Семинар по теме "Строение атома. Периодический закон. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева"

Строение атома. Периодический закон. Периодическая система химических элементов

Д.И. Менделеева.

1.       Какие модели строения атома известны?

"пудинг с изюмом" Дж. Томсон

"Планетарная" Э. Резерфорд

"Модель Бора"

2.       Какова современная модель строения атома?

Атом- электронейтральная частица, ядро атома - положительно заряженное и электроны, которые вращаются вокруг ядра с определенной скоростью, отрицательно заряженные.

1)      Чему равен положительный заряд ядра атома?

2)      Почему заряд ядра атома равен числу протонов?

3)      Почему масса атома почти равна массе ядра?

4)      Что называется массовым числом атома?

5)      Что такое изотопы?

6)      Чем отличаются  атомы изотопов одного элемента?

Упражнение. Какой состав имеют ядра изотопов ¹²С, ¹³C, ¹⁴N, ¹⁵N?

3.       Что такое электронная оболочка атома?

Совокупность всех электронов в атоме.

1)      Что называется атомной орбиталью?

АО- часть атомного пространства, в которой вероятность нахождения данного электрона наибольшая.

2)      Что такое электронное облако?

3)      Что такое энергетический уровень?

Совокупность орбиталей, которые имеют одинаковое значение главного квантового числа.

4)      Что такое электронный слой?

Совокупность электронов, которые находятся на одном энергетическом уровне.

5)      Что такое энергетический подуровень?

Совокупность орбиталей, которые находятся на одном энергетическом уровне и имеют одинаковую форму

Упражнение.Определите число электронов в ионах: Na⁺, Cl^-, Mg²⁺, S^2-, F^-, Ca²⁺, O^2-, Li⁺, N^3-, K⁺. Запишите электронные формулы этих ионов.

Упражнение. Составьте электронную формулу элемента, изотоп которого имеет массовое число 34 и 18 нейтронов в ядре.

Упражнение. Заполните таблицу (основное состояние атома)

4.       Какие квантовые числа вам известны?

1)      Что характеризует главное квантовое число?

Главное - характеризует общую энергию электрона данного энергетического уровня, номер периода соответствует количеству энергетических уровней

2)      Какие значения принимает главное квантовое число?

Целые значения

3)      Что характеризует побочное квантовое число?

Уточняет запас энергии электрона на энергетическом уровне, характеризует энергию связи электрона с ядром, а также форму АО

4)      Какие значения принимает побочное квантовое число?

Принимает значения от 0 до n-1

5)      Как называется и какую форму имеют орбитали с l=0?

s- подуровень, сферическая

6)      Как называется и какую форму имеют орбитали с l=1?

Р- подуровень, объемная форма орбитали (гантеля)

7)      Чему равно число подуровней на энергетическом уровне?

Номер энергетического уровня соответствует количеству подуровней на данном энергетическом уровне.

8)      Что характеризует магнитное квантовое число?

Соответствует распределению АО в пространстве около ядра, определяет количество АО

9)      Какие значения принимает магнитное квантовое число?

Принимает значения от -1, 0, +1

10)  Из какого числа орбиталей состоят s-, p -, d-, f- подуровни?

s- одна ,p -три , d-пять , f- семь

11)  Что характеризует спиновое квантовое число и какие значения оно принимает?

Квантовое свойство электрона, вращение электрона вокруг своей оси. Два значения +1/2 и -1/2

12)  Какие электроны называются спаренными?

Упражнение. Укажите значения четырех квантовых чисел для электронов внешнего электронного слоя в атоме марганца (основное состояние).

Главное квантовое число :

орбитальное квантовое число:

магнитное квантовое число:

спиновое квантовое число:

Упражнение .Атом имеет электронную конфигурацию  1s²2s²2p⁶3s¹. Определите семейство элемента и четыре квантовых числа для валентного электрона.

Семейство:

Главное квантовое число :

орбитальное квантовое число:

магнитное квантовое число:

спиновое квантовое число:

Упражнение. Могут ли электроны атомов следующих элементов находиться на следующих орбиталях?

а) Са – 2p, 1p, 4p, 3d, 3s

б) Mn – 1s, 2p, 3d, 4p, 4s

в) Br  –1p, 2d, 2p, 4s, 3d

г) Si - 4s, 2p, 3p, 2d, 3s

д) Sr - 6s, 2p, 3d, 4d,4p

5.       Какие принципы и правила заполнения электронных оболочек атомов известны?

1)      Что было бы, если бы не соблюдался принцип Паули?

Принцип Паули - в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел

Принцип Паули позволил физически обосновать структуру ПС схемой формирования электронных оболочек атомов.

Упражнение. Какая из электронных  конфигураций согласуется с принципом Паули.

А) 

Б)

В)

Г)

Упражнение. Какая из электронных  конфигураций согласуется с принципом Гунда (для основного состояния атома)

А) 

Б)

В)

Г)

2)      Дайте формулировку правила Гунда. Приведите примеры.

На одном подуровне электроны располагаются так, чтобы абсолютное значение суммы спиновых квантовых чисел было максимальным.

3)      Что показывают схемы электронного строения атомов?

Распределение электронов по энергетическим уровням

4)      Что показывают электронные формулы атомов?

Распределение электронов по энергетическим подуровням

5)      Что показывают электронно-графические формулы атомов?

Распределение элктронов по орбиталям и спины электронов

6)      Что такое "провал" электрона? В чем причина провала электрона?

В атомах некоторых элементов электрон с s- подуровня внешнего энергетического уровня переходит на d- подуровень предвнешнего энергетического уровня. Идет выигрыш энергии. Большинство электронов становятся спаренными или непареными.

6.       Чему равно число электронных слоев в атомах?

7.       Что такое период?

8.       Чему равно максимальное число электронов на внешнем электронном слое атома?

9.       Какой электронный слой называется завершенным?

10.   Чему равно число электронов на внешнем слое атомов элементов главных подгрупп?

11.   Что такое главная подгруппа?

12.   Что такое побочная подгруппа?

Упражнение. Конфигурации внешних электронных слоев атомов 4s²4p³ и 4d³5s². В каких периодах и группах находятся эти элементы?

Упражнение.Массовое число нуклида равно 78, нейтроны в нем составляют 56,41% от общего числа нуклонов. Для атома данного нуклида (основное состояние) укажите:

А) электронную конфигурацию внешнего слоя;

Б) общее число р-электронов;

В) число полностью заполненных орбиталей;

Г) число полностью заполненных энергетических подуровней;

Д) число неспаренных электронов.

Упражнение. Известна следующая информация для элемента Х (основное состояние атома):

- электроны расположены на четырех энергетических уровнях

- валентные электроны находятся на двух электронных слоях

- число неспаренных электронов больше единицы

- число спаренных валентных электронов в два раза больше неспаренных валентных электронов

На основании данной информации заполните таблицу.

13.   На какие электронные семейства распределены все химические элементы?

14.   Что такое металличность элементов? Что является количественной характеристикой металличности?

Металличность - это способность атомов элемента отдавать электроны. Чем меньше энергия ионизации, тем легче атом отдает электрон, тем сильнее металлические свойства элемента.

15.   Что такое неметалличность элементов? Что является количественной характеристикой неметалличности?

Неметалличность - это способность атомов элемента принимать  электроны. Чем больше сродство к электрону, тем легче атом присоединяет  электрон, тем сильнее неметаллические свойства элемента.

16.   Что характеризует электроотрицательность?

17.   Как изменяются радиус атомов, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, металличность и неметалличностьэлеметов  в периодах?

В периодах:

Радиус атомов -  уменьшается

Энергия ионизации - увеличивается

Сродство к электрону - увеличивается

ЭО - увеличивается

Металличность - ослабевает

Неметалличность - увеличивается

18.   Почему d-элементы одного периода похожи по свойствам? Почему все d-элементы являются металлами?

У этих элементов заполняется предвнешний слой, на внешнем слое от 1 до 2 электронов, радиусы атомов мало различаются между собой

19.   Какие электроны называются валентными электронами?

Валентные электроны - это электроны, которые участвуют в образовании химических связей.

Упражнение.  Сколько валентных электронов в атомах следующих элементов: Be, P, Cl, Mn, Sn, Mo, C, S?

20.   Как изменяются радиус атомов, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, металличность и неметалличностьэлеметов  в главных подгруппах?

В группах:

Радиус атомов -  увеличивается

Энергия ионизации - уменьшается

Сродство к электрону - уменьшается

ЭО - уменьшается

Металличность - усиливается

Неметалличность - ослабевает

1.       Ниже показано расположение элементов  Хи Y в периодической таблице.

Заполните таблицу, указав значком (+) верные ил неверные утверждения.

2.       Выпишите в  ПС символ элемента Х, для которого известно следующее:

1)      Радиус атома элемента меньше, чем радиус атома фосфора

2)      Число электронных слоев в его атоме больше, чем в атоме углерода;

3)      Водный раствор водородного соединения элемента представляет собой слабую кислоту.

3.       Ниже на рисунке приведена часть ПТ элементов (кроме лантаноидов и актиноидов), на которой стрелками указано направление изменения характеристики атомов элементов s- и p-семейств.

2

4

На основании рисунка установите соответствие между номером стрелки и изменением характеристики атома, которое в направлении, указанном стрелкой, возрастает (в целом).

4.       Выпишите в ПС элементов символы всех элементов 4-го периода, атомы которых в основном состоянии содержат один неспаренный электрон.

5.       Ниже представлен фрагмент ПТ элементов, на котором помечены элементы А, Б, В и Г.

  Заполните таблицу, указав значком (+) верные ил неверные утверждения.