1. Az atom

Question 1

Az atom fogalma?

Answer 1

Az atom parányi, semleges részecske. Kémiai módszerekkel nem, de fizikai módszerekkel tovább bontható.

Question 2

Az atomok őrzik az elemek tulajdonságait. Mit jelent ez?

Answer 2

Az atomokban különböző számú elemi részecskék találhatóak, és ezek jól megkülönböztetik őket egymástól. Más és más kémiai-fizikai-élettani hatásuk van.

Question 3

Miből áll az atom?

Answer 3

Az atom két egységre bontható: atommagra (nukleusz) és elektronfelhőre.

Question 4

Mik alkotják az atommagot?

Answer 4

Az atommagot protonok és neutronok alkotják, ők a nukleonok.

Question 5

Mik alkotják az elektronfelhőt?

Answer 5

Az elektronfelhőben elektronok keringenek.

Question 6

Melyek az elemi részecskék?

Answer 6

proton, neutron, elektron

Question 7

Hasonlítsd össze az elemi részecskék tömegviszonyait!

Answer 7

A protonok és a neutronok tömege majdnem megegyezik, azonban a neutron picivel nehezebb. Relatív tömegüket egységnyinek tekintjük. Az elektron relatív tömege a nukleonokhoz képest elhanyagolható, 1/1840 részük. A nukleonok adják az atom tömegének nagy részét, tehát az atom tömege az atommagban összpontosul, szinte 100%-át az atommag adja.

Question 8

Hasonlítsd össze az elemi részecskék töltésviszonyait!

Answer 8

A proton és elektron relatív töltése ugyanakkora, de ellentétes töltésű. Proton +1, elektron -1. A neutron semleges töltésű.

Question 9

Az atommag töltése?

Answer 9

Az atommag pozitív töltésű, benne semleges neutronok és pozitív töltésű protonok találhatók.

Question 10

Az atom töltése?

Answer 10

Az atom semleges, mivel a protonok és elektronok száma azonos. A töltések kiegyenlítik egymást.

Question 11

Jellemezd az elektrosztatikus vonzást! Mik között lép fel? Mekkora relatív erőssége? Mekkora a hatótávja?

Answer 11

Az elektrosztatikus vonzás elektron és proton (elektronfelhő és atommag) között lép fel. Erőssége a magerőkhöz képest gyenge. Nagy hatótávú, ezért nagy az elektronfelhő.

Question 12

Jellemezd az a magerőt (nukleáris kölcsönhatást)! Mik között lép fel? Mekkora relatív erőssége? Mekkora a hatótávja?

Answer 12

A nukleáris kölcsönhatás proton-proton, proton-neutron és neutron-neutron között lép fel. Nagyon erős kölcsönhatás. Nagyon kis hatótávú.

Question 13

Az atomméret fogalma?

Answer 13

Annak a göbnek a sugara, ami az atomot jelképezi.

Question 14

Magyarázd az atom és az atommag méretviszonyát!

Answer 14

Ratom/rmag≈10⁵
Az atom a magnál 100.000-szer nagyobb (5 nagyságrenddel).

Question 15

Az atommag átmérője?

Answer 15

kb. 10⁻¹⁵ m

Question 16

Az atom átmérője?

Answer 16

kb. 10⁻¹⁰ m

Question 17

Mi tartja össze az atomot?

Answer 17

Az atomban vonzó és taszító kölcsönhatások vannak. Vonzó kölcsönhatások a protonok (atommag) és elektronok közötti elektrosztatikus vonzás illetve a nagyon erős magerők. taszító kölcsönhatás lép fel az azonos töltésű elemi részecskék között.

Question 18

A rendszám jele és fogalma?

Answer 18

Jele: Z
Megadja az atom helyét a periódusos rendszerben.

Question 19

A protonszám jele és fogalma?

Answer 19

Jele: Np⁺
Meghatározza egy atom kémiai minőségét, tehát hogy milyen atomról van szó.
A protonszám egyenlő a rendszámmal.
A protonszám egyenlő az elektronok számával.

Question 20

Tömegszám jele és fogalma?

Answer 20

Jele: T
A tömegszám a neutronszám és a rendszám összege.

Question 21

Hogyan számítható ki a neutronszám?

Answer 21

A tömegszámból kivonjuk a rendszámot.

Question 22

Izotóp fogalma?

Answer 22

Azonos protonszámú, de eltérő neutronszámú atomok (így tömegszámuk is eltér).

Question 23

Milyen izotópok léteznek és hol fordulnak elő?

Answer 23

Természetes és mesterséges izotópokat különböztetünk meg. Természetes izotópok a természetben fordulnak elő, mesterséget izotópokat laborban állíthatunk elő.

Question 24

Izotópok kémiai tulajdonságai?

Answer 24

Kémiai tulajdonságaik azonosak, mivel a protonok száma és az elektronszerkezet azonos.

Question 25

Izotópok fizikai és élettani tulajdonságai?

Answer 25

Fizikai és élettani jellemzőik eltérnek/eltérhetnek. Pl. A nehézvíz (D₂O) eltérő tulajdonságú mint a víz ➝ mérgező, magasabb forráspontú, atomreaktorokban moderátorként alkalmazzák.

Question 26

Beszélj a radioaktív izotópokról!

Answer 26

Az elemek rendszámának növekedésével a protonok és a neutronok számának aránya tart a nullához. Minél nagyobb rendszámú egy atom, annál több neutron lesz a magjában. Túl sok neutron instabillá teszi az atomot. A nagyobb rendszámú elemeknek már minden izotópja radioaktív.

Question 27

Hogyan használjuk fel a radioaktív izotópokat?

Answer 27

Orvostudományban izotópdiagnosztika, terápia. Energiatermelésre atomerőművekben (²³⁵U-izotóp magjának hasadása). Hadászatban atombomba, hidrogénbomba. Radiokarbonos kormeghatározás.

Question 28

Hogyan működik a radiokarbonos kormeghatározás?

Answer 28

Táplálkozás során a szervezetbe 12-es és 14-es tömegszámú szénizotóp kerül. Az élő szervezetben megmérhető a 14-es szénizotóp aránya a 12-es szénizotóphoz képest. A 14-es szénizotóp radioaktív, felezési ideje kb. 5730 év. Ennyi idő alatt bomlik el a fele a szervezetből. Ha az élő szervezet meghal, további 14-es szénizotóp már nem kerül a szervezetbe, az elkezd bomlani, és az adatokból meghatározható egy lelet kora.

Question 29

Hevesy György munkássága?

Answer 29

Magyar kémikus, a radioaktív nyomjelzés elvének kidolgozásáért Nobel díjat kapott. z eljárást gyógyászatban alkalmazzák daganatos betegségek felderítésére. A rövid felezési idejű, radioaktív izotópot a szervezetbe juttatva annak útja nyomon követhető. Ha a radioaktív izotóp sugárzásának erőssége lassan, vagy egyáltalán nem csökken, akkor a szerv nem működik megfelelően. Pl. vese és pajzsmirigy vizsgálatánál radiaktív jódizotópot alkalmaznak..

Question 30

Curie-házaspár munkássága?

Answer 30

Marie Curie és Pierre Curie a radioaktivitás tulajdonságait, hatásait, biológiai felhasználásait tanulmányozta. Az uránszurokércben felfedezték a polóniumot és a rádiumot. Munkásságukért Nobel-díjat kaptak. Marie Curie a rádium előállításáért egyedüliként kapott Nobel-díjat.

Question 31

Az elektronfelhő összetétele?Milyen töltésű az atom? Milyen jellemzője van az elektronnak?

Answer 31

Az elektronfelhőben elektronok keringenek. Az elektronszám megegyezik a protonok számával, így az atom semleges. Az elektront sajátos kettősség jellemzi, részecske és hullámtermészete is van.

Question 32

Mi írja le az atomok elektronszerkezetét?

Answer 32

Az atomok elektronszerkezetét a kvantummechanika írja le.

Question 33

Tartózkodási valószínűség fogalma?

Answer 33

Adott elektron helye pontosan nem meghatározható, de az igen, hogy egy adott térrészben mekkora valószínűséggel található meg.

Question 34

Atompálya fogalma?

Answer 34

Az atommag körüli legkisebb térrész, ahol egy adott elektron 90%-os valószínűséggel tartózkodik.

Question 35

Hogyan épül fel az elektronfelhő?

Answer 35

Az elektronhéjakon belül atompályák vannak. Az azonos energiájú atompályák alhéjakat alkotnak.

Question 36

Mivel jellemezzük az atompályákat és az elektronokat?

Answer 36

Az atompályákat és az elektronok a kvantumszámokkal jellemezzük.

Question 37

Mely kvantumszámok jellemzik az atompályát?

Answer 37

Az atompályát a főkvantumszám, mellékkvantumszám, mágneses kvantumszám jellemzi.

Question 38

Mely kvantumszám jellemzi az elektronokat?

Answer 38

Az elektronokat a spinkvantumszám jellemzi.

Question 39

Főkvantumszám fogalma, jele, értéke?

Answer 39

A főkvantumszám megmutatja az atompálya magtól való távolságát, vagyis hogy melyik elektronhéjon van az atompálya. Azonos főkvantumszámú atompályák elektronhéjat alkotnak. Elsődlegesen szabja meg az adott elektronhéjon található elektronok energiáját.
Jele: n
értéke: n= 1,2,3,4,5,6,7… / n= K,L,M,N…

Question 40

Mellékkvantumszám fogalma, jele, értéke?

Answer 40

A mellékkvantumszám az atompályák térbeli alakját jellemzi.
Jele: l
értéke a főkvantumszámtól függ: 0,1,2… (n-1)

Question 41

Milyen alakú pályák léteznek?

Answer 41

s-pálya gömbszimmetrikus, gömb alakú.
p-pálya tengelyszimmetrikusak, súlyzó alakúak.
d és f-pályák bonyolult alakúak.

Question 42

Mitől függ az atompályák energiája?

Answer 42

Függ a magtól való távolságtól (főkvantumszám): minél közelebb van a maghoz, annál kedvezőbb energiájú (s➝f irányába csökkenő mértékben).
Függ a pálya alakjától (mellékkvantumszám).
Tehát azok az atompályák, amelyek ugyanazon a héjon vannak (azonos főkvantumszám) és ugyanolyan az alakjuk (azonos mellékkvantumszám) azoknak az energiája azonos, és ők alhéjat alkotnak.

Question 43

Pályaenergia fogalma, előjele, mértékegysége?

Answer 43

Az elektronok energiáját jellemzi. Az az energia, amely akkor szabadul fel, amikor egy elektron végtelen távolságból az adott pályára zuhan.
Előjele: negatív (exoterm)
mértékegysége: kJ/mol

Question 44

Mit jelent a végtelen távolság?

Answer 44

Olyan távolság, ahol már nincsen kölcsönhatás az adott atom és adott elektron között.

Question 45

Mágneses kvantumszám fogalma, jele, értéke?

Answer 45

A mágneses kvantumszám megmutatja az atompálya mágneses térben való viselkedését (milyen az iránya mágneses térben).
Jele: m
értéke: m=[-1,0,+1]

Question 46

Spinkvantumszám fogalma, jele, értéke?

Answer 46

A spinkvantumszám csak az elektronokra jellemző érték. Az elektron saját mágneses tulajdonságait jellemzi.
jele: ms
értéke +1/2 ; -1/2 lehet, az elektron forog a tengelye körül, két irányba foroghat, mágneses teret generál maga körül.

Question 47

Milyen tényezők befolyásolják az elektronszerkezetet?

Answer 47

Az elektronok közötti taszítás: az elektronok egymástól minél távolabb próbálnak elhelyezkedni.
Proton és elektron közötti vonzóerők: az elektronok próbálnak a maghoz minél közelebb elhelyezkedni.

Question 48

Pauli-elv fogalma?

Answer 48

Egy atomban nem lehet még két olyan elektron sem, amelynek mint a négy kvantumszáma megegyezik. Egy atompályán elhelyezkedő két elektronnak fő, mellék, és mágneses kvantumszáma megegyezik, de a spinkvantumszámuknak el kell térnie.

Question 49

Hund-szabály fogalma?

Answer 49

Az egy alhéjat alkotó atompályákon (azonos energiájú pályákon) az elektronok úgy próbálnak elhelyezkedni, hogy közöttük maximális legyen a párosítatlan, azonos spinkvantumszámúak száma.

Question 50

Energiaminimum elvének fogalma?

Answer 50

Alapállapotú atomban az elektronok mindig úgy helyezkednek el, hogy a lehető legkisebb energiaszinten legyenek, vagyis a lehető legközelebb az atommaghoz.

Question 51

Alapállapotú atom fogalma?

Answer 51

Igaz rá az energiaminimum elve. A legkedvezőbb energiaállapotban van. Egyetlen létezik belőle.

Question 52

Gerjesztett állapotú atom fogalma?

Answer 52

Ha egy alapállapotú atomot gerjesztünk (energiát közlünk vele), akkor egy alacsonyabb energiaszinten lévő elektron magasabb energiaszintre kerül. A gerjesztés megszűnése után a befektetett energiát kibocsátja, és visszatér alapállapotba. Gerjesztett állapotból végtelen sok létezik.

Question 53

Szabad állapotú atom fogalma?

Answer 53

Nincsen kölcsönhatásban semmilyen más részecskével. Termokémiai egyenleteknél gőz vagy gáz állapottal jelöljük.

Question 54

Mit jelent a következő jelölésrendszer: 2p⁴?

Answer 54

A 2. elektronhéj p-alhéján, a súlyzó alakú pályákon 4 elektron van.

Question 55

Mikor beszélünk telített alhéjról?

Answer 55

Ha a maximális számú elektron van rajta.

Question 56

Mikor beszélünk zárt elektronhéjról?

Answer 56

Ha egy elektronhéj összes alhéja telített.

Question 57

Hogyan épül ki az elektronszerkezet?

Answer 57

Az elektronok feltöltődési sorrendje az energiaminimum elve alapján történik (minél kisebb energiaállapotba kerüljenek).

Question 58

A 3p alhéj kiépülése után nem a 3d-alhéj töltődik fel, hanem a 4s. Miért?

Answer 58

A 4s energetikailag kedvezőbb a gömb alak miatt, hiába van egy távolabbi elektronhéjon. A 3d közelebb van, de atompályái bonyolult szerkezetűek.

Question 59

Vegyértékelektron fogalma?

Answer 59

Azok az elektronok, amelyek részt tudnak venni kémiai reakciókban.

Question 60

s-mező, p-mező, d-mező esetén mely alhéjakon helyezkednek el a vegyértékelektronok?

Answer 60

s-mező esetén az atom utolsó s-alhéja (ns¹⁻²)
p-mező esetén az atom utolsó s és p-alhéja együtt (ns²np¹⁻⁶)
d-mező esetén az atom utolsó s és d-alhéja (pl. Zn: 4s²3d¹⁰)

Question 61

A d-mező feltöltődési sorrendje eltér a normálistól néhány elemnél energetikai okok miatt. Melyek ezek az elemek

Answer 61

Rézcsoport elemei (Cu, Ag, Au) ➝ ns¹(n-1)d¹⁰
Krómcsoport elemei (Cr, Mo) ➝ ns¹(n-1)d⁵