Пространство вокруг ядра, где наиболее вероятно нахождение данного электрона, называется орбиталью этого электрона, или электронным облаком.
Тема урока: Строение электронных оболочек атомов.
Цель урока:
Рассмотреть модель строения атома. Ввести понятия «электронное облако», «электронная орбиталь, «движение без траектории». Рассмотреть модель энергетических состояний атома.
I. Организационный момент. Проверка домашнего задания.
Опрос, проверка домашнего задания. Выполните тест.
1. Вспомните определение атома.
2. Назовите элементарные частицы, образующие атом, охарактеризуйте их заряд и массу, напишите обозначения частиц.
| 3. Предложил название «электрон» 1) Стони 2) Томпсон 3) Беккерель 4) Резерфорд 4. Предложил планетарную модель атома 1) Стони 2) Томпсон 3)Беккерель 4) Резёрфорд 5. Число электронов в атоме натрия равно… 6. Число нейтронов в атоме 39К равно… 7. Атомы какого химического элемента имеют в своем составе 5 протонов, 6 нейтронов, 5 электронов? Выберите правильный ответ: а) углерода, б) натрия, в) бора, г) неона. |
8. Какие элементарные частицы образуют ядро атома?
9.Каков заряд ядра? От чего он зависит?
II. Объяснение нового материала
Учитель: На предыдущих уроках мы выяснили, что атом состоит из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него электронов.
В начале ХХв. была принята планетарная модель строения атома, согласно которой вокруг ядра движутся электроны, как планеты вокруг солнца. Следовательно, в атоме есть траектории, по которым движется электрон. Однако дальнейшие исследования показали, что в атоме не существует траекторий движения электронов. Движение без траектории означает, что мы не знаем, как электрон движется в атоме, но можем установить область, где чаще всего встречается электрон. Это уже не орбита, а орбиталь. Двигаясь вокруг атома, электроны образуют в совокупности его электронную оболочку.
|
|
|
Давайте выясним, как движутся электроны вокруг ядра? Беспорядочно или в определенном порядке? Исследования Нильса Бора — основоположника современной атомной физики, а также ряда других ученых позволили сделать вывод: электроны в атомах располагаются определенными слоями — оболочками и в определенном порядке. Электроны в атоме различаются определенной энергией, и, как показывают опыты, одни притягиваются к ядру сильнее, другие слабее. Объясняется это удаленностью электронов от ядра. Чем ближе электроны к ядру, тем больше связь их с ядром, но меньше запас энергии. По мере удаления от ядра атома сила притяжения электрона к ядру уменьшается, а запас энергии увеличивается. Так образуются электронные слои в электронной оболочке атома. Каждый слой состоит из электронов с близкими значениями энергии, поэтому слои электронов называют энергетическими уровнями. Энергия электронов в атоме и энергетический уровень определяется главным квантовым числом n и принимает целочисленные значения 1, 2, 3, 4…Чем больше значение n, тем больше энергия электрона в атоме. Максимальное число электронов, которое может находиться на том или ином энергетическом уровне, определяется по формуле:
|
|
|
N = 2n2
Где N- максимальное число электронов на уровне;
n – номер энергетического уровня.
Установлено, что на первой оболочке располагается не более двух электронов, на второй — не более восьми, на третьей — не более 18, на четвертой — не более 32. Заполнение более далеких оболочек мы рассматривать не будем. Известно, что на внешнем энергетическом уровне может находиться не более восьми электронов, его называют завершенным. Электронные слои, не содержащие максимального числа электронов, называют незавершенными.
Число электронов на внешнем энергетическом уровне электронной оболочки атома равно номеру группы для химических элементов главных подгрупп.
Как ранее было сказано, электрон движется не по орбите, а по орбитали и не имеет траектории.
Пространство вокруг ядра, где наиболее вероятно нахождение данного электрона, называется орбиталью этого электрона, или электронным облаком.
|
|
|
Орбитали, или подуровни, как их еще называют, могут иметь разную форму, и их количество соответствует номеру уровня, но не превышает четырех. Первый энергетический уровень имеет один подуровень (s), второй - два (s,p), третий – три (s,p,d) и т. д. Электроны разных подуровней одного и того же уровня имеют разную форму
электронного облака: сферическую (s), гантелеобразную (p) и более сложную конфигурацию. Сферическую атомную орбиталь ученые договорились называть s -орбиталью. Она самая устойчивая и располагается довольно близко к ядру.
|
| S- орбиталь |
Чем больше энергия электрона в атоме, тем быстрее он вращается, тем сильнее вытягивается область его пребывания, и наконец, превращается в гантелеобразную p -орбиталь:
Электронное облако такой формы может занимать в атоме три положения вдоль осей координат пространства x, y и z. Это легко объяснимо: ведь все электроны заряжены отрицательно, поэтому электронные облака взаимно отталкиваются и стремятся разместиться как можно дальше друг от друга.
|
| Три p – орбитали |
Итак, p-орбиталей может быть три. Энергия их, конечно, одинакова, а расположение в пространстве - разное. Составить схему последовательного заполнения электронами энергетических уровней.
|
|
|
2 е 8 е 18 е
|
|
|
n=1 n=2 n=3
S S P S P d
2 е 2 е 6 е 2 е 6 е 10 е
Теперь мы можем составить схему строения электронных оболочек атомов:
Определяем общее число электронов на оболочке по порядковому номеру элемента. Определяем число энергетических уровней в электронной оболочке. Их число равно номеру периода в таблице Д. И. Менделеева, в котором находится элемент. Определяем число электронов на каждом энергетическом уровне. Используя для обозначения уровня арабские цифры и обозначая орбитали буквами s и p, а число электронов данной орбитали арабской цифрой вверху справа над буквой, изображаем строение атомов более полными электронными формулами. Ученые условились обозначать каждую атомную орбиталь квантовой ячейкой - квадратиком на энергетической диаграмме:
На s-подуровне может находиться одна атомная орбиталь 
а на p -подуровне их может быть уже три -
(в соответствии с тремя осями координат):
Орбиталей d - и f -подуровня в атоме может быть уже пять и семь соответственно:
Пример:
Ядро атома водорода имеет заряд +1, поэтому вокруг его ядра движется только один электрон на единственном энергетическом уровне. Запишем электронную конфигурацию атома водорода (слайд №3).
Элемент № 3- литий. Ядро лития имеет заряд +3,следовательно, в атоме лития три электрона. Два из них находятся на первом энергетическом уровне, а третий электрон начинает заполнять второй энергетический уровень. Сначала заполняется s-орбиталь первого уровня, потом s-орбиталь второго уровня (слайд №5).
Итак далее:
Валентные электроны - электроны атома, которые могут принимать участие в образовании химических связей. У любого атома это все внешние электроны плюс те предвнешние электроны, энергия которых больше, чем у внешних. Например: у атома Ca внешние электроны - 4s2, они же и валентные; у атома Fe внешние электроны - 4s2, но у него есть 3d6, следовательно у атома железа 8 валентных электронов. Валентная электронная формула атома кальция - 4s2, а атома железа - 4s23d6.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 80; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!