2. munka atomszerkezet 1. lehetőség. Kémia (Atomszerkezet) (előadás)

Elektronok

Az atom fogalma az ókori világban az anyagrészecskék megjelölésére jelent meg. Görögről fordítva az atom „oszthatatlant” jelent.

Stoney ír fizikus kísérletek alapján arra a következtetésre jutott, hogy az elektromosságot az összes kémiai elem atomjában lévő legkisebb részecskék adják át. 1891-ben Stoney azt javasolta, hogy ezeket a részecskéket elektronoknak nevezzék, ami görögül „borostyánt” jelent. Néhány évvel azután, hogy az elektron megkapta a nevét, Joseph Thomson angol fizikus és Jean Perrin francia fizikus bebizonyította, hogy az elektronok negatív töltést hordoznak. Ez a legkisebb negatív töltés, amelyet a kémiában egynek (-1) veszünk. Thomsonnak még az elektron sebességét is sikerült meghatároznia (az elektron sebessége a pályán fordítottan arányos az n pályaszámmal. A pályák sugarai a pályaszám négyzetével arányosan nőnek. Az első pályán a pályán hidrogénatom (n=1; Z=1) sebessége ≈ 2,2·106 m/s, azaz körülbelül százszor kisebb, mint a fénysebesség c = 3·108 m/s) és az elektron tömege (majdnem 2000-szer kisebb, mint a hidrogénatom tömege).

Az elektronok állapota egy atomban

Az elektron állapotát az atomban úgy értjük információhalmaz egy adott elektron energiájáról és a térről, amelyben elhelyezkedik. Az atomban lévő elektronnak nincs mozgáspályája, vagyis csak arról beszélhetünk a mag körüli térben való megtalálásának valószínűsége.

Ennek a térnek az atommagot körülvevő bármely részén elhelyezkedhet, és különböző pozícióinak összességét egy bizonyos negatív töltéssűrűségű elektronfelhőnek tekintjük. Képletesen ezt így is el lehet képzelni: ha le lehetne fényképezni egy elektron helyzetét egy atomban század- vagy milliomod másodperc után, mint a fényképezésnél, akkor az ilyen fényképeken az elektron pontokként jelenne meg. Ha számtalan ilyen fényképet raknánk egymásra, a kép egy legnagyobb sűrűségű elektronfelhőt ábrázolná, ahol a legtöbb ilyen pont lenne.

Az atommag körüli teret, amelyben a legnagyobb valószínűséggel elektron található, orbitálisnak nevezzük. Tartalmaz kb 90%-ban elektronikus felhő, és ez azt jelenti, hogy az elektron az idő 90%-ában a tér ezen részében tartózkodik. Alakjuk alapján különböztetik meg őket 4 jelenleg ismert pályatípus, melyeket latin jelöl s, p, d és f betűk. Az ábrán az elektronpályák egyes formáinak grafikus ábrázolása látható.

Az elektron bizonyos pályán való mozgásának legfontosabb jellemzője az az atommaggal való kapcsolat energiája. A hasonló energiaértékű elektronok egyetlen elektronréteget vagy energiaszintet alkotnak. Az energiaszintek az atommagtól kezdve vannak számozva: 1, 2, 3, 4, 5, 6 és 7.

Az energiaszint számát jelző n egész számot főkvantumszámnak nevezzük. Egy adott energiaszintet elfoglaló elektronok energiáját jellemzi. Az első energiaszintű, az atommaghoz legközelebb eső elektronok energiája a legalacsonyabb. Az első szintű elektronokhoz képest a következő szintek elektronjait nagy energiaellátás jellemzi. Következésképpen a külső szint elektronjai a legkevésbé szorosan kötődnek az atommaghoz.

Az energiaszinten lévő elektronok legnagyobb számát a következő képlet határozza meg:

N = 2n 2,

ahol N az elektronok maximális száma; n a szintszám vagy a fő kvantumszám. Következésképpen az atommaghoz legközelebb eső első energiaszinten legfeljebb két elektron lehet; a másodikon - legfeljebb 8; a harmadikon - legfeljebb 18; a negyediken - legfeljebb 32.

A második energiaszinttől (n = 2) kiindulva az egyes szintek alszintekre (alrétegekre) oszlanak, amelyek a maggal való kötési energiában kissé eltérnek egymástól. Az alszintek száma megegyezik a fő kvantumszám értékével: az első energiaszintnek egy alszintje van; a második - kettő; harmadik - három; negyedik - négy alszint. Az alszinteket viszont pályák alkotják. Mindegyik értékn az n-nel egyenlő pályák számának felel meg.

Az alszinteket általában latin betűkkel jelölik, valamint az őket alkotó pályák alakját: s, p, d, f.

Protonok és neutronok

Bármely kémiai elem atomja egy parányi naprendszerhez hasonlítható. Ezért ezt az E. Rutherford által javasolt atommodellt nevezzük planetáris.

Az atommag, amelyben az atom teljes tömege koncentrálódik, kétféle részecskéből áll - protonok és neutronok.

