3 периодтағы элементтер атомдарының электрондық қабаттарының құрылысы. Электрондық қабық. Нейтрондардың санын анықтау

Атомның құрамы.

Атом одан тұрады атом ядросы Және электронды қабық.

Атом ядросы протондардан ( p+) және нейтрондар ( n 0). Сутегі атомдарының көпшілігінде бір протон ядросы болады.

Протондар саны Н(p+) ядро зарядына тең ( З) және элементтердің табиғи қатарындағы (және элементтердің периодтық жүйесіндегі) элементтің реттік нөмірі.

Н(б +) = З

Нейтрондар санының қосындысы Н(n 0), жай әріппен белгіленеді Н, және протондар саны Зшақырды массалық санжәне әріппен белгіленеді А.

А = З + Н

Атомның электрондық қабаты ядроның айналасында қозғалатын электрондардан тұрады ( e -).

Электрондар саны Н(e-) бейтарап атомның электрондық қабатындағы протондар санына тең Зоның негізінде.

Протонның массасы шамамен нейтронның массасына тең және электронның массасынан 1840 есе көп, сондықтан атомның массасы іс жүзінде ядроның массасына тең.

Атомның пішіні шар тәрізді. Ядроның радиусы атомның радиусынан шамамен 100 000 есе кіші.

Химиялық элемент- ядролық зарядтары бірдей (ядродағы протондар саны бірдей) атомдар түрі (атомдар жиынтығы).

Изотоп- ядродағы нейтрондардың саны бірдей бір элемент атомдарының жиынтығы (немесе ядродағы протондар саны бірдей және нейтрондар саны бірдей атомдар түрі).

Әртүрлі изотоптар бір-бірінен атомдарының ядроларындағы нейтрондар санымен ерекшеленеді.

Бір атомның немесе изотоптың белгіленуі: (Е - элемент таңбасы), мысалы: .

Атомның электронды қабатының құрылымы

атомдық орбитальатомдағы электронның күйі. Орбиталық белгісі - . Әрбір орбиталь электронды бұлтқа сәйкес келеді.

Нақты атомдардың жердегі (қозбаған) орбитальдары төрт түрге бөлінеді: с, б, гЖәне f.

электрондық бұлт- 90 (немесе одан да көп) пайыз ықтималдығы бар электронды табуға болатын кеңістік бөлігі.

Ескерту: кейде «атомдық орбиталь» және «электрондық бұлт» ұғымдары ажыратылмай, екеуін де «атомдық орбиталь» деп атайды.

Атомның электронды қабаты қабатталған. Электрондық қабатөлшемдері бірдей электронды бұлттармен түзілген. Бір қабатты орбитальдар түзеді электрондық («энергия») деңгейі, олардың энергиялары сутегі атомы үшін бірдей, ал басқа атомдар үшін әртүрлі.

Бірдей деңгейдегі орбитальдар топтастырылған электронды (энергетикалық)ішкі деңгейлер:
с- ішкі деңгей (бірден тұрады с-орбитальдар), таңбасы - .
бішкі деңгей (үштен тұрады б
гішкі деңгей (бестен тұрады г-орбитальдар), таңбасы - .
fішкі деңгей (жетіден тұрады f-орбитальдар), таңбасы - .

Бірдей ішкі деңгейдегі орбитальдардың энергиялары бірдей.

Ішкі деңгейлерді белгілеу кезінде ішкі деңгей белгісіне қабаттың нөмірі (электрондық деңгей) қосылады, мысалы: 2 с, 3б, 5гбілдіреді с- екінші деңгейдің ішкі деңгейі, б- үшінші деңгейдің ішкі деңгейі, г- бесінші деңгейдің ішкі деңгейі.

Жалпы саныбірдей деңгейдегі ішкі деңгейлер деңгей санына тең n. Бір деңгейдегі орбитальдардың жалпы саны n 2. Тиісінше, бір қабаттағы бұлттардың жалпы саны да n 2 .

Белгілері: - бос орбиталь (электронсыз), - жұпталмаған электроны бар орбиталь, - электрон жұбы бар орбиталь (екі электроны бар).

Электрондардың атомның орбитальдарын толтыру реті табиғаттың үш заңымен анықталады (формулалар оңайлатылған түрде берілген):

1. Ең аз энергия принципі – электрондар орбитальдардың энергиясының өсу ретімен орбитальдарды толтырады.

2. Паули принципі – бір орбитальда екі электроннан артық болуы мүмкін емес.

3. Хунд ережесі – ішкі деңгей шегінде электрондар алдымен бос орбитальдарды (бір-бірден) толтырады, содан кейін ғана олар электрон жұптарын құрайды.

Электрондық деңгейдегі (немесе электронды қабаттағы) электрондардың жалпы саны 2 n 2 .

Ішкі деңгейлердің энергия бойынша таралуы келесі түрде өрнектеледі (энергияның өсу реті бойынша):

1с, 2с, 2б, 3с, 3б, 4с, 3г, 4б, 5с, 4г, 5б, 6с, 4f, 5г, 6б, 7с, 5f, 6г, 7б ...

