1. Atomi – Teori, Formula dhe Ushtrime të Zgjidhura | Kimia për Maturën Shtetërore

Atomi

Atom quajmë njësinë e lëndës që ruan vetitë e një elementi kimik ose një substancë të thjeshtë.
Për të identifikuar një atom shërben numri atomik (Z), i cili shpreh numrin e protoneve në bërthamë, që është i barabartë me numrin e elektroneve në mbështjelljen elektronike.
Z = nr. p⁺ = nr.e^–

Numri i masës (A) shpreh numrin e nukleoneve në bërthamë. Një nukleon përbëhet nga një proton dhe një neutron.
A = Z + N

Modelet e atomit

I pari që dha modelin e një atomi ishte Dalton, i cili e mendonte atomin ashtu si Demokriti një grimcë sferike, kompakte edhe të pandashme që ruante vetitë e lëndës. Demokritit i takon merita e emërtimit të kësaj grimce.
atomos  →  i pandashëm

    Modeli atomit sipas Daltonit

Tomson është i pari që zbuloi ekzistencën e elektronit si grimcë përbërëse e atomit. Elektroni ka një masë shumë shumë të vogël krahasuar me atomin dhe ngarkesë negative. Zbulimin e elektronit, Tomson e arriti nëpërmjet eksperimentit të tij mbi rrezet katodike. Modeli i atomit të Tomsonit është një grimcë sferike e ndashme pa hapësira (kompakte) me ngarkesë pozitive, brenda të cilit ndodhen elektronet me ngarkesë negative, duke bërë që atomi të jetë elektroasnjëanës.

   Modeli i atomit sipas Tomson

 

Modeli i sotëm i atomit është dhënë për herë të parë nga Radhërfordi, i cili duke u mbështetur tek eksperimenti i tij mbi fletën e arit, dha idenë e modelit planetor të atomit. Sipas tij, atomi është një grimcë sferike me hapësira. Në qendër ndodhet bërthama me ngarkesë pozitive dhe rreth saj në mbështjelljen elektronike lëvizin elektronet (e^–) në orbita rrethore të çfarëdoshme. Termi i “çfarëdoshëm” është e meta kryesore e modelit të Radhërfordit, e cila nuk shpjegonte dot qendrueshmërine e atomit si grimcë.
Për të sheshuar këto kontrakdita Bori dha një tjetër model të atomit, duke u mbështetur në teorinë e tij, e cila ka këto pika kryesore:

1. Elektronet në një atom lëvizin në orbita rrethore plotësisht të përcaktuara të quajtura nivele energjitike ose shtresa energjitike.
2. Një elektron mund të lëvizi nga një nivel më afër bërthamës, ku ka energji themelore në një nivel më larg, duke marrë energji dhe kalon në gjendje të ngacmuar.
3. Në një nivel, elektroni ka një energji plotësisht karakteristike për atë nivel.
4. Një elektron lëviz nga një nivel më afër bërthamës në një më larg bërthamës duke thithur energji dhe në të kundërt duke cliruar energji. Sasia e energjisë në të dyja rastet është e barabartë.

     Modeli i atomit sipas Radhërfordit

 

• Atomet kanë numër atomik të njëjtë (Z) dhe numër mase të ndryshëm (A) quhen izotope. Izotopet i përkasin të njëjtit element kimike. Si rezultat kanë veti fiziko-kimike të njëjta.
• Atomet që kanë Z të ndryshëm dhe A të njëjtë quhen izobare, dhe i përkasin elementeve të ndryshëm kimike. Si rezultat kanë veti fiziko-kimike të ndryshme.

Numrat kuantik:

1. Numri kuantik themelor (n) shpreh nivelin energjitik ku ndodhet elektroni gjatë lëvizjes së tij rreth bërthamës.
   Merr vlerat n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ……. (numra pozitivë)
                               K  L  M  N O  P  Q
2. Numri kuantik orbital ose sekondar (l) shpreh nënnivelin energjitik ku ndodhet elektroni në lëvizjen e tij rreth bërthamës. Llogaritet në mënyrë të pavarur për cdo nivel energjitik në varësi të n – së.
   l = 0       → (s)
   l = 1        → (p)
   l = 2        → (d)
   l = 3        → (f)
   l = 4        → (g)
3. Numri kuantik magnetik shënohet m_l ose m, shpreh gjendjen energjitike ku ndodhet elektroni dhe llogaritet në mënyrë të pavarur për cdo nënnivel energjitik. Simbolikisht shënohet m dhe merr vlerat:
   m → – l …..0…… +l
4. Numri kuantik magnetik spin ose thjesht spin shënohet m_s ose s, shpreh lëvizjen e elektronit rreth vetes. Merr vlerat: + ½ ↑;   – ½ ↓

niveli i parë                                                     
n = 1
l = 0 (s)
m = 0

niveli i dytë
m = 2
l = 0 (s) → m = 0
l = 1 (p) → m = – 1, 0. + 1
m_l = 2l +1

niveli i tretë
n = 3
l = 0 (s) → m = 0
l = 1 (p) → m = -1, 0, +1
l = 2 (d) → m = -2, -1, 0, +1, +2

niveli i katërt
n = 4
l = 0 (s) → m = 0
l = 1 (p) → m = -1, 0, +1
l = 2 (d) → m = -2, -1, 0, +1, +2
l = 3 (f) → m = =3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

Rregullat për shpërndarjen e elektroneve në nivele dhe nënnivele dhe gjendje energjitike

1. Parimi i Hajzenberg ose parimi i papërcaktuar:
   Një elektroni nuk mund t’i përcaktojmë njëkohësisht vendodhjen dhe shpejtësinë.
2. Parimi i Paulit ose i përjashtimit:
   Një atom nuk mund të ketë dy elektrone me të njëjtën bashkësi të numrave kuantik.
3. Parimi i Multiplicitetit funksional ose i orbitaleve të degjeneruara ose rregulla e Hundit:
   Në një nënnivel energjitik elektronet priren të zënë maksimumin e gjendje
   ve energjitike në mënyrë të tllë qe shuma e spineve të jetë maksimal.
4. Parimi i qendrueshmërise ose rendi i Aufbaut:
   Në një atom elektronet priren të zënë fillimisht nivel, nënnivel dhe gjendje energjitike me energji më të ulët dhe pastaj ato me energji më të lartë.

Orbital atomik

Orbital atomik quajmë zonën e hapësirës ku ndodhet më shpesh elektroni në lëvizjen e tij rreth bërthamës. Orbitali atomik është i barabartë me gjendjen energjitike dhe emëtrohet në varësi të nënnivelit ku ndodhet.

 

     Orbitali s

     Orbitali p:  px, py, pz

Sqarim: Duhet të nisemi nga të dhenat me ngjyrë të kuqe që të plotesojmë vendet bosh (në këtë rast janë të dhënat ngjyrë të zezë që duhet të gjenden). 

Simboli	Z	A	Protone	Neutrone	Elektrone
P	15	31	15	16	15
Ti	22	48	22	26	22
Rb	37	85	37	48	37
Hg+	81	203	81	122	80
Ce	58	140	58	82	58
Fe 3+	26	56	26	30	23
Br–	35	79	35	44	36

 

Simboli	Z	A	Protone	Neutrone	Elektrone
K	19	41	19	22	19
Mn	25	55	25	30	25
Zr	40	90	40	50	40
Pb	82	208	82	126	82
Xe	54	132	54	78	54
Se2-	34	80	34	46	36
Cd2+	48	104	48	66	46

TË DHËNAT:

Elementi = Na
A = 23
N = 12

ZGJIDHJA:

Dimë që: p⁺ = e^– dhe gjithashtu Z = A – N
Z = 23 – 12 → Z = 11

Përgjigje: M.q.s numri i protoneve është i barabartë me numrin e elektroneve, atëherë numri i elektroneve në atomin e natriumit (Na) është 11.

TË DHËNAT

Elementi = S
Z = 16
N = 16
A = ?

ZGJIDHJA:

A = Z + N → A = 16 + 16
A = 32

Përgjigje: Numri i masës (A) te squfurit është 32.

TË DHËNAT:

Elementi = Ca
A = 40
e^–  = 20
Z = ?
N = ?

ZGJIDHJA:

N = A – Z ⇒  N = 40 – 20
N = 20

Z = e^– = 20

Përgjigje: Numri atomik (Z) është 20, sepse në një atom numri i protoneve është i barabartë më numrin e elektroneve. Numri i neutroneve është 20.

TË DHËNAT:

A = 32  
p⁺ = N
Z = x
N = x

ZGJIDHJA:

Dimë që: Z = p⁺

A = Z + N
32 = x + x → 32 = 2x
x = 32/2
x = 16

Përgjigje: Numri atomik (Z) është 16 dhe numri i neutroneve (N) është 16.

TË DHËNAT:

A = 19
N = x +1
Z = x

ZGJIDHJA:

A = Z + N → A = x + x + 1
19 = 2x +1 → 19 – 1 = 2x
18 = 2x → x = 18 / 2
x = 9

N = x +1 = 9 +1 = 10
Z = 9

Përgjigje: Numri N është 10, ndërsa numri Z është 9.

ZGJIDHJA:

Për nënnivelin d kemi:
x_l = 2 (2l + 1) → formula për gjetjen e elektroneve në një nënnivel

L = 2 (d)                  x_l = 2 (2 • 2 + 1) = 2(4 + 1) = 10 e^–

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

Përgjigje: Në nënnivelin d nuk mund te vendosen më shumë se 10 elektrone.

ZGJIDHJA:

n = 2
l = 0 (s) → m = 0
l = 1 (p) → m = -1, 0, +1

Përgjigje: Për nivelin n = 2 kemi 3 gjendje energjitike.

ZGJIDHJA:

Formula: 1s² 2s² p⁶ 3s¹

ZGJIDHJA:

Z = 21
Formula: 1s² 2s² p⁶ 3s² p⁶ d¹ 4s²

Konfigurimi elektronik:

ZGJIDHJA:                         

Z = 23
Formula: 1s² 2s² p⁶ 3s² p⁶ d³ 4s² 

Përgjigje: 10 gjendje energjitike janë të ngopura, 3 janë gjysmë të ngopura dhe 5 gjendje janë të lira.

ZGJIDHJA:

Z = 15
Formula: 1s² 2s²p⁶ 3s²p³

Sqarim: Do të përcaktojmë vlerat e numrave kuantik për nënnivelin p të nivelit të fundit që në rastin tonë është n = 3.    

↑

↑

↑

e–	n	l	m	s
1	3	1	-1	+ ½
2	3	1	0	+ ½
3	3	1	1	+ ½