Name: ionic compounds and crystal lattices
Uploaded: 2020-09-03T13:38:28.000Z
Duration: 2 min 48 s
Channel: JoVE

K12 Standards

north-carolina-k-12-science-standard-course-of-study

North Carolina K-12 Science Standard Course of Study

9-12

Chemistry

Matter and its Interactions

PS.Chm.3.1

Ionic Bonding and Electron Transfer

تتشكل الروابط الأيونية عن طريق نقل الإلكترونات من المعادن إلى اللافلزات. بالمقارنة مع الروابط التساهمية حيث يتم مشاركة الإلكترونات،في الروابط الأيونية تميل المعادن إلى خسارة وتميل اللافلزات لقبول الإلكترونات لكن لماذا؟التكوين الإلكتروني،الأكثر استقرارًا للذرة،يكون مع مجموعة ثمانية كاملة. تتحقق هذه الحالة بالتزامن،مع خفض الطاقات المحتملة،وهذه هي القوة الدافعة الرئيسية لتشكيل الرابطة.لكن كيف نتنبأ متى سوف يتم نقل الإلكترونات وليس مشاركتها؟لهذا،نفحص طاقات التأين و والتقارب الإلكترون للذرات. على الجدول الدوري،يكون لمعادن s-block"طاقات تأين منخفضة. هذا يسهل فقدان الإلكترونات بسهولة للوصول إلى مجموعة ثمانية،أثناء تكوين الكاتيونات،في نفس الوقت.على العكس من ذلك،اللافلزات من p-block"باستثناء الغازات النبيلة،لديها تقارب إلكتروني عالي،وتقبل الإلكترونات بسهولة لتكوين الأنيونات. تتعرض الكاتيونات والأنيونات المشحونة بشكل معاكس لتفاعلات كهروستاتيكية قوية،وتجذب بعضها البعض لتكوين روابط أيونية. غالبًا ما تشكل المركبات الأيونية تركيبات بلورية صلبة ومحددة جيدًا،وتكون لها نقاط انصهار عالية،بسبب الجذب الكهربائي القوي بين الأيونات.لنفكر في فلوريد الليثيوم،وهو مركب أيوني مصنوع من الليثيوم والفلور. عندما يفقد الليثيوم إلكترونًا ليصبح كاتيون الليثيوم الثنائي،يؤخذ الإلكترون بواسطة الفلور،لتشكيل الأنيون مع مجموعة ثمانية. وفقًا لقانون كولوم،هذه الجسيمات المشحونة تنجذب لبعضها البعض،لتكوين فلورايد الليثيوم،و هو مركب محايد.يمكن استخدام نموذج لويس لوصف وتوقع الصيغة الكيميائية للمركبات الأيونية. يُظهر رمز لويس الشحنات في الزاوية العلوية اليمنى ويصور الأنيونات والكاتيونات مع كتابة الرمز بين قوسين. لنضع في اعتبارنا أن كلوريد السترونتيوم،وهو ملح شائع الاستخدام في الألعاب النارية للحصول على لون أحمر زاهي.يحتوي رمز لويس للسترونشيوم على اثنين،وللكلور على إلكترون واحد غير متزاوج. يجب أن يفقد السترونتيوم إلكترونين،بينما يجب أن يكتسب الكلور إلكترونًا واحدًا للوصول إلى مجموعة ثمانية. لذلك،يرتبط أحد كاتيون السترونشيوم باثنين من أنيونات الكلوريد،بنسبة 1:2.

الترابط الأيوني ونقل الالكترون

الأيونات هي ذرات أو جزيئات تحمل شحنة كهربائية. يتكون الكاتيون (أيون موجب) عندما تفقد ذرة محايدة إلكتروناً واحداً أو أكثر من غلاف التكافؤ، ويتشكل الأنيون (أيون سالب) عندما تكتسب الذرة المحايدة إلكتروناً واحداً أو أكثر في غلاف التكافؤ الخاص بها. المركبات المكونة من الأيونات تسمى المركبات الأيونية (أو الأملاح)، وتترابط الأيونات المكونة لها معاً بواسطة روابط أيونية: قوى الجذب الكهروستاتيكية بين الكاتيونات والأنيونات ذات الشحنة المعاكسة.  <h4> خصائص المركبات الأيونية </h4> تلقي خصائص المركبات الأيونية بعض الضوء على طبيعة الروابط الأيونية. <ul><li> تظهر المواد الصلبة الأيونية بنية بلورية وتميل إلى أن تكون صلبة وهشة؛ تميل أيضًا إلى الحصول على نقاط انصهار وغليان عالية ، مما يشير إلى أن الروابط الأيونية قوية جدًا.  </li><li> المواد الصلبة الأيونية هي أيضاً موصلات رديئة للكهرباء لنفس السبب — تمنع قوة الروابط الأيونية الأيونات من التحرك بحرية في الحالة الصلبة.  </li><li> ومع ذلك ، تذوب معظم المواد الصلبة الأيونية بسهولة في الماء. بمجرد إذابتها أو صهرها ، تصبح المركبات الأيونية موصلات ممتازة للكهرباء والحرارة لأن الأيونات يمكن أن تتحرك بحرية. </li></ul><h4> تكوين المركبات الأيونية </h4> تمتلك العديد من العناصر المعدنية إمكانات تأين منخفضة نسبيًا وتفقد الإلكترونات بسهولة. تقع هذه العناصر على اليسار في فترة أو بالقرب من أسفل مجموعة في الجدول الدوري. تمتلك الذرات اللامعدنية ارتباطات إلكترونية عالية نسبياً وبالتالي تكتسب بسهولة إلكترونات فقدتها ذرات المعادن، وبالتالي تملأ غلاف التكافؤ الخاص بها. تم العثور على العناصر غير المعدنية في الركن الأيمن العلوي من الجدول الدوري. نظراً لأن جميع المواد يجب أن تكون متعادلة كهربائياً، يجب أن يساوي العدد الإجمالي للشحنات الموجبة على كاتيونات المركب الأيوني إجمالي عدد الشحنات السالبة على الأنيونات الخاصة به. تمثل صيغة المركب الأيوني أبسط نسبة لأعداد الأيونات اللازمة لإعطاء أرقام متطابقة من الشحنات الموجبة والسالبة.  <h4> تشكل المركبات الأيونية هياكل ثلاثية الأبعاد مرتبة بانتظام </h4> ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن صيغة المركب الأيوني لا تمثل الترتيب الفيزيائي لأيوناته. من الخطأ الإشارة إلى جزيء كلوريد الصوديوم (NaCl) بأنه “جزيء” لأنه لا توجد رابطة أيونية واحدة، في حد ذاتها، بين أي زوج محدد من أيونات الصوديوم والكلوريد. قوى الجذب بين الأيونات هي متماثلة — الشيء نفسه في جميع الاتجاهات —. هذا يعني أن أي أيون معين ينجذب بالتساوي إلى جميع الأيونات القريبة من الشحنة المعاكسة. ينتج عن هذا أن الأيونات ترتب نفسها في هيكل شبكي ثلاثي الأبعاد مرتبط بإحكام. كلوريد الصوديوم، على سبيل المثال، يتكون من ترتيب منتظم لأعداد متساوية من كاتيونات Na+ وأنيونات Cl–. قوة التجاذب الكهروستاتيكي بين أيونات Na+ و Cl– تجعلها متماسكة بإحكام في كلوريد الصوديوم الصلب. يتطلب 769 كيلو جول من الطاقة لفصل مول واحد من كلوريد الصوديوم الصلب إلى أيونات الصوديوم الغازية المنفصلة Na+ و Cl– ions. <h4> الهياكل الإلكترونية للكاتيونات </h4> عند تكوين الكاتيون، تميل ذرة عنصر المجموعة الرئيسية إلى فقد كل إلكترونات التكافؤ الخاصة بها، وبالتالي بافتراض التركيب الإلكتروني للغاز النبيل الذي يسبقه في الجدول الدوري.  <ul><li> بالنسبة للمجموعتين 1 (المعادن القلوية) و 2 (معادن الأرضية القلوية) ، فإن أرقام المجموعة تساوي عدد إلكترونات غلاف التكافؤ، وبالتالي، مع شحنات الكاتيونات المتكونة من ذرات هذه العناصر عندما تكون جميعها تتم إزالة إلكترونات غلاف التكافؤ.  </li><li> على سبيل المثال، الكالسيوم هو عنصر من المجموعة 2 تحتوي ذراته المحايدة على 20 إلكتروناً ويكون تكوين إلكترون الحالة الأرضية 1s22s22p63s23p64s2. عندما تفقد ذرة Ca كل من إلكترونيّ التكافؤ، تكون النتيجة كاتيونًا به 18 إلكتروناً، وشحنة 2+، وتكوين إلكترون 1s22s22p63s23p6. إن أيون Ca2+ هو، بالنتيجة، متماثل إلكتروني مع الغاز النبيل Ar.</li><li> بالنسبة للمجموعات 13–17، تتجاوز أرقام المجموعة عدد إلكترونات التكافؤ بمقدار 10 (وهو ما يمثل إمكانية وجود أغلفة فرعية كاملة من d في ذرات العناصر في المجموعات الدوريّة الرابعة وما فوق). وبالتالي، فإن شحنة الكاتيون المتكونة من فقدان جميع إلكترونات التكافؤ تساوي رقم المجموعة ناقص 10. على سبيل المثال، الألومنيوم (في المجموعة 13) يشكل 3+ أيونات (Al3+). </li></ul>
 
 <h4> استثناءات </h4><ul><li> إن الاستثناءات للسلوك المتوقع تتضمّن عناصر في أسفل المجموعات الدوريّة.  </li><li> بالإضافة إلى الأيونات المتوقعة Tl3+, Sn4+, Pb4+, و Bi5+، فإن فقدان جزئي لهذه الذرات’ يمكن أن يقود الكترونات غلاف التكافؤ أيضاً إلى تكوين أيونات Tl+, Sn2+, Pb2+, و Bi3+. يُعزى تكوين هذه الكاتيونات 1+ و 2+ و 3+ إلى تأثير الزوج الخامل، والذي يعكس الطاقة المنخفضة نسبياً لزوج الإلكترون s- لذرات العناصر الثقيلة في المجموعات الدوريّة 13 و 14 و 15. </li><li> يُظهر الزئبق (المجموعة 12) أيضاً سلوكاً غير متوقع: فهو يشكل أيوناً ثنائي الذرة ، Hg22+(أيون يتكون من ذرتين من الزئبق، مع رابطة زئبق-زئبق) ، بالإضافة إلى الأيون أحادي الذرة المتوقع Hg2+(يتكون من ذرة زئبق واحدة فقط). </li><li> تتصرف العناصر المعدنية الانتقالية والانتقالية الداخلية بشكل مختلف عن عناصر المجموعة الرئيسية. تحتوي معظم الكاتيونات المعدنية الانتقالية على 2+ أو 3+ شحنة ناتجة عن فقدان الإلكترون (الإلكترونات) الخارجي s أولاً، متبوعاً في بعض الأحيان بفقدان واحد أو اثنين من إلكترونات d من الغلاف الخارجي. </li><li> على الرغم من أن المدارات d لعناصر الانتقال هي—وفقاً لمبدأ— أوفباو آخر مدارات تملأ عند تكوين تكوينات إلكترونية، فإن الإلكترونات الخارجية هي أول ما يتم فقده عندما تتأين هذه الذرات. عندما تشكل المعادن الانتقالية الداخلية أيونات، فعادة ما يكون لها شحنة 3+، ناتجة عن فقدان إلكتروناتها الخارجية وإلكترون d أو f.</li> </ul><h4> الهياكل الإلكترونية للأنيونات </h4> تتشكل معظم الأنيونات أحادية الذرة عندما تكتسب ذرة غير معدنية محايدة إلكترونات كافية لملء مداريها الخارجيين s و p بالكامل، وبذلك تصل إلى التكوين الإلكتروني للغاز النبيل التالي. وبالتالي، من السهل تحديد شحنة مثل هذا الأيون السالب: الشحنة تساوي عدد الإلكترونات التي يجب اكتسابها لملء مداري s و p للذرّة الأم. الأكسجين، على سبيل المثال، له تكوين الإلكترون 1s22s22p4، في حين أن أنيون الأكسجين له التكوين الإلكتروني للغاز النبيل نيون (ني)، 1s22s22p6. الإلكترونان الإضافيان المطلوبان لملء مدارات التكافؤ يمنحان أيون الأكسيد شحنة 2–(O2–).هذا النص مقتبس من <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/7-1-ionic-bonding">Openstax, Chemistry 2e, Section 7.3: Ionic Bonding.</a>

الأيونات هي ذرات أو جزيئات تحمل شحنة كهربائية. يتشكل الكاتيون (أيون موجب) عندما تفقد ذرة محايدة إلكترونا واحدا أو أكثر من تكافؤها ...

Education

JoVE Core

الكيمياء

واحد

Chemical Bonding: Basic Concepts

الترابط الكيميائي: مفاهيم أساسية

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

ionic compounds and crystal lattices

Ionic compounds form when positive and negative ions attract each other. A cation is a positive ion, and it forms when an atom loses one or more valence electrons. An anion is a negative ion, and it forms when an atom gains one or more valence electrons. Compounds made of these ions are called ionic compounds, or salts, and the force between them is an ionic bond.

The properties of ionic solids help show how strong this attraction is. They usually form rigid, brittle crystals and have high melting and boiling points. They are also poor conductors of electricity in the solid state because the ions cannot move freely. Most ionic solids dissolve readily in water. When an ionic compound is melted or dissolved, it conducts electricity and heat well because the ions can move about freely.

Ionic compounds form most easily when metals lose electrons and nonmetals gain them. Many metals have low ionization potentials, so they lose electrons easily. These elements are found on the left side of the periodic table or near the bottom of a group. Nonmetals have high electron affinities, so they readily gain the electrons lost by metals. They are found in the upper-right corner of the periodic table.

Ionic compounds must remain electrically neutral. That means the total positive charge from the cations must equal the total negative charge from the anions. The formula of an ionic compound gives the simplest ratio of ions needed to balance charge. The formula does not show the physical layout of the ions. In solid sodium chloride, for example, the ions form a tightly bound three-dimensional lattice. The attraction between Na+ and Cl- ions is strong, and it takes 769 kJ of energy to separate one mole of solid NaCl into gaseous ions.

Main-group cations often form by losing all valence electrons and taking on the electron structure of the noble gas before them. For groups 1 and 2, the group number matches the number of valence electrons and also the charge of the ion formed. Calcium is a group 2 element. A neutral calcium atom has 20 electrons, and Ca2+ has 18 electrons with the same electron configuration as argon. For groups 13 through 17, the cation charge equals the group number minus 10. Aluminum, in group 13, forms Al3+.

Some heavy main-group elements do not follow the expected pattern exactly. Thallium, tin, lead, and bismuth can also form lower-charge ions such as Tl+, Sn2+, Pb2+, and Bi3+. This is explained by the inert pair effect, which reflects the relatively low energy of the valence s-electron pair in these heavy atoms. Mercury is another exception. It can form the diatomic ion Hg2^2+, which contains a Hg-Hg bond, as well as the monatomic ion Hg2+.

Transition metals and inner transition metals form ions in a different way. Most transition metal cations have 2+ or 3+ charges. These usually come from losing the outermost s electron or electrons first, and sometimes one or two d electrons after that. Even though d orbitals fill later according to the Aufbau principle, the outermost s electrons are lost first when transition metals ionize. Inner transition metals usually form 3+ ions by losing their outermost s electrons and one d or f electron.

Most monatomic anions form when a nonmetal atom gains enough electrons to fill its outer s and p orbitals. The charge on the ion equals the number of electrons needed to reach the next noble-gas electron configuration. Oxygen is a clear example. A neutral oxygen atom has the configuration 1s2 2s2 2p4. The oxide ion, O2-, has the neon configuration, 1s2 2s2 2p6, after gaining two electrons.

Ionic Compounds and Crystal Lattices

types of chemical bonds

Chemical Bonding and Bond Properties

Chemical bonding explains how atoms and ions join to form molecules and compounds. American chemist Gilbert N. Lewis pioneered chemical bonding theory with the Lewis model. This model helps explain why bonds form, why some are stronger than others, and why compounds have fixed formulas like H2O instead of H4O. Ionic bonding involves ions, which are atoms or molecules with an electrical charge. A cation is a positive ion formed when a neutral atom loses one or more electrons from its valence...

the born-haber cycle

Predicting Ionic Stability with Lattice Energy

Lattice energy helps explain why ionic compounds are stable. It measures the strength of attraction between positive and negative ions in a crystal. In one common definition, lattice energy is the energy required to separate one mole of an ionic solid into gaseous ions, so it has a positive value. Another definition uses the opposite sign and describes the energy released when gaseous ions form a lattice. When checking data, it is important to confirm which convention is being used. In either...

lewis symbols and the octet rule

Valence Electrons, Lewis Symbols, and Bonding

Chemical bonds form when atoms or ions interact in ways that lower the potential energy of a molecule. Gilbert N. Lewis created a simple model to show bond formation using valence electrons, the electrons in the outer shell. In this model, electrons are shared or transferred to help atoms reach a stable electron configuration. The Lewis model helps describe two common bond types. An ionic bond forms when electrons move from a metal to a nonmetal. A covalent bond forms when two nonmetals share...

electronegativity

Electronegativity and Polar Bonds

Electronegativity helps explain why some covalent bonds are nonpolar and others are polar covalent. It is a measure of how strongly an atom attracts shared electrons toward itself. That pull controls how electron density is distributed in a bond. Linus Pauling proposed the first electronegativity values by studying bond energies in heteronuclear molecules such as hydrogen fluoride. He expected the bond energy of HF to be about the average of the bond energies of H2 and F2, or 296 kJ/mol. The...

ionic bonding and electron transfer

Ionic compounds form when positive and negative ions attract each other. A cation is a positive ion, and it forms when an atom loses one or more valence electrons. An anion is a negative ion, and it forms when an atom gains one or more valence electrons. Compounds made of these ions are called ionic compounds, or salts, and the force between them is an ionic bond. The properties of ionic solids help show how strong this attraction is. They usually form rigid, brittle crystals and have high...

trends in lattice energy: ion size and charge

trends-in-lattice-energy-ion-size-and-charge

Lattice Energy Patterns in Ionic Solids

Lattice energy shows how strongly ions hold an ionic solid together. It is the energy required to separate one mole of a solid into its gaseous ions. For sodium chloride, this process requires 769 kJ per mole. The opposite convention may also be used, where lattice energy is the energy released when gaseous ions form the solid. In either case, a larger magnitude means a more stable ionic compound. For ionic crystals, lattice energy follows a pattern based on charge and ion size. The...

covalent bonding and lewis structures

Shared Electrons in Covalent Molecules

Covalent molecules form when atoms share electrons instead of transferring them. This bonding usually happens between nonmetal atoms with similar tendencies to attract electrons. Because the atoms pull on the electrons in a shared way, the bond is held together by mutual attraction. Covalent compounds often have physical properties that differ from ionic compounds. The attraction between neutral molecules is weaker than the attraction between charged ions. As a result, many covalent compounds...

bond polarity, dipole moment, and percent ionic character

bond-polarity-dipole-moment-and-percent-ionic-character

How Bond Polarity Shapes Molecular Dipoles

Bond polarity depends on electronegativity, the ability of an atom to attract shared electrons. The absolute value of the electronegativity difference, or ΔEN, gives a rough guide to bond type. When the difference is very small or zero, the bond is covalent and nonpolar. When it is larger, the bond may be polar covalent or ionic. Examples show how this works in real compounds. H–H has a ΔEN of 0, so it is nonpolar. H–Cl has a ΔEN of 0.9, so it is polar covalent. Na–Cl has a ΔEN of 2.1, so it...

lewis structures of molecular compounds and polyatomic ions

lewis-structures-of-molecular-compounds-and-polyatomic-ions

Drawing Lewis Structures with Valence Electron Counts

Drawing Lewis structures starts with counting valence electrons and building the atom arrangement step by step. Valence electrons are the outer-shell electrons that help show how atoms bond. For ions, a positive charge means one electron is removed for each plus sign, and a negative charge means one electron is added for each minus sign. The next step is to sketch the skeleton structure. The least electronegative atom usually goes in the center, while hydrogen is almost never central. Fluorine...

resonance

Resonance Forms in Lewis Structures

Resonance forms in Lewis structures help explain molecules and ions that cannot be shown correctly with just one drawing. In nitrite ion, NO2−, the Lewis structure can be drawn in two ways. The N-O and N=O bonds switch positions in the two drawings, but the atoms stay in the same arrangement. If nitrite really had one single bond and one double bond, the two bond lengths should be different. A double bond is shorter and stronger than a single bond between the same atoms. Experiments show that...

formal charges

Lewis Structures with Formal Charge

Lewis structures can sometimes show more than one reasonable arrangement for a molecule or polyatomic ion. Formal charge helps chemists choose the best Lewis structure when that happens. It is a useful way to compare possible structures in chemistry. Formal charge is the hypothetical charge an atom would have if bonding electrons were shared evenly between the atoms. It can also be found by starting with the valence electrons of the neutral atom, subtracting the nonbonding electrons, and then...

exceptions to the octet rule

Octet Rule Exceptions in Lewis Structures

Some covalent molecules do not follow the octet rule in their Lewis structures. Their central atoms can fall into three groups: odd-electron molecules, electron-deficient molecules, and hypervalent molecules. These cases show why a Lewis structure may not always give every atom eight valence electrons. Odd-electron molecules have an odd number of valence electrons, so one electron remains unpaired. Molecules with an odd number of electrons are called radicals. Nitric oxide, NO, is one example,...

bond energies and bond lengths

How Bond Energy Predicts Reaction Heat

Bond energy helps explain why molecules stay together and how much heat a reaction may release or absorb. A covalent bond is stronger when more energy is needed to separate the atoms. The energy needed to break one specific covalent bond in one mole of gaseous molecules is called bond energy, or bond dissociation energy. For a diatomic molecule, bond energy is the standard enthalpy change for an endothermic reaction that breaks that bond. The H-H bond is a common example. Its bond energy is...

bonding in metals

Electron Sea Model in Metals

Electron sea model explains how metallic bonding holds metals together. In this model, most metal atoms do not have enough valence electrons to form ionic or covalent bonds in the usual way. Their valence electrons are held loosely because metals have low electronegativity, and their ionization energy is low, so electrons are removed easily. When a metal atom loses these outer electrons, it becomes a positively charged metal ion. The freed electrons form a delocalized electron cloud around...

key terms and concepts

Explore how ions form, why ionic compounds make crystal lattices, and how charge, conductivity, and electron configurations shape ionic behavior in chemistry.

Ionic Compounds and Crystal Lattices | JoVE K12

chemistry

JoVE Core Chemistry brings general chemistry concepts to life using concise and easy-to-understand animated video lessons. Plus, in the scientist-in-action videos, we demonstrate classical and original research experiments performed in today's laboratories worldwide.

Physical Science

PS.PSc.2.1

Pennsylvania State Academic Standards

Structure and Properties of Matter

3.2.9-12.B

3.2.9-12.N

Louisiana Student Standards for Science

High School

Matter And Its Interactions

HS-PS1-3

ohios-learning-standards-and-model-curriculum

Ohio’s Learning Standards and Model Curriculum

Study Of Matter

Bonding and compounds

Structure And Properties Of Matter

Chemical bonding

Physical Geology

Minerals

Chemical bonding (ionic, covalent, metallic)

Tennessee Academic Standards

Matter and Its Interactions

CHEM1.PS1.13

CHEM1.PS1.14

motion-and-stability-forces-and-interactions

Motion and Stability: Forces and Interactions

CHEM1.PS2.1

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

CH.3

CH.3.d

PS.3

PS.3.c

Physics

PH.9

PH.9.e

Minnesota Academic Standards in Science

1.2.1 9L.4.2.2.1

Arizona Science Standards

HS.P1

HS.P1U1.2

new-jersey-student-learning-standards-for-science

New Jersey Student Learning Standards for Science

HS-PS1-2

Alabama Course of Study Science

9-12.C.2.2.b

Florida Department of Education

SC.912.P.8

SC.912.P.8.6

Texas Essential Knowledge and Skills

Chemistry and Physics

IPC.7

IPC.7.A

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

HS. Structure and Properties of Matter

HS-PS1-3.

HS. Chemical Reactions

HS-PS1-2.

Georgia Standards of Excellence

SPS2.

Chemical Bonds

SC2.

bonding-types-from-nonpolar-covalent-to-ionic

Bonding Types: From Nonpolar Covalent to Ionic

Scientific Laws and Theories

Scientific Laws

In science, a law is defined as a concise, verbal or mathematical, statement that summarizes a vast number of experimental observations. ...

The Scientific Method

Chemistry is an empirical science. Scientists often pose questions to understand the chemistry in everyday life and seek answers to these questions. To ...

Classifying Matter by State

Chemistry is the study of matter and the changes it undergoes. Matter is anything that has mass and occupies space. Matter is all around us; the air, ...

Classifying Matter by Composition

Matter: Pure Substances and Mixtures
According to its composition, the matter can be classified into two broad categories &mdash; pure substances and ...

The Atomic Theory of Matter

The earliest recorded discussion of the basic structure of matter comes from ancient Greek philosophers. Leucippus and Democritus argued that all matter ...

Subatomic Particles

Dalton was only partially correct about the particles that make up matter. All matter is composed of atoms, and atoms are composed of three smaller ...

Elements: Chemical Symbols and Isotopes

A chemical symbol is an abbreviation used to indicate an element or an atom of an element. For example, the symbol for mercury is Hg. The same symbol is ...

Use models to explain how the scientific understanding of atomic structure has evolved.

PS.Chm.1.1

Radioactivity and Nuclear Equations

Nuclear chemistry is the study of reactions that involve changes in nuclear structure. The nucleus of an atom is composed of protons and, except for ...

Types of Radioactivity

The most common types of radioactivity are &#945; decay, &#946; decay, &#947; decay, neutron emission, and electron capture.
Alpha (&#945;) decay is the ...

Nuclear Stability

Protons and neutrons, collectively called nucleons, are packed together tightly in a nucleus. With a radius of about 10&#8722;15 meters, a nucleus is ...

Nuclear Binding Energy

The difference between the calculated and experimentally measured masses is known as the mass defect of the atom. In the case of helium-4, the mass defect ...

Radioactive Decay and Radiometric Dating

Radioactivity is a spontaneous disintegration of an unstable nuclide and is a random process, as all the nuclei in the sample do not decay simultaneously. ...

Nuclear Fission

Many heavier elements with smaller binding energies per nucleon can decompose into more stable elements that have intermediate mass numbers and larger ...

Nuclear Power

Controlled nuclear fission reactions are used to generate electricity. Any nuclear reactor that produces power via the fission of uranium or plutonium by ...

Nuclear Fusion

The process of converting very light nuclei into heavier nuclei is also accompanied by the conversion of mass into large amounts of energy, a process ...

Nuclear Transmutation

Nuclear transmutation is the conversion of one nuclide into another. It can occur by the radioactive decay of a nucleus, or the reaction of a nucleus with ...

Use models to compare nuclear reactions including alpha decay, beta decay and gamma decay; nuclear fusion and nuclear fission.

PS.Chm.1.2

Atomic Orbitals

An atomic orbital represents the three-dimensional regions in an atom where an electron has the highest probability to reside. The radial distribution ...

The Pauli Exclusion Principle

The arrangement of electrons in the orbitals of an atom is called its electron configuration. We describe an electron configuration with a symbol that ...

The Energies of Atomic Orbitals

In an atom, the negatively charged electrons are attracted to the positively charged nucleus. In a multielectron atom, electron-electron repulsions are ...

The Aufbau Principle and Hund's Rule

To determine the electron configuration for any particular atom, we can build the structures in the order of atomic numbers. Beginning with hydrogen, and ...

electron-configuration-of-multielectron-atoms

Electron Configuration of Multielectron Atoms

The alkali metal sodium (atomic number 11) has one more electron than the neon atom. This electron must go into the lowest-energy subshell available, the ...

Use models to explain how electrons are distributed in atoms.

PS.Chm.1.3

Periodic Classification of the Elements

The periodic table arranges atoms based on increasing atomic number so that elements with the same chemical properties recur periodically. When their ...

The Periodic Table

As early chemists discovered more elements, they realized that various elements could be grouped by their similar chemical behaviors. One such grouping ...

Atomic Mass

Atoms &mdash; and the protons, neutrons, and electrons that compose them &mdash; are extremely small. For example, a carbon atom weighs less than 2 ...

Molar Mass

The identity of a substance is defined not only by the types of atoms or ions it contains but by the quantity of each type of atom or ion. For example, ...

Use the Periodic Table as a model to predict the relative properties of elements based on the pattern of valence electrons in the outermost energy levels of atoms.

PS.Chm.2.1

atomic-radii-and-effective-nuclear-charge

Atomic Radii and Effective Nuclear Charge

The elements in groups of the periodic table exhibit similar chemical behavior. This similarity occurs because the members of a group have the same number ...

Ionic Radii

Ionic radius is the measure used to describe the size of an ion. A cation always has fewer electrons and the same number of protons as the parent atom; it ...

Construct an explanation to infer the atomic size, reactivity, electronegativity, and ionization energy of an element based on its position in the Periodic Table.

PS.Chm.2.2

Analyze the structure of atoms and isotopes.

Ionic Compounds and Crystal Lattices

Description

Transcript

More videos by Standards