A protonok töltése megegyezik az elektronok töltésével, de ellentétes előjelű (+1), tömegük pedig megegyezik a hidrogénatom tömegével (a kémiában ezt tekintik egynek). A neutronok nem hordoznak töltést, semlegesek és tömegük megegyezik a proton tömegével.

A protonokat és a neutronokat együtt nukleonoknak nevezzük (a latin mag - mag szóból). Az atomban lévő protonok és neutronok számának összegét tömegszámnak nevezzük. Például egy alumínium atom tömegszáma:

13 + 14 = 27

protonok száma 13, neutronok száma 14, tömegszám 27

Mivel az elektron elhanyagolhatóan kicsi tömege elhanyagolható, nyilvánvaló, hogy az atom teljes tömege az atommagban koncentrálódik. Az elektronokat e-vel jelöljük.

Az atom óta elektromosan semleges, akkor az is nyilvánvaló, hogy egy atomban a protonok és az elektronok száma azonos. Ez megegyezik a periódusos rendszerben hozzárendelt kémiai elem sorszámával. Az atom tömege protonok és neutronok tömegéből áll. Az elem rendszámának (Z), azaz a protonok számának és a tömegszámának (A) ismeretében, amely megegyezik a protonok és neutronok számának összegével, a neutronok számát (N) a képlet segítségével találhatja meg. :

N = A-Z

Például egy vasatomban a neutronok száma:

56 — 26 = 30

Izotópok

Ugyanazon elem atomjainak változatait, amelyek azonos magtöltéssel, de eltérő tömegszámmal rendelkeznek izotópok. A természetben található kémiai elemek izotópok keverékei. Így a szénnek három izotópja van, amelyek tömege 12, 13, 14; oxigén - három 16, 17, 18 stb. tömegű izotóp. A periódusos rendszerben általában megadott kémiai elem relatív atomtömege egy adott elem izotópjainak természetes keveréke atomtömegeinek átlagos értéke, figyelembe véve viszonylagos bőségük a természetben. A legtöbb kémiai elem izotópjainak kémiai tulajdonságai pontosan megegyeznek. A hidrogénizotópok tulajdonságai azonban nagymértékben különböznek egymástól a relatív atomtömegük drámai többszörös növekedése miatt; sőt egyedi neveket és vegyjeleket is kapnak.

Az első időszak elemei

A hidrogénatom elektronszerkezetének diagramja:

Az atomok elektronszerkezetének diagramjai az elektronok elektronrétegek (energiaszintek) közötti eloszlását mutatják.

A hidrogénatom grafikus elektronikus képlete (az elektronok energiaszintek és alszintek szerinti eloszlását mutatja):

Az atomok grafikus elektronikus képlete az elektronok eloszlását nemcsak szintek és alszintek, hanem pályák között is megmutatja.

A hélium atomban az első elektronréteg kész - 2 elektronja van. A hidrogén és a hélium s-elemek; Ezen atomok s-pályája tele van elektronokkal.

A második periódus összes elemére az első elektronikus réteg megtelt, és elektronok töltik ki a második elektronréteg s- és p-pályáját a legkisebb energia elve (először s, majd p) és a Pauli és Hund szabályok szerint.

A neonatomban a második elektronréteg teljes - 8 elektronból áll.

A harmadik periódus elemeinek atomjainál az első és a második elektronréteg teljesül, így a harmadik elektronréteg kitöltődik, amelyben az elektronok elfoglalhatják a 3s-, 3p- és 3d-alszintet.

A magnézium atom befejezi 3s elektronpályáját. Na és Mg s-elemek.

Az alumíniumban és az azt követő elemekben a 3p alszint elektronokkal van kitöltve.

A harmadik periódus elemei kitöltetlen 3D pályákkal rendelkeznek.

Al-tól Ar-ig minden elem p-elem. Az s- és p-elemek alkotják a periódusos rendszer fő alcsoportjait.

A negyedik-hetedik periódus elemei

A kálium- és kalciumatomokban megjelenik egy negyedik elektronréteg, és a 4s alszint kitöltődik, mivel alacsonyabb energiájú, mint a 3d alszint.

K, Ca - a fő alcsoportokba tartozó s-elemek. Az Sc-től Zn-ig terjedő atomok esetében a 3d alszint tele van elektronokkal. Ezek 3D elemek. Másodlagos alcsoportokba tartoznak, legkülső elektronikus rétegük ki van töltve, és átmeneti elemeknek minősülnek.

Ügyeljen a króm- és rézatomok elektronikus héjának szerkezetére. Bennük egy elektron „meghibásodik” a 4s-ről a 3d alszintre, ami a kapott 3d 5 és 3d 10 elektronikus konfigurációk nagyobb energiastabilitásával magyarázható:

A cink atomban a harmadik elektronréteg teljes - benne van az összes 3s, 3p és 3d alszint, összesen 18 elektronnal. A cinket követő elemekben a negyedik elektronréteg, a 4p alszint töltődik tovább.

A Ga-tól Kr-ig terjedő elemek p-elemek.

A kriptonatomnak van egy külső rétege (negyedik), amely teljes és 8 elektronból áll. De a negyedik elektronrétegben összesen 32 elektron lehet; a kriptonatomnak még vannak kitöltetlen 4d és 4f alszintjei Az ötödik periódus elemeinél az alszintek a következő sorrendben kerülnek kitöltésre: 5s - 4d - 5p. És vannak kivételek is a „ hiba» elektronok, y 41 Nb, 42 Mo, 44 Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag.

A hatodik és a hetedik periódusban f-elemek jelennek meg, azaz olyan elemek, amelyekben a harmadik külső elektronréteg 4f-, illetve 5f-alszintje töltődik be.

A 4f elemeket lantanidoknak nevezzük.

Az 5f elemeket aktinidáknak nevezzük.

Az elektronikus részszintek kitöltésének sorrendje a hatodik periódus elemeinek atomjaiban: 55 Cs és 56 Ba - 6s elem; 57 La … 6s 2 5d x - 5d elem; 58 Ce - 71 Lu - 4f elemek; 72 Hf - 80 Hg - 5d elemek; 81 T1 - 86 Rn - 6d elemek. De itt is vannak olyan elemek, amelyekben az elektronpályák kitöltésének sorrendje „sérül”, ami például a fél és teljesen kitöltött f-alszintek, azaz nf 7 és nf 14 nagyobb energiastabilitásával jár. Attól függően, hogy az atom melyik alszintjét töltik meg utoljára elektronokkal, az összes elemet négy elektroncsaládra vagy blokkra osztják:

s-elemek. Az atom külső szintjének s-alszintje tele van elektronokkal; az s-elemek közé tartozik a hidrogén, a hélium és az I. és II. csoport fő alcsoportjainak elemei.

p-elemek. Az atom külső szintjének p-alszintje tele van elektronokkal; a p-elemek a III-VIII csoportok fő alcsoportjainak elemeit tartalmazzák.

d-elemek. Az atom pre-külső szintjének d-alszintje tele van elektronokkal; A d-elemek közé tartoznak az I-VIII csoport másodlagos alcsoportjainak elemei, azaz az s- és p-elemek között elhelyezkedő, több évtizedes, nagy periódusú beépülő modulok elemei. Átmeneti elemeknek is nevezik őket.

f-elemek. Az atom harmadik külső szintjének f-alszintje tele van elektronokkal; ezek közé tartoznak a lantanidok és az antinoidok.

W. Pauli svájci fizikus 1925-ben megállapította, hogy egy atomban egy pályán legfeljebb két elektron lehet ellentétes (antiparallel) spinnel (az angol fordításban „orsó”), vagyis olyan tulajdonságokkal, amelyek feltételesen elképzelhetők. mint az elektron forgása képzeletbeli tengelye körül: az óramutató járásával megegyező vagy azzal ellentétes.

Ezt az elvet hívják Pauli elv. Ha egy elektron van a pályán, akkor azt párosítatlannak nevezzük, ha kettő van, akkor ezek páros elektronok, azaz ellentétes spinű elektronok. Az ábra az energiaszintek alszintekre való felosztását és a kitöltési sorrendet mutatja be.

Nagyon gyakran az atomok elektronikus héjának szerkezetét energia- vagy kvantumcellák segítségével ábrázolják - úgynevezett grafikus elektronikus képleteket írnak. Ehhez a jelöléshez a következő jelölést használjuk: minden kvantumcellát egy olyan cella jelöl ki, amely egy pályának felel meg; Minden elektront a spin irányának megfelelő nyíl jelzi. Grafikus elektronikus képlet írásakor két szabályt kell emlékeznie: Pauli elve és F. Hund szabálya, amely szerint az elektronok először egyenként foglalják el a szabad cellákat, és azonos spinértékük van, és csak ezután párosulnak, de a spinek a Pauli-elv szerint már ellentétes irányúak lesznek.

Hund szabálya és Pauli elve

Hund szabálya- egy kvantumkémia szabálya, amely meghatározza egy bizonyos alréteg pályáinak kitöltésének sorrendjét, és a következőképpen fogalmazódik meg: egy adott alréteg elektronjainak spinkvantumszámának összértéke maximum legyen. Friedrich Hund fogalmazta meg 1925-ben.

Ez azt jelenti, hogy az alréteg minden pályáján először egy elektron töltődik meg, és csak miután a kitöltetlen pályák kimerültek, adnak hozzá egy második elektront erre a pályára. Ebben az esetben egy pályán két, ellentétes előjelű, fél-egész spinű elektron van, amelyek párosodnak (kételektronos felhőt alkotnak), és ennek eredményeként a pálya teljes spinje nullával egyenlő.

Egy másik megfogalmazás: Alacsonyabb energiájú az az atomtag, amelyre két feltétel teljesül.

A többszörösség maximális
Ha a multiplicitások egybeesnek, az L teljes orbitális impulzus maximális.

Elemezzük ezt a szabályt a p-alszintű pályák kitöltésének példáján p-a második periódus elemei (vagyis a bórtól a neonig (az alábbi ábrán a vízszintes vonalak a pályákat, a függőleges nyilak az elektronokat, a nyíl iránya pedig a spin orientációt jelöli).

