Malyugin 14. Ulkoiset ja sisäiset energiatasot. Energiatason loppuun saattaminen.

Muistetaanpa lyhyesti, mitä jo tiedämme atomien elektronikuoren rakenteesta:

ü atomin energiatasojen lukumäärä = sen jakson numero, jossa alkuaine sijaitsee;

ü kunkin energiatason maksimikapasiteetti lasketaan kaavalla 2n2

ü ulompi energiakuori ei saa sisältää enempää kuin 2 elektronia jakson 1 elementeillä, enempää kuin 8 elektronia muiden jaksojen elementeillä

Palataanpa vielä kerran energiatasojen täyttöjärjestelmän analyysiin pienten ajanjaksojen elementeissä:

Taulukko 1. Energiatasojen täyttö

pienten ajanjaksojen elementeille

Jakson numero	Energiatasojen lukumäärä = jaksonumero	Elementin symboli, sen järjestysnumero	Kaikki yhteensä elektroneja	Elektronien jakautuminen energiatasojen mukaan	Ryhmän numero
				H +1 )1	+1 H, 1e-
		He + 2 ) 2	+2 Ei, 2
				Li + 3 ) 2 ) 1	+ 3 Li, 2e-, 1e-
		Ole +4 ) 2 )2	+ 4 Olla, 2e-,2 e-
		B +5 ) 2 )3	+5 B, 2e-, 3e-
		C +6 ) 2 )4	+6 C, 2e-, 4e-
		N + 7 ) 2 ) 5	+ 7 N, 2e-,5 e-
		O + 8 ) 2 ) 6	+ 8 O, 2e-,6 e-
		F + 9 ) 2 ) 7	+ 9 F, 2e-,7 e-
		Ne + 10 ) 2 ) 8	+ 10 Ne, 2e-,8 e-
				Na + 11 ) 2 ) 8 )1	+1 1 Na, 2e-, 8e-, 1e-
		mg + 12 ) 2 ) 8 )2	+1 2 mg, 2e-, 8e-, 2 e-
		Al + 13 ) 2 ) 8 )3	+1 3 Al, 2e-, 8e-, 3 e-
		Si + 14 ) 2 ) 8 )4	+1 4 Si, 2e-, 8e-, 4 e-
		P + 15 ) 2 ) 8 )5	+1 5 P, 2e-, 8e-, 5 e-
		S + 16 ) 2 ) 8 )6	+1 5 P, 2e-, 8e-, 6 e-
		Cl + 17 ) 2 ) 8 )7	+1 7 Cl, 2e-, 8e-, 7 e-
18 Ar		Ar+ 18 ) 2 ) 8 )8	+1 8 Ar, 2e-, 8e-, 8 e-

Analysoi taulukko 1. Vertaa elektronien lukumäärää viimeisellä energiatasolla ja sen ryhmän lukumäärää, jossa alkuaine sijaitsee.

Oletko huomannut sen atomien ulkoenergiatason elektronien lukumäärä on sama kuin ryhmäluku, jossa elementti sijaitsee (poikkeus on helium)?

!!! Tämä sääntö on totta vain elementtejä varten suuri alaryhmiä.

Jokainen järjestelmän jakso päättyy inerttiin elementtiin(helium He, neon Ne, argon Ar). Näiden alkuaineiden ulkoinen energiataso sisältää suurimman mahdollisen määrän elektroneja: helium -2, loput alkuaineet - 8. Nämä ovat pääalaryhmän ryhmän VIII elementtejä. Inertin kaasun energiatason rakennetta vastaavaa energiatasoa kutsutaan valmiiksi. Tämä on eräänlainen energiatason voimaraja jaksollisen järjestelmän kunkin elementin osalta. Yksinkertaisten aineiden - inerttien kaasujen - molekyylit koostuvat yhdestä atomista ja niille on ominaista kemiallinen inertiteetti, eli ne eivät käytännössä joudu kemiallisiin reaktioihin.

Muilla PSCE:n elementeillä energiataso eroaa inertin elementin energiatasosta, sellaisia ​​tasoja kutsutaan ns. keskeneräinen. Näiden alkuaineiden atomeilla on taipumus täydentää ulkoista energiatasoaan luovuttamalla tai vastaanottamalla elektroneja.

Kysymyksiä itsehillintää varten

1. Mitä energiatasoa kutsutaan ulkoiseksi?

2. Mitä energiatasoa kutsutaan sisäiseksi?

3. Mitä energiatasoa kutsutaan täydelliseksi?

4. Minkä ryhmän ja alaryhmän elementeillä on suoritettu energiataso?

5. Mikä on elektronien lukumäärä pääalaryhmien elementtien ulkoenergiatasolla?

6. Miten yhden pääalaryhmän elementit ovat samankaltaisia ​​elektronisen tason rakenteessa?

7. Kuinka monta elektronia ulkotasolla sisältää a) ryhmän IIA alkuaineita;

b) IVA-ryhmä; c) Ryhmä VII A

Katso vastaus

1. Viimeinen

2. Kaikki paitsi viimeinen

3. Se, joka sisältää maksimimäärän elektroneja. Sekä ulompi taso, jos se sisältää 8 elektronia jaksolle I - 2 elektronia.

4. Ryhmän VIIIA alkuaineet (inertit alkuaineet)

5. Sen ryhmän numero, jossa elementti sijaitsee

6. Kaikki pääalaryhmien elementit ulkoisella energiatasolla sisältävät yhtä monta elektronia kuin ryhmänumero

7. a) ryhmän IIA alkuaineilla on 2 elektronia ulkotasolla; b) IVA-ryhmän alkuaineissa on 4 elektronia; c) ryhmän VII A alkuaineissa on 7 elektronia.

Tehtävät itsenäiseen ratkaisuun

1. Määritä alkuaine seuraavien kriteerien mukaan: a) siinä on 2 elektronitasoa, uloimmalla - 3 elektronia; b) siinä on 3 elektronista tasoa, ulkopuolella - 5 elektronia. Kirjoita muistiin elektronien jakautuminen näiden atomien energiatasoihin.

