Savarankiškas chemijos darbas Atomų elektronų apvalkalų sandara 8 klasės mokiniams su atsakymais. Savarankiškas darbas susideda iš 4 variantų, kurių kiekvienas turi 3 užduotis.

1 variantas

1.

	Elementas	Elektroninė formulė

2. Parašykite elektronines deguonies ir natrio elementų formules. Kiekvienam elementui nurodykite:

3.

a) didžiausias elektronų skaičius bet kurio elemento atomų išoriniame energijos lygyje yra lygus grupės skaičiui,
b) didžiausias elektronų skaičius antrajame energijos lygyje yra aštuoni,
in) iš viso elektronų bet kurio elemento atomuose yra lygus elemento atominiam skaičiui.

2 variantas

1. Užpildykite lentelę. Nustatykite elementą ir jo elektroninę formulę.

Elektronų pasiskirstymas pagal energijos lygius	Elementas	Elektroninė formulė

Kokie elementai turi panašių savybių turinčius atomus? Kodėl?

2. Parašykite anglies ir argono elementų elektronines formules. Kiekvienam elementui nurodykite:

a) bendras energijos lygių skaičius atome,
b) užpildytų energijos lygių skaičius atome,
c) elektronų skaičius išoriniame energijos lygyje.

3. Pasirinkite teisingus teiginius:

a) energijos lygių skaičius elementų atomuose yra lygus periodo skaičiui,
b) bendras elektronų skaičius cheminio elemento atome yra lygus grupės skaičiui,
c) pagrindinio pogrupio vienos grupės elementų išoriniame atomų lygyje elektronų skaičius yra vienodas.

3 variantas

1. Užpildykite lentelę. Nustatykite elementą ir jo elektroninę formulę.

Elektronų pasiskirstymas pagal energijos lygius	Elementas	Elektroninė formulė

Kokie elementai turi panašių savybių turinčius atomus? Kodėl?

2. Parašykite elektronines formules elementams chloras ir boras. Kiekvienam elementui nurodykite:

a) bendras energijos lygių skaičius atome,
b) užpildytų energijos lygių skaičius atome,
c) elektronų skaičius išoriniame energijos lygyje.

3. Pasirinkite teisingus teiginius:

a) to paties laikotarpio elementų atomai turi tą patį energijos lygių skaičių,
b) didžiausias elektronų skaičius per s-orbita lygi dviem,
c) atomai turi panašias savybes cheminiai elementai su tuo pačiu energijos lygių skaičiumi.

4 variantas

1. Užpildykite lentelę. Nustatykite elementą ir jo elektroninę formulę.

Elektronų pasiskirstymas pagal energijos lygius	Elementas	Elektroninė formulė

Kokie elementai turi panašių savybių turinčius atomus? Kodėl?

2. Parašykite elektronines aliuminio ir neono elementų formules. Kiekvienam elementui nurodykite:

a) bendras energijos lygių skaičius atome,
b) užpildytų energijos lygių skaičius atome,
c) elektronų skaičius išoriniame energijos lygyje.

3. Pasirinkite teisingus teiginius:
a) visuose energijos lygiuose gali būti iki aštuonių elektronų,
b) vieno cheminio elemento izotopai turi tas pačias elektronines formules,
c) didžiausias elektronų skaičius per R-orbita yra šeši.

Atsakymai savarankiškas darbas chemijoje Atomų elektronų apvalkalų sandara
1 variantas
1.
1) B – 1s 2 2s 2 2p 1
2) H – 1s 1
3) Al – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
B ir Al turi panašias savybes, nes šių elementų atomai turi tris elektronus išoriniame energijos lygyje.
2.
O – 1s 2 2s 2 2p 4
a) 2,
b) 1,
6 val.;
Na - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ,
a) 3,
b) 2,
1.
3. b, c.
2 variantas
1.
1) F – 1s 2 2s 2 2p 5
2) Na – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
3) Li – 1s 2 2s 1
Na ir Li turi panašias savybes, nes šie elementai turi po vieną elektroną išoriniame energijos lygyje.
2. C – 1s 2 2s 2 2p 2
a) 2,
b) 1,
4 val.;
Ar – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
a) 3,
b) 2,
8 val.
3. a, c.
3 variantas
1.
1) P – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3
2) N – 1s 2 2s 2 2p 3
3) Ne – 1s 2
P ir N turi panašias savybes, nes šie elementai turi penkis elektronus išoriniame energijos lygyje.
2. Cl – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
a) 3,
b) 2,
7 val.;
B – 1s 2 2s 2 2p 1
a) 2,
b) 1,
3 val.
3. a, b.
4 variantas
1.
1) Mg – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2
2) C – 1s 2 2s 2 2p 2
3) Būk – 1s 2 2s 2
Be ir Mg turi panašias savybes, nes šie elementai turi du elektronus išoriniame energijos lygyje.
2.
Al – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
a) 3,
b) 2,
prie 3;
Ne - 1s 2 2s 2 2p 6 ,
a) 2,
b) 2,
8 val.
3. b, c.

Žymus danų fizikas Nielsas Bohras (1 pav.) pasiūlė, kad elektronai atome gali judėti ne bet kokiomis, o griežtai apibrėžtomis orbitomis.

Atome esantys elektronai skiriasi savo energija. Kaip rodo eksperimentai, vienus jų branduolys traukia stipriau, kitus – silpniau. Pagrindinė to priežastis – skirtingas elektronų pašalinimas iš atomo branduolio. Kuo arčiau branduolio yra elektronai, tuo stipriau jie yra su juo susieti ir tuo sunkiau juos ištraukti iš elektronų apvalkalo. Taigi, didėjant atstumui nuo atomo branduolio, didėja elektrono energija.

Elektronai, judantys šalia branduolio, tarsi blokuoja (apsaugo) branduolį nuo kitų elektronų, kurie silpniau traukia prie branduolio ir juda didesniu atstumu nuo jo. Taip susidaro elektronų sluoksniai.

Kiekvienas elektronų sluoksnis susideda iš elektronų, kurių energijos vertės yra artimos; Todėl elektroniniai sluoksniai dar vadinami energijos lygiais.

Branduolys yra kiekvieno elemento atomo centre, o elektronai, sudarantys elektronų apvalkalą, yra išdėstyti aplink branduolį sluoksniais.

Elektronų sluoksnių skaičius elemento atome yra lygus periodo, kuriame elementas yra, skaičiui.

Pavyzdžiui, natrio Na yra 3-iojo periodo elementas, o tai reiškia, kad jo elektronų apvalkalas apima 3 energijos lygius. Bromo atome Br yra 4 energijos lygiai, nes bromas yra 4-ajame periode (2 pav.).

Natrio atomo modelis: Bromo atomo modelis:

Didžiausias elektronų skaičius energijos lygyje apskaičiuojamas pagal formulę: 2n 2 , kur n yra energijos lygio skaičius.

Taigi didžiausias elektronų skaičius:

3 sluoksnis - 18 ir kt.

Pagrindinių pogrupių elementams grupės, kuriai elementas priklauso, skaičius yra lygus išorinių atomo elektronų skaičiui.

Išoriniai elektronai vadinami paskutiniu elektronų sluoksniu.

Pavyzdžiui, natrio atome yra 1 išorinis elektronas (nes jis yra IA pogrupio elementas). Paskutiniame elektronų sluoksnyje bromo atomas turi 7 elektronus (tai VIIA pogrupio elementas).

1-3 periodų elementų elektronų apvalkalų sandara

Vandenilio atome branduolio krūvis yra +1, o šį krūvį neutralizuoja vienas elektronas (3 pav.).

Kitas elementas po vandenilio yra helis, taip pat 1-ojo periodo elementas. Todėl helio atome yra 1 energijos lygis, ant kurio išsidėstę du elektronai (4 pav.). Tai yra maksimumas galimas skaičius elektronų pirmajam energijos lygiui.

3 elementas yra litis. Ličio atome yra 2 elektronų sluoksniai, nes tai yra 2-ojo periodo elementas. Pirmame sluoksnyje ličio atome yra 2 elektronai (šis sluoksnis baigtas), o antrame sluoksnyje - 1 elektronas. Berilio atomas turi 1 elektronu daugiau nei ličio atomas (5 pav.).

Panašiai galima pavaizduoti likusių antrojo periodo elementų atomų sandaros schemas (6 pav.).

Paskutinio antrojo periodo elemento atome – neone – baigtas paskutinis energijos lygis (jame yra 8 elektronai, kas atitinka maksimalią 2-ojo sluoksnio reikšmę). Neonas yra inertinės dujos, kurios nepatenka į cheminės reakcijos todėl jo elektroninis apvalkalas yra labai stabilus.

Amerikos chemikas Gilbertas Lewisas davė paaiškinimą ir pateikė okteto taisyklė, pagal kurią aštuonių elektronų sluoksnis yra stabilus(išskyrus 1 sluoksnį: kadangi jame gali būti ne daugiau kaip 2 elektronai, dviejų elektronų būsena jam bus stabili).

Po neono seka 3 periodo elementas – natris. Natrio atome yra 3 elektronų sluoksniai, ant kurių išsidėstę 11 elektronų (7 pav.).

Ryžiai. 7. Natrio atomo sandaros schema

Natris yra 1 grupėje, jo valentingumas junginiuose yra I, kaip ir ličio. Taip yra dėl to, kad natrio ir ličio atomų išoriniame elektronų sluoksnyje yra 1 elektronas.

Elementų savybės periodiškai kartojasi, nes elementų atomai periodiškai pakartoja elektronų skaičių išoriniame elektronų sluoksnyje.

Likusių trečiojo periodo elementų atomų sandarą galima pavaizduoti pagal analogiją su 2 periodo elementų atomų sandara.

Elementų elektronų apvalkalų sandara 4 periodai

Ketvirtasis periodas apima 18 elementų, tarp kurių yra ir pagrindinio (A), ir antrinio (B) pogrupio elementų. Šoninių pogrupių elementų atomų struktūros ypatybė yra ta, kad jie nuosekliai užpildo išankstinius išorinius (vidinius), o ne išorinius elektroninius sluoksnius.

Ketvirtasis laikotarpis prasideda nuo kalio. Kalis yra šarminis metalas, kurio junginiuose yra I valentingumas. Tai visiškai sutampa su tokia jo atomo struktūra. Kaip 4-ojo periodo elementas, kalio atomas turi 4 elektronų sluoksnius. Paskutinis (ketvirtas) kalio elektronų sluoksnis turi 1 elektroną, viso elektronų kalio atome yra 19 (šio elemento eilės numeris) (8 pav.).

Ryžiai. 8. Kalio atomo sandaros schema

Po kalio eina kalcis. Kalcio atomas išoriniame elektronų sluoksnyje turės 2 elektronus, tokius kaip berilis ir magnis (jie taip pat yra II A pogrupio elementai).

Kitas elementas po kalcio yra skandis. Tai yra antrinio (B) pogrupio elementas. Visi antrinių pogrupių elementai yra metalai. Jų atomų sandaros ypatybė – paskutiniame elektronų sluoksnyje yra ne daugiau kaip 2 elektronai, t.y. nuosekliai užpildytas elektronais bus priešpaskutinis elektronų sluoksnis.

Taigi skandžio atveju galime įsivaizduoti tokį atomo struktūros modelį (9 pav.):

Ryžiai. 9. Skandio atomo sandaros schema

Toks elektronų pasiskirstymas galimas, nes didžiausias leistinas elektronų skaičius trečiajame sluoksnyje yra 18, t.y. aštuoni elektronai 3 sluoksnyje yra stabili, bet ne pilna sluoksnio būsena.

Dešimtyje 4-ojo periodo antrinių pogrupių elementų nuo skandžio iki cinko iš eilės užpildomas trečiasis elektronų sluoksnis.

Cinko atomo sandaros schemą galima pavaizduoti taip: ant išorinio elektronų sluoksnio - du elektronai, ant priešišorinio sluoksnio - 18 (10 pav.).

Ryžiai. 10. Cinko atomo sandaros schema

Elementai, einantys po cinko, priklauso pagrindinio pogrupio elementams: galis, germanis ir kt. iki kriptono. Šių elementų atomuose iš eilės užpildomas 4-asis (t. y. išorinis) elektronų sluoksnis. Kryptono inertinių dujų atomo išoriniame apvalkale bus oktetas, ty stabili būsena.

Apibendrinant pamoką

Šioje pamokoje sužinojote, kaip yra išdėstytas atomo elektroninis apvalkalas ir kaip paaiškinti periodiškumo reiškinį. Susipažinome su atomų elektronų apvalkalų sandaros modeliais, kurių pagalba galima numatyti ir paaiškinti cheminių elementų ir jų junginių savybes.

Bibliografija

1. Oržekovskis P.A. Chemija: 8 klasė: bendrojo lavinimo vadovėlis. inst. / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013. (§44)
2. Rudzitis G.E. Chemija: neorganinė. chemija. Vargonai. chemija: vadovėlis. 9 ląstelėms. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmanas. - M .: Švietimas, UAB "Maskvos vadovėliai", 2009. (§ 37)
3. Khomčenko I.D. Chemijos užduočių ir pratimų rinkinys vidurinė mokykla. - M.: RIA "Naujoji banga": Leidykla Umerenkov, 2008. (p. 37-38)
4. Enciklopedija vaikams. 17 tomas. Chemija / skyrius. red. V.A. Volodinas, vadovaujantis. mokslinis red. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003. (p. 38-41)

1. Chem.msu.su().
2. Dic.academic.ru ().
3. Krugosvet.ru ().

Namų darbai

1. Su. 250 Nr.2-4 iš vadovėlio P.A. Oržekovskis „Chemija: 8 klasė“ / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013 m.
2. Užrašykite elektronų pasiskirstymą per sluoksnius argono ir kriptono atome. Paaiškinkite, kodėl šių elementų atomai labai sunkiai sąveikauja.

Atomai, kurie iš pradžių buvo laikomi nedalomais, yra sudėtingos sistemos.

Atomas susideda iš branduolio ir elektronų apvalkalo

Elektronų apvalkalas – elektronų rinkinys, judantis aplink branduolį

Atomų branduoliai yra teigiamai įkrauti, juos sudaro protonai (teigiamai įkrautos dalelės) p + ir neutronai (neturintys krūvio)

Atomas kaip visuma yra elektriškai neutralus, elektronų skaičius e– lygus protonų skaičiui p+, lygus elemento eilės skaičiui periodinėje lentelėje.

Paveikslėlyje parodytas planetinis atomo modelis, pagal kurį elektronai juda stacionariomis apskritimo orbitomis. Tai labai iliustratyvus, bet neatspindi esmės, nes iš tikrųjų mikrokosmoso dėsniai yra pavaldūs klasikinė mechanika, bet kvantinis, kuriame atsižvelgiama į elektrono bangines savybes.

Remiantis kvantine mechanika, elektronas atome nejuda tam tikromis trajektorijomis, bet gali būti bet koks tačiau branduolinės erdvės dalys tikimybė jo vieta skirtingose ​​šios erdvės dalyse nėra vienoda.

Erdvė aplink branduolį, kurioje tikimybė rasti elektroną yra pakankamai didelė, vadinama orbitale. (nepainioti su orbita!) arba elektronų debesis.

Tai yra, elektronas neturi „trajektorijos“ sąvokos, elektronai nejuda nei žiedinėmis orbitomis, nei jokiu kitu. Didžiausias kvantinės mechanikos sunkumas slypi tame, kad to neįmanoma įsivaizduoti, visi esame pripratę prie klasikinei mechanikai paklūstančio makrokosmoso reiškinių, kur bet kuri judanti dalelė turi savo trajektoriją.

Taigi, elektronas turi sudėtingą judėjimą, jis gali būti bet kurioje erdvėje šalia branduolio, bet su skirtingomis tikimybėmis. Dabar panagrinėkime tas erdvės dalis, kuriose tikimybė rasti elektroną yra pakankamai didelė – orbitales – jų formas ir orbitalių užpildymo elektronais seką.

Įsivaizduokite trimatę koordinačių sistemą, kurios centre yra atomo branduolys.

Pirmiausia užpildoma 1s orbitalė, ji yra arčiausiai branduolio ir yra rutulio formos.

Bet kurios orbitos žymėjimas susideda iš skaičiaus ir lotyniškos raidės. Skaičius rodo energijos lygį, o raidė – orbitos formą.

1s orbita turi mažiausią energiją, o elektronai šioje orbitoje turi mažiausią energiją.

Šioje orbitoje gali būti ne daugiau kaip du elektronai. Šioje orbitoje yra vandenilio ir helio atomų elektronai (pirmieji du elementai).

Elektroninė vandenilio konfigūracija: 1s 1

Elektroninė helio konfigūracija: 1s 2

Viršutinis indeksas rodo elektronų skaičių toje orbitoje.

Kitas elementas yra litis, jame yra 3 elektronai, iš kurių du yra 1s orbitose, bet kur yra trečiasis elektronas?

Jis užima kitą energingiausią orbitą – 2s orbitalę. Jis taip pat yra rutulio formos, bet didesnio spindulio (1s orbitalė yra 2s orbitalės viduje).

Šios orbitalės elektronai turi daugiau energijos, palyginti su 1s orbita, nes jie yra toliau nuo branduolio. Šioje orbitoje taip pat gali būti daugiausiai 2 elektronai.
Elektroninė ličio konfigūracija: 1s 2 2s 1
Elektroninė berilio konfigūracija: 1s 2 2s 2

Kitas elementas – boras – jau turi 5 elektronus, o penktasis elektronas užpildys orbitą, kuri turi dar daugiau energijos – 2p orbitalę. P-orbitalės turi hantelio arba aštuonių figūrų formą ir yra išilgai koordinačių ašių, statmenų viena kitai.

Kiekviena p-orbitalė gali talpinti ne daugiau kaip du elektronus, taigi trijose p-orbitalėse telpa ne daugiau kaip šeši. Kitų šešių elementų valentiniai elektronai užpildo p-orbitales, todėl jie vadinami p-elementais.

Boro atomo elektroninė konfigūracija: 1s 2 2s 2 2p 1
Anglies atomo elektroninė konfigūracija: 1s 2 2s 2 2p 2
Azoto atomo elektroninė konfigūracija: 1s 2 2s 2 2p 3
Elektroninė deguonies atomo konfigūracija: 1s 2 2s 2 2p 4
Fluoro atomo elektroninė konfigūracija: 1s 2 2s 2 2p 5
Elektroninė neono atomo konfigūracija: 1s 2 2s 2 2p 6

Grafiškai šių atomų elektroninės formulės parodytos žemiau:

Kvadratas yra orbita arba kvantinė ląstelė, elektronas žymimas rodykle, rodyklės kryptis yra ypatinga elektrono judėjimo charakteristika – sukinys (gali būti supaprastinta kaip elektrono sukimasis aplink savo ašį pagal laikrodžio rodyklę ir prieš laikrodžio rodyklę ). Turite žinoti, kad toje pačioje orbitoje negali būti dviejų vienodų sukinių elektronų (viename kvadrate negalima nubrėžti dviejų rodyklių ta pačia kryptimi!). Štai kas yra W. Pauli išskyrimo principas: „Atome negali būti net dviejų elektronų, kuriuose visi keturi kvantiniai skaičiai būtų vienodi“

Yra dar viena taisyklė Gundo taisyklė), išilgai kurių elektronai nusėda tos pačios energijos orbitalėse, pirmiausia po vieną, ir tik tada, kai kiekvienoje tokioje orbitoje jau yra vienas elektronas, prasideda šių orbitalių užpildymas antraisiais elektronais. Kai orbita yra apgyvendinta dviem elektronais, šie elektronai vadinami suporuotas.

Neono atomas turi užbaigtą aštuonių elektronų išorinį lygį (2 s-elektronai + 6 p-elektronai = 8 elektronai antrajame energijos lygyje), ši konfigūracija yra energetiškai palanki, o visi kiti atomai stengiasi jį įgyti. Štai kodėl 8 A grupės elementai – tauriosios dujos – yra tokie chemiškai inertiški.

Kitas elementas yra natris, eilės numeris 11, pirmasis trečiojo periodo elementas, jis turi dar vieną energijos lygį – trečią. Vienuoliktas elektronas užpildys kitą didžiausios energijos orbitalę -3s.

Natrio atomo elektroninė konfigūracija: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

Toliau užpildomos trečiojo periodo elementų orbitos, pirmiausia užpildomas 3s polygis su dviem elektronais, o po to 3p polygis šešiais elektronais (panašus į antrąjį periodą) į tauriųjų dujų argoną, kuris, kaip ir neonas, turi užbaigtą aštuonių elektronų išorinį lygį. Argono atomo elektroninė konfigūracija (18 elektronų): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

Ketvirtasis periodas prasideda elementu kalis (atominis skaičius 19), kurio paskutinis išorinis elektronas yra 4s orbitoje. 20-asis kalcio elektronas taip pat užpildo 4s orbitą.

Po kalcio seka 10 d elementų, pradedant skandžiu (atominis skaičius 21) ir baigiant cinku (atominis skaičius 30). Šių atomų elektronai užpildo 3d orbitales, kurių išvaizda parodyta paveikslėlyje žemiau.

Taigi apibendrinkime: