Rzeczywiste rozmiary atomw i jego czci skadowych podaje

Rzeczywiste rozmiary atomów i jego części składowych podaje tabela 2. 1 Tabela 2. 1 Promień atomu i jego części składowych Promień Atomu Jądra ok. 10 -10 m ok. 10 -15 m Wnioski, które sformułował Rutherford stały się podstawą wszystkich współczesnych teorii budowy atomu. Ustalono, że głównymi elementami składowymi jądra są neutrony i protony. Protony i neutrony noszą wspólną nazwę nukleonów. Elektronu? jest 1837 razy lżejszy od jądra atomu wodoru

Rys. 3 Uproszczony model atomu Atom W atomie znajduje się jednakowa ilość elektronów i protonów, dlatego jest elektrycznie obojętny. Protony i neutrony znajdują się w jądrze. Jądro jest bardzo małe w porównaniu z wymiarem całego atomu. Całą pozostałą przestrzeń wokół jądra zajmują elektrony. Elektrony są przyciągane siłami elektrostatycznymi przez protony znajdujące się w jądrze. Siła przyciągania elektronów przez protony decyduje o własnościach atomów (pierwiastków). Elektrony odgrywają dużą rolę w reakcjach chemicznych. Elektron Jest to cząstka materii o ładunku ujemnym obdarzona masą (me = 1/1823 mp), rozmieszczona w powłoce elektronowej atomu. Masa elektronu wynosi me = 1/1823 masy protonu i posiada ujemny ładunek elementarny o wartości -1. 602 x 10 -19(C). Dla wygody przyjęto, że elektron ma ładunek -1. Elektrony znajdują się w przestrzeni wokół jądra atomowego i poruszają się z bardzo dużą prędkością. Liczba elektronów w powłoce elektronowej jest równa liczbie protonów w jądrze atomu. Proton Cząstka która posiada dodatni ładunek elementarny o wartości +1. 602 x 10 -19(C). Dla wygody przyjęto, że proton ma ładunek +1. Neutron Cząstka elektrycznie obojętna.

Masy części składowych atomu Masy atomów są ekstremalnie małe. Przykładowo masa atomu węgla wyrażona w kilogramach ma wartość Odpowiednio dla magnezu ma(612 C) = 1, 993 • 10 -26 kg. ma(1224 Mg) = 4 • 10 -26 kg. Dlatego, żeby nie posługiwać się tak małymi wartościami mas, do wyrażania masy atomów zastosowano jednostkę masy atomowej - unit (u). Wyrażając w jednostkach masy atomowej masy składników atomu otrzymamy Jednostka masy atomowej jest dwunastą częścią masy jądra atomu węgla 1 u (unit) odpowiada 1. 66057 • 10 -27 kg. Proton 1. 00727 u Neutron 1. 00866 u Elektron 0, 00055 u Z powyższego wynikają wnioski: • masy protonu i neutronu są prawie identyczne • w jądrze (protony plus neutrony) skupiona jest prawie cała masa atomu • elektrony które równoważą dodatni ładunek protonów mają masę równą tylko 0. 05% całej ich masy 12 6 C.

Przykłady promieni atomów [w pm]: Pikometr [pm] jest jedną miliardową częścią milimetra. H – 30, He – 140, Ca – 197, Zn – 133, S – 104, Br – 114 O b l i c z e n i e: 1. „ Ile atomów możemy rozmieścić wzdłuż średnicy główki szpilki? ” 1. Główka od szpilki ma średnicę około 1 10 -3 m (milimetr długości). 2. Atom ma średnicę 2. 5 10 -10 m, stąd 1 10 -3 m/2. 5 10 -10 m = 4 106 atomów 3. Cztery miliony atomów (4000000) można rozmieścić wzdłuż średnicy główki od szpilki. Jeżeli ta sama główka od szpilki będzie jądrem atomu, to odpowiednio średnica atomu będzie miała wartość 10 m, bowiem średnica jądra stanowi około 0, 01% średnicy atomu.

2. Jaką gęstość ma jądro atomu? W rozważaniach przyjmiemy, że jądro składa się z 1 protonu i 1 neutronu: Wtedy masa jądra = ~2. 0 u = 2 • (1. 66 • 10 -24 g) = 3. 32 • 10 -24 g • średnica jądra = 1 • 10 -14 m • promień jądra r = 1 • 10 -14 m/2 = 0. 5 • 10 -14 m • objętość jądra = (4/3)p(r)3 = 5. 24 • 10 -43 m 3 • masa/objętość = 3. 32 • 10 -24 g/5. 24 • 10 -43 m 3 = 6. 34 • 1018 g/m 3 • oznacza to, że 1 cm 3 materii składającej się tylko z neutronów i protonów będzie miał masę - 6, 34 • 1018 g/m 3) • (1 • 10 -6 m 3) = 6. 34 • 1012 g/cm 3 • Czyli 1 cm 3 jądra atomowego wazy sześć miliardów kilogramów, lub sześć milionów ton.

W czasach na współczesnych w miejsce orbity wprowadzono pojęcie powłoki, a elektron spostrzegany jest jako "chmura elektronowa" posiadającą swoją energię. Elektrony o zbliżonych energiach zajmują w atomie jedną powłokę a jeżeli różnią się energią to zajmują różne powłoki. Poziomy energetyczne elektronów mają oznaczenia n = 1, 2, 3, 4, . . ). Często w podręcznikach oprócz oznaczeń cyfrowych, powłokom nadaje się symbole literowe. Wartość n 1 2 3 4 5 6 Symbol literowy K L M N O P Oznaczenia K, L, M, N, O, P są obecnie traktowane jako historyczne i nie zaleca się ich stosować. Każdy z poziomów energetycznych może pomieścić maksymalnie ściśle określoną ilość elektronów, która odpowiednio wynosi odpowiednio 2 n 2

Elektrony walencyjne Zapełnianie powłok elektronami następuje od powłok najbliżej położonych jądra, tj. powłoki 1, dalej 2, itd. Na zewnętrznej ostatniej powłoce znajdują się elektrony słabo związane z jądrem atomu. Elektrony te nazywamy elektronami walencyjnymi. Znając ilość elektronów w atomie, kolejność zapełniania powłok i ich maksymalną pojemność, jesteśmy w stanie zbudować modele atomów. Przykładem są modele atomów sodu (Na) i magnezu (Mg) (patrz rysunki 2. 6 i 2. 7). Ilości elektronów walencyjnych w przedstawionych modelach odpowiednio wynoszą; • 1 elektron walencyjny dla sodu (Na) • 2 elektrony walencyjne dla magnezu (Mg). Konfiguracje elektronowe Często rozmieszczenie elektronów w atomie przedstawia się za pomocą tzw. konfiguracji elektronowej, która podaje w jaki sposób rozmieszczone są elektrony na powłokach. Przykład Na - (2, 8, 1), Mg - (2, 8, 2) Konfiguracja elektronowa, czyli rozmieszczenie elektronów w atomie, daje chemikowi cenne informacje, pozwalające przewidywać właściwości i zachowanie się pierwiastka w różnych warunkach oraz reakcje chemiczne, w jakie może wchodzić

Analiza widm atomów oraz zastosowanie zasad mechaniki kwantowej do wyjaśnienia budowy powłok elektronowych wykazały, że elektrony zajmujące określone poziomy energetyczne wykazują niewielkie różnice energii i są rozmieszczone na podpowłokach. Podpowłoka najniższego poziomu energetycznego ma oznaczenie s a kolejne według wzrastającej energii p, d i f. Maksymalna liczba elektronów na tych podpoziomach wynosi: s – 2; p - 6; d - 10; f - 14

Jeżeli w zapisie konfiguracji elektronowej atomów uwzględnimy podział powłok elektronowych na podpoziomy energetyczne (s, p, d i f), otrzymamy nowy bardziej czytelny sposób rozmieszczenia elektronów w atomie: 11 Na - (2, 8, 1), 12 Mg - (2, 8, 2) --> 11 Na - 1 s 22 p 63 s 1, 12 Mg - 1 s 22 p 63 s 2 Przy nowym sposobie przedstawiania konfiguracji elektronowej atomów, należy przed symbolem podpoziomu energetycznego umieścić liczbę równą numerowi powłoki (n = 1, 2, 3, 4. . ). W prawym górnym rogu nad symbolem podpowłoki liczbę elektronów zajmującą dany podpoziom (np. p 6). Dla przykładu 11 Na - 1 s 22 p 63 s 1 odczytamy, że atom sodu ma 11 elektronów, które są rozmieszczone na trzech powłokach. Na pierwszej powłoce znajdują się dwa elektrony i zajmują tylko jeden podpoziom energetyczny s (1 s 2), na drugiej powłoce znajduje się 8 elektronów i zajmują dwa podpoziomy energetyczne s i p (2 s 22 p 6), zaś na ostatniej powłoce znajduje się jeden elektron zajmujący tylko jeden podpoziom energetyczny s (3 s 1). Do zapisania konfiguracji elektronowej atomu konieczna jest znajomość: • liczby elektronów w atomie • numeru powłoki elektronowej • symbolu podpoziomu energetycznego • liczby elektronów w każdej powłoce • kolejności zapełniania powłok i podpowłok

Liczby kwantowe – w mechanice kwantowej nazywane są tak wartości własne odpowiadające określonym stanom własnym operatorów kwantowych, które odpowiadają energii i innym cechom układów kwantowych. Symbole liczb kwantowych są tradycyjnie ustalone. Na przykład elektronowi w atomie przypisane są następujące liczby kwantowe: • „n” oznacza numer orbity i przyjmuje wartości całkowitych liczb dodatnich, • „l” oznacza wartość bezwzględną orbitalnego momentu pędu i przyjmuje wartości liczb naturalnych z zakresu < 0, n − 1 > , • „m” oznacza rzut orbitalnego momentu pędu na wybraną oś i przyjmuje wartości liczb całkowitych z zakresu < − l, 0, +l > , • „s” oznacza spin. Dla elektronu przyjmuje wartości +1/2 („prawoskrętny”) lub – 1/2 („lewoskrętny”). Małymi literami oznacza się liczby kwantowe opisujące stan jednego elektronu. Stany wieloelektronowe opisuje się literami dużymi.

główna liczba symbol kwantowa powłoki "n" maksymalna pojemność powłoki poboczna liczba kwantowa "L" 1 2 3 symbol podpowłoki s p d f ------------------------------magnetyczna liczba kwantowa "m" 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2 +3 0 "2 n 2" maksymalne zapełnienie powłoki i podpowłok 1 K 2 � 2 L 8 � ��� 3 M 18 � ����� 4 N 32 � ������� 4 s 2 4 p 6 4 d 10 4 f 14 5 O (50) � ������� 5 s 2 5 p 6 5 d 10 5 f 14 6 P (72) � ����� 6 s 2 6 p 6 6 d 10 7 Q (98) � ����� 7 s 2 7 p 6 7 d 10 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10

Kolejność obsadzania poziomów w atomie przedstawia rysunek. Znajomość powyższych zasad pozwala nam przedstawić konfiguracje elektronową atomów każdego pierwiastka, ale. . .

K) 1 s 2 L) 2 s 2, 2 p 6 M) 3 s 2, 3 p 6 „i co dalej? ”. . . ------------------------------------------Dylemat nr 1: gdzie umieścić „ 19 -sty” elektron, czy na 3 d, czy 4 s? Reguła nr 1: „osiągnij minimum (n + l) Obliczenie: (n + l) dla 3 d = 3 + 2 = 5, zaś dla 4 s = 4 + 0 = 4, stąd wniosek 1: najpierw 4 s Dylemat nr 2: gdzie umieścić „ 21 -szy” elektron, czy na 3 d, czy 4 p? Próba reguły nr 1: (n + l) dla 3 d = 3 + 2 = 5, zaś dla 4 p = 4 + 1 = też 5 wniosek 2: reguła nr 1 nie rozstrzyga dylematu nr 2, stąd Reguła nr 2: jeżeli (n + l)” 1” = (n + 1)” 2”, to „osiągnij minimum n” wniosek 3: najpierw 3 d, potem 4 p

1 18 Układ okresowy pierwiastków - stan skupienia 1 H 1 Wodór 2 Li 3 Lit Be 4 Beryl B 5 Bor C 6 Węgiel N 7 Azot O 8 Tlen F 9 Fluor Ne 10 Neon 3 Na 11 Sód Mg 12 Magnez Si 14 Krzem P 15 Fosfor S 16 Siarka Cl 17 Chlor Ar 18 Argon 4 K 19 Potas Ca 20 Wapń Sc 21 Skand Ti 22 Tytan V 23 Wanad 5 Rb 37 Rubid Sr 38 Stront Y 39 Itr Zr 40 Cyrkon 6 Cs 55 Cez Ba 56 Bar * 7 Fr 87 Frans Ra 88 Rad ** 2 3 4 Lantanowce Aktynowce 6 16 17 He 2 Hel 12 Ni 28 Nikiel Cu 29 Miedź Zn 30 Cynk Ga 31 Gal Ge 32 German As 33 Arsen Se 34 Selen Br 35 Brom Kr 36 Krypton Rh 45 Rod Pd 46 Pallad Ag 47 Srebro Cd 48 Kadm In 49 Ind Sn 50 Cyna Sb 51 Antymon Te 52 Tellur I 53 Jod Xe 54 Ksenon Os 76 Osm Ir 77 Iryd Pt 78 Platyna Au 79 Złoto Hg 80 Rtęć Tl 81 Tal Pb 82 Ołów Bi 83 Bizmut Po 84 Polon At 85 Astat Rn 86 Radon Hs 108 Has Mt 109 Meitner Ds 110 Darms. Rg 111 Roent. Uub 112 Uut 113 Uuq 114 Uup 115 Uuh 116 Uus 117 Uuo 118 Cr 24 Chrom Mn 25 Mangan Fe 26 Żelazo Co 27 Kobalt Nb 41 Niob Mo 42 Molibden Tc 43 Technet Ru 44 Ruten Hf 72 Hafn Ta 73 Tantal W 74 Wolfram Re 75 Ren Rf 104 Rutherford Db 105 Dubn Sg 106 Seaborg Bh 107 Bohr 9 Pr Nd Pm Sm 58 Cer 59 Prazeody m 60 Neody m 61 Prome t 62 Sama r Ac Th Pa U Np Pu 89 Aktyn 90 Tor 91 Protaktyn 92 Uran 93 Neptu n 94 Pluto n Ce 15 11 8 57 Lanta n 14 Al 13 Glin 7 La 5 13 10 Eu Gd 63 Europ 64 Gadoli n Am Cm 95 Ameryk 96 Kiur Tb 65 Terb Bk 97 Bekere l Dy 66 Dyspro z Cf 98 Kaliforn Ho Er Tm Yb Lu 67 Holm 68 Erb 69 Tul 70 Iterb 71 Lutet Es Fm Md No Lr 99 Einstei n 100 Fer m 101 Mendele w 102 Nobe l 103 Loren s

Atomic Radii

1 1 2 3 4 5 6 7 H 18 Układ okresowy pierwiastków - elektroujemność 2 Li Be B C N O F Ne 3 1, 0 4 1, 5 5 2, 0 6 2, 5 7 3, 0 8 3, 5 9 4, 0 10 - Na Mg Al Si P S Cl Ar 11 0, 9 12 1, 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1, 5 14 1, 8 15 2, 1 16 2, 5 17 3, 0 18 - K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 19 0, 8 20 1, 0 21 1, 3 22 1, 5 23 1, 6 24 1, 6 25 1, 5 26 1, 8 27 1, 8 28 1, 8 29 1, 9 30 1, 6 31 1, 6 32 1, 8 33 2, 0 34 2, 4 35 2, 8 36 2, 9 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 37 0, 8 38 1, 0 39 1, 2 40 1, 4 41 1, 6 42 1, 8 43 1, 9 44 2, 2 45 2, 2 46 2, 2 47 1, 9 48 1, 7 49 1, 7 50 1, 8 51 1, 9 52 2, 1 53 2, 5 54 2, 6 Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 55 0, 7 56 0, 9 72 1, 3 73 1, 5 74 1, 7 75 1, 9 76 2, 2 77 2, 2 78 2, 2 79 2, 4 80 1, 9 81 1, 8 82 1, 8 83 1, 9 84 2, 0 85 2, 2 86 - Fr Ra Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uuq Uuh Uus Uuo 87 0, 7 88 0, 9 105 - 106 - 107 - 108 - 109 - 110 - 111 - 112 - 113 - 114 - 115 - 116 - 117 118 - * Rf ** Lantanowce Aktynowce 10 4 - La Ce Pr 57 1, 1 58 1, 1 59 1, 1 Ac Th Pa 89 1, 1 90 1, 3 91 1, 5 N d 60 1, 1 U 92 1, 7 P m S m 61 1, 1 62 1, 2 Np 93 1, 3 13 14 15 D y H o 66 1, 2 67 1, 2 Bk Cf 97 1, 3 98 1, 3 Eu Gd Tb 63 1, 2 64 1, 2 65 1, 2 Pu Am Cm 94 1, 3 95 1, 3 96 1, 3 16 17 He 1 2, 1 Er Tm Yb 68 1, 2 69 1, 2 70 1, 2 Es Fm Md No 99 1, 3 100 1, 3 101 1, 3 102 1, 3 2 - L u 71 1, 2 Lr 10 3 1, 3

Le Chatelier's Principle The Chromate - Dichromate Equilibrium In this experiment you will study a reaction in which there is considerable reversibility. This is the reaction beween chromate ions, Cr. O 42 - (aq) which are yellow, and dichromate ions Cr 2 O 72 - (aq) which are orange. The reaction that you will investigate is: 2 Cr. O 42 - (aq) + 2 H+(aq) Cr 2 O 72 - (aq) + H 2 O The procedure involves varying the concentration of the H+ ion in order to see how the concentrations of the yellow and orange species change. In part I of the procedure you are looking only for a change in color: • the more orange, the more Cr 2 O 72 - (aq) is present • the more yellow the color, the more Cr. O 42 - (aq) is present

Put approximately 1 ml (10 drops) of 0. 1 M Cr. O 42 -(aq) solution into one clean 13 x 100 mm test tube. Put about the same amount (10 drops) of 0. 1 M Cr 2 O 72 - (aq) into a second ----------------------------------------------------------Add 1 M HCl drop by drop (maximum of 5 drops) to each test tube and record the color change -----------------------------------------------------------------Repeat the first part of step 1 with fresh solutions (you will now have four test tubes with colored solutions). Add 1 M Na. OH drop by drop (maximum of 5 drops) to each test tube, and record the color change

2 Cr. O 42 -(aq) + 2 H+ (aq) Cr 2 O 72 -(aq) + H 2 O (l) In a solution we call a chromate solution, there is also a little bit of dichromate, but the predominant color will be yellow. In a solution we call a dichromate solution, there is also a little bit of chromate, but the predominant color will be orange.

Zmiany barwy wskaźników Wskaźnik Błękit tymolowy Oranż metylowy Błękit bromofenolowy Zieleń bromokrezolowa Czerwień metylowa Błękit bromotymolowy Lakmus Czerwień fenolowa Błękit tymolowy Fenoloftaleina Żółcień alizarynowa Alizaryna Barwa formy kwasowej Zakres zmiany barwy p. KIn Barwa formy zasadowej Czerwona Żółta Żółta Bezbarwna Żółta Czerwona od 1, 2 do 2, 8 3, 2 do 4, 4 3, 0 do 4, 6 4, 0 do 5, 6 4, 8 do 6, 0 do 7, 6 5, 0 do 8, 0 6, 6 do 8, 0 9, 0 do 9, 6 8, 2 do 10, 0 10, 1 do 12, 0 11, 0 do 12, 4 1, 7 3, 4 3, 9 4, 7 5, 0 7, 1 6, 5 7, 9 8, 9 9, 4 11, 2 11, 7 Żółta Niebieska Czerwona Niebieska Różowa Czerwona Purpurowa

Mn. O 4 - + 8 H+ 5 e = Mn 2+ +4 H 2 O (środowisko kwaśne od H 2 SO 4) Przykłady 2 KMn. O 4 + 5 H 2 C 2 O 4 + 3 H 2 SO 4 = 2 Mn. SO 4 + 10 CO 2 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O Mn. O 4 - + 5 Fe 2+ + 8 H+ = Mn 2+ + 5 Fe 3+ + 4 H 2 O 2 Mn. O 4 - + 5 H 2 O 2 + 6 H+ = 2 Mn 2+ + 5 O 2 + 8 H 2 O Zad. 1. W kolbie miarowej na 250 cm 3 rozpuszczono 0, 01575 g H 2 C 2 O 4 2 H 2 O w wodzie dest. . Na zmiareczkowanie 20 cm 3 tego roztworu zużyto 25 cm 3 roztworu KMn. O 4. Oblicz stężenie molowe roztworu KMn. O 4. Zad. 2. Naważkę 0, 4111 g suchego osadu po koagulacji ścieków za pomocą PIX-u rozpuszczono w rozcieńczonym H 2 SO 4, po czym całość jonów żelaza zredukowano do Fe 2+. Na zmiareczkowanie tego roztworu zużyto 17, 85 cm 3 0, 02 m KMn. O 4. Oblicz % zawartość Fe w badanym osadzie [Fe=56]. Zad. 3. W kolbie na 250 cm 3 1, 003 g roztworu H 2 O 2 uzupełniono wodą dest. . Na zmiareczkowanie 25 cm 3 tego roztworu zużyto 17, 4 cm 3 0, 02 m KMn. O 4. Oblicz stężenie procentowe badanego roztworu H 2 O 2. Zad. 4. Naważkę wapienia o masie 0, 25 g rozpuszczono i jony Ca 2+ ilościowo wytrącono w postaci Ca. C 2 O 4. Osad przemyto i rozpuszczono w rozcieńczonym H 2 SO 4. Na zmiareczkowanie tego roztworu zużyto 40 cm 3 roztworu KMn. O 4, którego 1 cm 3 zawierał 0, 00316 g KMn. O 4. Oblicz % zawartość Ca. O w badanej skale wapiennej [Ca=40, Mn=55].

A P • Peter Agre • Kurt Alder • Sidney Altman • Linus Pauling • Odd Hassel • Dudley Robert Herschbach • Avram Hershko • Gerhard Herzberg • György von Hevesy • Svante Arrhenius B • Adolf von Baeyer • Derek Barton • Friedrich Bergius • Jaroslav Heyrovský • Jacobus Henricus van't Hoff • Herbert C. Brown • Adolf Butenandt C • Yves Chauvin • Aaron Ciechanover • Dorothy Crowfoot Hodgkin • Robert Curl • Roald Hoffmann • Hans von Euler-Chelpin • Robert Robinson • Irwin Rose • Ernest Rutherford S • Richard Schrock • Barry Sharpless • Frédéric Joliot-Curie • Irène Joliot-Curie K • Robert Grubbs M • Fritz Haber • Otto Hahn • Arthur Harden N • Maria Skłodowska-Curie • James Batcheller Sumner • William Knowles • Walter Kohn • Richard Kuhn T • Irving Langmuir V • Jean-Marie Lehn • Willard Libby W L • John Fenn • Ernst Fischer G R J E F • John Polanyi • John A. Pople • Ilya Prigogine • Kōichi Tanaka U • Harold Clayton Urey • Vincent du Vigneaud • Otto Wallach • Alfred Werner • Roderick Mac. Kinnon • Robert S. Mulliken H • Geoffrey Wilkinson • Adolf Otto Reinhold Windaus • Georg Wittig • Kurt Wüthrich • Giulio Natta • Walther Hermann Nernst • Ryōji Noyori O • Lars Onsager Z Karl Ziegler

The Nobel Prize in Chemistry 1913 "in recognition of his work on the linkage of atoms in molecules by which he has thrown new light on earlier investigations and opened up new fields of research especially in inorganic chemistry" Alfred Werner Switzerland University of Zurich, Switzerland b. 1866 (in Mulhouse, then Germany) d. 1919

Pierwiastek Kobalt Co (27) 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 7 4 s 2 Żelazo Fe (26) 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 6 4 s 2 Miedź Cu (29) 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 1 Cynk Zn (30) 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 Jon kompleksowy Co 3+ Co(NH 3)63+ 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 6 Fe 2+ (Fe 3+) 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 6 (3 d 5) Cu 2+ 1 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 6 struktura Kryptonu Fe(CN)64 - Fe(CN)631 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 (3 d 9 ) 2 6 4 s 4 p struktura Kryptonu (prawie) Cu(NH 3)42+ 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 9 4 s 2 4 p 6 struktura (prawie) Kryptonu Zn 2+ Zn(OH)42 - 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 2 4 p 6 struktura Kryptonu

Typowe kompleksy i reakcje kompleksowania [Cu(NH 3)4]2+ ; [Zn(NH 3)4]2+ ; [Ag(NH 3)2]+ ; [Fe(CN)6]4 - ; [Fe(CN)6]3 - ; [Ag(S 2 O 3)2]3[Al(OH)4(H 2 O)2]- ; [Pb(OH)3]-----------------------------------Au + 4 HCl + 3 HNO 3 HAu. Cl 4 + 3 NO 2 + 3 H 2 O -----------------------------------[Cu. Cl 2(H 2 O)] + Cl- [Cu. Cl 3(H 2 O)]- + H 2 O -----------------------------------ogrzewanie [Co(NH 3)6]Cl 3 [Co(NH 3)5 H 2 O]Cl 3 . . . [Co(H 2 O)6]Cl 3 . . . [Co(H 2 O)5 Cl]Cl 2 ----------------------------------------------------Zn(OH)2 + 2 OH- [Zn(OH)4]2 ----------------------------------------------------Hg. S + S 2 - [Hg. S 2]2 - ; As 2 S 3 + 3 S 2 - 2[As. S 3]3 -

Przyrodnicze znaczenie kompleksowania 1. Transport kationów (np. żelaza III) z gleby do rośliny poprzez tzw. wielochelatowe połączenia. 2. Transport Ni 2+, Co 2+, czy Ca 2+ w organizmach za pomocą aminokwasów jako ligandów. 3. Rozpuszczanie trudno rozpuszczalnych osadów: a) Cu(OH) 2 + 4 NH 3 H 2 O [Cu(NH 3)4](OH)2 b) fosfogipsu np. w kwasie winowym ; c) zapobieganie „zamuleniu” organizmu ssaków poprzez zdolność witaminy C (jako tzw. bioligandu) do przekształcania osadów w „przyswajalne”. 4. Nawozy dolistne zawierające bioligandy poprawiają przyswajalność np. Ca 3(PO 4)2. Chelaty (szczególnie wielokleszczowe typu chlorofilu, hemoglobiny, czy witaminy B 12) generalnie zakwaszają środowisko, zwiększając rozpuszczalność (przyswajalność) osadów. 5. Przyroda działa wybiórczo, selekcjonuje chelaty i preferuje układy labilne. Przykładowo kwas cismaleinowy kompleksuje mocno, stąd w przyrodzie spotyka się jego odmianę trans. Chelatoterapia to ważna dziedzina medycyny: a) cis-platinium hamuje rozwój tkanki nowotworowej, b) nadmiar Cu 2+ w żywności (tzw. choroba Wilsona) leczy się za pomocą bioligandu EDTA, c) BAL (2, 3 -ditio-1 -propanol) jest odtrutką przy zatruciach metalami ciężkimi.

Figure 1. Schematic illustration of the chemical structure of Proteomix ion-exchange phases.

Strong-acid cation exchange resins are prepared by sulfonating the benzene rings in the polymer. The SO 3 - groups are permanently fixed to the polymer network to give a negatively charged matrix and exchangeable, mobile positive hydrogen ions.

Strong-base anion exchange resins require 2 reactions: chloromethylation and amination:

Typowe reakcje zachodzące podczas zmiękczania: kationit Kt-Na 2 + Ca(HCO 3)2 --> Kt-Ca + 2 Na. HCO 3 Kt-Na 2 + Mg. Cl 2 --> Kt-Mg + 2 Na. Cl Kt-Na 2 + Ca. SO 4 --> Kt-Ca + Na 2 SO 4 w czasie regeneracji Kt-Ca + 2 Na. Cl --> Kt-Na 2 + Ca. Cl 2 Kt-Mg + 2 Na. Cl --> Kt-Na 2 + Mg. Cl 2