Тема урока: Химический элемент. Современная модедь строения атома.

Цель: Дать понятие химического элемента и современной модели атома.

                                 План.

1. Квантовая теория строения атома.

Химический элемент.

                          Содержание темы.

Квантовая теория строения атома –

Как мы уже говорили, на сегодняшний день в ходу квантовая теория строения атома. Химия последних лет руководствуется исключительно ею. В ее основе лежат четыре основополагающих аксиомы. 1. Во-первых, двойственность (корпускулярно-волновая природа) самого электрона. Проще говоря, ведет себя эта частица и как материальный объект (корпускула), и как волна. Как частица он имеет определенный заряд и массу. Способность же к дифракции роднит электроны с классическими волнами. Длина этой самой волны (λ) и скорость частицы (v) могут быть связаны друг с другом специальным соотношением де Бройля: λ = h / mv. Как можно догадаться, m – масса самого электрона. 2. Координату и скорость частицы замерить с абсолютной точностью совершенно невозможно. Чем точнее определяется координата, тем выше неопределенность в скорости. Как, впрочем, и наоборот. Это явление получило название неопределенности Гейзенберга, которое может быть выражено в виде следующего соотношения: ∆x∙m∙∆v > ћ/2. Дельта Х (∆х) выражает неопределенность положения координаты в пространстве. Соответственно, дельта V (∆v) отображает скоростные погрешности. 3. Вопреки всем ранее распространенным мнениям, электроны не проходят по строго определенным орбитам, как поезда по рельсам. Квантовая теория гласит, что электрон может находиться в любой точке пространства, но вероятность этого различна для каждого отрезка. Та часть пространства вокруг непосредственно атомного ядра, в которой эта вероятность максимальна, называется орбиталью. Современная химия строение электронных оболочек атомов изучает именно с этой точки зрения. Конечно, в школах учат правильному распределению электронов по уровням, но, по всей видимости, в реальности они расходятся совсем иначе. 4. Ядро атома состоит из нуклонов (протонов и нейтронов). Порядковый номер элемента в периодической системе указывает на количество протонов в его ядре, а сумма протонов и нейтронов равна атомарной массе. Вот как объясняет строение ядра атома химия современности.

Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом Z или, то же самое, с одинаковым числом протонов.

Заряд ядра при химических реакциях не меняется (в отличие от ядерных реакций), например, металлический натрий и газообразный хлор при взаимодействии дают соль: 2Na + Cl₂ = 2NaCl. Видно, что в результате реакции существенно изменились как физические, так и химические свойства веществ и связано это с изменением электронной структуры атомов – строения их электронных оболочек.

Число электронов в атоме элемента численно равно номеру элемента в ПСЭ.

Число электронных слоев атома (номер последнего слоя) соответствует номеру периода.

Малые периоды 1,2,3.

Период	Группа
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
	H 1s^1	He 1s^2
	Li 1s^22s^1	Be 1s^22s^2	B 1s^22s^22p^1	C 1s^22s^22p^2	…	…	…	Ne 1s^22s^22p^6
	Na 1s^22s^22p^6 3s^1	Mg 1s^22s^22p^6 3s^2	Al 1s^22s^22p^6 3s^23p^1	Si 1s^22s^22p^6 3s^23p^2	…	…	…	Ar 1s^22s^22p^6 3s^23p^6

144424443 14444444444244444444444444443

s- элементы р-элементы устойчивая

структура

(8 электронов)

S-элементами называются те элементы, у которых построение электронной оболочки заканчивается присоедин œ ением S-электрона. P-элементы - ϶ᴛᴏ те, у которых достраивается р-оболочка. Выводы:

1) Каждый новый период начинается с заполнения нового слоя.

2) Каждый период начинается с S-элементов, они находятся в I, II группах, а заканчивается

р-элементами, которые находятся в III - VIII группах (кроме 1 периода). Последний из р-элементов каждого периода – инœертный газ с устойчивой восьмиэлектронной конфигурацией nS²p⁶. Инертные газы характеризуются наивысшими энергиями ионизации.

3) S- и p- элементы образуют главные подгруппы ПСЭ (подгруппы А).

Именно по малым периодам легко определить положение элементов главных подгрупп в больших периодах и в различных вариантах ПСЭ (слева или справа).

4) Для s- и p- элементов число электронов на внешнем слое равно номеру группы.

На основании положения элементов в ПСЭ запишите строение внешних электронных слоев для Si и С1. После записи внешнего слоя остальные (внутренние слои) легко записать, так как они полностью заполнены.

Большие периоды.

Последний элемент 3 периода Ar имеет конфигурацию внешнего слоя 3s²3p⁶. Подуровень 3d остается пустым. Следующий за ним элемент К стоит в первой группе, ᴛ.ᴇ. является s-элементом и имеет конфигурацию …..3s²3p⁶4s¹. Почему 4s-подуровень начал заполняться раньше 3d-подуровня?

Вследствие взаимодействия электронов между собой в многоэлектронных атомах, стоящих в больших периодах, порядок заполнения подуровней нарушается из-за их перекрывания по шкале энергии. Чем дальше электроны от ядра, тем больше нарушений. Возвращаясь к предыдущему примеру, можно сделать вывод, что энергия 4s-подуровня оказывается меньше, чем энергия 3d-подуровня. Причина в том, что ядро экранируется плотными и симметричными орбиталями ближайших к ядру оболочек, силы притяжения ядра не хватает для удержания электронов на 3d оболочке и состояние 4s, отвечающее более высокой симметрии, оказывается энергетически более выгодным. Экранирующий эффект зависит от заряда ядра, числа слое

формы электронных орбиталей.

Наибольшее перекрывание слоев наблюдается у элементов конца ПСЭ. Подуровни 5d и 4f, а также 6d и 5f настолько близки по энергетическим характеристикам, что электроны легко переходят с одного на другой подуровень и бывает трудно установить их положение.

Список литературы

                        

1. Габриелян О.С. Химия. Методическое пособие. 10-11 классы. М.: «Дрофа», 2005г.

2. Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Тренин В.И., химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений(базовый уровень). – М.: Дрофа, 2009г.

3. Еремин В.В., Кузьменко Н.Е.,Дроздов А.А., химия. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений базовый уровень). – М.: Дрофа, 2009г.

4. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г, химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень). – М.: Просвещение, 2005

5. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г, химия. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень). – М.: Просвещение, 2005

Перечень цифровых образовательных ресурсов и Web-сайтов Интернет

1. http://school-collection.edu.ru/. - единая коллекция цифровых образовательных ресурсов: