ako bi neko htio/mogao da mi napise proceduru za rjesavanje ovog tipa zadataka, stvarno bi mi puno znacilo...

1.Koliko kubnih centimetara rastvora HCl (c=4mol/dm3) potrebno za reakciju sa 10 grama cinka???

2.Koliko je grama vodonika potrebno za redukciju 3,5 grama cistok bakar oksida (CuO)?

3.Izracunaj koliko se kilograma magnezijuma i kalcijuma moze dobiti elektrolizom 100kg njihovih rastopljenih hlorida?

4.Magnezijum sulfat kristalise sa sedam molekula kristalne vode. Izracunajte koliko je grama ove soli potrebno za prirpremanje 1000 grama 2%tnog rastvora MgSO4

Hvala
Ja mogu ali ako ga postavis u sekciji zadatke a ne da mi kvaris ovu lepu temu koju sam uzgred zaboravio da doradim :)


:think:
 
Fotoelektricni efekat i kvant svetlosti, foton

Nekoliko godina posle otkrića Plankove kvantne teorije otrkivena je još jedna važna pojava, fotoelektrični efekat, koji je pokazivao da elektroni u supstancama apsorbuju energiju zračenja u kvantima svetlosti i s primljenom energijom mogu se osloboditi iz zračene supstance.Enegija oslobođenih elektrona je logično jednaka E=h*V gde je h-Plankova konstanta a V-frekfencija

Godine 1887. otkrio je Hertz a 1888. Hallwachs da metal na koji padaju UV zraci emituje sa svoje površine negativne električne naboje. Godine 1898. ustanovio je J.J. Tomson da su ti negativni naboji upravo elektroni. Kasnije je pronađeno da jednako važi i za rendgenske zrake. To emitovanje elektrona s povrsine metala pod uticajem UV svetlosti ili rendgenskih zraka nazvano je fotoelektričnim efektom a oslobođeni elektroni fotoelektronima, iako se oni ni po cemu ne razlikuju od običnih elektrona.

Fotoelektrični efekat mozemo pokazati i sledećim ogledom. Na kuglu elektroskopa pričvrstimo pločicu Zn i rasvetlimo je UV svetlošću (Iz Hg lampe= živina lampa). Listići elektroskopa se razmaknu tj elektroskop se naelektriše. Primaknemo li kugli elektroskopa + elektricitetom naelektrisani stakleni štap listići se jače šire što je znak da je pod uticajem UV svetlosti elektroskop naelektrisan + elektricitetom.Prema tome, pod uticajem UV svetlosti Zn pločica je emitovala elektrone i tako je naelektrisala i sebe i elektroskop + elektricitetom.Naelektišemo li sada elektroskop - elektricitetom i rasvetlimo UV svetlošću razmaknuti listići se skupe što je znak da je Zn pločica emitovala -elektricitet tj elektrone. Nabijemo li konačno elektroskop + nabojem i zatim rasvetlimo UV lampom razmaknuti listići se još više razmaknu sto je znak da se ne emitituje + elektricitet već baš elektroni.

Daljim ispitivanjima nađeno je da je za izazivanje fotoelektričnog efekta na određenom metalu potrebna svetlost manja od određene maksimalne dužine talasa, odnosno maksimalne odredjene frekfencije, V. Tako fotoelektrični efekat kod Zn možemo izazvati samo svetlošću dužine talasa manje od 350 nm tj UV svetlošću. Međutim kod alkalnih metala fotoelektrični efekat je moguče izazvati i vidljivom svetlošću. Tako Na emituje elektrone sa svetlošću kojoj je dužina talsa 650 nm i kraća. Maksimalna dužina talasa koja još izaziva fotoelektrični efekat naziva se fotoelektričnim pragom. Svaka supstanca ima određeni prag ili tzv. radnu funkciju.

Kasnije je još nađeno da emitovani foto-elektroni imaju određenu kinetičku energiju koja zavisi upravo od dužine talasa odnosno proporcionalna je frekfenciji svetlosti koja izaziva fotoelektrični efekat a ne zavisi o intezitetu svetlosti (Broj oslobođenih elektrona zavisi od inteziteta svetlosti) . Tu kinetičku energiju foto-elektrona možemo meriti tzv. fotoelektričnim člankom (Vidi sliku ----> )

25921183.jpg



Osvetli li se, foto-katoda emituje foto-elektrone, koji se sakupljaju na pozitivo nabijenoj anodi. O broju oslobođenih elektrona tj. o struji elektrona zavisi i jakost električne struje koju merimo galvanometrom (G). Damo li elektrodi koja skuplja elektrone slabo negativan potencijal, tako da elektroni moraju obaviti rad da bi došli od emitirajuće elektrode na elektrodu koja ih sakuplja, to će prestati struja elektrona kada je dužina talasa upadne svetlosti blizu fotoelektričnog praga. No povećamo li dovoljno negativan potencijal skupljajuće elektrode, možemo zaustaviti struju elektrona koja je izazvana svetlošću bilo koje dužine.Neka je potencijal U, rad Ue je onda jednak kinetičkoj energiji elektrona mv[SUP]2[/SUP]/2. Kada je U toliki da upravo prestaje struja elektrona:

eU=mv[SUP]2[/SUP]/2


Kako bi rastumačio fotoelektrični efekat Ajnštajn je 1905. postavio teoriju da se svetlost, koja pada na metalnu ploču sastoji od kvanta svetlosti, energije hV. Kvante svetlosti ili atome svetlosti je 1926. godine americki hemičar G.N Lewis nazvao fotonima (oznaka ,,gama,, (grčko slovo)). Metal apsorbuje svetlost i cela energija jednog fotona pretvara se u energiju foto-elektrona. Jedao deo te energije utroši se da na izlazak elektrona. To je energija izlaženja (ili izlazni rad elektrona) i obeležava se sa E[SUB]i[/SUB] .Preostali deo te energije ostaje kao kinetička energija fotoeletrkonima mv[SUP]2[/SUP]/2. Prema tome energija fotona hV jednaka je ybiru energija izlaženja i kinetičke energije tj.

hV=E[SUB]i[/SUB]+mv[SUP]2[/SUP]/2

Ova jednačina nosi naziv Ajnštajnova fotoelektrična jednačina.I upravo zbog ove jednačine Anštajn je dobio Nobelovu nagradu 1921. godine.


AlbertEinstein.jpg




==>Nastajanje rendgenskih zraka
 

Back
Top