Көрнекі түрде бұл реттілік энергетикалық диаграммамен өрнектеледі:

Атом электрондарының деңгейлер, ішкі деңгейлер және орбитальдар бойынша таралуын (атомның электрондық конфигурациясы) электрондық формула, энергетикалық диаграмма немесе қарапайымырақ айтқанда, электрондық қабаттардың диаграммасы («электрондық диаграмма») ретінде бейнелеуге болады. .

Атомдардың электрондық құрылымының мысалдары:

Валенттік электрондар- химиялық байланыс түзуге қатыса алатын атом электрондары. Кез келген атом үшін бұл барлық сыртқы электрондар және энергиясы сыртқы электрондардан жоғары болатын алдыңғы сыртқы электрондар. Мысалы: Са атомында 4 сыртқы электрон бар с 2, олар да валенттілік; Fe атомының сыртқы электрондары бар - 4 с 2 бірақ оның 3 саны бар г 6, демек, темір атомында 8 валенттік электрон бар. Валенттілік электрондық формулакальций атомдары – 4 с 2, ал темір атомдары - 4 с 2 3г 6 .

Периодтық жүйе химиялық элементтерД.И.Менделеев
(химиялық элементтердің табиғи жүйесі)

Химиялық элементтердің периодтық заңы(қазіргі тұжырым): химиялық элементтердің, сондай-ақ олар түзетін қарапайым және күрделі заттардың қасиеттері атом ядроларынан алынатын зарядтың мәніне периодты тәуелділікте болады.

Периодтық жүйе- периодтық заңның графикалық көрінісі.

Химиялық элементтердің табиғи диапазоны- атомдарының ядроларындағы протондар санының ұлғаюына қарай орналасқан химиялық элементтер қатары немесе сол атомдардың ядроларының зарядтарының ұлғаюына қарай орналасады. Осы жолдағы элементтің реттік нөмірі санына теңсол элементтің кез келген атомының ядросындағы протондар.

Химиялық элементтер кестесі химиялық элементтердің табиғи қатарын «кесу» арқылы құрастырылады кезеңдері(кестенің көлденең жолдары) және атомдардың электрондық құрылымы ұқсас элементтерді топтастыру (кестенің тік бағандары).

Элементтердің топтарға біріктірілуіне байланысты кесте болуы мүмкін ұзақ кезең(валенттік электрондарының саны мен түрі бірдей элементтер топтарға жиналады) және қысқа мерзімді(валенттік электрондарының саны бірдей элементтер топтарға жиналады).

Қысқа мерзімді кестенің топтары ішкі топтарға бөлінеді ( негізгіЖәне жанама әсерлер), ұзақ мерзімді кестенің топтарымен сәйкес келеді.

Бір периодтағы элементтердің барлық атомдары период санына тең электрон қабаттарының саны бірдей.

Периодтардағы элементтер саны: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Сегізінші период элементтерінің көпшілігі жасанды жолмен алынған, бұл кезеңнің соңғы элементтері әлі синтезделмеген. Біріншіден басқа барлық периодтар сілтілі метал түзуші элементтен (Li, Na, K, т.б.) басталып, асыл газ түзуші элементпен (He, Ne, Ar, Kr және т.б.) аяқталады.

Қысқа периодтық кестеде – әрқайсысы екі топшаға (негізгі және қосалқы) бөлінген сегіз топ, ұзақ периодтық кестеде – рим цифрларымен А немесе В әріптерімен нөмірленген он алты топ, мысалы: IA, IIIB, VIA, VIIB. Ұзақ кезең кестесінің IA тобы қысқа мерзімді кестенің бірінші тобының негізгі топшасына сәйкес келеді; VIIB тобы – жетінші топтың қосалқы топшасы: қалғандары – ұқсас.

Химиялық элементтердің сипаттамалары топтар мен периодтар бойынша табиғи түрде өзгереді.

Кезеңдерде (сериялық нөмірді көбейтумен)

ядро заряды артады
сыртқы электрондар саны артады,
атомдардың радиусы азаяды,
электрондардың ядромен байланыс күші артады (иондану энергиясы),
электртерістігі артады.
қарапайым заттардың тотықтырғыш қасиеттері жоғарылайды («метал еместік»),
қарапайым заттардың қалпына келтіретін қасиеттері («металлдық») әлсірейді,
гидроксидтердің және сәйкес оксидтердің негізгі сипатын әлсіретеді,
гидроксидтердің және сәйкес оксидтердің қышқылдық сипаты артады.

Топтарда (сериялық нөмірі артып)

ядро заряды артады
атомдардың радиусы артады (тек А-топтарында),
электрондар мен ядро арасындағы байланыстың күші төмендейді (иондану энергиясы; тек А топтарында),
электртерістігі төмендейді (тек А топтарында),
жай заттардың тотықтырғыш қасиеттерін әлсіретеді («металл еместік»; тек А-топтарында),
жай заттардың тотықсыздандырғыш қасиеттері жоғарылайды («металлдық»; тек А топтарында),
гидроксидтердің және сәйкес оксидтердің негізгі сипаты артады (тек А-топтарында),
гидроксидтердің және сәйкес оксидтердің қышқылдық табиғаты әлсірейді (тек А-топтарында),
сутегі қосылыстарының тұрақтылығы төмендейді (олардың тотықсыздандырғыш белсенділігі артады; тек А-топтарында).

Тақырып 9. «Атом құрылысы. Д.И.Менделеевтің периодтық заңы және химиялық элементтердің периодтық жүйесі (ПХХЕ)».

Периодтық заң - Атомдардың периодтық заңы және құрылысы 8–9 сынып
Білу керек: орбитальдарды электрондармен толтыру заңдары (ең аз энергия принципі, Паули принципі, Хунд ережесі), құрылымы периодтық жүйеэлементтері.
Істей білу керек: элементтің периодтық жүйедегі орны бойынша атомның құрамын анықтауды және керісінше оның құрамын біле отырып, периодтық жүйедегі элементті табуды; құрылым диаграммасын, атомның, ионның электрондық конфигурациясын бейнелеу және керісінше диаграмма мен электрондық конфигурациядан химиялық элементтің ПҚҚЕ-дағы орнын анықтау; элементті және ол түзетін заттарды оның ОБСЕ-дегі орнына сәйкес сипаттау; бір период және периодтық жүйенің бір негізгі топшасы ішінде атомдар радиусының, химиялық элементтердің қасиеттері мен олар түзетін заттардың өзгеруін анықтау.
1-мысалҮшінші электрондық деңгейдегі орбитальдардың санын анықтаңыз. Бұл орбитальдар қандай?
Орбитальдардың санын анықтау үшін формуланы қолданамыз Норбитальдар = n 2, қайда n- деңгей саны. Норбитальдар = 3 2 = 9. Бір 3 с-, үш 3 б- және бес 3 г-орбитальдар.
2-мысал 1 электрондық формуласы қай элементтің атомында бар екенін анықтаңыз с 2 2с 2 2б 6 3с 2 3б 1 .
Оның қай элемент екенін анықтау үшін атомдағы электрондардың жалпы санына тең оның реттік нөмірін білу керек. Бұл жағдайда: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Бұл алюминий.
Сізге қажет нәрсенің бәрі үйренгеніне көз жеткізгеннен кейін тапсырмаларға өтіңіз. Сәттілік тілейміз.

Ұсынылатын әдебиеттер:
- О.С.Габриелян және т.б.. Химия, 11-сынып. М., Бустард, 2002;
- Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман. Химия 11 жасуша. М., Білім, 2001 ж.

«Атом» сөзінің өзі алғаш рет философтардың еңбектерінде айтылған Ежелгі Греция, ал аудармада ол «бөлінбейтін» дегенді білдіреді. Заманауи құралдар болмағандықтан, философ Демокрит логика мен бақылауды пайдалана отырып, кез келген субстанцияны шексіз бөлуге болмайды, нәтижесінде материяның қандай да бір бөлінбейтін ең кішкентай бөлшектері - материяның атомы қалуы керек деген қорытындыға келді.

Ал егер атомдар болмаса, кез келген зат немесе зат толығымен жойылуы мүмкін еді. Демокрит атомизм концепциясына негізделген тұтас ілімнің негізін салушы болды.

Атом дегеніміз не?

Атом - кез келген химиялық элементтің ең кішкентай электрлік бейтарап бөлшектері. Ол оң зарядталған ядродан және теріс зарядталған электрондардан түзілген қабықтан тұрады. Оң зарядталған ядро атомның ядросы болып табылады. Ол атомның центріндегі кеңістіктің аз ғана бөлігін алады және атомның барлық дерлік массасы мен бүкіл оң заряды онда шоғырланған.

Атом неден тұрады?

Атом ядросы элементар бөлшектерден – нейтрондар мен протондардан тұрады, ал электрондар атом ядросының айналасында тұйық орбиталарда қозғалады.

Нейтрон дегеніміз не?

Нейтрон (n) – салыстырмалы массасы 1,00866 атомдық массалық бірлік (аму) болатын элементар бейтарап бөлшек.

Протон дегеніміз не?

Протон (р) болып табылады элементар бөлшек, салыстырмалы массасы 1,00728 атомдық массалық бірлік, оң заряд +1 және спин 1/2. Протон (грек тілінен аударғанда негізгі, бірінші) бариондарға жатады. Атом ядросындағы протондар саны Д.И. Периодтық жүйедегі химиялық элементтің реттік нөміріне тең. Менделеев.

Электрон дегеніміз не?

Электрон (е–) – массасы 0,00055 аму болатын элементар бөлшек; шартты электрон заряды: - 1. Атомдағы электрондар саны атом ядросының зарядына тең (Менделеевтің периодтық жүйесіндегі химиялық элементтің реттік нөміріне сәйкес келеді).

Ядроның айналасында электрондар қатаң анықталған орбиталарда қозғалады және электронды бұлт пайда болады.

Электрондар 90%-дан астам ықтималдықпен болатын атом ядросының айналасындағы кеңістік аймағы электрон бұлтының пішінін анықтайды.

p-электронның электронды бұлты бойынша сыртқы түрігантельге ұқсайды; Үш p-орбитальда максимум тек алты электрон болуы мүмкін.

s-электронның электронды бұлты шар болып табылады; s-энергетикалық ішкі деңгейінде максималды сомаонда болуы мүмкін электрондар 2.

Орбитальдар шаршы түрінде, оның астында немесе үстінде бейнеленген, осы орбиталды сипаттайтын негізгі және қосалқы кванттық сандардың мәндері белгіленеді.

Бұл жазба графикалық электрондық формула деп аталады. Бұл келесідей көрінеді:

Бұл формуладағы көрсеткілер электронды білдіреді. Көрсеткі бағыты айналдыру бағытына сәйкес келеді - бұл өзіндік магниттік моментэлектрон. Спиндері қарама-қарсы электрондар (суретте бұл қарама-қарсы бағыттағы көрсеткілер) жұпталған деп аталады.

Элемент атомдарының электрондық конфигурацияларын формулалар түрінде көрсетуге болады, онда:

Ішкі деңгей таңбаларын көрсетіңіз;
Таңбаның дәрежесі берілген ішкі деңгейдегі электрондар санын көрсетеді;
Ішкі деңгей белгісінің алдындағы коэффициент оның осы деңгейге жататынын көрсетеді.

Нейтрондардың санын анықтау

Ядродағы N нейтрондар санын анықтау үшін мына формуланы қолдану керек:

N=A-Z, мұндағы А – массалық сан; Z – ядро заряды, ол протондар санына тең (периодтық жүйедегі химиялық элементтің реттік нөмірі).

Ереже бойынша ядроның параметрлері былай жазылады: жоғарғы жағында массалық сан, ал ядро заряды элемент таңбасының төменгі сол жағында жазылады.

Бұл келесідей көрінеді:

Бұл жазба келесіні білдіреді:

Массалық саны 31;
Фосфор атомы үшін ядролық заряд (және соның салдарынан протондар саны) 15;
Нейтрондар саны 16. Ол былай есептеледі: 31-15=16.

Масса саны шамамен ядроның салыстырмалы атомдық массасына сәйкес келеді. Бұл нейтрон мен протонның массаларының іс жүзінде бір-бірінен айырмашылығы жоқтығына байланысты.

Төменде Д.И. Химиялық элементтердің периодтық жүйесінің алғашқы жиырма элементінің атомдарының электрондық қабаттарының құрылымын көрсететін кестенің бір бөлігін ұсындық. Менделеев. Толық нұсқасы біздің жеке басылымда берілген.

Атомдарында p- ішкі деңгейі толтырылған химиялық элементтер р-элементтер деп аталады. Электрондар 1-ден 6-ға дейін болуы мүмкін.

Атомдарында сыртқы деңгейдің s-кіші деңгейі 1 немесе 2 электронмен толығатын химиялық элементтер s-элементтер деп аталады.

Химиялық элемент атомындағы электрон қабаттарының саны период санына тең.

Хунд ережесі

Хунд ережесі бар, оған сәйкес электрондар бірдей энергетикалық деңгейдегі орбитальдарда жалпы спин максималды мүмкін болатындай орналасады. Бұл дегеніміз, энергияның ішкі деңгейі толтырылған кезде әрбір электрон алдымен жеке ұяшықты алады, содан кейін ғана олардың қосылу процесі басталады.

Азоттың электрондық формуласының графикалық түрдегі бейнесі

Оттегінің электронды формуласының графикалық түрдегі бейнесі

Неонның электронды формуласының графикалық түрдегі бейнесі

Мысалы, азот атомында барлық p-электрондар бөлек жасушаларды алады, ал оттегіде олардың жұптасуы басталады, ол неонда толық аяқталады.

Изотоптар дегеніміз не

Изотоптар - ядроларында бірдей протондар бар бір элементтің атомдары, бірақ нейтрондардың саны әртүрлі болады. Изотоптар барлық элементтер үшін белгілі.

Осы себепті периодтық жүйедегі элементтердің атомдық массалары изотоптардың табиғи қоспаларының массалық сандарының орташа мәні болып табылады және бүтін мәндерден ерекшеленеді.

Атом ядросынан кіші нәрсе бар ма?

Жинақтау. Атомдық массаизотоптардың табиғи қоспалары атомның және соның салдарынан элементтің негізгі сипаттамасы бола алмайды.

Атомның ұқсас сипаттамасы электрон қабатының құрылымын және ондағы электрондардың санын анықтайтын ядроның заряды болады. Бұл қызық! Ғылым бір орында тұрмайды және ғалымдар атом химиялық элементтердің ең кішкентай бөлшегі деген догманы жоққа шығара алды. Бүгінгі күні әлем кварктарды біледі - олардан нейтрондар мен протондар жасалады.

Көрнекті дат физигі Нильс Бор (1-сурет) атомдағы электрондардың кез келген бойымен емес, қатаң белгіленген орбиталардың бойымен қозғала алатынын айтты.

Күріш. 1. Бор Нильс Хендрих Дэвид (1885-1962)

Атомдағы электрондар энергиясы бойынша ерекшеленеді. Тәжірибе көрсеткендей, олардың кейбіреулері ядроға күштірек тартылады, басқалары - әлсіз. Мұның басты себебі – атом ядросынан электрондардың әртүрлі шығарылуы. Электрондар ядроға неғұрлым жақын болса, соғұрлым олар онымен күштірек байланысады және оларды электронды қабаттан шығару қиынырақ болады. Осылайша, атом ядросынан қашықтығы артқан сайын электронның энергиясы артады.

Ядроның жанында қозғалатын электрондар ядроға әлсіз тартылатын және одан үлкен қашықтықта қозғалатын басқа электрондардан ядроны блоктайды (қалқандайды). Электрондық қабаттар осылай қалыптасады.

Әрбір электронды қабат энергия мәндері жақын электрондардан тұрады; Сондықтан электронды қабаттар энергия деңгейлері деп те аталады.

Ядро әрбір элемент атомының ортасында орналасады, ал электронды қабықшаны құрайтын электрондар ядроның айналасында қабат-қабат орналасады.

Элемент атомындағы электронды қабаттардың саны элемент орналасқан периодтың санына тең.

Мысалы, натрий Na 3-ші периодтың элементі, яғни оның электрондық қабаты 3 энергетикалық деңгейді қамтиды. Бром Br атомында 4 энергетикалық деңгей бар, өйткені бром 4-ші периодта орналасқан (2-сурет).

Натрий атомының моделі: Бром атомының моделі:

Энергетикалық деңгейдегі электрондардың максималды саны мына формуламен есептеледі: 2n2, мұндағы n - энергетикалық деңгей саны.

Осылайша, электрондардың максималды саны:

3-қабат - 18 т.б.

Негізгі топшалардың элементтері үшін элемент жататын топтың саны атомның сыртқы электрондарының санына тең.

Сыртқы электрондар соңғы электронды қабат деп аталады.

Мысалы, натрий атомында 1 сыртқы электрон бар (өйткені ол IA топшасының элементі). Бром атомының соңғы электрондық қабатында 7 электроны бар (бұл VIIA топшасының элементі).

1-3 периодты элементтердің электрондық қабаттарының құрылымы

Сутегі атомында ядро заряды +1 болады және бұл заряд бір электрон арқылы бейтараптандырылады (3-сурет).

Сутектен кейінгі келесі элемент гелий, сонымен қатар 1-ші периодтың элементі. Демек, гелий атомында екі электрон орналасқан 1 энергетикалық деңгей бар (4-сурет). Бұл бірінші энергетикалық деңгей үшін электрондардың максималды мүмкін болатын саны.

№3 элемент - литий. Литий атомында 2 электрон қабаты бар, өйткені бұл 2-ші периодтың элементі. Литий атомында 1-ші қабатта 2 электрон (бұл қабат аяқталды), ал 2-ші қабатта 1 электрон бар. Бериллий атомында литий атомынан 1 электрон артық (5-сурет).

Сол сияқты екінші периодтың қалған элементтерінің атомдарының құрылымының схемаларын бейнелеуге болады (6-сурет).

Екінші периодтың соңғы элементінің атомында - неон - соңғы энергетикалық деңгей аяқталды (оның 8 электроны бар, ол 2-ші қабат үшін максималды мәнге сәйкес келеді). Неон - бұл ішке кірмейтін инертті газ химиялық реакцияларсондықтан оның электронды қабаты өте тұрақты.

Американдық химик Гилберт Льюистүсініктеме беріп, алға тартты октет ережесі, оған сәйкес сегіз электронды қабат тұрақты(1 қабатты қоспағанда: оның құрамында 2 электроннан аспайтындықтан, ол үшін екі электронды күй тұрақты болады).

Неоннан кейін 3-ші периодтың элементі - натрий. Натрий атомында 3 электрон қабаты бар, оларда 11 электрон орналасқан (7-сурет).

Күріш. 7. Натрий атомының құрылысының схемасы

Натрий 1-топта, оның қосылыстардағы валенттілігі литий сияқты I. Бұл натрий мен литий атомдарының сыртқы электрондық қабатында 1 электронның болуына байланысты.

Элементтердің қасиеттері периодты түрде қайталанады, өйткені элементтердің атомдары сыртқы электрондық қабаттағы электрондар санын периодты түрде қайталайды.

Үшінші периодтың қалған элементтерінің атомдарының құрылымын 2-ші периодтың элементтерінің атомдарының құрылымымен ұқсастықпен көрсетуге болады.

Элементтердің электрондық қабаттарының құрылымы 4 период

Төртінші кезең 18 элементті қамтиды, олардың ішінде негізгі (А) және қосалқы (В) топшаларының элементтері де бар. Бүйірлік топшалар элементтерінің атомдарының құрылымының ерекшелігі олар сыртқы электрондық қабаттарды емес, алдыңғы сыртқы (ішкі) қабаттарды дәйекті түрде толтырады.

Төртінші кезең калийден басталады. Калий – қосылыстарда I валенттілігін көрсететін сілтілі металл.Бұл оның атомының келесі құрылымымен толық сәйкес келеді. 4-ші периодтың элементі ретінде калий атомында 4 электронды қабат бар. Калийдің соңғы (төртінші) электронды қабатында 1 электрон бар, калий атомындағы электрондардың жалпы саны 19 (осы элементтің реттік нөмірі) (8-сурет).

Күріш. 8. Калий атомының құрылысының схемасы

Кальций калийден кейін келеді. Сыртқы электрон қабатындағы кальций атомында бериллий және магний сияқты 2 электрон болады (олар да II А топшасының элементтері).

Кальцийден кейінгі келесі элемент - скандий. Бұл қосымша (В) топшасының элементі. Екінші топшаның барлық элементтері металдар болып табылады. Олардың атомдарының құрылымының ерекшелігі - соңғы электрондық қабатта 2-ден көп емес электронның болуы, яғни. электрондармен дәйекті түрде толтырылған соңғы электрондық қабат болады.

Сонымен, скандий үшін атом құрылымының келесі моделін елестетуге болады (9-сурет):

Күріш. 9. Скандий атомының құрылысының схемасы

Электрондардың мұндай таралуы мүмкін, өйткені үшінші қабаттағы электрондардың максималды рұқсат етілген саны 18, яғни 3-ші қабаттағы сегіз электрон қабаттың тұрақты, бірақ толық емес күйі болып табылады.

Скандийден мырышқа дейінгі 4-ші периодтың екінші реттік топшаларының он элементінде үшінші электронды қабат кезекпен толтырылады.

Мырыш атомының құрылымының сұлбасын келесідей көрсетуге болады: сыртқы электрон қабатында – екі электрон, алдыңғы сыртқы қабатта – 18 (10-сурет).

Күріш. 10. Мырыш атомының құрылысының сұлбасы

Мырыштан кейінгі элементтер негізгі топшаның элементтеріне жатады: галлий, германий және т.б криптонға дейін. Бұл элементтердің атомдарында 4-ші (яғни сыртқы) электронды қабат кезекпен толтырылады. Криптонның инертті газының атомында сыртқы қабықшада октет болады, яғни тұрақты күй.

Сабақты қорытындылау

Бұл сабақта сіз атомның электрондық қабаты қалай орналасатынын және периодтылық құбылысын қалай түсіндіруге болатынын білдіңіз. Біз атомдардың электрондық қабаттарының құрылысының модельдерімен таныстық, олардың көмегімен химиялық элементтер мен олардың қосылыстарының қасиеттерін болжауға және түсіндіруге болады.

Дереккөздер

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

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

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

Атом-молекулалық теорияның негізгі ережелері. Химияның негізгі стехиометриялық заңдары. Зат массасының сақталу заңдары, құрамының тұрақтылығы, көлемдік қатынасы, Авогадро, эквиваленттер. Эквиваленттің молярлық массасы. Атомдық және молекулалық массаларды анықтау әдістері.

Барлық заттар молекулалардан тұрады.

Молекулазаттың қасиетін сақтайтын ең кішкентай бөлшек. Молекулалар химиялық реакциялардың нәтижесінде жойылады.

Молекулалар арасында бос орындар бар: газдар ең үлкен, қатты денеде ең кіші.

Молекулалар ретсіз және үздіксіз қозғалады.

Бір заттың молекулаларының құрамы мен қасиеттері бірдей, әртүрлі заттардың молекулалары бір-бірінен ерекшеленеді. құрамы мен қасиеттері бойынша дос.

Молекулалар атомдардан тұрады.

Атомоң зарядталған ядро мен электрондардан тұратын электрлік бейтарап бөлшек.

Химиялық элемент- ядроның оң зарядтары бірдей атомдар түрі.

Бір элементтің атомдары молекулалар түзеді қарапайым зат(02, H2, O3, Fe...). Әртүрлі элементтердің атомдары күрделі заттың молекулаларын құрайды (H20, Na2SO4, FeClg...).

Массаның сақталу заңы

Химиялық реакцияға түскен заттардың массасы реакция нәтижесінде түзілген заттардың массасына тең.

ғалымдар М.В. Ломоносов.
Композицияның тұрақтылық заңы

Кез келген химиялық таза қосылыс, оны дайындау әдісіне қарамастан, нақты анықталған құрамға ие.

Осы заң негізінде заттардың құрамы өрнектеледі химиялық формулахимиялық белгілер мен индекстерді қолдану. Мысалы, H 2 O, CH 4, C 2 H 5 OH және т.б.

Құрамның тұрақтылық заңы молекулалық құрылыстағы заттар үшін жарамды.

Молекулярлық құрылымды, яғни молекулалардан тұратын қосылыстардың құрамы дайындау әдісіне қарамастан тұрақты болады.
Эквиваленттер заңы

Химиялық элементтер бір-бірімен эквиваленттеріне сәйкес келетін қатаң белгіленген мөлшерде біріктіріледі.

Эквиваленттік қатынас мольдік эквиваленттердің бірдей санын білдіреді. Бұл. эквиваленттер заңын басқаша тұжырымдауға болады: реакцияға қатысатын барлық заттар үшін мольдік эквиваленттер саны бірдей.

Көптік қатынас заңы

Көптік қатынас Дальтон заңы, химияның негізгі заңдарының бірі: егер екі зат (қарапайым немесе күрделі) бір-бірімен бірнеше қосылыс түзсе, онда бір заттың массасы басқа заттың бірдей массасына келетіндей бүтін сандармен байланысады, әдетте аз. .

Көлемдік қатынас заңы

Гей-Люссак, 1808 ж

«Химиялық реакцияларға түсетін газдардың көлемдері мен реакция нәтижесінде түзілетін газдардың көлемдері бір-бірімен кіші бүтін сандармен байланысқан».

Салдары. Молекулалар үшін химиялық реакция теңдеуіндегі стехиометриялық коэффициенттер газ тәрізді заттарқайсысында көрсетіңіз көлемдік қатынастаргаз тәрізді заттар реакцияға түседі немесе түзіледі.

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

Д.И.Менделеев элементтерінің периодтық заңы және периодтық жүйесі. Атомның және ядроның құрылысы туралы негізгі түсініктер. Атомдар мен иондардың периодты түрде өзгеретін және периодты түрде өзгермейтін қасиеттері. Периодтық жүйенің нұсқалары.

Химиялық элементтердің қасиеттерінің периодты өзгеруі олардың атомдарының сыртқы энергетикалық деңгейінің (валенттік электрондарының) электрондық конфигурациясының ядро зарядының жоғарылауымен дұрыс қайталануымен байланысты.

Периодтық заңның графикалық көрінісі периодтық жүйе болып табылады. Ол 7 кезең мен 8 топтан тұрады.

Кезең - валенттік электрондардың негізгі кванттық санының максималды мәні бірдей элементтердің көлденең қатарлары.

Период нөмірі элемент атомындағы энергия деңгейлерінің санын білдіреді.

Периодтар сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрондар санына байланысты 2 (бірінші), 8 (екінші және үшінші), 18 (төртінші және бесінші) немесе 32 (алтыншы) элементтерден тұруы мүмкін. Соңғы, жетінші кезең толық емес.

Барлық периодтар (біріншіден басқа) сілтілік металдан (s-элемент) басталып, асыл газбен аяқталады (ns 2 np 6).

Металлдық қасиеттер элемент атомдарының электрондардан оңай бас тарту қабілеті ретінде қарастырылады, ал металл емес қасиеттер атомдардың толтырылған ішкі деңгейлері бар тұрақты конфигурацияға ие болу тенденциясына байланысты электрондарды қабылдайды деп саналады.

Топтар - валенттілік электрондарының саны бірдей, топ нөміріне тең элементтердің тік бағандары. Негізгі және қосалқы топшалар болады.

Негізгі топшалар кіші және үлкен периодтардың элементтерінен тұрады, олардың валенттік электрондары сыртқы ns- және np- ішкі деңгейлерде орналасқан.

Қосалқы топшалар тек үлкен периодтардың элементтерінен тұрады. Олардың валенттік электрондары сыртқы ns-төменгі деңгейде және ішкі (n - 1) d-қосалқы деңгейде (немесе (n - 2) f-төменгі деңгейде).

Қандай ішкі деңгей (s-, p-, d- немесе f-) валенттік электрондармен толтырылғанына байланысты периодтық жүйенің элементтері бөлінеді:

s- элементтер (I және II топтардың негізгі топшасының элементтері),

p-элементтер (негізгі топшалардың элементтері III - VII топ),

d-элементтер (қосымша ішкі топтардың элементтері),

f-элементтер (лантанидтер, актинидтер).

Атомның құрамы.

Атом атом ядросынан және электронды қабаттан тұрады.
Атом ядросы протондардан ( p+) және нейтрондар ( n 0).

Атом ядроларын сипаттау үшін бірқатар белгілер енгізілген. Атом ядросын құрайтын протондар саны таңбамен белгіленеді Зжәне қоңырау шалыңыз төлем нөмірі немесе атомдық нөмір (бұл Менделеевтің периодтық жүйесіндегі реттік нөмір). Ядро заряды Зе, Қайда eэлементар заряд болып табылады. Нейтрондар саны таңбамен белгіленеді Н.

Нуклондардың жалпы саны (яғни протондар мен нейтрондар) деп аталады массалық сан А:

А = З + Н.

Химиялық элементтердің ядролары таңбамен белгіленеді, мұнда Х химиялық таңбаэлемент. Мысалы,
– сутегі, – гелий, – көміртек, – оттегі, – уран.

Изотоп - ядродағы нейтрондардың саны бірдей бір элемент атомдарының жиынтығы (немесе ядродағы протондар саны бірдей және нейтрондар саны бірдей атомдар түрі).
Әртүрлі изотоптар бір-бірінен атомдарының ядроларындағы нейтрондар санымен ерекшеленеді.
Бір атомның немесе изотоптың белгіленуі: (Е - элемент таңбасы), мысалы: .

Атомның электронды қабатының құрылымы

атомдық орбитальатомдағы электронның күйі. Орбиталық белгісі - . Әрбір орбиталь электронды бұлтқа сәйкес келеді.
Нақты атомдардың жердегі (қозбаған) орбитальдары төрт түрге бөлінеді: с, б, гЖәне f
Бірдей деңгейдегі орбитальдар топтастырылған электронды (энергетикалық)ішкі деңгейлер:
с- ішкі деңгей (бірден тұрады с-орбитальдар), таңбасы - .
бішкі деңгей (үштен тұрады б
гішкі деңгей (бестен тұрады г-орбитальдар), таңбасы - .
fішкі деңгей (жетіден тұрады f-орбитальдар), таңбасы - .
Бірдей ішкі деңгейдегі орбитальдардың энергиялары бірдей.
Ішкі деңгейлерді белгілеу кезінде ішкі деңгей белгісіне қабаттың нөмірі (электрондық деңгей) қосылады, мысалы: 2 с, 3б, 5гбілдіреді с- екінші деңгейдің ішкі деңгейі, б- үшінші деңгейдің ішкі деңгейі, г- бесінші деңгейдің ішкі деңгейі.
Бір деңгейдегі ішкі деңгейлердің жалпы саны деңгей санына тең n. Бір деңгейдегі орбитальдардың жалпы саны n 2. Тиісінше, бір қабаттағы бұлттардың жалпы саны да n 2 .
Белгілері: - бос орбиталь (электронсыз), - жұпталмаған электроны бар орбиталь, - электрон жұбы бар орбиталь (екі электроны бар).
Электрондардың атомның орбитальдарын толтыру реті табиғаттың үш заңымен анықталады (формулалар оңайлатылған түрде берілген):
1. Ең аз энергия принципі- электрондар орбитальдардың энергиясының өсу ретімен орбитальдарды толтырады.
2. Паули принципіБір орбитальда екі электроннан артық болмайды.
3. Хунд ережесі- субдеңгейде электрондар алдымен бос орбитальдарды толтырады (бір-бірден), содан кейін ғана олар электрон жұптарын құрайды.
Электрондық деңгейдегі (немесе электронды қабаттағы) электрондардың жалпы саны 2 n 2 .
Ішкі деңгейлердің энергия бойынша таралуы келесі түрде өрнектеледі (энергияның өсу реті бойынша):

1с, 2с, 2б, 3с, 3б, 4с, 3г, 4б, 5с, 4г, 5б, 6с, 4f, 5г, 6б, 7с, 5f, 6г, 7б ...

Атомдардың электрондық құрылымының мысалдары:

Мысалы: Са атомында 4 сыртқы электрон бар с 2, олар да валенттілік; Fe атомының сыртқы электрондары бар - 4 с 2 бірақ оның 3 саны бар г 6, демек, темір атомында 8 валенттік электрон бар. Кальций атомының валенттік электрондық формуласы 4-ке тең с 2, ал темір атомдары - 4 с 2 3г 6 .

Элемент атомындағы электронды қабаттардың саны элемент орналасқан периодтың санына тең.

Натрий атомының моделі: Бром атомының моделі:

Энергетикалық деңгейдегі электрондардың максималды саны мына формула бойынша есептеледі: 2n 2 , мұндағы n - энергетикалық деңгейдің саны.

Осылайша, электрондардың максималды саны:

3-қабат - 18 т.б.

Негізгі топшалардың элементтері үшін элемент жататын топтың саны атомның сыртқы электрондарының санына тең.

Сыртқы электрондар соңғы электронды қабат деп аталады.

1-3 периодты элементтердің электрондық қабаттарының құрылымы

Сутегі атомында ядро заряды +1 болады және бұл заряд бір электрон арқылы бейтараптандырылады (3-сурет).

Екінші периодтың соңғы элементінің атомында - неон - соңғы энергетикалық деңгей аяқталды (оның 8 электроны бар, ол 2-ші қабат үшін максималды мәнге сәйкес келеді). Неон - химиялық реакцияларға түспейтін инертті газ, сондықтан оның электронды қабаты өте тұрақты.

Күріш. 7. Натрий атомының құрылысының схемасы

Элементтердің қасиеттері периодты түрде қайталанады, өйткені элементтердің атомдары сыртқы электрондық қабаттағы электрондар санын периодты түрде қайталайды.

Элементтердің электрондық қабаттарының құрылымы 4 период

Күріш. 8. Калий атомының құрылысының схемасы

Сонымен, скандий үшін атом құрылымының келесі моделін елестетуге болады (9-сурет):

Күріш. 9. Скандий атомының құрылысының схемасы

Күріш. 10. Мырыш атомының құрылысының сұлбасы

Сабақты қорытындылау

Әдебиеттер тізімі

Оржековский П.А. Химия: 8-сынып: Жалпы білім беретін оқулық. инст. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.: Астрель, 2013. (§44)
Рудзит Г.Е. Химия: бейорганикалық. химия. Орган. химия: оқулық. 9 ұяшық үшін. / Г.Е. Рудзит, Ф.Г. Фельдман. - М.: Ағартушылық, «Мәскеу оқулықтары» АҚ, 2009. (§37)
Хомченко И.Д. Химиядан тапсырмалар мен жаттығулар жинағы орта мектеп. - М.: РИА «Жаңа толқын»: Баспа Умеренков, 2008. (37-38 б.)
Балаларға арналған энциклопедия. 17-том. Химия / тарау. ред. В.А. Володин, жетекші. ғылыми ред. И.Линсон. - М.: Аванта +, 2003. (38-41 б.)

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

Үй жұмысы

бірге. 250 № 2-4оқулықтан П.А. Оржековский «Химия: 8 сынып» / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.: Астрель, 2013 ж.
Аргон мен криптон атомындағы электрондардың қабаттар бойынша таралуын жазыңыз. Неліктен осы элементтердің атомдары химиялық әрекеттесуге үлкен қиындықпен түсетінін түсіндіріңіз.