2. Millä kahdella atomilla on sama määrä täytettyjä energiatasoja?

Katso vastaus:

1. a) Perustetaan kemiallisen alkuaineen "koordinaatit": 2 elektronista tasoa - II jakso; 3 elektronia ulkotasolla - III A ryhmä. Tämä on 5B poranterä. Kaavio elektronien jakautumisesta energiatasojen mukaan: 2e-, 3e-

b) III jakso, VA-ryhmä, alkuaine fosfori 15Р. Kaavio elektronien jakautumisesta energiatasojen mukaan: 2e-, 8e-, 5e-

2. d) natrium ja kloori.

Selitys: a) natrium: +11 )2)8 )1 (täytetty 2) ←→ vety: +1)1

b) helium: +2 )2 (täytetty 1) ←→ vety: vety: +1)1

c) helium: +2 )2 (täytetty 1) ←→ neon: +10 )2)8 (täytetty 2)

*G) natrium: +11 )2)8 )1 (täytetty 2) ←→ kloori: +17 )2)8 )7 (täytetty 2)

4. Kymmenen. Elektronien lukumäärä = sarjanumero

5 c) arseeni ja fosfori. Samassa alaryhmässä sijaitsevilla atomeilla on sama määrä elektroneja.

Selitykset:

a) natrium ja magnesium (eri ryhmissä); b) kalsium ja sinkki (samassa ryhmässä, mutta eri alaryhmissä); * c) arseeni ja fosfori (yhdessä, pää-, alaryhmässä) d) happi ja fluori (eri ryhmissä).

7. d) ulkotason elektronien lukumäärä

8. b) energiatasojen lukumäärä

9. a) litium (sijaitsee kauden II ryhmässä IA)

10. c) pii (IVA-ryhmä, III-jakso)

11. b) boori (2 tasoa - IIajanjaksoa, 3 elektronia ulkotasolla - IIIARyhmä)

E.N.FRENKEL

Kemian opetusohjelma

Opas niille, jotka eivät osaa, mutta haluavat oppia ja ymmärtää kemiaa

Osa I. Yleisen kemian elementit
(ensimmäinen vaikeustaso)

Jatkoa. Katso alku nro 13, 18, 23/2007

Luku 3. Perustietoa atomin rakenteesta.
D.I. Mendelejevin jaksollinen laki

Muista mikä atomi on, mistä atomi koostuu, muuttuuko atomi kemiallisissa reaktioissa.

Atomi on sähköisesti neutraali hiukkanen, joka koostuu positiivisesti varautuneesta ytimestä ja negatiivisesti varautuneista elektroneista.

Kemiallisten prosessien aikana elektronien määrä voi muuttua, mutta ydinvaraus pysyy aina samana. Kun tiedetään elektronien jakautuminen atomissa (atomin rakenne), voidaan ennustaa monia tietyn atomin ominaisuuksia sekä yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden ominaisuuksia, joihin se kuuluu.

Atomin rakenne, ts. ytimen koostumus ja elektronien jakautuminen ytimen ympäri on helposti määritettävissä alkuaineen sijainnin perusteella jaksollisessa järjestelmässä.

D.I. Mendelejevin jaksollisessa järjestelmässä kemialliset alkuaineet on järjestetty tiettyyn järjestykseen. Tämä sekvenssi liittyy läheisesti näiden alkuaineiden atomien rakenteeseen. Jokainen kemiallinen elementti järjestelmässä on määritetty sarjanumero, lisäksi voit määrittää sille jaksonumeron, ryhmänumeron, alaryhmän tyypin.

Artikkelin "Megameh" verkkokaupan julkaisun sponsori. Kaupasta löydät turkistuotteita jokaiseen makuun - ketusta, nutriasta, kanista, minkistä, hopeakettusta, naalista valmistettuja takkeja, liivejä ja turkisia. Yritys tarjoaa myös eliittiturkistuotteiden hankintaa ja yksilöllisen räätälöinnin palveluita. Turkistuotteiden tukku- ja vähittäismyynti - budjettiluokasta ylellisyyteen, alennukset jopa 50%, 1 vuoden takuu, toimitus Ukrainaan, Venäjälle, IVY-maihin ja EU-maihin, nouto Krivoy Rogin esittelytilasta, tavarat Ukrainan johtavilta valmistajilta, Venäjä, Turkki ja Kiina. Voit tarkastella tuoteluetteloa, hintoja, yhteystietoja ja saada neuvoja verkkosivustolla, joka sijaitsee osoitteessa: "megameh.com".

Kun tiedetään kemiallisen alkuaineen tarkka "osoite" - ryhmä, alaryhmä ja jaksonumero, voidaan yksiselitteisesti määrittää sen atomin rakenne.

Kausi on vaakasuora rivi kemiallisia alkuaineita. Nykyaikaisessa jaksojärjestelmässä on seitsemän jaksoa. Kolme ensimmäistä jaksoa pieni, koska ne sisältävät 2 tai 8 elementtiä:

1. jakso - H, He - 2 elementtiä;

2. jakso - Li ... Ne - 8 elementtiä;

3. jakso - Na ... Ar - 8 elementtiä.

Muut ajanjaksot - suuri. Jokainen niistä sisältää 2-3 riviä elementtejä:

4. jakso (2 riviä) - K ... Kr - 18 elementtiä;

6. jakso (3 riviä) - Cs ... Rn - 32 elementtiä. Tämä ajanjakso sisältää useita lantanideja.

Ryhmä on pystysuora kemiallisten alkuaineiden rivi. Ryhmiä on yhteensä kahdeksan. Jokainen ryhmä koostuu kahdesta alaryhmästä: pääalaryhmä ja toissijainen alaryhmä. Esimerkiksi:

Pääalaryhmän muodostavat pienten jaksojen (esimerkiksi N, P) ja suurten jaksojen (esimerkiksi As, Sb, Bi) kemialliset alkuaineet.

Sivualaryhmän muodostavat vain pitkien ajanjaksojen kemialliset alkuaineet (esim. V, Nb,
Ta).

Visuaalisesti nämä alaryhmät on helppo erottaa. Pääalaryhmä on "korkea", se alkaa 1. tai 2. jaksosta. Toissijainen alaryhmä on "matala", alkaen 4. jaksosta.

Joten jokaisella jaksollisen järjestelmän kemiallisella elementillä on oma osoitteensa: jakso, ryhmä, alaryhmä, järjestysnumero.

Esimerkiksi vanadiini V on kemiallinen alkuaine 4. periodista, ryhmä V, toissijainen alaryhmä, sarjanumero 23.

Tehtävä 3.1. Määritä jakso, ryhmä ja alaryhmä kemiallisille alkuaineille, joiden sarjanumerot ovat 8, 26, 31, 35, 54.

Tehtävä 3.2. Ilmoita kemiallisen alkuaineen sarjanumero ja nimi, jos tiedetään, että se sijaitsee:

a) neljännellä jaksolla ryhmä VI, toissijainen alaryhmä;

b) 5. jaksossa ryhmä IV, pääalaryhmä.

Miten tieto elementin sijainnista jaksollisessa järjestelmässä voidaan yhdistää sen atomin rakenteeseen?

Atomi koostuu ytimestä (positiivisesti varautunut) ja elektroneista (negatiivisesti varautuneista). Yleensä atomi on sähköisesti neutraali.

Positiivista atomin ytimen varaus yhtä suuri kuin kemiallisen alkuaineen atominumero.

Atomin ydin on monimutkainen hiukkanen. Lähes kaikki atomin massa on keskittynyt ytimeen. Koska kemiallinen alkuaine on kokoelma atomeja, joilla on sama ydinvaraus, seuraavat koordinaatit on merkitty elementin symbolin lähelle:

Näiden tietojen perusteella voidaan määrittää ytimen koostumus. Ydin koostuu protoneista ja neutroneista.

Protoni p sen massa on 1 (1,0073 amu) ja varaus on +1. Neutron n sillä ei ole varausta (neutraali), ja sen massa on suunnilleen yhtä suuri kuin protonin massa (1,0087 amu).

Ydinvarauksen määräävät protonit. Ja protonien lukumäärä on(koon mukaan) atomin ytimen varaus, eli sarjanumero.

Neutronien lukumäärä N määräytyy suureiden välisen eron perusteella: "ytimen massa" MUTTA ja "sarjanumero" Z. Joten alumiiniatomille:

N = MUTTA – Z = 27 –13 = 14n,

Tehtävä 3.3. Määritä atomiytimien koostumus, jos kemiallinen alkuaine on:

a) 3. jakso, ryhmä VII, pääalaryhmä;

b) 4. jakso, ryhmä IV, toissijainen alaryhmä;

c) 5. jakso, ryhmä I, pääalaryhmä.

Huomio! Atomin ytimen massalukua määritettäessä on tarpeen pyöristää jaksollisessa järjestelmässä ilmoitettu atomimassa. Tämä tapahtuu, koska protonin ja neutronin massat ovat käytännössä kokonaislukuja ja elektronien massa voidaan jättää huomiotta.

Määritetään, mitkä alla olevista ytimistä kuuluvat samaan kemialliseen alkuaineeseen:

A (20 R + 20n),

B (19 R + 20n),

VUONNA 20 R + 19n).

Saman kemiallisen alkuaineen atomeilla on ytimet A ja B, koska ne sisältävät saman määrän protoneja, eli näiden ytimien varaukset ovat samat. Tutkimukset osoittavat, että atomin massa ei merkittävästi vaikuta sen kemiallisiin ominaisuuksiin.

Isotooppeja kutsutaan saman kemiallisen alkuaineen atomeiksi (sama määrä protoneja), jotka eroavat massaltaan (eri määrä neutroneja).

Isotoopit ja niiden kemialliset yhdisteet eroavat toisistaan ​​fysikaalisten ominaisuuksiensa suhteen, mutta saman alkuaineen isotooppien kemialliset ominaisuudet ovat samat. Siten hiili-14:n (14 C) isotoopeilla on samat kemialliset ominaisuudet kuin hiili-12:lla (12 C), jotka pääsevät minkä tahansa elävän organismin kudoksiin. Ero ilmenee vain radioaktiivisuudessa (isotooppi 14 C). Siksi isotooppeja käytetään erilaisten sairauksien diagnosointiin ja hoitoon, tieteelliseen tutkimukseen.

Palataan vielä atomin rakenteen kuvaukseen. Kuten tiedät, atomin ydin ei muutu kemiallisissa prosesseissa. Mikä muuttuu? Muuttuja on elektronien kokonaismäärä atomissa ja elektronien jakautuminen. Kenraali elektronien lukumäärä neutraalissa atomissa se on helppo määrittää - se on sama kuin sarjanumero, ts. atomin ytimen varaus:

Elektronien negatiivinen varaus on -1, ja niiden massa on mitätön: 1/1840 protonin massasta.

Negatiivisesti varautuneet elektronit hylkivät toisiaan ja ovat eri etäisyyksillä ytimestä. Jossa suunnilleen yhtä suuren energiamäärän omaavat elektronit sijaitsevat suunnilleen yhtä etäisyydellä ytimestä ja muodostavat energiatason.

Atomin energiatasojen lukumäärä on yhtä suuri kuin sen ajanjakson lukumäärä, jossa kemiallinen alkuaine sijaitsee. Energiatasot on tavanomaisesti nimetty seuraavasti (esimerkiksi Al:lle):

Tehtävä 3.4. Määritä happi-, magnesium-, kalsium- ja lyijyatomien energiatasojen lukumäärä.

Jokainen energiataso voi sisältää rajoitetun määrän elektroneja:

Ensimmäisessä - enintään kaksi elektronia;

Toisessa - enintään kahdeksan elektronia;

Kolmannella - enintään kahdeksantoista elektronia.

Nämä luvut osoittavat, että esimerkiksi toisella energiatasolla voi olla 2, 5 tai 7 elektronia, mutta ei 9 tai 12 elektronia.

On tärkeää tietää, että riippumatta energiatason numerosta ulkoinen taso(viimeinen) ei voi olla enempää kuin kahdeksan elektronia. Ulompi kahdeksan elektronin energiataso on vakain ja sitä kutsutaan täydelliseksi. Tällaisia ​​energiatasoja löytyy kaikkein inaktiivisimmista elementeistä - jalokaasuista.

Kuinka määrittää elektronien lukumäärä jäljellä olevien atomien ulkotasolla? Tätä varten on yksinkertainen sääntö: ulkoisten elektronien lukumäärä vastaa:

Pääalaryhmien elementeille - ryhmän numero;

Toissijaisten alaryhmien elementtien osalta se ei voi olla enempää kuin kaksi.

Esimerkiksi (kuva 5):

Tehtävä 3.5. Määritä ulkoisten elektronien lukumäärä kemiallisille alkuaineille, joiden sarjanumerot ovat 15, 25, 30, 53.

Tehtävä 3.6. Etsi jaksollisesta taulukosta kemiallisia alkuaineita, joiden atomeissa on valmis ulkoinen taso.

On erittäin tärkeää määrittää oikein ulkoisten elektronien lukumäärä, koska Heihin liittyvät atomin tärkeimmät ominaisuudet. Joten kemiallisissa reaktioissa atomeilla on taipumus saada vakaa, valmis ulkoinen taso (8 e). Siksi atomit, joiden ulkotasolla on vähän elektroneja, mieluummin luovuttavat niitä.

Kemiallisia alkuaineita, joiden atomit voivat luovuttaa vain elektroneja, kutsutaan metallit. Ilmeisesti metalliatomin ulkotasolla pitäisi olla vähän elektroneja: 1, 2, 3.

Jos atomin ulkoisella energiatasolla on monia elektroneja, niin sellaisilla atomeilla on taipumus ottaa vastaan ​​elektroneja ennen ulkoisen energiatason valmistumista, eli jopa kahdeksan elektronia. Tällaisia ​​elementtejä kutsutaan ei-metallit.

Kysymys. Kuuluvatko toissijaisten alaryhmien kemialliset alkuaineet metalleihin vai ei-metalleihin? Miksi?

Vastaus: Jaksollisen järjestelmän pääalaryhmien metallit ja ei-metallit erotetaan toisistaan ​​viivalla, joka voidaan vetää boorista astatiiniin. Tämän rivin yläpuolella (ja linjalla) on ei-metalleja, alla - metalleja. Kaikki toissijaisten alaryhmien elementit ovat tämän rivin alapuolella.

Tehtävä 3.7. Selvitä, sisältävätkö metallit vai ei-metallit: fosfori, vanadiini, koboltti, seleeni, vismutti. Käytä elementin sijaintia kemiallisten alkuaineiden jaksollisessa taulukossa ja elektronien lukumäärää ulkotasolla.

Jotta elektronien jakautuminen jäljelle jääville tasoille ja alatasoille muodostetaan, tulisi käyttää seuraavaa algoritmia.

1. Määritä elektronien kokonaismäärä atomissa (sarjanumeron mukaan).

2. Määritä energiatasojen lukumäärä (jaksonumeron mukaan).

3. Määritä ulkoisten elektronien lukumäärä (alaryhmän tyypin ja ryhmänumeron mukaan).

4. Ilmoita elektronien lukumäärä kaikilla tasoilla paitsi toiseksi viimeistä.

Esimerkiksi mangaaniatomin kohtien 1–4 mukaisesti määritetään:

Yhteensä 25 e; jaettu (2 + 8 + 2) = 12 e; joten kolmannella tasolla on: 25 - 12 = 13 e.

Elektronien jakautuminen mangaaniatomissa saatiin:

Tehtävä 3.8. Selvitä algoritmi laatimalla atomirakennekaaviot elementeille nro 16, 26, 33, 37. Ilmoita, ovatko ne metalleja vai ei-metalleja. Selitä vastaus.

Kun laadimme yllä olevia atomin rakennekaavioita, emme ottaneet huomioon, että atomin elektronit eivät miehitä vain tasoja, vaan myös tiettyjä alatasot jokaisella tasolla. Alatasojen tyypit on merkitty latinalaisilla kirjaimilla: s, p, d.

Mahdollisten alatasojen määrä on yhtä suuri kuin tason numero. Ensimmäinen taso koostuu yhdestä
s-alitaso. Toinen taso koostuu kahdesta alatasosta - s ja R. Kolmas taso - kolmelta alatasolta - s, p ja d.

Jokainen alataso voi sisältää tiukasti rajoitetun määrän elektroneja:

s-alatasolla - enintään 2e;

p-alatasolla - enintään 6e;

d-alatasolla - enintään 10e.

Yhden tason alatasot täytetään tiukasti määritellyssä järjestyksessä: spd.

Tällä tavalla, R- Alataso ei voi alkaa täyttyä, jos se ei ole täynnä s- tietyn energiatason alataso jne. Tämän säännön perusteella on helppo muodostaa mangaaniatomin elektroninen konfiguraatio:

Yleisesti atomin elektroninen konfiguraatio mangaani on kirjoitettu näin:

25 Mn 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 .

Tehtävä 3.9. Tee atomien elektroniset konfiguraatiot kemiallisille elementeille nro 16, 26, 33, 37.

Miksi atomeista on tehtävä elektronisia konfiguraatioita? Näiden kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksien määrittäminen. On muistettava, että vain valenssielektronit.

Valenssielektronit ovat uloimmalla energiatasolla ja epätäydellisiä
esiulomman tason d-alitaso.

Määritetään mangaanin valenssielektronien lukumäärä:

tai lyhennettynä: Mn ... 3 d 5 4s 2 .

Mitä voidaan määrittää atomin elektronisen konfiguraation kaavalla?

1. Mikä elementti se on - metalli vai ei-metallinen?

Mangaani on metalli, koska ulompi (neljäs) taso sisältää kaksi elektronia.

2. Mikä prosessi on tyypillinen metallille?

Mangaaniatomit luovuttavat aina elektroneja reaktioissa.

3. Mitkä elektronit ja kuinka monta muodostavat mangaaniatomin?

Mangaaniatomi luovuttaa reaktioissa kaksi ulompaa elektronia (ne ovat kauimpana ytimestä ja ovat heikommin sen puoleisessa puoleessa) sekä viisi esiulkoista elektronia. d-elektroneja. Valenssielektroneja on yhteensä seitsemän (2 + 5). Tässä tapauksessa kahdeksan elektronia jää atomin kolmannelle tasolle, ts. muodostuu täydellinen ulkotaso.

Kaikki nämä perustelut ja johtopäätökset voidaan esittää käyttämällä kaaviota (kuva 6):

Tuloksena olevia atomin ehdollisia varauksia kutsutaan hapetustilat.

Atomin rakenteen huomioon ottaen voidaan samalla tavalla osoittaa, että hapen tyypilliset hapetustilat ovat -2 ja vedyllä +1.

Kysymys. Minkä kemiallisten alkuaineiden kanssa mangaani voi muodostaa yhdisteitä, jos otamme huomioon sen edellä saadut hapettumisasteet?

