Структурата на електронните обвивки на атомите на елементи от 3-ти период. Електронна обвивка. Определяне на броя на неутроните

Съставът на атома.

Атомът се състои от атомно ядро И електронна обвивка.

Ядрото на атома се състои от протони ( p+) и неутрони ( н 0). Повечето водородни атоми имат едно протонно ядро.

Брой протони н(p+) е равен на ядрения заряд ( З) и поредния номер на елемента в естествения ред от елементи (и в периодичната система от елементи).

н(стр +) = З

Сумата от броя на неутроните н(н 0), обозначени просто с буквата н, и броя на протоните ЗНаречен масово числои се отбелязва с буквата А.

А = З + н

Електронната обвивка на атома се състои от електрони, движещи се около ядрото ( д -).

Брой електрони н(д-) в електронната обвивка на неутрален атом е равен на броя на протоните Зв основата си.

Масата на протона е приблизително равна на масата на неутрона и 1840 пъти масата на електрона, така че масата на атома е практически равна на масата на ядрото.

Формата на атома е сферична. Радиусът на ядрото е около 100 000 пъти по-малък от радиуса на атома.

Химичен елемент- вид атоми (съвкупност от атоми) с еднакъв ядрен заряд (с еднакъв брой протони в ядрото).

Изотоп- съвкупност от атоми на един елемент с еднакъв брой неутрони в ядрото (или вид атоми с еднакъв брой протони и еднакъв брой неутрони в ядрото).

Различните изотопи се различават един от друг по броя на неутроните в ядрата на техните атоми.

Обозначение на отделен атом или изотоп: (E - символ на елемент), например: .

Структурата на електронната обвивка на атома

атомна орбиталае състоянието на електрон в атом. Орбитален символ - . Всяка орбитала съответства на електронен облак.

Орбиталите на реалните атоми в основно (невъзбудено) състояние са четири вида: с, стр, дИ f.

електронен облак- частта от пространството, в която може да се намери електрон с вероятност от 90 (или повече) процента.

Забележка: понякога понятията "атомна орбитала" и "електронен облак" не се разграничават, наричайки и двете "атомна орбитала".

Електронната обвивка на атома е наслоена. Електронен слойобразувани от електронни облаци със същия размер. Орбитали от един слой образуват електронно ("енергийно") ниво, техните енергии са еднакви за водородния атом, но различни за другите атоми.

Орбиталите от едно и също ниво са групирани в електронен (енергия)поднива:
с- подниво (състои се от един с-орбитали), символ - .
стрподниво (състои се от три стр
дподниво (състои се от пет д-орбитали), символ - .
fподниво (състои се от седем f-орбитали), символ - .

Енергиите на орбиталите от едно и също подниво са еднакви.

При обозначаване на поднива номерът на слоя (електронно ниво) се добавя към символа на подниво, например: 2 с, 3стр, 5дозначава с- подниво на второ ниво, стр- подниво на трето ниво, д- подниво на пето ниво.

Общ бройподнива на същото ниво е равно на номера на нивото н. Общият брой на орбиталите в едно ниво е н 2. Съответно общият брой на облаците в един слой също е н 2 .

Обозначения: - свободна орбитала (без електрони), - орбитала с несдвоен електрон, - орбитала с електронна двойка (с два електрона).

Редът, в който електроните запълват орбиталите на атома, се определя от три закона на природата (формулировките са дадени по опростен начин):

1. Принципът на най-малката енергия - електроните запълват орбиталите в ред на нарастване на енергията на орбиталите.

2. Принцип на Паули - в една орбитала не може да има повече от два електрона.

3. Правило на Хунд - в рамките на поднивото електроните първо запълват свободни орбитали (един по един) и едва след това образуват електронни двойки.

Общият брой електрони в електронното ниво (или в електронния слой) е 2 н 2 .

Разпределението на поднивата по енергия се изразява по-долу (по ред на увеличаване на енергията):

1с, 2с, 2стр, 3с, 3стр, 4с, 3д, 4стр, 5с, 4д, 5стр, 6с, 4f, 5д, 6стр, 7с, 5f, 6д, 7стр ...

Визуално тази последователност се изразява чрез енергийната диаграма:

Разпределението на електроните на атома по нива, поднива и орбитали (електронната конфигурация на атом) може да бъде изобразено като електронна формула, енергийна диаграма или по-просто като диаграма на електронни слоеве („електронна диаграма“) .

Примери за електронната структура на атомите:

Валентни електрони- електрони на атом, които могат да участват в образуването на химични връзки. За всеки атом това са всички външни електрони плюс онези предвъншни електрони, чиято енергия е по-голяма от тази на външните. Например: Ca атомът има 4 външни електрона с 2, те също са валентни; атомът Fe има външни електрони - 4 с 2, но той има 3 д 6, следователно атомът на желязото има 8 валентни електрона. Валентност електронна формулакалциеви атоми - 4 с 2 и железни атоми - 4 с 2 3д 6 .

Периодична система химически елементиД. И. Менделеев
(естествена система от химични елементи)

Периодичен закон на химичните елементи(съвременна формулировка): свойствата на химичните елементи, както и образуваните от тях прости и сложни вещества, са в периодична зависимост от стойността на заряда от атомните ядра.

Периодична система- графичен израз на периодичния закон.

Естествен набор от химични елементи- редица химични елементи, подредени според увеличаването на броя на протоните в ядрата на техните атоми или, което е същото, според увеличаването на зарядите на ядрата на тези атоми. Поредният номер на елемента в този ред е равно на числотопротони в ядрото на всеки атом на този елемент.

Таблицата на химичните елементи е конструирана чрез "разрязване" на естествената серия от химични елементи периоди(хоризонтални редове на таблицата) и групи (вертикални колони на таблицата) на елементи с подобна електронна структура на атомите.

В зависимост от това как елементите са комбинирани в групи, таблицата може да бъде дълъг период(елементи с еднакъв брой и тип валентни електрони се събират в групи) и краткосрочен(елементи с еднакъв брой валентни електрони се събират в групи).

Групите на кратката периодична таблица са разделени на подгрупи ( основенИ странични ефекти), съвпадащи с групите на дългопериодичната таблица.

Всички атоми на елементи от един и същи период имат еднакъв брой електронни слоеве, равен на номера на периода.

Броят на елементите в периодите: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Повечето от елементите на осмия период са получени изкуствено, последните елементи от този период все още не са синтезирани. Всички периоди с изключение на първия започват с елемент, образуващ алкален метал (Li, Na, K и т.н.) и завършват с елемент, образуващ благороден газ (He, Ne, Ar, Kr и т.н.).

В кратката периодична таблица - осем групи, всяка от които е разделена на две подгрупи (главна и второстепенна), в дългата периодична таблица - шестнадесет групи, които са номерирани с римски цифри с буквите A или B, например: IA, IIIB, VIA, VIIB. Група IA на дългата периодична таблица съответства на основната подгрупа на първата група на късата периодична таблица; група VIIB - вторична подгрупа на седма група: останалите - подобно.

Характеристиките на химичните елементи естествено се променят в групи и периоди.

На периоди (с нарастващ сериен номер)

ядреният заряд се увеличава
броят на външните електрони се увеличава,
радиусът на атомите намалява,
силата на връзката на електроните с ядрото се увеличава (енергия на йонизация),
електроотрицателността се увеличава.
окислителните свойства на простите вещества се подобряват ("неметалност"),
редуциращите свойства на прости вещества ("металност") отслабват,
отслабва основния характер на хидроксидите и съответните оксиди,
киселинният характер на хидроксидите и съответните оксиди се увеличава.

В групи (с нарастващ сериен номер)

ядреният заряд се увеличава
радиусът на атомите се увеличава (само в А-групи),
силата на връзката между електроните и ядрото намалява (йонизационна енергия; само в А-групи),
електроотрицателността намалява (само в А-групи),
отслабват окислителните свойства на прости вещества ("неметалност"; само в А-групи),
редуциращите свойства на простите вещества се подобряват ("металност"; само в А-групи),
основният характер на хидроксидите и съответните оксиди се увеличава (само в А-групи),
киселинният характер на хидроксидите и съответните оксиди отслабва (само в А-групи),
стабилността на водородните съединения намалява (увеличава се редукционната им активност; само в А-групите).

Задачи и тестове по темата "Тема 9. "Структурата на атома. Периодичен закон и периодична система на химичните елементи на Д. И. Менделеев (PSCE)"."

