Тема№ 3: периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева. Строение атома

Периодический закон химических элементов был открыт русским ученым Д.И.Менделеевым в 1869 году.

Современная формулировка: свойства простых тел, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома.

Периодическая система – это графическое изображение периодического закона, где по горизонтальной оси расположены периоды, по вертикальной оси – группы.

 

 

Для компактности и удобства пользования Периодической системой 14 элементов из 6-го периода, сходных по свойствам с лантаном и 14 элементов из 7-го периода, сходных с актинием вынесены в отдельный ряд за пределы таблицы.

Если в таблице провести диагональ от бора к астату, то в правом верхнем углу находятся типичные неметаллы, в левом нижнем углу – металлы, вдоль диагонали располагаются амфотерные элементы.

В Периодической системе, как правило, указаны формулы высших оксидов и летучих водородных соединений. Чтобы составить формулу нужно вместо буквы R подставить элемент в соответствии с номером группы. Например, азот N находится в V группе, высший оксид R₂O₅ – N₂O₅, летучее водородное соединение RH₃ – NH₃.

Свойства элемента и его соединений зависят от электронного строения атома. Атом состоит из ядра и электронов. Электрон (ē) – отрицательно заряженная частица. Количество электронов соответствует порядковому номеру химического элемента. Число электронов равно числу протонов

(ē = р⁺). Протоны- положительно заряженные частицы, определяют заряд ядра. Чтобы вычислить число нейтронов нужно из атомной массы вычесть число протонов (n º = Ar – p ⁺). Нейтроны – нейтральные частицы.

Электроны вокруг ядра располагаются по энергетическим уровням, их количество соответствует номеру периода. Обозначаются 1,2,3,4.…

Энергетические уровни состоят из подуровней, s, p, d, f.

Распределение электронов по уровням и подуровням:

1уровень – 2ē       1s²  

2 уровень – 8ē   2s²2p⁶

3 уровень – 16ē   3s²3p⁶3d¹⁰

4 уровень – 32ē   4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴

План характеристики химического элемента по месту положения в П.С. Д.И. Менделеева:

1. Название, символ, период, группа, подгруппа

2. Порядковый номер, заряд ядра, количество протонов, электронов, нейтронов

3. Строение атома, электронная и графическая формула;

4. Возможные ковалентности

5. Металл, неметалл, амфотерный металл

6. Формула высшего оксида элемента, его характер (основный, кислотный, амфотерный)

7. Формула летучего водородного соединения.

Пример 1. Дать характеристику атома химического элемента лития по положению его в Периодической системе Д.И. Менделеева.

1. Мышьяк (As) ― элемент 4 периода V группы главной A подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева.

2. Порядковый номер 33, заряд ядра +33, р⁺ = 33,   ē = 33, n º = 74 – 33=31

3. ₊₃₃ As)₂)₈)₁₈)₅               

1s²2s²2р⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³ – электронная формула

    графическое изображение

4	↑↓	↑	↑	↑
3	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓
2	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	d
1	↑↓	p

  S

4. ковалентности - 3,5

5. не металл

6. высший оксид Аs₂O₅ – кислотный

7. летучее водородное соединение - AsH₃

Контрольное задание № 3

Тема: «Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева. Строение атома».

Дать характеристику атома химического элемента по положению его в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Варианты заданий

№ вар-та	Хим. элемент	№ вар-нта	Хим. элемент	№ вар-нта	Хим. элемент
1	магний	11	никель	21	кобальт
2	кремний	12	А алюминий	22	хлор
3	сера	13	фосфор	23	ванадий
4	железо	14	селен	24	натрий
5	калий	15	хлор	25	никель
6	азот	16	медь	26	кремний
7	кальций	17	титан	27	бром
8	германий	18	фтор	28	хром
9	кислород	19	галлий	29	углерод
10	цинк	20	марганец	30	алюминий

ТЕМА № 4: ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Химическая связь – взаимодействие атомов, приводящее к образованию устойчивой многоатомной системы.

Различают три основных типа химической связи: ковалентная, ионная, металлическая.

Ковалентная связь – это связь, образованная за счет обобществления общих электронных пар.

Различают два вида ковалентной связи: полярная и неполярная.

Таблица 1-виды ковалентной связи

Виды ковалентной связи

Неполярная ковалентная связь	Полярная ковалентная связь
Обменный механизм образования ковалентной связи
Образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью. Пример: Н2 +1Н)1 1s^1 Н · + ·Н → Н: Н или Н – Н Общая электронная пара одновременно принадлежит каждому атому. Не полярная связь возникает в молекулах,       с состоящих из атомов одного элемента.	Образуется между атомами с разной электроотрицательностью. Пример: НСl +1Н)1 1s^1 +17 Cl)2)8)7 3s^23p^5 ..            .. Н · + · Сl: → Н: Сl: ˙˙           ˙˙ Общая электронная пара смещается к       атом с большей электроотрицательностью - хлору

Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. В этом случае химическая связь возникает за счет неподеленной пары электронов одного атома (донора) и свободной орбитали другого атома (акцептора).

Пример: образование иона аммония NH₄⁺.

В молекуле аммиака NH₃ азот имеет одну неподеленную пару электронов (двухэлектронное облако), у иона водорода одна свободная орбиталь.

Донор - атом, предоставляющий неподеленную электронную пару Акцептор – атом, предоставляющий свободную орбиталь.

Н                             Н         +

: малые периоды 1,2,3

· ·                             · ·

: N: +           Н⁺  →: N:  Н

· ·                             · ·

   Н                              Н

 

При образовании иона аммония двухэлектронное облако азота становится общим для азота и водорода, образуется четвертая ковалентная связь.

Ионная связь – химическая связь, возникающая между ионами за счет сил кулоновского притяжения между атомами металла и неметалла.

Ионы – положительно или отрицательно заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или присоединения электронов.

Пример: образование химической связи в молекуле NaCl.

Na ˙ - 1ē →Na⁺

..

: Cl · + 1ē →Сl^¯

˙˙

Na⁺ + Сl^¯ → NaCl

Металлическая связь – это связь между ионами металлов, расположенными в узлах кристаллической решетки, осуществляемая за счет обобществления внешних электронов.

Электроны играют роль цемента, удерживая вместе положительные  ионы, в противном случае решётка распалась бы под действием сил отталкивания между ионами.

Металлическая связь характерна для металлов в твердом и жидком состоянии.

                        

                                     

Контрольное задание № 4

Тема «Химическая связь»

1.Определить тип связи в молекулах.

2. В первой молекуле  показать механизм образования связи.

Варианты заданий

№ варианта	Молекулы	№ варианта	Молекулы
1	Cl2, МgO	16	Cl2, Н2О
2	Н2S, O2	17	O2, Ni
3	NaCl, Аl	18	NaCl, Н2S,
4	N2, РН3	19	[NН4]^+, N2,
5	Н2О, К2S	20	Н2О, CаО
6	CО, Na	21	CО, Na
7	CaCl2, НСl	22	ZnCl2, Fe
8	F2, NH3	23	F2, NH3
9	O2, Fe	24	O2, СО2
10	МgCl2, Н2О	25	МgCl2, НСl
11	Н2, РН3	26	Н2, Zn
12	НСl, СО2	27	НСl, Р2O5
13	NH3, KI	28	NH3, Сu
14	К2S, Zn	29	К2S, РН3
15	HF, ВСl3	30	HF, РСl5