Презентация на тему "Современные представления о строении атома. Электронные оболочки." 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Современные представления о строении атома.

  Ядро атома образовано протонами и нейтронами..Электронную оболочку составляют электроны. Размеры атома имеют порядок 10-10м, а размеры ядра 10-15 м.

• 
  Слайд 2
  
• 
  Слайд 3
  

  Число протонов как и число электронов в атоме определяется порядковым номером элемента в периодической системе химических элементов. Число протонов определяет заряд ядра атома (обозначается Z). Количество нейтронов рассчитывается как разность между массовым числом атома и зарядом ядра (A-Z). Совокупность атомов с определенным значением заряда ядра Z , массового числа A, называется нуклидом. Например: 37Cl, 15P. Если атомы одного и того же элемента отличаются по массе, то они являются изотопами. В атомах изотопов содержится разное количество нейтронов Например: 1H , 2H,3H – водород (H), дейтерий (D) и тритий (T).

• 
  Слайд 4

  Понятие об электронном облаке и s -,p -, d -, f- электронах

  Область пространства вокруг ядра, где наиболее вероятно нахождение электрона, называют атомной орбиталью. Атомные орбитали имеют различные формы, размеры и ориентацию в пространстве.

• 
  Слайд 5
  
• 
  Слайд 6
  

  Состояние электронов в пространстве описывают с помощью четырех квантовых чисел.

  Главное квантовое число n – соответствует номеру энергетического уровня, на котором расположен электрон. (Количество энергетических уровней в атоме соответствует номеру периода, в котором расположен элемент.). Энергетический уровень – это совокупность энергетических состояний электрона в атоме, характеризующихся одним и тем же значением квантового числа n. Максимальное число электронов на каждом энергетическом уровне равно 2n2. Главное квантовое число принимает значения из множества натуральных чисел.

• 
  Слайд 7
  

  Орбитальное квантовое число l – определяет форму атомной орбитали. Принимает значения: для s- орбитали= 0, для p-орбитали=1, для d =2, а для f =3 Орбитальное квантовое число принимает значения (n-l). Совокупность орбиталей одной формы (с одинаковым значением орбитального квантового числа) на данном энергетическом уровне образует энергетический подуровень. На основании математических расчетов определили, что электронные облака имеют следующую форму: s – орбиталь - форму сферы, р – орбиталь форму вытянутой восьмерки, формы d - и f - еще более сложные. На каждом энергетическом уровне (кроме первого) содержится несколько разных орбиталей. На первом уровне – одна - s. На втором - две- s и p . На третьем – три s,p,d. На четвертом – четыре s, p, d, f и т.д.

• 
  Слайд 8
  

  Строение первых четырех энергетических уровней Если электрон находится на s орбитали, то его называют s- электроном и т.д.

• 
  Слайд 9
  

  Магнитное квантовое число ml – определяет ориентацию атомных орбиталей в пространстве. Значение меняется от -l до +l. Число значений l определяется по формуле: (2l+1).

• 
  Слайд 10
  

  Магнитное спиновое квантово число – ms - принимает два значения -1\2 и +1\2. На каждой орбитали могут одновременно находиться не более двух электронов, они будут отличаться друг от друга значением спинового квантового числа.

• 
  Слайд 11
  

  Принцип заполнения электронами атомных орбиталей подчиняется запрету Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым значением всех четырех квантовых чисел, т.е. в атоме не может быть электронов, которые находились бы в одинаковом квантовом состоянии. Правило Хунда: Наиболее устойчивымсостоянием является такое, при котором будет максимально возможное число неспаренных электронов на каждом из подуровней.

• 
  Слайд 12
  

  Строение электронных оболочек описывают с помощью электронных формул, ее также называют электронной конфигурацией. Заполнение электронами электронных оболочек подчиняется правилу Хунда и правилу Клечковского. В соответствии с правилом Клечковского атомные орбитали заполняются электронами в порядке плавного возрастания суммы (n+l). При одинаковых значениях (n+l) сначала заполняются орбитали с наименьшим значением n.

• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14
  

  Таким образом, электронная конфигурация будет иметь вид: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d ит.д. Примеры: S1s22s22p63s23p4p – элемент (т.к. последней заполняемой орбиталью является p-орбиталь); Ca 1s22s22p63s23p64s2 s – элемент; V 1s22s22p63s23p64s43d3 d – элемент; Pr 1s22s22p63s23p64s43d104p65s24d105p66s24f35d0 f - элемент

• 
  Слайд 15
  

  Радиус атома.Радиус атома – половина межъядерного расстояния в молекулах простых и сложных веществ в среднем достигают 10-10м.По периоду радиус атома немонотонно уменьшается. С увеличением заряда ядра атома число энергетических уровней остается постоянным. Т.о. электронная оболочка испытывает более сильное притяжение ядра, которое приводит к сжатию атома, т.е. уменьшению радиуса.В главных подгруппах радиус атома увеличивается. По мере увеличения номера периода происходит увеличение заполняющихся электронами уровней.

• 
  Слайд 16
  

  Основное и возбужденное состояние атома.Основное состояние атома – это то состояние, которое следует при составлении электронной конфигурации с учетом принципа минимума энергии, когда каждый электрон стремиться занять положение ближайшее к ядру. Для объяснения валентных возможностей атома элемента иногда прибегают к понятию возбужденного состояния атома. При этом происходит распаривание общих электронных пар, расположенных на валентном уровне и перевод электронов на другую валентную орбиталь. Пример обозначения состояния атома: основное возбужденное, C C*

• 
  Слайд 17
  
• 
  Слайд 18
  

  Задания для тренировки1.Изобразить электронные конфигурации атомов, указать тип элемента:Натрий, сера, фосфор, титан, гелий.Серебро, селен, марганец, углерод, аргон.Ванадий, скандий, теллур, цезий, криптон2.По электронной конфигурации определите о каком элементе идет речь:1S22S22P5; 1S22S22P63S23P64S1;1S22S22P63S23P64S2 3D10 4P5.3s23p24s23d34f35d06s25s24d23.Почему в атомах следующих элементов происходит «проскок» электрона? Напишите электронные конфигурации атомов следующих элементов и объясните этот эффект:Cr, Ag, Mo, Pd

• 
  Слайд 19
  

  4.Почему в атомах следующих элементов вопреки ожиданию не происходит «проскока» электрона? W, Pt 5.Могут ли атомы в основном (не в возбужденном) состоянии иметь следующие конфигурации: 2s22p3 3s23p53d1 3s23p33d1 4s14p33d2 6.Какие частицы могут иметь следующие конфигурации: 3s23p6 4s2 3s2 2s22p2

• 
  Слайд 20
  

  7.Какие, из приведенных ниже частиц, могут иметь одинаковые конфигурации: P5+; F-; S2-; Al0; K+; Ti4+; C4+; Na+; Si4+; N3-; Cu2+? 8.Можно ли считать, что S0 и S2- одна и та же частица? Объясните свою точку зрения, составив электронные конфигурации. 9.Можно ли считать, что Cl- и Ar0 абсолютно одинаковые частицы? Объясните свою точку зрения, приведя необходимые расчеты.

• 
  Слайд 21
  

  10.Числа 35 и 17 в обозначении атома 1735Cl показывают... число протонов и число нейтронов массовое число и заряд ядра атомную массу и порядковый номер хлора общее число электронов и число валентных электронов в атоме 11.Главное квантовое число характеризует… молекулярную орбиталь ориентацию орбитали в пространстве число электронов в атоме общую энергию электрона

• 
  Слайд 22
  

  12.Распределение электронов по орбиталям в основном состоянии атома определяется… принципом запрета Паули правилом Хунда принципом наименьшей энергии всеми перечисленными выше принципами 13.Укажите, в каком из случаев орбитали перечислены в порядке увеличения их энергии: 2s,2p,2d 3s,3p,3d 4f,5s,6d 3p,3d,3f

• 
  Слайд 23
  

  14. Сколько электронов находится на 2p -подуровне в основном состоянии атома азота? 7 5 3 1 15. Какую из перечисленных электронных конфигураций может иметь атом хлора? 1s22s22p5 1s22s22p63s23p44p1 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p54s1

• 
  Слайд 24
  

  Тестовые задания 1. Число протонов, нейтронов и электронов в атоме изотопа 90Sr соответственно равно 38, 90, 38 38, 52, 38 90, 52, 38 38, 52, 90 2. Инертный газ, имеющий такую же электронную конфигурацию, что и ион K+ Ne Ar Cl Kr 3. Частица, имеющая такую же электронную конфигурацию, что и атом Kr, это Se2- Br+5 S2- Ar0

• 
  Слайд 25
  

  4. Ионы, имеющие такую же электронную конфигурацию, что и атом аргона, это K+ и S2- K+ иNa+ Al3+ иS2- Na+ иAl3+ 5. Электроннаяформуламеди 1s22s22p63s23p63d94s2 1s22s22p6 3s23p63d104s1 1s22s22p6 3s23p63d34s24p6 1s22s22p6 3s23p63d104s2 6. Какой ряд не содержит d-элементов Марганец, тантал, сера, углерод Азот, натрий, аргон, йод Вольфрам, железо, цинк, лантан Хром, цезий, франций, бром

• 
  Слайд 26
  

  7. Заряд иона, образующегося в результате удаления всех валентных электронов атома с электронной конфигурацией 1s22s22p63s23p63d104s1 , равен +14 +1 +5 +6 8. Суммарное число электронов в частице NO2- равно 22 23 24 25 9. 16 электронов содержит частица Cl- S2- O0 S0

• 
  Слайд 27
  

  10. Число нейтронов в атоме 39К равно числу нейтронов в атоме 39Ar 40Ca 35Cl 40Ar 11. Число протонов в атоме 39К равно 39 20 19 4 12. Число электронов внешнего электронного слоя для атома кислорода равно 2 4 6 8

• 
  Слайд 28
  

  13. Не отвечает формуле 2s22p6 строение внешнего электронного слоя частицы F- Mg2+ Na+ O0 14. Число неспаренных электронов атома углерода в возбужденном состоянии равно 1 2 3 4 15. Число нейтронов в ядре атома 31Р равно 5 15 16 31

• 
  Слайд 29
  

  16. 20 нейтронов содержит атом 39K 42Ca 20Ne 10B 17. В четвертом электронном слое содержит 5 электронов атом V As Sn Zr 18. Электронную конфигурацию внешнего электронного слоя 4s24p3 имеет атом As Ga Sc V

• 
  Слайд 30
  

  19. Заряд любого атома равен.. нулю порядковому номеру элемента числу электронов заряду ядра 20.Массовое число атома показывает.. относительную атомную массу массу атома в атомных единицах заряд ядра общее число протонов и нейтронов