Периодичен закон - Периодичен закон и строеж на атомите 8–9 клас
Трябва да знаете: законите за запълване на орбиталите с електрони (принцип на най-малка енергия, принцип на Паули, правило на Хунд), структура периодична системаелементи.
Трябва да можете да: определяте състава на атома по позицията на елемент в периодичната система и, обратно, да намирате елемент в периодичната система, като знаете неговия състав; изобразяват структурната диаграма, електронната конфигурация на атом, йон и, обратно, определят позицията на химичен елемент в PSCE от диаграмата и електронната конфигурация; характеризира елемента и веществата, които образува според позицията му в PSCE; определят промените в радиуса на атомите, свойствата на химичните елементи и образуваните от тях вещества в рамките на един период и една основна подгрупа на периодичната система.
Пример 1Определете броя на орбиталите в третото електронно ниво. Какви са тези орбитали?
За да определим броя на орбиталите, използваме формулата норбитали = н 2, където н- номер на ниво. норбитали = 3 2 = 9. Едно 3 с-, три 3 стр- и пет 3 д-орбитали.
Пример 2Определете атома на кой елемент има електронна формула 1 с 2 2с 2 2стр 6 3с 2 3стр 1 .
За да определите кой е елементът, трябва да разберете неговия пореден номер, който е равен на общия брой електрони в атома. В този случай: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Това е алуминий.
След като се уверите, че всичко необходимо е научено, пристъпете към задачите. Желаем ви успех.

Препоръчителна литература:
- О. С. Габриелян и др.Химия 11 клас. М., Дропла, 2002;
- Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фелдман. Химия 11 клетки. М., Образование, 2001.

Самата дума "атом" се споменава за първи път в писанията на философите Древна Гърция, а в превод означава "неделим". Без да разполага със съвременни инструменти, философът Демокрит, използвайки логика и наблюдение, стигна до извода, че всяка субстанция не може да бъде разделена безкрайно и в резултат на това трябва да остане някаква неделима най-малка частица материя - атом материя.

И ако нямаше атоми, тогава всяко вещество или обект можеше да бъде напълно унищожен. Демокрит става основател на атомизма - цяла доктрина, която се основава на концепцията за атома.

Какво е атом?

Атомът е най-малката електрически неутрална частица от всеки химичен елемент. Състои се от положително заредено ядро и обвивка, образувана от отрицателно заредени електрони. Положително зареденото ядро е ядрото на атома. Той заема малка част от пространството в центъра на атома и почти цялата маса на атома и целият положителен заряд са концентрирани в него.

От какво е направен атомът?

Ядрото на атома е изградено от елементарни частици – неутрони и протони, а електроните се движат по затворени орбити около атомното ядро.

Какво е неутрон?

Неутронът (n) е елементарна неутрална частица, чиято относителна маса е 1,00866 атомни масови единици (amu).

Какво е протон?

Протонът (p) е елементарна частица, чиято относителна маса е 1,00728 атомни единици маса, положителен заряд +1 и спин 1/2. Протон (в превод от гръцки като основен, първи) се отнася до бариони. В ядрото на атома броят на протоните е равен на поредния номер на химичния елемент в периодичната система на D.I. Менделеев.

Какво е електрон?

Електронът (e–) е елементарна частица, чиято маса е 0,00055 amu; условен заряд на електрона: - 1. Броят на електроните в атома е равен на заряда на атомното ядро (съответства на поредния номер на химичния елемент в Периодичната система на Менделеев).

Около ядрото електроните се движат по орбити, които са строго определени и се образува електронен облак.

Областта на пространството около атомното ядро, където електроните присъстват с вероятност над 90%, определя формата на електронния облак.

Електронният облак на р-електрона от външен видприлича на дъмбел; Три p-орбитали могат да имат максимум само шест електрона.

Електронният облак на s-електрон е сфера; на s-енергийното подниво максимална сумаелектроните, които могат да бъдат там, са 2.

Орбиталите са изобразени под формата на квадрат, под или над него, предписани са стойностите на главните и вторичните квантови числа, които описват тази орбитала.

Този запис се нарича графична електронна формула. Изглежда така:

Стрелките в тази формула представляват електрон. Посоката на стрелката съответства на посоката на въртене - това е собствената магнитен моментелектрон. Електрони с противоположни спинове (на снимката това са стрелки, сочещи в противоположни посоки) се наричат сдвоени.

Електронните конфигурации на атомите на елементите могат да бъдат представени като формули, в които:

Посочете символи на подниво;
Степента на символа показва броя на електроните в дадено подниво;
Коефициентът пред символа на подниво показва принадлежността му към това ниво.

Определяне на броя на неутроните

За да определите броя на неутроните N в ядрото, трябва да използвате формулата:

N=A-Z, където А е масовото число; Z е зарядът на ядрото, който е равен на броя на протоните (поредния номер на химичния елемент в периодичната таблица).

По правило параметрите на ядрото се записват по следния начин: най-отгоре е масовото число, а зарядът на ядрото е написан долу вляво на символа на елемента.

Изглежда така:

Този запис означава следното:

Масовото число е 31;
Ядреният заряд (и, като следствие, броят на протоните) за фосфорен атом е 15;
Броят на неутроните е 16. Изчислява се по следния начин: 31-15=16.

Масовото число приблизително съответства на относителната атомна маса на ядрото. Това се дължи на факта, че масите на неутрон и протон практически не се различават.

По-долу сме представили част от таблицата, която показва структурата на електронните обвивки на атомите на първите двадесет елемента от Периодичната система на химичните елементи на D.I. Менделеев. Пълният е представен в нашата отделна публикация.

Химичните елементи, в чиито атоми е запълнено р-поднивото, се наричат р-елементи. Електроните могат да бъдат от 1 до 6.

Химическите елементи, в чиито атоми s-поднивото на външното ниво се попълва с 1 или 2 електрона, се наричат s-елементи.

Броят на електронните слоеве в атома на химичния елемент е равен на номера на периода.

Правилото на Хунд

Съществува правилото на Хунд, според което електроните са разположени в орбитали от един и същи тип на едно и също енергийно ниво, така че общият спин да е максимално възможен. Това означава, че когато енергийното подниво е запълнено, всеки електрон първо заема отделна клетка и едва тогава започва процесът на тяхното свързване.

Изображението на електронната формула на азота в графична форма

Изображението на електронната формула на кислорода в графична форма

Изображението на електронната формула на Neon в графична форма

Например, при азотния атом всички p-електрони ще заемат отделни клетки, а при кислорода ще започне тяхното сдвояване, което ще бъде напълно завършено в неона.

Какво представляват изотопите

Изотопите са атоми на един и същ елемент, които съдържат същия брой протони в ядрата си, но броят на неутроните ще бъде различен. Изотопите са известни за всички елементи.

Поради тази причина атомните маси на елементите в периодичната система са средните от масовите числа на естествените смеси от изотопи и се различават от целите стойности.

Има ли нещо по-малко от ядрото на атома

Нека да обобщим. Атомна масаестествените смеси от изотопи не могат да служат като основна характеристика на атома и, като следствие, на елемента.

Подобна характеристика на атома ще бъде зарядът на ядрото, което определя структурата на електронната обвивка и броя на електроните в нея. Това е интересно! Науката не стои неподвижна и учените успяха да опровергаят догмата, че атомът е най-малката частица от химически елементи. Днес светът познава кварките - неутроните и протоните са направени от тях.

Изключителният датски физик Нилс Бор (фиг. 1) предполага, че електроните в атома могат да се движат не по произволни, а по строго определени орбити.

Ориз. 1. Бор Нилс Хендрих Давид (1885-1962)

Електроните в атома се различават по своята енергия. Както показват експериментите, някои от тях се привличат към ядрото по-силно, други - по-слабо. Основната причина за това е различното отстраняване на електрони от ядрото на атома. Колкото по-близо са електроните до ядрото, толкова по-силно са свързани с него и толкова по-трудно е да бъдат извадени от електронната обвивка. Така, с увеличаване на разстоянието от ядрото на атома, енергията на електрона се увеличава.

Електроните, движещи се в близост до ядрото, сякаш блокират (екранират) ядрото от други електрони, които се привличат към ядрото по-слабо и се движат на по-голямо разстояние от него. Така се формират електронните слоеве.

Всеки електронен слой се състои от електрони с близки енергийни стойности; Следователно електронните слоеве се наричат още енергийни нива.

Ядрото е разположено в центъра на атома на всеки елемент, а електроните, които образуват електронната обвивка, са разположени около ядрото на слоеве.

Броят на електронните слоеве в един атом на даден елемент е равен на номера на периода, в който се намира елементът.

Например, натрият Na е елемент от 3-ти период, което означава, че неговата електронна обвивка включва 3 енергийни нива. В атома на брома Br има 4 енергийни нива, тъй като бромът се намира в 4-ия период (фиг. 2).

Модел на натриев атом: Модел на атом на бром:

Максималният брой електрони на едно енергийно ниво се изчислява по формулата: 2n2, където n е номерът на енергийното ниво.

По този начин максималният брой електрони на:

3-ти слой - 18 и т.н.

За елементите от основните подгрупи номерът на групата, към която принадлежи елементът, е равен на броя на външните електрони на атома.

Външните електрони се наричат последен електронен слой.

Например в атом на натрий има 1 външен електрон (тъй като е елемент от IA подгрупа). Бромният атом има 7 електрона на последния електронен слой (това е елемент от VIIA подгрупа).

Структурата на електронните обвивки на елементи от 1-3 периода

Във водородния атом ядреният заряд е +1 и този заряд се неутрализира от един електрон (фиг. 3).

Следващият елемент след водорода е хелият, също елемент от 1-ви период. Следователно в атома на хелия има 1 енергийно ниво, на което са разположени два електрона (фиг. 4). Това е максималният възможен брой електрони за първото енергийно ниво.

Елемент #3 е литий. В атома на лития има 2 електронни слоя, тъй като това е елемент от 2-ри период. На 1-ви слой в атома на лития има 2 електрона (този слой е завършен), а на 2-ри слой - 1 електрон. Атомът на берилия има 1 електрон повече от атома на лития (фиг. 5).

По същия начин е възможно да се изобразят схемите на структурата на атомите на останалите елементи от втория период (фиг. 6).

В атома на последния елемент от втория период - неон - последното енергийно ниво е завършено (има 8 електрона, което съответства на максималната стойност за 2-ри слой). Неонът е инертен газ, който не влиза в химична реакцияследователно неговата електронна обвивка е много стабилна.

американски химик Гилбърт Луисе дал обяснение и е изложил октетно правило, според което осемелектронният слой е стабилен(с изключение на 1 слой: тъй като той може да съдържа не повече от 2 електрона, двуелектронното състояние ще бъде стабилно за него).

Неонът е последван от елемент от 3-ти период - натрий. В натриевия атом има 3 електронни слоя, върху които са разположени 11 електрона (фиг. 7).

Ориз. 7. Схема на структурата на натриевия атом

Натрият е в група 1, неговата валентност в съединенията е I, като тази на лития. Това се дължи на факта, че има 1 електрон на външния електронен слой на натриевите и литиевите атоми.

Свойствата на елементите периодично се повтарят, тъй като атомите на елементите периодично повтарят броя на електроните във външния електронен слой.

Структурата на атомите на останалите елементи от третия период може да бъде представена по аналогия със структурата на атомите на елементите от 2-ри период.

Структурата на електронните обвивки на елементите 4 периода

Четвъртият период включва 18 елемента, сред които има елементи както от главната (А), така и от второстепенните (В) подгрупи. Характеристика на структурата на атомите на елементите на страничните подгрупи е, че те последователно запълват пред-външните (вътрешни), а не външните електронни слоеве.

Четвъртият период започва с калий. Калият е алкален метал, който проявява в съединения валентност I. Това е в пълно съответствие със следната структура на неговия атом. Като елемент от 4-ти период калиевият атом има 4 електронни слоя. Последният (четвърти) електронен слой на калия има 1 електрон, общият брой електрони в един калиев атом е 19 (поредният номер на този елемент) (фиг. 8).

Ориз. 8. Схема на структурата на калиевия атом

Калцият следва калия. Калциевият атом на външния електронен слой ще има 2 електрона, като берилий и магнезий (те също са елементи от подгрупа II A).

Следващият елемент след калция е скандият. Това е елемент от вторичната (B) подгрупа. Всички елементи от второстепенните подгрупи са метали. Характеристика на структурата на техните атоми е наличието на не повече от 2 електрона на последния електронен слой, т.е. последователно запълнен с електрони ще бъде предпоследният електронен слой.

И така, за скандий можем да си представим следния модел на структурата на атома (фиг. 9):

Ориз. 9. Схема на структурата на атома на скандия

Такова разпределение на електроните е възможно, тъй като максимално допустимият брой електрони на третия слой е 18, т.е. осем електрона на третия слой е стабилно, но не пълно състояние на слоя.

В десет елемента от вторичните подгрупи на 4-ия период от скандий до цинк последователно се запълва третият електронен слой.

Схемата на структурата на цинковия атом може да бъде представена по следния начин: на външния електронен слой - два електрона, на предвъншния слой - 18 (фиг. 10).

Ориз. 10. Схема на структурата на цинковия атом

Елементите след цинка принадлежат към елементите на основната подгрупа: галий, германий и др. до криптон. В атомите на тези елементи последователно се запълва 4-ти (т.е. външен) електронен слой. В атом на инертен газ криптон ще има октет на външната обвивка, т.е. стабилно състояние.

Обобщаване на урока

В този урок научихте как е устроена електронната обвивка на атома и как да обясните явлението периодичност. Запознахме се с моделите на структурата на електронните обвивки на атомите, с помощта на които могат да се предсказват и обясняват свойствата на химичните елементи и техните съединения.

Източници

http://www.youtube.com/watch?t=7&v=xgPDyORYV_Q

http://www.youtube.com/watch?t=416&v=BBmhmB4ans4

http://www.youtube.com/watch?t=10&v=6Y19QgS5V5E

http://www.youtube.com/watch?t=3&v=B6XEB6_gbdI

източник на презентация - http://www.myshared.ru/slide/834600/#

Конспект http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/8-class

Основни положения на атомно-молекулярната теория. Основни стехиометрични закони на химията. Закони за запазване на масата на материята, постоянство на състава, обемни съотношения, Авогадро, еквиваленти. Моларна маса на еквивалента. Методи за определяне на атомни и молекулни маси.

Всички вещества са изградени от молекули.

Молекулае най-малката частица от вещество, която запазва свойствата на това вещество. Молекулите се разрушават чрез химични реакции.

Има празнини между молекулите: газовете имат най-големи, твърдите вещества имат най-малки.

Молекулите се движат произволно и непрекъснато.

Молекулите на едно вещество имат еднакъв състав и свойства, молекулите на различните вещества се различават една от друга. приятел по състав и свойства.

Молекулите са съставени от атоми.

атоме електрически неутрална частица, състояща се от положително заредено ядро и електрони.

Химичен елемент- вида на атомите с еднакъв положителен заряд на ядрото.

Атомите на един елемент образуват молекули просто вещество(02, H2, O3, Fe...). Атомите на различни елементи образуват молекули на сложно вещество (H20, Na2SO4, FeClg...).

Закон за запазване на масата

Масата на веществата, влезли в химическа реакция, е равна на масата на веществата, образувани в резултат на реакцията.

учени M.V. Ломоносов.
Закон за постоянството на състава

Всяко химически чисто съединение, независимо от метода на получаването му, има точно определен състав.

Въз основа на този закон се изразява съставът на веществата химична формулаизползване на химически знаци и индекси. Например, H 2 O, CH 4, C 2 H 5 OH и др.

Законът за постоянство на състава е валиден за вещества с молекулна структура.

Съставът на съединенията с молекулярна структура, тоест състоящи се от молекули, е постоянен, независимо от метода на получаване.
Закон за еквивалентите

Химическите елементи се свързват помежду си в строго определени количества, съответстващи на техните еквиваленти.

Еквивалентно съотношение означава същия брой молеквиваленти. Че. законът за еквивалентите може да се формулира по различен начин: броят на моловите еквиваленти за всички вещества, участващи в реакцията, е еднакъв.

Закон за множеството съотношения

Множество съотношения Закон на Далтон, един от основните закони на химията: ако две вещества (прости или сложни) образуват повече от едно съединение едно с друго, тогава масите на едно вещество спрямо същата маса на друго вещество се отнасят като цели числа, обикновено малки .

Закон за обемните отношения

Гей-Люсак, 1808 г

"Обемите на газовете, влизащи в химични реакции, и обемите на газовете, образувани в резултат на реакцията, са свързани помежду си като малки цели числа."

Последица. Стехиометрични коефициенти в уравненията на химичните реакции за молекули газообразни веществапокажи в коя обемни отношениягазообразни вещества реагират или се произвеждат.

V 1: V 2: V 3 = v 1: v 2: v 3.

Периодичен закон и периодична система от елементи на Д.И.Менделеев. Основни представи за строежа на атома и ядрото. Периодично променящи се и периодично непроменени свойства на атомите и йоните. Варианти на периодичната таблица.

Периодичните промени в свойствата на химичните елементи се дължат на правилното повторение на електронната конфигурация на външното енергийно ниво (валентни електрони) на техните атоми с увеличаване на ядрения заряд.

Графичното представяне на периодичния закон е периодичната таблица. Съдържа 7 периода и 8 групи.

Период - хоризонтални редове от елементи с еднаква максимална стойност на главния квантов брой валентни електрони.

Номерът на периода обозначава броя на енергийните нива в атома на елемента.

Периодите могат да се състоят от 2 (първи), 8 (втори и трети), 18 (четвърти и пети) или 32 (шести) елемента, в зависимост от броя на електроните във външното енергийно ниво. Последният, седми период е незавършен.

Всички периоди (с изключение на първия) започват с алкален метал (s-елемент) и завършват с благороден газ (ns 2 np 6).

Металните свойства се считат за способността на атомите на елемента лесно да отдават електрони, докато неметалните свойства се считат за приемане на електрони поради тенденцията на атомите да придобиват стабилна конфигурация със запълнени поднива.

Групи - вертикални колони от елементи с еднакъв брой валентни електрони, равен на номера на групата. Има основни и второстепенни подгрупи.

Основните подгрупи се състоят от елементи с малки и големи периоди, валентните електрони на които са разположени на външните ns- и np-поднива.

Вторичните подгрупи се състоят от елементи само на големи периоди. Техните валентни електрони са във външното ns-подниво и вътрешното (n - 1) d-подниво (или (n - 2) f-подниво).

В зависимост от това кое подниво (s-, p-, d- или f-) е запълнено с валентни електрони, елементите на периодичната система се делят на:

s- елементи (елементи от основната подгрупа на групи I и II),

p-елементи (елементи от основните подгрупи III - Група VII),

d-елементи (елементи от вторични подгрупи),

f-елементи (лантаниди, актиниди).

Съставът на атома.

Атомът се състои от атомно ядро и електронна обвивка.
Ядрото на атома се състои от протони ( p+) и неутрони ( н 0).

Въвеждат се редица обозначения за характеризиране на атомните ядра. Броят на протоните, които изграждат атомното ядро, се обозначава със символа Зи се обади номер на таксата или атомен номер (това е поредният номер в периодичната таблица на Менделеев). Ядреният заряд е Зе, Където де елементарният заряд. Броят на неутроните се обозначава със символа н.

Общият брой нуклони (т.е. протони и неутрони) се нарича масово число А:

А = З + н.

Ядрата на химичните елементи се означават със символа, където X е химически символелемент. Например,
– водород, – хелий, – въглерод, – кислород, – уран.

Изотоп - съвкупност от атоми на един и същи елемент с еднакъв брой неутрони в ядрото (или вид атоми с еднакъв брой протони и еднакъв брой неутрони в ядрото).
Различните изотопи се различават един от друг по броя на неутроните в ядрата на техните атоми.
Обозначение на отделен атом или изотоп: (E - символ на елемент), например: .

Структурата на електронната обвивка на атома

атомна орбиталае състоянието на електрон в атом. Орбитален символ - . Всяка орбитала съответства на електронен облак.
Орбиталите на реалните атоми в основно (невъзбудено) състояние са четири вида: с, стр, дИ f
Орбиталите от едно и също ниво са групирани в електронен (енергия)поднива:
с- подниво (състои се от един с-орбитали), символ - .
стрподниво (състои се от три стр
дподниво (състои се от пет д-орбитали), символ - .
fподниво (състои се от седем f-орбитали), символ - .
Енергиите на орбиталите от едно и също подниво са еднакви.
При обозначаване на поднива номерът на слоя (електронно ниво) се добавя към символа на подниво, например: 2 с, 3стр, 5дозначава с- подниво на второ ниво, стр- подниво на трето ниво, д- подниво на пето ниво.
Общият брой на поднивата в едно ниво е равен на номера на нивото н. Общият брой на орбиталите в едно ниво е н 2. Съответно общият брой на облаците в един слой също е н 2 .
Обозначения: - свободна орбитала (без електрони), - орбитала с несдвоен електрон, - орбитала с електронна двойка (с два електрона).
Редът, в който електроните запълват орбиталите на атома, се определя от три закона на природата (формулировките са дадени по опростен начин):
1. Принципът на най-малко енергия- електроните запълват орбиталите в ред на нарастване на енергията на орбиталите.
2. принцип на ПаулиЕдна орбитала не може да съдържа повече от два електрона.
3. Правилото на Хунд- в рамките на поднивото електроните първо запълват свободни орбитали (един по един) и едва след това образуват електронни двойки.
Общият брой електрони в електронното ниво (или в електронния слой) е 2 н 2 .
Разпределението на поднивата по енергия се изразява по-долу (по ред на увеличаване на енергията):

1с, 2с, 2стр, 3с, 3стр, 4с, 3д, 4стр, 5с, 4д, 5стр, 6с, 4f, 5д, 6стр, 7с, 5f, 6д, 7стр ...

Примери за електронната структура на атомите:

Например: Ca атомът има 4 външни електрона с 2, те също са валентни; атомът Fe има външни електрони - 4 с 2, но той има 3 д 6, следователно атомът на желязото има 8 валентни електрона. Валентната електронна формула на калциевия атом е 4 с 2 и железни атоми - 4 с 2 3д 6 .

Броят на електронните слоеве в един атом на даден елемент е равен на номера на периода, в който се намира елементът.

Модел на натриев атом: Модел на атом на бром:

Максималният брой електрони в едно енергийно ниво се изчислява по формулата: 2n 2 , където n е номерът на енергийното ниво.

По този начин максималният брой електрони на:

3-ти слой - 18 и т.н.

За елементите от основните подгрупи номерът на групата, към която принадлежи елементът, е равен на броя на външните електрони на атома.

Външните електрони се наричат последен електронен слой.

Структурата на електронните обвивки на елементи от 1-3 периода

Във водородния атом ядреният заряд е +1 и този заряд се неутрализира от един електрон (фиг. 3).

В атома на последния елемент от втория период - неон - последното енергийно ниво е завършено (има 8 електрона, което съответства на максималната стойност за 2-ри слой). Неонът е инертен газ, който не влиза в химични реакции, следователно неговата електронна обвивка е много стабилна.

Ориз. 7. Схема на структурата на натриевия атом

Свойствата на елементите периодично се повтарят, тъй като атомите на елементите периодично повтарят броя на електроните във външния електронен слой.

Структурата на електронните обвивки на елементите 4 периода

Ориз. 8. Схема на структурата на калиевия атом

И така, за скандий можем да си представим следния модел на структурата на атома (фиг. 9):

Ориз. 9. Схема на структурата на атома на скандия

Ориз. 10. Схема на структурата на цинковия атом

Обобщаване на урока

Библиография

Оржековски П.А. Химия: 8. клас: учебник за общообразовател. инст. / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.: Астрел, 2013. (§44)
Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учебник. за 9 клетки. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фелдман. - М .: Просвещение, АО "Московски учебници", 2009 г. (§37)
Хомченко И.Д. Сборник от задачи и упражнения по химия за гимназия. - М.: РИА "Нова вълна": Издател Умеренков, 2008. (стр. 37-38)
Енциклопедия за деца. Том 17. Химия / Глава. изд. В.А. Володин, водещ. научен изд. И. Леенсън. - М.: Аванта +, 2003. (стр. 38-41)

Chem.msu.su().
Dic.academic.ru ().
Krugosvet.ru ().

Домашна работа

с. 250 No 2-4от учебника P.A. Оржековски "Химия: 8 клас" / P.A. Оржековски, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.: Астрел, 2013.
Запишете разпределението на електроните по слоевете в атом на аргон и криптон. Обяснете защо атомите на тези елементи влизат в химично взаимодействие много трудно.