Klecskovszkij uralma

Klecskovszkij szabálya - az atomokban lévő elektronok összszámának növekedésével (az atommagok töltéseinek vagy a kémiai elemek sorozatszámának növekedésével) az atompályákat úgy népesítik be, hogy az elektronok megjelenése egy nagyobb energiájú pályán függ. csak az n fő kvantumszámtól, és nem függ az összes többi kvantumszámtól, beleértve az l-ből származó kvantumszámokat is. Fizikailag ez azt jelenti, hogy egy hidrogénszerű atomban (elektronközi taszítás hiányában) az elektron keringési energiáját csak az elektron töltéssűrűségének az atommagtól való térbeli távolsága határozza meg, és nem függ az atommag jellemzőitől. mozgás a mag területén.

Az empirikus Klecskovszkij-szabály és az abból következő rendezési séma csak két hasonló esetben mond ellent némileg az atompályák valós energiasorrendjének: a Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au atomokra. , a külső réteg s-alszintjű elektronjának „meghibásodása” az előző réteg d-alszintjére cserélődik, ami az atom energetikailag stabilabb állapotához vezet, nevezetesen: miután a 6-os pályát megtöltjük kettővel. elektronok s

1. teszt „Az atom szerkezete. Periodikus rendszer. Kémiai képletek"

Zakirova Olisya Telmanovna – kémia tanár.

MBOU"Arskaya átlagos általános műveltség iskola № 7 "

Cél: A következetesség, az erő, a tudás mélységének ellenőrzésetémában „Az atom szerkezete. Periodikus rendszer. Kémiai képletek". Annak ellenőrzésére, hogy a tanulók milyen mértékben szereztek ismereteket az atom szerkezetéről, képesek-e egy elemet a PSCE-ben elfoglalt helyzete alapján jellemezni, és meghatározni a vegyületek molekulatömegét.

1. szakasz. Szervezési pillanat. 1.Üdv.

2. A munkahelyek szervezése.

3. Az óra céljának ismertetése a tanulókkal

Az óra céljának meghatározása:

Fogalmak ismétlése, általánosítása, rendszerezése.PZ és PSE D. I. Mengyelejev

2. szakasz: Fogalmak ismétlése, általánosítása és rendszerezése

1. lehetőség.

1. Mi határozza meg egy kémiai elem helyét D. I. Mengyelejev PSCE-jében?

A) az elektronok száma egy atomban B) az elektronok száma a külső szinten C) a neutronok száma az atommagban;

D) a protonok száma az atommagban D) nincs helyes válasz.

2. Mi határozza meg a kémiai elemek tulajdonságait B) az atommag töltése D) az atomban lévő elektronok száma; E) nincs helyes válasz.

3. Hogyan határozható meg bármely kémiai elem atomjában az elektronszintek száma?

4. Hogyan határozható meg az elektronok száma a fő alcsoportok elemeinek atomjainak külső rétegében?

A) periódusszám szerint B) csoportszám szerint D) nincs helyes válasz;

5. Hogyan változik egy atom sugara egy elem atomszámának növekedésével egy perióduson belül?

A) növekszik B) csökken C) nem változik;

6. Az alábbi elemek közül melyik atomnak van a legnagyobb sugara?

A) berillium; B) bór; B) szén; D) nitrogén.

7.Molekulatömeg kereséseCO2 ; H2 ÍGY4

2. lehetőség.

1. Hogyan változnak a kémiai elemek tulajdonságai a magtöltés növekedésével?

A) a fémes tulajdonságok növekednek B) a fémes tulajdonságok időszakosan ismétlődnek;

C) a nem fémes tulajdonságok javulnak D) nincs helyes válasz.

2. Melyik elem a legkifejezettebb a fémes tulajdonságokkal: B) alumínium;

3. Hogyan változnak a periódusos rendszer fő alcsoportjaiba tartozó elemek tulajdonságai a magtöltés növekedésével?

A) a fémes tulajdonságok gyengülnek B) a fémes tulajdonságok nem változnak;

C) a nem fémes tulajdonságok nem változnak D) nincs helyes válasz.

4. Melyik elem a legkifejezettebb nem fémes tulajdonságokkal. A) kén C) szelén

5. Mi határozza meg a kémiai elem helyét a Mengyelejev-féle PSHE-ben A) az atom tömege B) az atommag töltése?

C) az elektronok száma a külső szinten D) az atom elektronszintjeinek száma E) nincs helyes válasz;

6. Annak a periódusnak a számával, amelyben egy kémiai elem található, meghatározhatja: A) az elektronok számát egy atomban;

B) az elektronok száma a külső elektronszintben C) az elem legmagasabb vegyértéke;

D) egy atomban lévő elektronikus szintek száma D) nincs helyes válasz.

7.Molekulatömeg kereséseCO ; H2 ÍGY3

3. lehetőség.

1. Mi határozza meg a kémiai elem tulajdonságait A) az elektronok száma az atomban .

2. Annak a csoportnak a számával, amelyben az atom található, meghatározhatja: A) az atomban lévő elektronok számát;

B) az elektronok száma a külső elektronszinten a csoport bármely elemének atomjában;

C) az elektronok száma a külső elektronszinten egy adott csoport fő alcsoportjának egy elemében;

D) az elektronszintek száma egy atomban E) nincs helyes válasz.

3. Hogyan változik egy atom sugara az elem atomszámának növekedésével párhuzamosan?

A) nem változik B) növekszik D) periodikusan ismétlődik;

4. Hogyan változnak a kémiai elemek tulajdonságai az atommag töltésének növekedésével A) a fémes tulajdonságok periodikusan ismétlődnek C) a nem fémes tulajdonságok;

D) a nem fémes tulajdonságok periodikusan ismétlődnek D) nincs helyes válasz.

5. Hogyan változnak az elemek tulajdonságai a PSHE D.I fő alcsoportjaiban? Mengyelejev növekvő nukleáris töltéssel?

A) a fémes tulajdonságok javulnak B) a nem fémes tulajdonságok;

C) a tulajdonságok nem változnak D) nincs helyes válasz.

6. Melyik elem rendelkezik a legkifejezettebb nemfémes tulajdonságokkal?

A) germánium; C) bróm;

7.Molekulatömeg kereséseH2 O ; H3 P.O.4

3. szakasz: Összegezve a tanulságot.

"Az atom szerkezete"

1. lehetőség

1. feladat.

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

2. feladat.

3. feladat.

11. évfolyam Önálló munka 1. sz

2. lehetőség

1. feladat.

Milyen sorrendben lesznek kitöltve az alszintek:

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

2. feladat.

3. feladat.

Határozza meg, mely elemek atomjai rendelkeznek elektronikus konfigurációval:

a) 4s 2 4p 5 b) 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2

11. évfolyam Önálló munka 1. sz

1. lehetőség

1. feladat.

Milyen sorrendben lesznek kitöltve az alszintek:

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

Gyakorlat 2.

Szerkessze meg az argon- és titánatomok elektronikus és grafikus konfigurációját. Melyik családba tartoznak ezek az elemek?

3. feladat.

Határozza meg, mely elemek atomjai rendelkeznek elektronikus konfigurációval:

a) 3s 2 3p 6 4s 2 b) 4s 2 4p 6 4d 1 5s 2

11. évfolyam Önálló munka 1. sz

2. lehetőség

1. feladat.

Milyen sorrendben lesznek kitöltve az alszintek:

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

Gyakorlat 2.

Szerkessze meg a kalcium- és kobaltatomok elektronikus és grafikus konfigurációját. Melyik családba tartoznak ezek az elemek?

3. feladat.

Határozza meg, mely elemek atomjai rendelkeznek elektronikus konfigurációval:

a) 4s 2 4p 5 b) 3s 2 3p 6 3d 5 4s

1. számú ELLENŐRZŐ PAPÍR „Az atom szerkezete” témakör 11. évfolyam

1. lehetőség

1. A periódusszám a periódusos rendszerben kerül meghatározásra:

A. Az atommag töltése

B. Az elektronok száma az atom külső rétegében.

B. Az elektronrétegek száma egy atomban

D. Az elektronok száma egy atomban.

A. S és Cl B. Be és B C. Kr és Xe D. Mo és Se

3. p – Az elem:

A. Scandium.

B. Bárium.

B. Arzén

G. Hélium

10 4s 2 illeszkedik az elemhez:

A. Kalcium.

B. Kripton.

V. Kadmium.

G. Zinku.

A. Zn(OH) 2

B. Mg(OH) 2

B. Ca(OH) 2

G. Cr(OH) 2

A.Mg – Ca – Zn.

B.Al – Mg – Ca.

B.Sr – Rb – K.

G.Ge - Si - Sb.

2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 1

A.E 2 O

B.E 2 O 3

V.EO 2

G.EO 3

8. A kalcium izotópját, amelynek magja 22 neutront tartalmaz, a következőképpen jelöljük:

A. 20 40 Ca

B. 20 42 SaV. 20 44 kb

G. 20 48 Ca

9. Egyezés:

Elem:

Alumínium. II. Kálium. III. Szelén. IV. Magnézium.

Elektronikus képlet:

A.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

B.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2

B.1s 2 s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4

G.1s 2 2s 2 3s 2 3p 6 4s 1

Kiváló oxid képlet:

E 2 O 2.E 2 O 3 3.EO 4.EO 3

Magasabb hidroxid képlet:

A. EON. b. E(OH)2. V. E(OH) 3 g N 2 EO 4

10. A periódusos rendszerben elfoglalt helyük alapján rendezze az elemeket: germánium, arzén, kén, foszfor - az oxidációs tulajdonságok szerint csökkenő sorrendbe! Magyarázza meg válaszát.

11. Hogyan és miért változnak a fémes tulajdonságok a periódusos rendszerben?

A. Az időszakon belül.

B. A fő alcsoporton belül.

12. Készítsen elektronikus képletet a periódusos rendszer 30-as rendszámú elemére! Vonja le a következtetést arról, hogy ez az elem fém vagy nem fém. Írja le magasabb oxidjainak és hidroxidjainak képleteit, jelölje meg természetüket!

13. Milyen kémiai tulajdonságok jellemzik a periódusos rendszer VI. csoportjának fő alcsoportja, a 3. periódus elemének legmagasabb oxidját? Erősítse meg válaszát a reakcióegyenletek felírásával.

1. szám „Az atom szerkezete” témakör 11. évfolyam

2. lehetőség

A csoportszám (a fő alcsoportok elemei esetében) a periódusos rendszerben meghatározza:

A. A protonok száma egy atomban.

B. Az elektronok száma az atom külső rétegében.

B. Egy atom elektronrétegeinek száma.

D. Az atomban lévő neutronok száma.

2. Egy olyan elempár, amely a külső és a prekülső energiaszintek hasonló szerkezetével rendelkezik:

A.Ba és K B.Ti és Ge

B.Sb és Bi G.Kr és Fe

3. p – Az elem:

A. Kálium

B. Szilícium

V.Argon

G. Réz

4. Elektronikus konfiguráció. . .3d 5 4s 2 illeszkedik az elemhez:

A. Brom

B. Kalcium

V. Marganets

G. Chlor

5. Az amfoter oxid olyan anyag, amelynek képlete:

A. CrO B.Cr 2 O 3 C. CrO 3 D.FeO

6. Számos elem a fémes tulajdonságok növekedésének sorrendjében:

A. Al – Ga – Ge.

B. Ca – Sr – Ba.

B. K–Na–Li.

G. Mg - Ca - Zn.

7.E elem elektronikus képlettel 1s 2 s 2 2p 6 3 s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 magasabb oxid képződik a képletnek megfelelően:

A.EO

B.E 2 O 3

V.E 2 O 5

G.EO 3

8. A vas izotópját, amelynek magja 30 neutront tartalmaz, a következővel jelöljük:

A. 26 54 Fe

B. 26 56 Fe

V. 26 57 Fe

G. 26 58 Fe

9. Egyezés:

Elem:

Bor. II. Bróm. III. Foszfor. IV. Lítium.

Elektronikus képlet:

A.1s 2 2s 2 2p 1

B.1s 2 2s 1

B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

G. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5

Kiváló oxid képlet:

E 2 O 2.E 2 O 3 3.E 2 O 5 4.E 2 O 7

Magasabb hidroxid képlet:

A. EON. b. NEO 3. V. N 3 EO 3 NEO 4

B. RÉSZ. Szabad megválaszolású kérdések

10. A periódusos rendszerben elfoglalt helyük alapján rendezze az elemeket: alumínium, kálium, kalcium, magnézium - növekvő redukáló tulajdonságok szerint! Magyarázza meg válaszát.

11. Miért változnak a periódusos rendszerben növekvő sorszámú elemek atommagjainak töltései monoton, és az elemek tulajdonságai periodikusan?

12. Készítsen elektronikus képletet a periódusos rendszer 38-as sorszámú eleméhez! Vonja le a következtetést arról, hogy ez az elem fém vagy nem fém. Írja le magasabb oxidjainak és hidroxidjainak képleteit, jelölje meg természetüket!

13. Milyen kémiai tulajdonságok jellemzőek a fém-hidroxidokra? Erősítse meg válaszát a reakcióegyenletek felírásával.

3. lehetőség

1. Egy elem atomjában lévő elektronok teljes számát a periódusos rendszer segítségével határozzuk meg, szám szerint:

A. Csoportok.

B. Időszak.

V. sor.

G. Poryadkovoy.

2. Egy olyan elempár, amely a külső és a prekülső energiaszintek hasonló szerkezetével rendelkezik:

A. Sn és Si B. As és Se C. Zn és Ca D. Mo és Te

3. f – Az elem:

A. Germánium.

B. Kálium.

V. Szelén.

G. Uranus.

4. Elektronikus konfiguráció. . .4s 2 4p 6 illeszkedik az elemhez:

A. Brom.

B. Mirigy.

V. Neon.

G. Krypton.

5. Az amfoter hidroxid olyan anyag, amelynek képlete:

A. Ga(OH) 3.

B. Mg(OH) 2.

B. LiOH.

G. Sc(OH) 2

6. Számos elem a fémes tulajdonságok növekedésének sorrendjében:

A. K – Rb – Sr.

B.Al – Mg – Ca.

B. Be –– Li - Cs.

G.Ge - Sn - Sb.

7.E elem elektronikus képlettel 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 magasabb oxid képződik a képletnek megfelelően:

A.E 2 O

B.E 2 O 3

V.EO 2

G.EO 3

8. A kalcium izotópját, amelynek magja 24 neutront tartalmaz, a következőképpen jelöljük:

A. 20 40 Ca

B. 20 42 kb

V. 20 44 Ca

G. 20 48 Ca

9. Egyezés:

Elem:

Nitrogén. II. Kalcium. III. Szilícium. IV. Kén.

Elektronikus képlet:

A.1s 2 2s 2 2p 3

B.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

B.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

G.1s 2 2s 2 3s 2 3p 6 4s 2

Kiváló oxid képlet:

EO 2.EO 2 3.E 2 O 5 4.EO 3

Magasabb hidroxid képlet:

A. N 2 OE 4 . b. E(OH)2. V. N 2 EO 3 NEO 3

B. RÉSZ. Szabad megválaszolású kérdések

10. A periódusos rendszerben elfoglalt helyük alapján rendezze az elemeket: oxigén, arzén, kén, foszfor - az oxidációs tulajdonságok szerint csökkenő sorrendbe! Magyarázza meg válaszát.

11. Sorolja fel azokat az alapvető szabályokat (törvényeket), amelyek szerint az elektronok szinteket, részszinteket és pályákat töltenek ki az elemek atomjainak elektronhéjában!

12. Készítsen elektronikus képletet a periódusos rendszer 34-es rendszámú elemére! Vonja le a következtetést arról, hogy ez az elem fém vagy nem fém. Írja le magasabb oxidjainak és hidroxidjainak képleteit, jelölje meg természetüket!

13. Milyen kémiai tulajdonságok jellemzőek a nemfém-hidroxidokra? Erősítse meg válaszát a reakcióegyenletek felírásával.

laboratóriumi munka

gyakorlati gyakorlatok

önálló tantermi munka

önálló házi feladat (standard számítás)

ellenőrzés (védések, kollokviumok, tesztek, vizsgák)

Tankönyvek és oktatóanyagok

N.V.Korovin. Általános kémia

Általános kémia tanfolyam. Elmélet és problémák (szerk.: N. V. Korovin, B. I. Adamson)

N. V. Korovin és mások laboratóriumi munkák a kémiában

Menetrend

elektrolitok,

Kémiai egyenérték

hidrolízis, PR

Elektromos forma-

13(2 )

GE, elektrolízis,

27(13,16)

14(2 )

korrózió

Kvantum számok

17(2 )

18(2 )

Kémiai kötés

Komplexumok

Termodinamika

Kinetika.

6(2,3 )

Egyensúlyi

Bevezetés a kémiába

A kémia az Energiaintézetben alapvető általános elméleti tudományág.

A kémia olyan természettudomány, amely az anyagok összetételét, szerkezetét, tulajdonságait és átalakulásait, valamint az ezeket az átalakulásokat kísérő jelenségeket vizsgálja.

M. V. Lomonoszov			D. I. Mengyelejev
"Kémiai
			„A kémia alapjai” 1871
fontolgatja	tulajdonságait
			g.) – „Kémia –
változásokat
			elemi tan és
magyarázza
			kapcsolataik."
		kémiai

átalakulások történnek.”

„A kémia aranykora” (XIX. század vége, 20. század eleje)

D. I. Mengyelejev periodikus törvénye (1896)

A vegyérték fogalmát E. Frankland vezette be (1853)

A szerves vegyületek szerkezetének elmélete, A. M. Butlerov (1861-1863)

A. Werner komplex vegyületek elmélete

M. Gultberg és L. Waage tömegcselekvési törvénye

A hőkémiát főleg G.I

Az elektrolitikus disszociáció elmélete, S. Arrhenius

A mobil egyensúly elve – A. Le Chatelier

J.W.Gibbs fázisszabály

Bohr-Sommerfeld elmélete az atom összetett szerkezetéről (1913-1916)

A kémia jelenlegi fejlődési szakaszának jelentősége

A kémia törvényeinek megértése és alkalmazása lehetővé teszi új folyamatok, gépek, telepítések és eszközök létrehozását.

Áram, üzemanyag, fémek, különféle anyagok, élelmiszerek beszerzése stb. közvetlenül kapcsolódik a kémiai reakciókhoz. Például elektromos és mechanikai energiát jelenleg főként a természetes tüzelőanyagok kémiai energiájának átalakításával nyernek (égési reakciók, víz és szennyeződéseinek kölcsönhatása fémekkel stb.). E folyamatok megértése nélkül lehetetlen biztosítani az erőművek és a belső égésű motorok hatékony működését.

A kémia ismerete szükséges:

- tudományos világkép kialakítása,

- a képzeletbeli gondolkodás fejlesztéséért,

- a jövő szakembereinek kreatív növekedése.

A kémia jelenlegi fejlődési szakaszát a kvantum (hullám) mechanika elterjedt alkalmazása az anyagok és anyagrendszerek kémiai paramétereinek értelmezésére és kiszámítására jellemzi, és az atom szerkezetének kvantummechanikai modelljén alapul.

Az atom egy összetett elektromágneses mikrorendszer, amely egy kémiai elem tulajdonságait viseli.

ATOMSZERKEZET

Az izotópok ugyanazon vegyi anyag atomjainak változatai

azonos rendszámú, de eltérő rendszámú elemek

Mr (Cl) = 35*0,7543 + 37*0,2457 = 35,491

A kvantummechanika alapelvei

Kvantummechanika- mozgó mikroobjektumok viselkedése (beleértve az elektronokat is) – ez az

a részecskék tulajdonságainak és a hullámok tulajdonságainak egyidejű megnyilvánulása - kettős (korpuszkuláris-hullámú) természet.

Energia kvantálás: Max Planck (1900, Németország) –

az anyagok diszkrét részekben (kvantumokban) bocsátanak ki és nyelnek el energiát. A kvantumenergia arányos a sugárzási (oszcillációs) frekvenciával ν:

h – Planck-állandó (6,626·10-34 J·s); ν=с/λ, с – fénysebesség, λ – hullámhossz

Albert Einstein (1905): bármely sugárzás energiakvantumok (fotonok) áramlása E = m v 2

Louis de Broglie (1924, Franciaország): elektron is jellemzirészecske-hullámkettősség - a sugárzás hullámként terjed és kis részecskékből (fotonokból) áll

		Részecske – m,		mv , E =mv 2

	hullám - ,			E 2 = h = hv /
	Kapcsolt hullámhossz tömeggel és sebességgel:
		E1 = E2;		H/mv
	bizonytalanság			Werner Heisenberg (1927,
Németország)		munka	bizonytalanságok		rendelkezések
(koordináták)		részecskék x és	impulzus (mv) nem		Lehet

kisebb, mint h/2

x (mv) h/2 (- hiba, bizonytalanság) I.e. Egy részecske helyzetét és lendületét alapvetően lehetetlen bármikor abszolút pontossággal meghatározni.

Elektronfelhő Atompálya (AO)

Hogy. egy részecske (elektron) pontos elhelyezkedését felváltja egy bizonyos térfogatú (nukleárishoz közeli) térben való megtalálásának statisztikai valószínűsége.

Az e- mozgása hullám jellegű és le van írva

2 dv - az e- megtalálásának valószínűségi sűrűsége egy bizonyos térfogatban a nukleáris tér közelében. Ezt a teret hívják atompálya (AO).

1926-ban Schrödinger egy egyenletet javasolt, amely matematikailag írja le az e - állapotát egy atomban. Megoldani

keresse meg a hullámfüggvényt. Egyszerű esetben 3 koordinátától függ

Egy elektron negatív töltést hordoz, pályája egy bizonyos töltéseloszlást képvisel, és ún elektronfelhő

KVANTUMSZÁMOK

Az atomban lévő elektronok helyzetének jellemzésére vezették be a Schrödinger-egyenlet szerint

1. Főkvantumszám(n)

Meghatározza az elektron energiáját - energiaszint

mutatja az elektronfelhő (pálya) méretét

értékeket vesz fel 1-től

n (energiaszint száma): 1 2 3 4 stb.

2. Orbitális kvantumszám(l) :

meghatározza – egy elektron keringési szögimpulzusát

mutatja a pálya alakját

0 és (n -1) közötti értékeket vesz fel

Grafikusan az AO-t az orbitális kvantumszám képviseli: 0 1 2 3 4

Energia részszint: s p d f g

E növekszik


l =0	s –alszint s –AO

	p- alszint p-AO

Minden n egy bizonyos számú l értéknek felel meg, pl. Minden energiaszint alszintekre oszlik. Az alszintek száma megegyezik a szintszámmal.

1. energiaszint → 1 alszint → 1 másodperc 2. energiaszint → 2 alszint → 2s2p 3. energiaszint → 3 alszint → 3 másodperc 3p 3d

4. energiaszint → 4 alszint → 4s 4p 4d 4f stb.

3. Mágneses kvantumszám(ml)

meghatározza – az elektron keringési impulzusának egy tetszőlegesen kiválasztott tengelyre vetített értékét

mutatja a JSC térbeli tájolását

–l és + l közötti értékeket vesz fel

Bármely l értéke a mágneses kvantumszám (2l +1) értékének felel meg, pl. (2l +1) egy adott típusú elektronfelhő lehetséges helyei a térben.

s - állapot – egy pálya (2 0+1=1) - m l = 0, mert l = 0

p - állapot – három orbitál (2 1+1=3)

m l : +1 0 -1, mert l =1

ml = +1

m l =0

ml = -1

Az azonos alszinthez tartozó összes pálya azonos energiájú, és degeneráltnak nevezzük.

Következtetés: Az AO-t egy bizonyos n, l, m l halmaz jellemzi, azaz. bizonyos méretek, alakok és térbeli tájolás.

4. Centrifugálási kvantumszám (ms)

"pörgés" - "orsó"

meghatározza az elektron saját mechanikai nyomatékát, amely a tengelye körüli forgásához kapcsolódik

– (-1/2· h/2) vagy (+1/2· h/2) értékeket vesz fel

n=3

l = 1

ml = -1, 0, +1

m s = + 1/2

Alapelvek és szabályok

Az atomok elektronikus konfigurációi

(elektronikus konfigurációs képletek formájában)

Adja meg az energiaszint számát számokkal

Az energia-alszintet betűk (s, p, d, f) jelölik;

Az alszint kitevője a számot jelenti

elektronok ezen az alszinten

19 K 1s2 2s2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

minimális

Az atomban lévő elektronok a legalacsonyabb energiájú állapotot foglalják el, ami megfelel az atom legstabilabb állapotának.

1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 3 d 4 s 4 p 4 d 4 f

Növelje az E

Klecskovszkij

Az elektronok egymás után helyezkednek el a fő- és a pályakvantumszámok (n+l) összegének növekedésével jellemezhető pályákon; ennek az összegnek az értékei mellett az n főkvantumszám kisebb értékű pályája korábban kitöltődik

1 s<2 s < 2 p = 3 s < 3 p = 4 s < 3 d = 4 p и т. д

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete