Основні відомості про будову атома

Розділи: Хімія

Цілі: узагальнити знання з курсів фізики та хімії про явища, що доводять складність будови атома; познайомити учнів із сучасними уявленнями про склад ядра атома, будову атома хімічного елемента; продовжити формувати вміння відображати розподіл електронів в атомі, записувати електронні та графічні формули.

Обладнання: таблиця хімічних елементів Д.І.Менделєєва, комп'ютер, проектор, презентація на тему уроку, картки для учнів.

Привітання учнів із початком навчального року. Ознайомлення із планом роботи на рік.

2. Розгляд матеріалу уроку.

Вчитель. Згадайте, що у перекладі з грецької означає слово “атом”? Воно означає - "неподільний". До кінця ХІХ століття це вважалося вірним. Але відкриття кінця XIX – початку XX ст. показали, що атом улаштований складно. Давайте згадайте, які це відкриття. Робота з підручником стор 4, схема 1.

Відколи стало ясно, що атом складається з дрібніших частинок, багато вчених намагалися пояснити будову атома, пропонували різні моделі його будови:

1.Дж. Томсон(1904 р.) -атом складається з позитивного заряду, рівномірно поширеного по всьому об'єму атома, і електронів, що коливаються всередині цього заряду. Ця модель не знайшла експериментального підтвердження. (Презентація, слайд 2)

2.Е.Резерфорд(1911) - планетарна, або ядерна, модель атома: (слайд 3)

- Усередині атома знаходиться позитивно заряджене ядро, що займає мізерну частину об'єму атома;

- Весь позитивний заряд і майже вся маса атома зосереджені в ядрі;

- електрони обертаються довкола ядра, вони нейтралізують заряд ядра.

Модель Резерфорда підтверджувалася дослідами з металевимипластинками, що опромінюються а-частинками.

Але класична механіка не могла пояснити, чому електрони не втрачають енергію з обертанням і не “падають” на ядро.

3.У 1913 р. Н. Бордоповнив планетарну модель постулатами: (слайд 4)

- електрони в атомі обертаються по строго певним замкнутим орбітам, не випромінюючи і не поглинаючи енергії;

- при переході електронів з однієї орбіти в іншу відбувається поглинання чи виділення енергії.

4.Сучасна квантова модельбудови атома: (слайд 5)

- електрон має подвійну (корпускулярно-хвильову) природу.

Подібно до частки, електрон має масу (9,1 x 10 -28 г) і заряд (1,6 x 10 -19 Кл).

Рухомий електрон має властивості хвилі (здатність до дифракції та інтерференції); довжина хвилі .

- Електрон в атомі не рухається певною траєкторією, а може перебувати в будь-якій частині навколоядерного простору. Імовірність знаходження електрона у різних частинах навколоядерного простору неоднакова.

Простір навколо ядра, де ймовірність знаходження електрона найбільша, називається орбіталлю.

Що таке ядро?

У 1932 р. було розроблено протонно-нейтронна теорія ядра.

Ядро складається з нуклонів - протонів та нейтронів (слайд 6).

Кількість протонів (Z) у ядрі дорівнює порядковому номеру елемента.

Кількість нейтронів (N) обчислюється за формулою N = A – Z де

А – масове число елемента.

Це становище було сформульовано після відкриття Е. Резерфордом у 1920 р. протона, Дж. Чедвіком у 1932 р. – нейтрона.

Наприклад: Mg № = 12; A = 24, Z = 12, N = 12.

Cu № = 29, A = 64, Z = 29, N = 35.

Завдання: Визначте кількість протонів та нейтронів в атомахнаступні елементи: натрій, залізо, свинець. Виконуємо фронтально.

Різні види атомів називаютьсянуклідами.Нукліди характеризуються масовим числом А і зарядом ядра Z. Нукліди з однаковими Z, але різними А називаютьізотопами(наприклад: 35 17Cl, 37 17Cl).

Отже,хімічний елемент- це вид атомів з однаковим позитивним зарядом ядра.

Будова атомного ядра і зміни, що з ним, - предмет ядерної фізики. Для хімії велике значення має будова електронної оболонки атома. Піделектронною оболонкоюрозуміють сукупність всіх електронів в атомі.

Електрон - е-. (Слайд 7).

Число електронів у атомі дорівнює числу протонів, тобто. порядковий номер елемента, т.к. атом електронейтральних частинок.

Наприклад, Р: № = 15, N е - = 15.

Електронна оболонка атома утворена електронними шарами чи енергетичними рівнями. Електрони, що займають один рівень, мають близькі значення енергії.

Число енергетичних рівнів в атомі дорівнює номеру періоду в таблиці Д. І. Менделєєва, а якому розташовується хімічний елемент.

1 період – 1 рівень,

2 період – 2 рівні,

3 період – 3 рівні тощо.

Енергетичні рівні можна позначати цифрами та літерами:

Кожен рівень містить різну кількість електронів, т.к. різний за розміром: (слайд 10)

1 рівень - 1-2 е -

2 рівень - 1 - 8 е -

3 рівень - 1 - 18 е -

4 рівень - 1 - 32 е -

Енергетичний рівень складається з підрівнів: (слайд 11)

1 рівень -> 1 підрівень (s)

2 рівень -> 2 підрівня (s, p)

3 рівень -> 3 підрівня (s, p, d)

4 рівень -> 4 підрівні (s, p, d, f) і т.д.

Енергетичні підрівніутворені електронними хмарами чи орбіталями, які бувають чотирьох типів (s, p, d, f). (Слайд 12)

s – орбіталь – форма сфери – одна на кожному підрівні,

p – орбіталь – форма об'ємної вісімки – три на підрівні,

d – орбіталь – форма листа конюшини – п'ять на підрівні.

Кожну орбіталь можуть займати 1-2 е.

Порядок заповнення електронами енергетичних рівнів та підрівнів здійснюється згідно з правилами: (слайд 13)

1. Принцип Паулі – в атомі може бути двох однакових електронів.

Чи не: № = 2, N е - = 2, 1s 2 ,

2. Правило Гунду – в межах підрівня електрони розташовуються таким чином, щоб сумарне магнітне спінове число було максимальним.

Р: № = 15, N е - = 15, 1s 2 2s 2 2p 6 3s 23p 3

а)

б)

в)

Яка схема вірна?

3. Принцип найменшої енергії, чи правило Клечковського – в атомі кожен електрон розташовується те щоб його енергія була мінімальної. (слайд 14)

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p

Будова кожного атома можна відобразити за допомогою електронної та електронно-графічної формули:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0 3d 0—>електронна формула

Електронно-графічна формула.

Електронно-графічна формула дозволяє визначити валентні можливості атома.

Залежно від цього, який орбіталі знаходиться останній електрон, хімічні елементи можна розділити на сімейства: s, p, d, f. Працюємо з підручником стор 8, схема 4.

3. Контроль рівня засвоєння матеріалу.

Завдання: Виконайте кожен самостійно запропонований тест (3 хв). Здійсніть самоконтроль. Оцініть рівень своїх знань. Відповіді на завдання тесту див. на слайді (слайд 15).

Тест на тему"Основні відомості про будову атома"

1. Відкрив катодні промені, довівши, що до складу атома входить невідома раніше частка - електрон:

1) Резерфорд 2) Бор 3) Томсон 4) Рентген

2. Запропонував планетарну модель атома:

1) Бор 2) Беккерель 3) Резерфорд 4) Кюрі

3. Атом складається з:

1) протонів та електронів 2) ядра та електронів

3) протонів та нейтронів 4) ядра та протонів

4. Ядро атома складається з:

1) протонів та нейтронів 2) протонів

3) протонів та електронів 4) нейтронів

5. Число протонів в атомі заліза 56 Fe:

1) 56 2) 30 3) 82 4) 26

6. Число електронів в атомі фтору 19 F:

1) 19 2) 10 3) 9 4) 28

7. Число нейтронів в атомі алюмінію 28 Al:

1) 14 2) 13 3) 27 4) 40

8. Заряд атома магнію, що містить 10 електронів:

1) + 12 2) + 3 3) + 2 4) + 1

9. Сферична форма електронної хмари відповідає:

1) f-електрону 2) d-електрону

3) р-електрону 4) s-електрону

10. Гантелеподібна форма електронної хмари відповідає:

1) s-електрону 2) р-електрону

3) d-електрону 4) f-електрону

11. Вкажіть правильне судження:

А) однією орбіталі може бути трохи більше 2 електронів;

Б) одному рівні може бути більше трьох d-орбіталей.

1) вірно тільки А 2) вірно тільки Б

3) вірні обидва судження 4) обидва судження невірні

12. Електронна конфігурація 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3р 6 3d 6 4s 2 відповідає атому:

1) заліза 2) марганцю

3) стронцію 4) кальцію

Відповіді до завдань тесту:

Домашнє завдання (слайд 16).

Запишіть електронні конфігурації атомів елементів № 9, 13, 26. До яких сімейств вони належать?

Література

Кузьменко Н.Є., Єрьомін В.В., Попков В.А. Почала хімію. Сучасний курс для вступників до ВНЗ. - М.: "Іспит", 2001 р. - 720 с.
Репетитор з хімії / за ред. А.С.Єгорова. - Вид. 25-е - Ростов н / Д: Фенікс, 2009. - 762 с.
Рябов М.А. Тести з хімії. 11 клас: до підручника О.С.Габрієляна “Хімія. 11 клас. Базовий рівень”/М.А.Рябов, Є.Ю.Невська. - М.: Видавництво "Іспит", 2010. - 126 с.