Materiaren Historia eta Propietateak: Atomoetatik Taula Periodikora

Materiaren Aurkikuntzaren Kronologia

• VII. mendea (Dalton): Materia ez da jarraitua.
• Atomoa materiaren oinarrizko egitura da.
• 1807 (Humphry Davy): Elektrolisiaren aurkikuntza.
• 1850 (Faraday): Elektrolisiaren ikerketa sakonagoa.
• 1896 (Becquerel): Erradioaktibitatearen aurkikuntza.
• 1857 (Geissler): Deskarga-hodiak.
• 1875 (Crookes): Deskarga-hodien hobekuntza.
• Materia atomoz egina dago, eta atomoak partikulaz osatuta daude.
• 1891 (Stoney): Elektroiaren izendapena.
• 1911 (Millikan): Elektroiaren karga eta masaren zehaztapena.
• 1886 (Goldstein): Protoiaren aurkikuntza.
• 1914 (Rutherford): Protoiaren masaren eta kargaren zehaztapena.

Atomoaren Ereduak

• 1904 (Thomson): Karga positibodun esfera trinko bat, non elektroiak, esfera txikiagoak bezala, txertatuta dauden.
• 1911 (Rutherford): Atomoak hutsik daude. Erdian, karga positiboa eta masaren gehiengoa daukate. Kanpoaldean, elektroiak daude, orbita zirkularretan biraka.
• 1920: Elektroiaren eta protoiaren masen batura ez dator bat atomoaren pisuarekin.
• 1932 (Chadwick): Neutroiaren aurkikuntza.
• 1913 (Bohr): Elektroiak orbita zirkularretan mugitzen dira. Elektroien energia kuantizatua dago, eta ezin dira edozein distantziatan egon, baizik eta erradio baimenduetan soilik.

Kontzeptu Garrantzitsuak

• Ioia: Neutroa ez den atomoa.
• Isotopoa: Elementu berdinaren atomoak, neutroi kopuru ezberdinarekin.
• MAU (Masa Atomikoaren Unitatea): Masa atomikoa neurtzeko unitatea.
• 1924 (De Broglie): Partikulen uhin-dualitatearen proposamena.
• 1927 (Heisenberg): Ziurgabetasun-printzipioa: ezin da gorputz baten posizioa eta abiadura aldi berean zehaztasun osoz neurtu.
• Schrödinger-en ekuazioa: Elektroien portaera deskribatzen duen ekuazioa.
• Orbitala: Elektroia aurkitzeko probabilitatea % 90ekoa den espazioko gunea.

Zenbaki Kuantikoak

• n (Zenbaki kuantiko nagusia): Energia-maila adierazten du (1, 2, 3...).
• l (Zenbaki kuantiko sekundarioa): Orbitalaren formarekin lotuta dago (0tik n-1era).
• ml (Zenbaki kuantiko magnetikoa): Orbitalaren orientazioa adierazten du (-l-tik +l-ra).
• ms (Spinaren zenbaki kuantikoa): Elektroiaren spina adierazten du (-1/2 edo +1/2).

Konfigurazio Elektronikoa

• Pauliren esklusio-printzipioa: Atomo bereko bi elektroik ezin dituzte lau zenbaki kuantiko berdinak izan.
• Hund-en araua: n eta l zenbaki kuantiko berdinak dituzten bi elektroik energia bera dute.
• Elektroiak energia txikiena duten orbitaletan kokatuko dira lehenik.
• Konfigurazio elektronikoa: Atomo baten elektroien banaketa orbitaletan.

Taula Periodikoa

• Existitzen diren atomo guztiak biltzen ditu, beraien propietateen arabera ordenatuta.
• 1829 (Döbereiner): Hirukoteen legea: elementuak hirunaka taldekatzea, non erdikoaren propietateak beste bien batezbestekoa diren.
• Newlands: Zortzikoteen legea: elementuak zortzinaka taldekatzea.
• 1869 (Meyer): Propietate fisikoen araberako sailkapena.
• Mendeleiev: Propietate kimikoen araberako sailkapena.
• 1914 (Moseley): Gaur egungo taula periodikoaren sorrera.

Taula Periodikoaren Egitura

• Itxura konfigurazio elektronikoarekin eta orbitalekin lotuta dago.
• 1. taldea: Alkalinoak (s¹ bukaera)
• 2. taldea: Lur alkalinoak (s² bukaera)
• 3. taldetik 12. taldera: Trantsizio-metalak (d bukaera)
• 13. taldea: Boroideak (p¹ bukaera)
• 14. taldea: Karbonoideak (p² bukaera)
• 15. taldea: Nitrogenoideak (p³ bukaera)
• 16. taldea: Kalkogenoak (p⁴ bukaera)
• 17. taldea: Halogenoak (p⁵ bukaera)
• 18. taldea: Gas nobleak (p⁶ bukaera)
• Azpiko ilarak (barne-trantsizioko metalak):
  • 1. lerroa: Lantanidoak (4f bukaera)
  • 2. lerroa: Aktinidoak (5f bukaera)

Propietate Periodikoak

• Ionizazio-energia: Atomo neutro bati, gas egoeran, azken elektroia kentzeko behar den energia. Beti positiboa da. Zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta errazagoa da elektroia kentzea.
• Afinitate elektronikoa: Gas egoeran dagoen atomo neutro bati elektroi bat gehitzeko behar den energia. Zenbat eta handiagoa izan, orduan eta zailagoa da elektroia gehitzea.
• Elektronegatibitatea: Atomo batek, beste atomo desberdin batekin konbinatuta dagoenean, molekula horren elektroiak erakartzeko duen ahalmena.
• Pauling-en eskala: Elektronegatibitatea neurtzeko eskala. +2 baino gehiago ez-metalentzat, eta -2 baino gutxiago metalentzat.

Lotura Kimikoak

• Energia txikienak egonkortasun handiena adierazten du.
• Zortzikotearen araua: Atomoek azken elektroi-geruza betetzeko joera dute (8 elektroi).

Lotura Ionikoa

• Metal eta ez-metalen artean gertatzen da.
• Metalak elektroiak ematen dizkio ez-metalari, azken geruza betetzeko.
• Metala ioi negatibo bihurtzen da, eta ez-metala ioi positibo.
• Atomoek sare kristalinoa osatzen dute.
• Solidoak dira.
• Fusio- eta irakite-puntu altuak dituzte.
• Disolbagarriak dira disolbatzaile polarretan.
• Korronte elektrikoa eroaten dute urtuta edo disolbatuta daudenean.

Lotura Kobalentea

• Ez-metalen artean gertatzen da.
• Elektroiak partekatzen dituzte.
• Makromolekulak edo sare kristalinoak sor ditzakete.
• Fusio-puntu baxuak dituzte.
• Disolbatzen direnak polarrak dira disolbatzaile apolarretan, eta alderantziz.
• Eroale txarrak dira.
• Sare kristalinoak solido oso gogorrak dira.
• Fusio-puntu oso altuak dituzte.
• Ez dute korronte elektrikoa eroaten.
• Atomoen elektronegatibitate-diferentziaren arabera:
  • < -2: Ionikoa
  • -2 eta -0.4 artean: Kobalente polarra
  • > -0.4: Kobalente apolarra

Lotura Metalikoa

• Metalak metalekin lotzen dira.
• Atomoek sare kristalinoa osatzen dute.
• Azken geruzako elektroiak ia aske daude, hodei elektronikoa osatuz.
• Solidoak dira, merkurioa izan ezik.
• Fusio-puntu altuak dituzte.
• Eroale onak dira.

Van der Waals-en Indarrak

• Molekula polarren edo apolarren arteko lotura ahulak.

Materiaren Propietateak

• Bolumena okupatzen duen guztia da materia.
• Agregazio-egoerak: Solidoa, likidoa eta gasa.
• Agregazio-egoera aldatzeko, aldaketa fisikoa behar da.
• Eraldaketa kimikoa: Substantziaren izaera aldatzen da erreakzio kimikoen bidez.
• Eraldaketa nuklearra: Nukleo atomikoak aldatzen dira.
• Fusio-tenperatura: Solidotik likidora edo alderantziz pasatzeko tenperatura.
• Irakite-puntua: Likidotik gasera edo alderantziz pasatzeko tenperatura.

Teoria Zinetiko-Molekularra

• Agregazio-egoerak azaltzen ditu.
• Substantzia guztiak partikulaz osatuta daude.
• Bi joera nagusi:
  • E_p (Energia potentziala): Partikulak elkartzeko joera.
  • E_z (Energia zinetikoa): Partikulak urruntzeko joera, tenperaturaren menpekoa.

Substantzia Motak

• Substantzia puruak: Prozedura fisikoen bidez ezin dira substantzia sinpleagotan banatu.
• Nahasteak: Prozesu fisikoen bidez bana daitezke.
• Elementuak: Prozesu kimikoen bidez ezin dira substantzia sinpleagotan banatu. Taula periodikokoak dira.
• Konposatuak: Prozesu kimikoen bidez substantzia sinpleagotan bana daitezke. Formula kimiko baten bidez adierazten dira.
• Nahaste homogeneoak: Puntu guztietan propietate eta konposizio berdina dute.
• Nahaste heterogeneoak: Puntu ezberdinetan propietate eta konposizio ezberdinak dituzte.