Structura învelișurilor de electroni ale atomilor elementelor din perioada a 3-a. Carcasă electronică. Determinarea numărului de neutroni

Compoziția atomului.

Un atom este format din nucleul atomic Și învelișul de electroni.

Nucleul unui atom este format din protoni ( p+) și neutroni ( n 0). Majoritatea atomilor de hidrogen au un singur nucleu de proton.

Numărul de protoni N(p+) este egal cu sarcina nucleară ( Z) și numărul ordinal al elementului din seria naturală de elemente (și din sistemul periodic de elemente).

N(p +) = Z

Suma numărului de neutroni N(n 0), notat simplu prin litera N, și numărul de protoni Z numit numar de masași este marcat cu litera A.

A = Z + N

Învelișul de electroni a unui atom este format din electroni care se mișcă în jurul nucleului ( e -).

Numărul de electroni N(e-) în învelișul de electroni a unui atom neutru este egal cu numărul de protoni Zîn miezul ei.

Masa unui proton este aproximativ egală cu masa unui neutron și de 1840 de ori masa unui electron, deci masa unui atom este practic egală cu masa nucleului.

Forma unui atom este sferică. Raza nucleului este de aproximativ 100.000 de ori mai mică decât raza atomului.

Element chimic- tip de atomi (mult de atomi) cu aceeași sarcină nucleară (cu același număr de protoni în nucleu).

Izotop- un set de atomi ai unui element cu același număr de neutroni în nucleu (sau un tip de atomi cu același număr de protoni și același număr de neutroni în nucleu).

Diferiții izotopi diferă unul de celălalt prin numărul de neutroni din nucleele atomilor lor.

Desemnarea unui singur atom sau izotop: (E - simbolul elementului), de exemplu: .

Structura învelișului electronic al atomului

orbital atomic este starea unui electron într-un atom. Simbol orbital - . Fiecare orbital corespunde unui nor de electroni.

Orbitalii atomilor reali din starea fundamentală (neexcitată) sunt de patru tipuri: s, p, dȘi f.

nor electronic- partea de spațiu în care poate fi găsit un electron cu o probabilitate de 90 (sau mai mult) la sută.

Notă: uneori conceptele de „orbital atomic” și „nor de electroni” nu se disting, numindu-le pe ambele „orbital atomic”.

Învelișul de electroni a unui atom este stratificat. Stratul electronic format din nori de electroni de aceeași dimensiune. Se formează orbitalii unui singur strat nivel electronic („energie”), energiile lor sunt aceleași pentru atomul de hidrogen, dar diferite pentru alți atomi.

Orbitalii de același nivel sunt grupați în electronic (energie) subnivele:
s- subnivel (constă dintr-unul s-orbitali), simbol - .
p subnivel (constă din trei p
d subnivel (constă din cinci d-orbitali), simbol - .
f subnivel (constă din șapte f-orbitali), simbol - .

Energiile orbitalilor aceluiasi subnivel sunt aceleasi.

La desemnarea subnivelurilor, numărul stratului (nivelul electronic) este adăugat simbolului subnivelului, de exemplu: 2 s, 3p, 5d mijloace s- subnivelul celui de-al doilea nivel, p- subnivelul celui de-al treilea nivel, d- subnivelul celui de-al cincilea nivel.

Numărul total subnivele la același nivel este egal cu numărul nivelului n. Numărul total de orbitali dintr-un nivel este n 2. În consecință, numărul total de nori dintr-un strat este de asemenea n 2 .

Denumiri: - orbital liber (fără electroni), - orbital cu un electron nepereche, - orbital cu o pereche de electroni (cu doi electroni).

Ordinea în care electronii umplu orbitalii unui atom este determinată de trei legi ale naturii (formulările sunt date într-un mod simplificat):

1. Principiul energiei minime - electronii umplu orbitalii în ordinea creșterii energiei orbitalilor.

2. Principiul lui Pauli – nu pot exista mai mult de doi electroni într-un orbital.

3. Regula lui Hund - în cadrul subnivelului, electronii umplu mai întâi orbitalii liberi (câte unul) și abia după aceea formează perechi de electroni.

Numărul total de electroni în nivelul electronic (sau în stratul electronic) este 2 n 2 .

Distribuția subnivelurilor după energie este exprimată în continuare (în ordinea creșterii energiei):

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p ...

Vizual, această secvență este exprimată prin diagrama energetică:

Distribuția electronilor unui atom pe niveluri, subnivele și orbitali (configurația electronică a unui atom) poate fi descrisă ca o formulă electronică, o diagramă energetică sau, mai simplu, ca o diagramă a straturilor electronice ("diagrama electronică") .

Exemple de structura electronică a atomilor:

electroni de valență- electronii unui atom care pot lua parte la formare legături chimice. Pentru orice atom, aceștia sunt toți electronii exteriori plus acei electroni pre-exteriori a căror energie este mai mare decât cea a celor exteriori. De exemplu: atomul de Ca are 4 electroni exteriori s 2, sunt și valență; atomul de Fe are electroni externi - 4 s 2 dar el are 3 d 6, prin urmare atomul de fier are 8 electroni de valență. Formula electronică de valență a atomului de calciu este 4 s 2 și atomi de fier - 4 s 2 3d 6 .

Sistem periodic elemente chimice D. I. Mendeleev
(sistemul natural de elemente chimice)

Legea periodică a elementelor chimice(formulare modernă): proprietățile elementelor chimice, precum și substanțele simple și complexe formate de acestea, sunt într-o dependență periodică de valoarea sarcinii din nucleele atomice.

Sistem periodic- exprimarea grafică a legii periodice.

Gama naturală de elemente chimice- un număr de elemente chimice, dispuse în funcție de creșterea numărului de protoni din nucleele atomilor lor, sau, ceea ce este la fel, în funcție de creșterea sarcinilor nucleelor acestor atomi. Numărul ordinal al elementului din acest rând este egal cu numărul protoni din nucleul oricărui atom al acelui element.

Tabelul elementelor chimice este construit prin „decuparea” seriei naturale de elemente chimice în perioade(rânduri orizontale ale tabelului) și grupări (coloane verticale ale tabelului) de elemente cu o structură electronică similară a atomilor.

În funcție de modul în care elementele sunt combinate în grupuri, un tabel poate fi perioada lunga(se colectează în grupuri elemente cu același număr și tip de electroni de valență) și Pe termen scurt(elementele cu același număr de electroni de valență sunt colectate în grupuri).

Grupurile din tabelul cu perioade scurte sunt împărțite în subgrupe ( principalȘi efecte secundare), care coincid cu grupurile tabelului cu perioade lungi.

Toți atomii elementelor aceleiași perioade au același număr de straturi de electroni, egal cu numărul perioadei.

Numărul de elemente din perioade: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Majoritatea elementelor perioadei a opta au fost obținute artificial, ultimele elemente din această perioadă nefiind încă sintetizate. Toate perioadele, cu excepția primei, încep cu un element de formare a metalelor alcaline (Li, Na, K etc.) și se termină cu un element de formare a gazului nobil (He, Ne, Ar, Kr etc.).

În tabelul cu perioade scurte - opt grupuri, fiecare dintre ele împărțit în două subgrupe (principal și secundar), în tabelul cu perioade lungi - șaisprezece grupuri, care sunt numerotate cu cifre romane cu literele A sau B, de exemplu: IA, IIIB, VIA, VIIB. Grupa IA a tabelului cu perioade lungi corespunde subgrupului principal al primului grup al tabelului cu perioade scurte; grupa VIIB - subgrupul secundar al celui de-al șaptelea grup: restul - în mod similar.

Caracteristicile elementelor chimice se schimbă în mod natural în grupuri și perioade.

În perioade (cu numărul de serie din ce în ce mai mare)

sarcina nucleară crește
numărul de electroni exteriori crește,
raza atomilor scade,
puterea de legătură a electronilor cu nucleul crește (energie de ionizare),
electronegativitatea crește.
proprietățile oxidante ale substanțelor simple sunt îmbunătățite ("non-metalicitatea"),
proprietățile reducătoare ale substanțelor simple ("metalicitatea") slăbesc,
slăbește caracterul de bază al hidroxizilor și al oxizilor corespunzători,
caracterul acid al hidroxizilor și al oxizilor corespunzători crește.

În grupuri (cu numărul de serie din ce în ce mai mare)

sarcina nucleară crește
raza atomilor crește (numai în grupele A),
puterea legăturii dintre electroni și nucleu scade (energia de ionizare; numai în grupele A),
electronegativitatea scade (numai în grupele A),
slăbesc proprietățile oxidante ale substanțelor simple („non-metalicitate”; numai în grupele A),
proprietățile reducătoare ale substanțelor simple sunt îmbunătățite („metalicitate”; numai în grupele A),
caracterul de bază al hidroxizilor și al oxizilor corespunzători crește (numai în grupele A),
natura acidă a hidroxizilor și a oxizilor corespunzători slăbește (numai în grupele A),
stabilitatea compușilor cu hidrogen scade (activitatea lor reducătoare crește; numai în grupele A).

Sarcini și teste pe tema „Tema 9. „Structura atomului. Legea periodică și sistemul periodic al elementelor chimice ale lui D. I. Mendeleev (PSCE)"."

Legea periodică - Legea periodică și structura atomilor Clasa 8–9
Trebuie să știți: legile umplerii orbitalilor cu electroni (principiul energiei minime, principiul Pauli, regula lui Hund), structura sistem periodic elemente.
Ar trebui să fiți capabil să: determinați compoziția unui atom după poziția unui element în sistemul periodic și, dimpotrivă, să găsiți un element în sistemul periodic, cunoscându-i compoziția; descrieți diagrama structurii, configurația electronică a unui atom, ion și, invers, determinați poziția unui element chimic în PSCE din diagramă și configurația electronică; caracterizează elementul și substanțele pe care le formează în funcție de poziția sa în PSCE; determina modificările razei atomilor, proprietățile elementelor chimice și substanțele pe care le formează într-o perioadă și un subgrup principal al sistemului periodic.
Exemplul 1 Determinați numărul de orbitali din al treilea nivel electronic. Care sunt acești orbitali?
Pentru a determina numărul de orbitali, folosim formula N orbitali = n 2, unde n- numărul nivelului. N orbitali = 3 2 = 9. Unu 3 s-, trei 3 p- și cinci 3 d-orbitali.
Exemplul 2 Determinați atomul al cărui element are formula electronică 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 .
Pentru a determina ce element este, trebuie să aflați numărul său de serie, care este egal cu numărul total de electroni din atom. În acest caz: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Acesta este aluminiu.
După ce v-ați asigurat că tot ce aveți nevoie este învățat, treceți la sarcini. Vă dorim succes.

Literatura recomandata:
- O. S. Gabrielyan și alții.Chimie, clasa a XI-a. M., Butarda, 2002;
- G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Chimie 11 celule. M., Educație, 2001.

Însuși cuvântul „atom” a fost menționat pentru prima dată în scrierile filozofilor Grecia antică, iar în traducere înseamnă „indivizibil”. Neavând instrumente moderne, filozoful Democrit, folosind logica și observația, a ajuns la concluzia că orice substanță nu poate fi divizată la infinit și, ca urmare, trebuie să rămână o particulă indivizibilă cea mai mică de materie - un atom de materie.

Și dacă nu ar exista atomi, atunci orice substanță sau obiect ar putea fi complet distrus. Democrit a devenit fondatorul atomismului - o întreagă doctrină, care se baza pe conceptul de atom.

Ce este un atom?

Un atom este cea mai mică particulă neutră din punct de vedere electric din orice element chimic. Este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv și o înveliș format din electroni încărcați negativ. Nucleul încărcat pozitiv este nucleul atomului. Ocupă o mică parte din spațiul din centrul atomului și aproape întreaga masă a atomului și întreaga sarcină pozitivă sunt concentrate în el.

Din ce este format un atom?

Nucleul unui atom este format din particule elementare - neutroni și protoni, iar electronii se mișcă pe orbite închise în jurul nucleului atomic.

Ce este un neutron?

Neutronul (n) este o particulă neutră elementară a cărei masă relativă este de 1,00866 unități de masă atomică (amu).

Ce este un proton?

Protonul (p) este particulă elementară, a cărui masă relativă este de 1,00728 unități de masă atomică, sarcină pozitivă +1 și spin 1/2. Proton (tradus din greacă ca principal, primul) se referă la barioni. În nucleul unui atom, numărul de protoni este egal cu numărul de serie al unui element chimic din sistemul periodic al D.I. Mendeleev.

Ce este un electron?

Un electron (e–) este o particulă elementară, a cărei masă este de 0,00055 amu; sarcina electronilor conditionata: - 1. Numarul de electroni dintr-un atom este egal cu sarcina nucleului atomic (corespunde cu numarul ordinal al elementului chimic din sistemul periodic al lui Mendeleev).

În jurul nucleului, electronii se mișcă pe orbite care sunt strict definite și se formează un nor de electroni.

Regiunea spațiului din jurul nucleului atomic, unde electronii sunt prezenți cu o probabilitate de peste 90%, determină forma norului de electroni.

Norul de electroni al electronului p de aspect seamănă cu o gantere; Trei orbitali p pot avea maximum șase electroni.

Norul de electroni al unui electron s este o sferă; la subnivelul s-energie suma maxima electroni care pot fi acolo sunt 2.

Orbitalii sunt reprezentați sub forma unui pătrat, sub sau deasupra acestuia, sunt prescrise valorile numerelor cuantice principale și secundare care descriu acest orbital.

Această intrare se numește formulă electronică grafică. Arata cam asa:

Săgețile din această formulă reprezintă un electron. Direcția săgeții corespunde direcției de rotire - aceasta este propria moment magnetic electron. Electronii cu spini opuși (în imagine, acestea sunt săgeți care indică în direcții opuse) se numesc perechi.

Configurațiile electronice ale atomilor elementelor pot fi reprezentate ca formule în care:

Indicați simboluri de subnivel;
Gradul simbolului indică numărul de electroni dintr-un subnivel dat;
Coeficientul din fața simbolului subnivelului indică apartenența acestuia la acest nivel.

Determinarea numărului de neutroni

Pentru a determina numărul de neutroni N din nucleu, trebuie să utilizați formula:

N=A-Z, unde A este numărul de masă; Z este sarcina nucleului, care este egală cu numărul de protoni (numărul de serie al elementului chimic din tabelul periodic).

De regulă, parametrii nucleului sunt scriși după cum urmează: în partea de sus este numărul de masă, iar sarcina nucleului este scrisă în partea din stânga jos a simbolului elementului.

Arata cam asa:

Această intrare înseamnă următoarele:

Numărul de masă este 31;
Sarcina nucleară (și, în consecință, numărul de protoni) pentru un atom de fosfor este 15;
Numărul de neutroni este 16. Se calculează astfel: 31-15=16.

Numărul de masă corespunde aproximativ cu masa atomică relativă a nucleului. Acest lucru se datorează faptului că masele unui neutron și ale unui proton practic nu diferă.

Mai jos am prezentat o parte a tabelului, care arată structura învelișurilor de electroni ale atomilor primelor douăzeci de elemente din Tabelul periodic al elementelor chimice ale D.I. Mendeleev. Cea completă este prezentată în publicația noastră separată.

Elementele chimice în a căror atomi este umplut subnivelul p se numesc elemente p. Electronii pot fi de la 1 la 6.

Elementele chimice în a căror atomi subnivelul s al nivelului exterior este completat cu 1 sau 2 electroni se numesc elemente s.

Numărul de straturi de electroni dintr-un atom al unui element chimic este egal cu numărul perioadei.

regula lui Hund

Există regula lui Hund, conform căreia electronii sunt localizați în orbitali de același tip de același nivel de energie, astfel încât spinul total să fie maxim posibil. Aceasta înseamnă că atunci când subnivelul de energie este umplut, fiecare electron ocupă mai întâi o celulă separată și abia atunci începe procesul de conectare a acestora.

Imaginea formulei electronice a azotului în formă grafică

Imaginea formulei electronice a oxigenului în formă grafică

Imaginea formulei electronice a lui Neon în formă grafică

De exemplu, la atomul de azot, toți electronii p vor ocupa celule separate, iar la oxigen va începe împerecherea lor, care se va finaliza în întregime în neon.

Ce sunt izotopii

Izotopii sunt atomi ai aceluiași element care conțin același număr de protoni în nucleele lor, dar numărul de neutroni va fi diferit. Izotopii sunt cunoscuți pentru toate elementele.

Din acest motiv, masele atomice ale elementelor din sistemul periodic sunt media numerelor de masă ale amestecurilor naturale de izotopi și diferă de valorile întregi.

Există ceva mai mic decât nucleul unui atom?

Să rezumam. Masă atomică amestecurile naturale de izotopi nu pot servi ca caracteristică principală a atomului și, în consecință, a elementului.

O caracteristică similară a unui atom va fi încărcarea nucleului, care determină structura învelișului de electroni și numărul de electroni din acesta. Acest lucru este interesant! Știința nu stă pe loc și oamenii de știință au reușit să infirme dogma potrivit căreia atomul este cea mai mică particulă de elemente chimice. Astăzi lumea cunoaște quarcii - neutronii și protonii sunt formați din ei.

Remarcabilul fizician danez Niels Bohr (Fig. 1) a sugerat că electronii dintr-un atom se pot mișca nu de-a lungul oricărei orbite, ci de-a lungul orbitelor strict definite.

Orez. 1. Bohr Niels Hendrich David (1885-1962)

Electronii dintr-un atom diferă prin energia lor. După cum arată experimentele, unii dintre ei sunt atrași de nucleu mai puternic, alții - mai slab. Motivul principal pentru aceasta este îndepărtarea diferită a electronilor din nucleul unui atom. Cu cât electronii sunt mai aproape de nucleu, cu atât sunt mai puternici legați de acesta și cu atât este mai dificil să îi scoți din învelișul de electroni. Astfel, pe măsură ce distanța față de nucleul atomului crește, energia electronului crește.

Electronii care se deplasează în apropierea nucleului, parcă, blochează (protejează) nucleul de alți electroni, care sunt atrași de nucleu mai slab și se deplasează la o distanță mai mare de acesta. Așa se formează straturile electronice.

Fiecare strat de electroni este format din electroni cu valori energetice apropiate; Prin urmare, straturile electronice sunt numite și niveluri de energie.

Nucleul este situat în centrul atomului fiecărui element, iar electronii care formează învelișul de electroni sunt plasați în jurul nucleului în straturi.

Numărul de straturi de electroni dintr-un atom al unui element este egal cu numărul perioadei în care se află elementul.

De exemplu, sodiu Na este un element din perioada a 3-a, ceea ce înseamnă că învelișul său de electroni include 3 niveluri de energie. Există 4 niveluri de energie în atomul de brom Br, deoarece bromul este situat în a 4-a perioadă (Fig. 2).

Modelul atomului de sodiu: Modelul atomului de brom:

Numărul maxim de electroni dintr-un nivel de energie este calculat prin formula: 2n2, unde n este numărul nivelului de energie.

Astfel, numărul maxim de electroni pe:

Al 3-lea strat - 18 etc.

Pentru elementele subgrupelor principale, numărul grupului căruia îi aparține elementul este egal cu numărul de electroni externi ai atomului.

Electronii exteriori se numesc ultimul strat de electroni.

De exemplu, într-un atom de sodiu există 1 electron extern (deoarece este un element al subgrupului IA). Atomul de brom are 7 electroni pe ultimul strat de electroni (acesta este un element al subgrupului VIIA).

Structura învelișurilor electronice ale elementelor de 1-3 perioade

În atomul de hidrogen, sarcina nucleară este +1, iar această sarcină este neutralizată de un singur electron (Fig. 3).

Următorul element după hidrogen este heliul, tot un element din prima perioadă. Prin urmare, există 1 nivel de energie în atomul de heliu, pe care se află doi electroni (Fig. 4). Acesta este numărul maxim posibil de electroni pentru primul nivel de energie.

Elementul #3 este litiu. Există 2 straturi de electroni în atomul de litiu, deoarece acesta este un element al perioadei a 2-a. Pe primul strat din atomul de litiu sunt 2 electroni (acest strat este completat), iar pe al 2-lea strat - 1 electron. Atomul de beriliu are cu 1 electron mai mult decât atomul de litiu (Fig. 5).

În mod similar, este posibil să se descrie schemele structurii atomilor elementelor rămase din a doua perioadă (Fig. 6).

În atomul ultimului element din a doua perioadă - neonul - ultimul nivel de energie este complet (are 8 electroni, ceea ce corespunde valorii maxime pentru stratul 2). Neonul este un gaz inert care nu intră în reacții chimice, prin urmare, învelișul său de electroni este foarte stabil.

chimist american Gilbert Lewis a dat o explicație și a prezentat regula octetului, conform căreia stratul de opt electroni este stabil(cu excepția unui strat: deoarece nu poate conține mai mult de 2 electroni, o stare de doi electroni va fi stabilă pentru acesta).

Neonul este urmat de un element din perioada a 3-a - sodiu. Există 3 straturi de electroni în atomul de sodiu, pe care se află 11 electroni (Fig. 7).

Orez. 7. Schema structurii atomului de sodiu

Sodiul este în grupa 1, valența sa în compuși este I, ca și cea a litiului. Acest lucru se datorează faptului că există 1 electron pe stratul exterior de electroni al atomilor de sodiu și litiu.

Proprietățile elementelor se repetă periodic deoarece atomii elementelor repetă periodic numărul de electroni din stratul exterior de electroni.

Structura atomilor elementelor rămase din perioada a treia poate fi reprezentată prin analogie cu structura atomilor elementelor din perioada a II-a.

Structura învelișurilor electronice ale elementelor 4 perioade

A patra perioadă include 18 elemente, printre acestea se numără atât elementele principale (A) cât și cele secundare (B). O caracteristică a structurii atomilor elementelor subgrupurilor laterale este că aceștia umplu secvențial straturile electronice pre-externe (interne), și nu externe.

A patra perioadă începe cu potasiu. Potasiul este un metal alcalin care prezintă în compuși valența I. Aceasta este în total acord cu următoarea structură a atomului său. Ca element al perioadei a 4-a, atomul de potasiu are 4 straturi de electroni. Ultimul (al patrulea) strat electronic de potasiu are 1 electron, numărul total de electroni dintr-un atom de potasiu este 19 (numărul de serie al acestui element) (Fig. 8).

Orez. 8. Schema structurii atomului de potasiu

Calciul urmează potasiului. Atomul de calciu de pe stratul exterior de electroni va avea 2 electroni, precum beriliul și magneziul (sunt și elemente ale subgrupului II A).

Următorul element după calciu este scandiul. Acesta este un element al subgrupului secundar (B). Toate elementele subgrupurilor secundare sunt metale. O caracteristică a structurii atomilor lor este prezența a cel mult 2 electroni pe ultimul strat de electroni, adică. umplut secvenţial cu electroni va fi penultimul strat de electroni.

Deci, pentru scandiu, ne putem imagina următorul model al structurii atomului (Fig. 9):

Orez. 9. Schema structurii atomului de scandiu

O astfel de distribuție a electronilor este posibilă, deoarece numărul maxim admisibil de electroni pe al treilea strat este 18, adică opt electroni pe al treilea strat este o stare stabilă, dar nu completă a stratului.

În zece elemente ale subgrupurilor secundare ale perioadei a 4-a de la scandiu la zinc, al treilea strat de electroni este umplut succesiv.

Schema structurii atomului de zinc poate fi reprezentată astfel: pe stratul exterior de electroni - doi electroni, pe stratul pre-exterior - 18 (Fig. 10).

Orez. 10. Schema structurii atomului de zinc

Elementele care urmează zincului aparțin elementelor subgrupei principale: galiu, germaniu etc. până la cripton. În atomii acestor elemente, al 4-lea strat de electroni (adică exterior) este umplut succesiv. Într-un atom al unui gaz inert de cripton va exista un octet pe învelișul exterior, adică o stare stabilă.

Rezumând lecția

În această lecție, ați învățat cum este aranjată învelișul de electroni a unui atom și cum să explicați fenomenul de periodicitate. Ne-am familiarizat cu modelele structurii învelișurilor de electroni ale atomilor, cu ajutorul cărora este posibil să prezicem și să explicăm proprietățile elementelor chimice și ale compușilor acestora.

Surse

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

sursa de prezentare - http://www.myshared.ru/slide/834600/#

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

Prevederi de bază ale teoriei atomo-moleculare. Legile stoichiometrice de bază ale chimiei. Legile de conservare a masei materiei, constanța compoziției, rapoartele volumetrice, Avogadro, echivalente. Masa molară a echivalentului. Metode de determinare a maselor atomice și moleculare.

Toate substanțele sunt formate din molecule.

Moleculă este cea mai mică particulă a unei substanțe care păstrează proprietățile acelei substanțe. Moleculele sunt distruse prin reacții chimice.

Există decalaje între molecule: gazele au cele mai mari, solidele au cele mai mici.

Moleculele se mișcă aleatoriu și continuu.

Moleculele unei substanțe au aceeași compoziție și proprietăți, moleculele diferitelor substanțe diferă unele de altele. prieten în compoziție și proprietăți.

Moleculele sunt formate din atomi.

Atom este o particulă neutră din punct de vedere electric, constând dintr-un nucleu încărcat pozitiv și electroni.

Element chimic- tipul de atomi cu aceeași sarcină pozitivă a nucleului.

Atomii unui element formează molecule ale unei substanțe simple (02, H2, O3, Fe...). Atomii diferitelor elemente formează molecule substanță complexă(H20, Na2SO4, FeClg...).

Legea conservării masei

Masa substanțelor care au intrat într-o reacție chimică este egală cu masa substanțelor formate ca urmare a reacției.

oamenii de știință M.V. Lomonosov.
Legea constanței compoziției

Orice compus chimic pur, indiferent de metoda de preparare, are o compoziție bine definită.

Pe baza acestei legi se exprimă compoziția substanțelor formula chimica folosind semne și indici chimici. De exemplu, H2O, CH4, C2H5OH etc.

Legea constanței compoziției este valabilă pentru substanțe structura moleculara.

Compoziția compușilor cu structură moleculară, adică formată din molecule, este constantă indiferent de metoda de preparare.
Legea echivalentelor

Elementele chimice se combină între ele în cantități strict definite corespunzătoare echivalentelor lor.

Un raport echivalent înseamnă același număr de echivalenți molar. Acea. legea echivalenților poate fi formulată diferit: numărul de echivalenți molar pentru toate substanțele care participă la reacție este același.

Legea rapoartelor multiple

Raporturi multiple Legea lui Dalton, una dintre legile de bază ale chimiei: dacă două substanțe (simple sau complexe) formează mai mult de un compus între ele, atunci masele unei substanțe pentru aceeași masă a altei substanțe sunt legate ca numere întregi, de obicei mici .

Legea relațiilor volumetrice

Gay-Lussac, 1808

„Volumele de gaze care intră în reacții chimice și volumele de gaze formate ca rezultat al reacției sunt legate între ele ca numere întregi mici.”

Consecinţă. Coeficienți stoichiometrici în ecuațiile reacțiilor chimice pentru molecule substanțe gazoase spectacol în care relaţii volumetrice reacţionează sau se produc substanţe gazoase.

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

Legea periodică și sistemul periodic al elementelor lui DIMendeleev. Idei de bază despre structura atomului și a nucleului. Proprietățile atomilor și ionilor care se schimbă periodic și sunt neschimbate periodic. Variante ale tabelului periodic.

Modificările periodice ale proprietăților elementelor chimice se datorează repetării corecte a configurației electronice a nivelului de energie externă (electroni de valență) atomilor lor cu creșterea sarcinii nucleare.

Reprezentarea grafică a legii periodice este tabelul periodic. Conține 7 perioade și 8 grupe.

Perioadă - rânduri orizontale de elemente cu aceeași valoare maximă a numărului cuantic principal al electronilor de valență.

Numărul perioadei indică numărul de niveluri de energie din atomul unui element.

Perioadele pot consta din 2 (primul), 8 (al doilea și al treilea), 18 (al patrulea și al cincilea) sau 32 (al șaselea) elemente, în funcție de numărul de electroni din nivelul energetic exterior. Ultima, a șaptea perioadă este incompletă.

Toate perioadele (cu excepția primei) încep cu un metal alcalin (element s) și se termină cu un gaz nobil (ns 2 np 6).

Proprietățile metalice sunt considerate ca fiind capacitatea atomilor elementului de a renunța cu ușurință la electroni, în timp ce proprietățile nemetalice sunt considerate a accepta electroni datorită tendinței atomilor de a dobândi o configurație stabilă cu subniveluri pline.

Grupuri - coloane verticale de elemente cu același număr de electroni de valență, egal cu numărul grupului. Există subgrupuri principale și secundare.

Principalele subgrupe constau din elemente de perioade mici și mari, ai căror electroni de valență sunt localizați pe subnivelurile exterioare ns și np.

Subgrupurile secundare constau din elemente doar de perioade mari. Electronii lor de valență se află în subnivelul exterior ns și subnivelul interior (n - 1) d (sau (n - 2) subnivelul f).

În funcție de subnivelul (s-, p-, d- sau f-) este umplut cu electroni de valență, elementele sistemului periodic sunt împărțite în:

s- elemente (elemente ale subgrupului principal al grupelor I și II),

p-elemente (elementele principalelor subgrupe III - Grupa VII),

d-elemente (elemente ale subgrupurilor secundare),

elemente f (lantanide, actinide).

Compoziția atomului.

Un atom este format dintr-un nucleu atomic și un înveliș de electroni.
Nucleul unui atom este format din protoni ( p+) și neutroni ( n 0).

Sunt introduse o serie de notații pentru a caracteriza nucleele atomice. Numărul de protoni care formează nucleul atomic este notat cu simbolul Z si suna numărul de taxare sau numărul atomic (acesta este numărul de serie din tabelul periodic al lui Mendeleev). Sarcina nucleară este Ze, Unde e este sarcina elementară. Numărul de neutroni este notat cu simbolul N.

Numărul total de nucleoni (adică protoni și neutroni) se numește numar de masa A:

A = Z + N.

Nucleele elementelor chimice sunt notate prin simbol, unde X este simbol chimic element. De exemplu,
– hidrogen, – heliu, – carbon, – oxigen, – uraniu.

Izotop - o colecție de atomi ai aceluiași element cu același număr de neutroni în nucleu (sau un tip de atomi cu același număr de protoni și același număr de neutroni în nucleu).
Diferiții izotopi diferă unul de celălalt prin numărul de neutroni din nucleele atomilor lor.
Desemnarea unui singur atom sau izotop: (E - simbolul elementului), de exemplu: .

Structura învelișului electronic al atomului

orbital atomic este starea unui electron într-un atom. Simbol orbital - . Fiecare orbital corespunde unui nor de electroni.
Orbitalii atomilor reali din starea fundamentală (neexcitată) sunt de patru tipuri: s, p, dȘi f
Orbitalii de același nivel sunt grupați în electronic (energie) subnivele:
s- subnivel (constă dintr-unul s-orbitali), simbol - .
p subnivel (constă din trei p
d subnivel (constă din cinci d-orbitali), simbol - .
f subnivel (constă din șapte f-orbitali), simbol - .
Energiile orbitalilor aceluiasi subnivel sunt aceleasi.
La desemnarea subnivelurilor, numărul stratului (nivelul electronic) este adăugat simbolului subnivelului, de exemplu: 2 s, 3p, 5d mijloace s- subnivelul celui de-al doilea nivel, p- subnivelul celui de-al treilea nivel, d- subnivelul celui de-al cincilea nivel.
Numărul total de subnivele dintr-un nivel este egal cu numărul nivelului n. Numărul total de orbitali dintr-un nivel este n 2. În consecință, numărul total de nori dintr-un strat este de asemenea n 2 .
Denumiri: - orbital liber (fără electroni), - orbital cu un electron nepereche, - orbital cu o pereche de electroni (cu doi electroni).
Ordinea în care electronii umplu orbitalii unui atom este determinată de trei legi ale naturii (formulările sunt date într-un mod simplificat):
1. Principiul energiei minime- electronii umplu orbitalii în ordinea creșterii energiei orbitalilor.
2. principiul Pauli Un orbital nu poate conține mai mult de doi electroni.
3. regula lui Hund- în cadrul subnivelului, electronii umplu mai întâi orbitalii liberi (câte unul) și abia după aceea formează perechi de electroni.
Numărul total de electroni în nivelul electronic (sau în stratul electronic) este 2 n 2 .
Distribuția subnivelurilor după energie este exprimată în continuare (în ordinea creșterii energiei):

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p ...

Exemple de structura electronică a atomilor:

electroni de valență- electronii unui atom care pot lua parte la formarea legăturilor chimice. Pentru orice atom, aceștia sunt toți electronii exteriori plus acei electroni pre-exteriori a căror energie este mai mare decât cea a celor exteriori.

De exemplu: atomul de Ca are 4 electroni exteriori s 2, sunt și valență; atomul de Fe are electroni externi - 4 s 2 dar el are 3 d 6, prin urmare atomul de fier are 8 electroni de valență. Formula electronică de valență a atomului de calciu este 4 s 2 și atomi de fier - 4 s 2 3d 6 .

Remarcabilul fizician danez Niels Bohr (Fig. 1) a sugerat că electronii dintr-un atom se pot mișca nu de-a lungul oricărei orbite, ci de-a lungul orbitelor strict definite.

Fiecare strat de electroni este format din electroni cu valori energetice apropiate; Prin urmare, straturile electronice sunt numite și niveluri de energie.

Nucleul este situat în centrul atomului fiecărui element, iar electronii care formează învelișul de electroni sunt plasați în jurul nucleului în straturi.

Numărul de straturi de electroni dintr-un atom al unui element este egal cu numărul perioadei în care se află elementul.

Modelul atomului de sodiu: Modelul atomului de brom:

Numărul maxim de electroni dintr-un nivel de energie se calculează prin formula: 2n 2 , unde n este numărul nivelului de energie.

Astfel, numărul maxim de electroni pe:

Al 3-lea strat - 18 etc.

Pentru elementele subgrupelor principale, numărul grupului căruia îi aparține elementul este egal cu numărul de electroni externi ai atomului.

Electronii exteriori se numesc ultimul strat de electroni.

Structura învelișurilor electronice ale elementelor de 1-3 perioade

În atomul de hidrogen, sarcina nucleară este +1, iar această sarcină este neutralizată de un singur electron (Fig. 3).

În mod similar, este posibil să se descrie schemele structurii atomilor elementelor rămase din a doua perioadă (Fig. 6).

Neonul este urmat de un element din perioada a 3-a - sodiu. Există 3 straturi de electroni în atomul de sodiu, pe care se află 11 electroni (Fig. 7).

Orez. 7. Schema structurii atomului de sodiu

Proprietățile elementelor se repetă periodic deoarece atomii elementelor repetă periodic numărul de electroni din stratul exterior de electroni.

Structura atomilor elementelor rămase din perioada a treia poate fi reprezentată prin analogie cu structura atomilor elementelor din perioada a II-a.

Structura învelișurilor electronice ale elementelor 4 perioade

Orez. 8. Schema structurii atomului de potasiu

Calciul urmează potasiului. Atomul de calciu de pe stratul exterior de electroni va avea 2 electroni, precum beriliul și magneziul (sunt și elemente ale subgrupului II A).

Deci, pentru scandiu, ne putem imagina următorul model al structurii atomului (Fig. 9):

Orez. 9. Schema structurii atomului de scandiu

În zece elemente ale subgrupurilor secundare ale perioadei a 4-a de la scandiu la zinc, al treilea strat de electroni este umplut succesiv.

Schema structurii atomului de zinc poate fi reprezentată astfel: pe stratul exterior de electroni - doi electroni, pe stratul pre-exterior - 18 (Fig. 10).

Orez. 10. Schema structurii atomului de zinc

Rezumând lecția

Bibliografie

Orjekovski P.A. Chimie: clasa a VIII-a: manual pentru învăţământul general. inst. / P.A. Orjekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. - M.: Astrel, 2013. (§44)
Rudzitis G.E. Chimie: anorganice. chimie. Organ. chimie: manual. pentru 9 celule. / GE. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Iluminismul, SA „Manuale de la Moscova”, 2009. (§37)
Hhomcenko I.D. Culegere de sarcini și exerciții de chimie pt liceu. - M.: RIA „New Wave”: Editura Umerenkov, 2008. (p. 37-38)
Enciclopedie pentru copii. Volumul 17. Chimie / Capitolul. ed. V.A. Volodin, conducător. științific ed. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003. (p. 38-41)

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

Teme pentru acasă

Cu. 250 nr. 2-4 din manualul P.A. Orzhekovsky „Chimie: clasa a VIII-a” / P.A. Orjekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. - M.: Astrel, 2013.
Notați distribuția electronilor pe straturi dintr-un atom de argon și cripton. Explicați de ce atomii acestor elemente intră cu mare dificultate în interacțiune chimică.