Vastaus: Vain hapella, tk. sen atomin hapetustilassa on päinvastainen varaus. Vastaavien mangaanioksidien kaavat (tässä hapetustilat vastaavat näiden kemiallisten alkuaineiden valensseja):

Mangaaniatomin rakenne viittaa siihen, että mangaanilla ei voi olla korkeampaa hapetusastetta, koska tässä tapauksessa olisi koskettava vakaata, nyt valmistunutta, esiulkotasoa. Siksi hapetusaste +7 on korkein ja vastaava Mn 2 O 7 -oksidi on korkein mangaanioksidi.

Kaikkien näiden käsitteiden vahvistamiseksi harkitse telluuriatomin rakennetta ja joitain sen ominaisuuksia:

Epämetallina Te-atomi voi ottaa vastaan ​​2 elektronia ennen ulkotason valmistumista ja luovuttaa "ylimääräistä" 6 elektronia:

Tehtävä 3.10. Piirrä Na, Rb, Cl, I, Si, Sn atomien elektroniset konfiguraatiot. Määritä näiden kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet, niiden yksinkertaisimpien yhdisteiden kaavat (hapen ja vedyn kanssa).

Käytännön johtopäätökset

1. Vain valenssielektronit osallistuvat kemiallisiin reaktioihin, jotka voivat olla vain kahdella viimeisellä tasolla.

2. Metalliatomit voivat luovuttaa vain valenssielektroneja (kaikki tai muutama), ottamalla positiiviset hapetustilat.

3. Ei-metalliatomit voivat vastaanottaa elektroneja (puuttuu jopa kahdeksan), samalla kun ne saavat negatiivisia hapetustiloja, ja luovuttaa valenssielektroneja (kaikki tai muutama), samalla kun ne saavat positiivisia hapetustiloja.

Verrataan nyt yhden alaryhmän kemiallisten alkuaineiden, esimerkiksi natriumin ja rubidiumin, ominaisuuksia:
Na...3 s 1 ja Rb...5 s 1 .

Mikä on yhteistä näiden alkuaineiden atomien rakenteessa? Jokaisen atomin ulkotasolla yksi elektroni on aktiivisia metalleja. metallitoimintaa liittyy kykyyn luovuttaa elektroneja: mitä helpommin atomi luovuttaa elektroneja, sitä selvempiä on sen metalliset ominaisuudet.

Mikä pitää elektroneja atomissa? vetovoima ytimeen. Mitä lähempänä elektronit ovat ydintä, sitä voimakkaammin atomin ydin vetää puoleensa niitä, sitä vaikeampaa on "repäistä ne irti".

Tämän perusteella vastaamme kysymykseen: mikä alkuaine - Na vai Rb - luovuttaa helpommin ulkoisen elektronin? Mikä elementti on aktiivisempi metalli? Ilmeisesti rubidium, koska sen valenssielektronit ovat kauempana ytimestä (ja ytimen pidättelee niitä vähemmän vahvasti).

Johtopäätös. Pääalaryhmissä, ylhäältä alas, metalliset ominaisuudet paranevat, koska atomin säde kasvaa ja valenssielektronit vetäytyvät heikommin ytimeen.

Verrataan ryhmän VIIa kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksia: Cl …3 s 2 3p 5 ja minä...5 s 2 5p 5 .

Molemmat kemialliset alkuaineet ovat ei-metalleja, koska. yksi elektroni puuttuu ennen ulkotason valmistumista. Nämä atomit houkuttelevat aktiivisesti puuttuvaa elektronia. Lisäksi mitä voimakkaammin puuttuva elektroni vetää puoleensa ei-metallista atomia, sitä vahvemmin sen ei-metalliset ominaisuudet (kyky vastaanottaa elektroneja) ilmenevät.

Mikä aiheuttaa elektronin vetovoiman? Johtuen atomin ytimen positiivisesta varauksesta. Lisäksi mitä lähempänä elektroni on ydintä, sitä voimakkaampi on niiden keskinäinen vetovoima, sitä aktiivisempi on epämetalli.

Kysymys. Kummalla alkuaineella on selvempiä ei-metallisia ominaisuuksia: kloorilla vai jodilla?

Vastaus: Ilmeisesti klooria, koska. sen valenssielektronit ovat lähempänä ydintä.

Johtopäätös. Ei-metallien aktiivisuus alaryhmissä vähenee ylhäältä alas, koska atomin säde kasvaa ja ytimen on yhä vaikeampi houkutella puuttuvia elektroneja.

Verrataan piin ja tinan ominaisuuksia: Si …3 s 2 3p 2 ja Sn…5 s 2 5p 2 .

Molemmissa atomeissa on neljä elektronia ulkotasolla. Tästä huolimatta nämä jaksollisen taulukon elementit ovat booria ja astatiinia yhdistävän linjan vastakkaisilla puolilla. Siksi piin, jonka symboli on B-At-viivan yläpuolella, ei-metalliset ominaisuudet ovat selvempiä. Päinvastoin tinalla, jonka symboli on B–At-viivan alapuolella, on voimakkaammat metalliset ominaisuudet. Tämä johtuu siitä, että tinaatomissa neljä valenssielektronia poistetaan ytimestä. Siksi puuttuvien neljän elektronin kiinnittäminen on vaikeaa. Samaan aikaan elektronien paluu viidenneltä energiatasolta tapahtuu melko helposti. Piille molemmat prosessit ovat mahdollisia, jolloin ensimmäinen (elektronien hyväksyminen) on vallitseva.

Johtopäätökset luvusta 3. Mitä vähemmän ulkoisia elektroneja atomissa on ja mitä kauempana ne ovat ytimestä, sitä vahvemmin metalliset ominaisuudet ilmenevät.

Mitä enemmän atomissa on ulkoisia elektroneja ja mitä lähempänä ne ovat ydintä, sitä enemmän ei-metallisia ominaisuuksia ilmenee.

Tässä luvussa esitettyjen johtopäätösten perusteella "ominaisuus" voidaan koota mille tahansa jaksollisen järjestelmän kemialliselle elementille.

Omaisuuden kuvausalgoritmi
kemiallinen alkuaine asemansa perusteella
jaksollisessa järjestelmässä

1. Tee kaavio atomin rakenteesta, ts. määrittää ytimen koostumus ja elektronien jakautuminen energiatasojen ja alatasojen mukaan:

Määritä protonien, elektronien ja neutronien kokonaismäärä atomissa (sarjanumerolla ja suhteellisella atomimassalla);

Määritä energiatasojen lukumäärä (jaksonumeron mukaan);

Määritä ulkoisten elektronien lukumäärä (alaryhmän tyypin ja ryhmänumeron mukaan);

Ilmoita elektronien lukumäärä kaikilla energiatasoilla paitsi toiseksi viimeisellä;

2. Määritä valenssielektronien lukumäärä.

3. Määritä, mitkä ominaisuudet - metalli tai ei-metalli - ovat selvempiä tietyllä kemiallisella alkuaineella.

4. Määritä annettujen (vastaanotettujen) elektronien lukumäärä.

5. Määritä kemiallisen alkuaineen korkein ja alin hapetusaste.

6. Laadi näille hapetusasteille yksinkertaisimpien happi- ja vetyyhdisteiden kemialliset kaavat.

7. Määritä oksidin luonne ja kirjoita yhtälö sen reaktiolle veden kanssa.

8. Laadi kohdassa 6 mainituille aineille ominaisreaktioiden yhtälöt (katso luku 2).

Tehtävä 3.11. Tee kuvaukset rikin, seleenin, kalsiumin ja strontiumin atomeista ja näiden kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksista yllä olevan kaavion mukaisesti. Mitkä ovat niiden oksidien ja hydroksidien yleiset ominaisuudet?

Jos olet suorittanut harjoitukset 3.10 ja 3.11, on helppo nähdä, että ei vain yhden alaryhmän alkuaineiden atomeilla, vaan myös niiden yhdisteillä on yhteisiä ominaisuuksia ja samanlainen koostumus.

D.I. Mendelejevin jaksollinen laki:kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet sekä niiden muodostamien yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden ominaisuudet ovat jaksoittaisessa riippuvuudessa niiden atomien ytimien varauksesta.

Jaksottaisen lain fyysinen merkitys: kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet toistuvat ajoittain, koska valenssielektronien konfiguraatiot (ulomman ja toiseksi viimeisen tason elektronien jakautuminen) toistuvat ajoittain.

Joten saman alaryhmän kemiallisilla alkuaineilla on sama valenssielektronien jakautuminen ja siksi samanlaiset ominaisuudet.

Esimerkiksi viidennen ryhmän kemiallisissa alkuaineissa on viisi valenssielektronia. Samaan aikaan kemian atomeissa pääalaryhmien elementtejä- kaikki valenssielektronit ovat ulkotasolla: ... ns 2 np 3, missä n– kauden numero.

Atomissa toissijaisten alaryhmien elementit vain 1 tai 2 elektronia on ulkotasolla, loput ovat sisällä d- esiulkoisen tason alataso: ... ( n – 1)d 3 ns 2, missä n– kauden numero.

Tehtävä 3.12. Tee lyhyet elektroniset kaavat kemiallisten alkuaineiden nro 35 ja 42 atomeille ja muodosta sitten elektronien jakautuminen näissä atomeissa algoritmin mukaan. Varmista, että ennustuksesi toteutuu.

Harjoitukset luvulle 3

1. Muotoile käsitteiden "jakso", "ryhmä", "alaryhmä" määritelmät. Mitä kemialliset alkuaineet muodostavat: a) ajan; b) ryhmä; c) alaryhmä?

2. Mitä isotoopit ovat? Mitkä ominaisuudet - fysikaaliset tai kemialliset - isotoopeilla on yhteisiä? Miksi?

3. Muotoile DIMendelejevin jaksollinen laki. Selitä sen fyysinen merkitys ja havainnollista esimerkeillä.

4. Mitkä ovat kemiallisten alkuaineiden metalliset ominaisuudet? Miten ne muuttuvat ryhmässä ja jaksossa? Miksi?

5. Mitkä ovat kemiallisten alkuaineiden ei-metalliset ominaisuudet? Miten ne muuttuvat ryhmässä ja jaksossa? Miksi?

6. Tee lyhyet elektroniset kaavat kemiallisista alkuaineista nro 43, 51, 38. Vahvista oletuksesi kuvailemalla näiden alkuaineiden atomien rakenne yllä olevan algoritmin mukaisesti. Määritä näiden elementtien ominaisuudet.

7. Lyhyillä sähköisillä kaavoilla

a) ...4 s 2 4p 1;

b) …4 d 1 5s 2 ;

klo 3 d 5 4s 1

määrittää vastaavien kemiallisten alkuaineiden sijainnin D.I. Mendelejevin jaksollisessa järjestelmässä. Nimeä nämä kemialliset alkuaineet. Vahvista oletuksesi kuvauksella näiden kemiallisten alkuaineiden atomien rakenteesta algoritmin mukaisesti. Määritä näiden kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet.

Jatkuu

Jokainen D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän jakso päättyy inerttiin tai jalokaasuun.

Yleisin inertistä (jalo)kaasusta Maan ilmakehässä on argon, joka eristettiin puhtaassa muodossaan ennen muita analogeja. Mikä on syy heliumin, neonin, argonin, kryptonin, ksenonin ja radonin inertsyyteen?

Se tosiasia, että inerttien kaasujen atomeilla on kahdeksan elektronia uloimmilla, kaukaisimmilla tasoilla ytimestä (heliumilla on kaksi). Kahdeksan elektronia uloimmalla tasolla on D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän jokaisen elementin rajoittava määrä, paitsi vetyä ja heliumia. Tämä on eräänlainen energiatason vahvuuden ihanne, johon D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän kaikkien muiden elementtien atomit pyrkivät.

Atomit voivat saavuttaa tällaisen elektronien sijainnin kahdella tavalla: antamalla elektroneja ulkotasolta (tässä tapauksessa ulkoinen epätäydellinen taso katoaa ja toiseksi viimeinen, joka valmistui edellisellä jaksolla, tulee ulkoiseksi) tai vastaanottamalla elektroneja. jotka eivät riitä kahdeksalle arvokkaalle. Atomit, joissa on vähemmän elektroneja ulkotasolla, luovuttavat ne atomeille, joilla on enemmän elektroneja ulkotasolla. Ryhmän I pääalaryhmän (IA-ryhmä) alkuaineiden atomeille on helppo luovuttaa yksi elektroni, kun se on ainoa ulkotasolla. On vaikeampaa luovuttaa kaksi elektronia esimerkiksi ryhmän II pääalaryhmän (ryhmä IIA) alkuaineiden atomeille. On vielä vaikeampaa luovuttaa kolme ulompaa elektroniasi ryhmän III alkuaineiden atomeille (ryhmä IIIA).

Alkuaineiden-metallien atomeilla on taipumus palauttaa elektroneja ulkopuolelta. Ja mitä helpommin metallielementin atomit luopuvat ulkoisista elektroneistaan, sitä selvempiä ovat sen metalliset ominaisuudet. Siksi on selvää, että D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän tyypillisimmät metallit ovat ryhmän I pääalaryhmän (ryhmä IA) elementtejä. Ja päinvastoin, ei-metallisten elementtien atomeilla on taipumus hyväksyä puuttuva täydentääkseen ulkoisen energiatason. Sen perusteella, mitä on sanottu, voidaan tehdä seuraava johtopäätös. Ajan kuluessa, kun atomiytimen varaus kasvaa ja vastaavasti ulkoisten elektronien lukumäärä kasvaa, kemiallisten alkuaineiden metalliset ominaisuudet heikkenevät. Elementtien ei-metalliset ominaisuudet, joille on ominaista elektronien vastaanottamisen helppous ulkoiselle tasolle, paranevat tässä tapauksessa.

Tyypillisimpiä ei-metalleja ovat D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän VII pääalaryhmän (VIIA-ryhmä) elementit. Näiden alkuaineiden atomien ulkotasolla on seitsemän elektronia. Jopa kahdeksaan elektronia ulkotasolla, eli atomien vakaaseen tilaan asti, heiltä puuttuu yksi elektroni. Ne kiinnittyvät helposti ja osoittavat ei-metallisia ominaisuuksia.

Ja kuinka D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän IV-ryhmän pääalaryhmän (IVA-ryhmän) alkuaineiden atomit käyttäytyvät? Loppujen lopuksi heillä on neljä elektronia ulkotasolla, ja näyttää siltä, ​​​​että he eivät välitä siitä, antavatko vai vastaanottavatko ne neljä elektronia. Kävi ilmi, että atomien kykyyn antaa tai vastaanottaa elektroneja ei vaikuta pelkästään elektronien lukumäärä ulkotasolla, vaan myös atomin säde. Jakson sisällä alkuaineiden atomien energiatasojen lukumäärä ei muutu, se on sama, mutta säde pienenee, kun ytimen positiivinen varaus (protonien lukumäärä siinä) kasvaa. Tämän seurauksena elektronien vetovoima ytimeen kasvaa ja atomin säde pienenee, ikään kuin atomi puristuisi. Siksi on yhä vaikeampaa luovuttaa ulkoisia elektroneja ja päinvastoin on helpompi hyväksyä puuttuvat jopa kahdeksan elektronia.

Samassa alaryhmässä atomin säde kasvaa atomiytimen varauksen kasvaessa, koska ulkotason elektronien vakiomäärällä (se on yhtä suuri kuin ryhmänumero) energiatasojen lukumäärä kasvaa ( se on yhtä suuri kuin jaksonumero). Siksi atomin on helpompi luovuttaa ulkoisia elektroneja.

D. I. Mendelejevin jaksollisessa järjestelmässä kemiallisten alkuaineiden atomien ominaisuudet muuttuvat sarjanumeron kasvaessa seuraavasti.

Mikä on seurausta kemiallisten alkuaineiden atomien elektronien vastaanottamisesta tai vapauttamisesta?

Kuvittele, että kaksi atomia "tapaavat": ryhmän IA metalliatomi ja ryhmän VIIA ei-metallin atomi. Metalliatomilla on yksi elektroni uloimmalla energiatasolla, kun taas ei-metalliatomilta puuttuu vain yksi elektroni täydentämään ulkotasoaan.

Metalliatomi luovuttaa helposti ytimestä kaukaisimman ja siihen heikosti sitoutuneen elektroninsa ei-metalliatomille, joka antaa sille vapaan paikan sen ulkoisella energiatasolla.

Sitten metalliatomi, jolla ei ole yhtä negatiivista varausta, saa positiivisen varauksen, ja ei-metalliatomi muuttuu vastaanotetun elektronin ansiosta negatiivisesti varautuneeksi hiukkaseksi - ioniksi.

Molemmat atomit toteuttavat "vaalitun unelmansa" - ne vastaanottavat paljon toivotut kahdeksan elektronia ulkoisella energiatasolla. Mutta mitä tapahtuu seuraavaksi? Vastakkaisesti varautuneet ionit, täysin vastakkaisten varausten vetovoimalain mukaisesti, yhdistyvät välittömästi, eli niiden välille syntyy kemiallinen sidos.

Ionien välille muodostuvaa kemiallista sidosta kutsutaan ionisidokseksi.

Harkitse tämän kemiallisen sidoksen muodostumista käyttämällä esimerkkinä tunnettua natriumkloridiyhdistettä (pöytäsuolaa):

Atomien muuntumisprosessi ioneiksi on esitetty kaaviossa ja kuvassa:

Esimerkiksi ionisidos muodostuu myös kalsium- ja happiatomien vuorovaikutuksessa:

Tällainen atomien muuttuminen ioneiksi tapahtuu aina tyypillisten metallien ja tyypillisten epämetallien atomien vuorovaikutuksessa.

Lopuksi harkitaan päättelyn algoritmia (sekvenssiä) kirjoitettaessa kaaviota ionisidoksen muodostumiselle esimerkiksi kalsium- ja klooriatomien välillä.

1. Kalsium on D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän ryhmän II pääalaryhmän (HA-ryhmä) alkuaine, metalli. Sen atomin on helpompi luovuttaa kaksi ulompaa elektronia kuin hyväksyä puuttuvat kuusi:

2. Kloori on Mendelejevin taulukon ryhmän VII pääalaryhmän (VIIA-ryhmä) osa, ei-metalli. Sen atomin on helpompi hyväksyä yksi elektroni, joka siltä puuttuu ennen ulkoisen energiatason valmistumista, kuin luovuttaa seitsemän elektronia ulkotasolta:

3. Ensin löydetään pienin yhteinen kerrannainen muodostuneiden ionien varausten välillä, se on 2 (2 × 1). Sitten määritetään, kuinka monta kalsiumatomia on otettava, jotta ne luovuttavat kaksi elektronia (eli sinun on otettava 1 Ca-atomi) ja kuinka monta klooriatomia sinun on otettava, jotta ne voivat vastaanottaa kaksi elektronia (ts. ottaa 2 Cl-atomia).

4. Kaavamaisesti ionisidoksen muodostuminen kalsium- ja klooriatomien välille voidaan kirjoittaa seuraavasti:

Ioniyhdisteiden koostumuksen ilmaisemiseksi käytetään kaavayksiköitä - molekyylikaavojen analogeja.

Numeroita, jotka osoittavat atomien, molekyylien tai kaavayksiköiden lukumäärän, kutsutaan kertoimiksi, ja lukuja, jotka osoittavat atomien lukumäärän molekyylissä tai ionien lukumäärää kaavayksikössä, kutsutaan indekseiksi.

Kappaleen ensimmäisessä osassa teimme johtopäätöksen elementtien ominaisuuksien muutosten luonteesta ja syistä. Kappaleen toisessa osassa esittelemme avainsanat.

Avainsanat ja lauseet

1. Metallien ja ei-metallien atomit.
2. Ionit positiiviset ja negatiiviset.
3. Ioninen kemiallinen sidos.
4. Kertoimet ja indeksit.

Työskentele tietokoneen kanssa

1. Katso sähköinen hakemus. Tutustu oppitunnin materiaaliin ja suorita ehdotetut tehtävät.
2. Etsi Internetistä sähköpostiosoitteita, jotka voivat toimia lisälähteinä, jotka paljastavat kappaleen avainsanojen ja lauseiden sisällön. Tarjoa opettajalle apuasi uuden oppitunnin valmistelussa - tee raportti seuraavan kappaleen avainsanoista ja lauseista.

Kysymyksiä ja tehtäviä

1. Vertaa atomien rakennetta ja ominaisuuksia: a) hiili ja pii; b) pii ja fosfori.
2. Harkitse kaavioita ionisidoksen muodostamiseksi kemiallisten alkuaineiden atomien välille: a) kalium ja happi; b) litium ja kloori; c) magnesium ja fluori.
3. Nimeä D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän tyypillisin metalli ja tyypillisin epämetalli.
4. Selitä lisätietolähteiden avulla, miksi inerttejä kaasuja alettiin kutsua jalokaasuiksi.

MBOU "Novopavlovskin kaupungin kuntosali nro 1"

Kemia luokka 8

Aihe:

"Muutos elektronien lukumäärässä

ulkoisella energiatasolla

kemiallisten alkuaineiden atomit"

Opettaja: Tatyana Alekseevna Komarova

Novopavlovsk

Päivämäärä: ___________

Oppitunti– 9

Oppitunnin aihe: Muutos elektronien lukumäärässä ulkoisessa energiassa

kemiallisten alkuaineiden atomien taso.

Oppitunnin tavoitteet:

- muodostaa käsite elementtien metallisista ja ei-metallisista ominaisuuksista atomitasolla;

- osoittaa syitä alkuaineiden ominaisuuksien muuttamiseen jaksoissa ja ryhmissä niiden atomien rakenteen perusteella;

- antaa alustavia ideoita ionisidoksesta.

Laitteet: PSCE, pöytä "Ionic bond".

Tuntien aikana

Ajan järjestäminen.

Tiedon tarkistus

Kemiallisten alkuaineiden ominaisuudet taulukon mukaan (3 henkilöä)

Atomien rakenne (2 henkilöä)

Uuden materiaalin oppiminen

Harkitse seuraavia kysymyksiä:

1 . Minkä kemiallisten alkuaineiden atomien energiatasot ovat täyttyneet?

- nämä ovat inerttien kaasujen atomeja, jotka sijaitsevat 8. ryhmän pääalaryhmässä.

Valmiilla elektronisilla kerroksilla on lisääntynyt vastus ja vakaus.

atomeja Ryhmä VIII (He Ne Ar Kr Xe Rn) sisältävät 8e - ulkoisella tasolla, minkä vuoksi ne ovat inerttejä, ts. . kemiallisesti inaktiivinen, eivät ole vuorovaikutuksessa muiden aineiden kanssa, esim. niiden atomeilla on lisääntynyt vastus ja stabiilisuus. Eli kaikilla kemiallisilla alkuaineilla (joilla on erilainen elektroninen rakenne) on taipumus saada valmis ulkoinen energiataso ,8e - .

Esimerkki:

N a Mg F Cl

11 +12 +9 +17

2 8 1 2 8 2 2 7 2 8 7

1s 2 2s 2 p 6 3 s 1 1s 2 2s 2 p 6 3 s 2 1 s 2 2 s 2 p 5 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 p 5

Kuinka luulet näiden alkuaineiden atomien saavuttavan kahdeksan elektronia ulkotasolla?

Jos (oletetaan) sulkea viimeinen Na- ja Mg-taso käsin, saadaan täydelliset tasot. Siksi nämä elektronit on luovutettava pois ulkoisesta elektronisesta tasosta! Sitten, kun elektroneja luovutetaan, 8e - :n esiulkokerros muuttuu ulommaksi.

Ja alkuaineille F ja Cl, sinun pitäisi ottaa 1 puuttuva elektroni energiatasolle kuin antaa 7e -. Ja niin, on 2 tapaa saavuttaa täydellinen energiataso:

A) Rekyyli ("ylimääräiset") elektronit ulkokerroksesta.

B) Pääsy ulkoiselle tasolle ("puuttuu") elektroneja.

2. Metallillisuuden ja ei-metallisuuden käsite atomitasolla:

Metallit ovat alkuaineita, joiden atomit luovuttavat ulkoiset elektroninsa.

Epämetallit - Nämä ovat elementtejä, joiden atomit hyväksyvät elektroneja ulkoiselle energiatasolle.

Mitä helpommin Me-atomi luovuttaa elektroninsa, sitä voimakkaampi se on metalliset ominaisuudet.

Mitä helpommin HeMe-atomi hyväksyy puuttuvat elektronit ulkokerrokseen, sitä selvempiä se on ei-metalliset ominaisuudet.

3. Muutokset atomien Me- ja NeMe-ominaisuuksissa ch.e. jaksoissa ja ryhmissä PSCE:ssä.

Ajanjaksoina:

Esimerkki: Na (1e -) Mg (2e -) - kirjoita ylös atomin rakenne.

- Mitä mieltä olette, kummalla elementillä on selvempiä metallisia ominaisuuksia, Na vai Mg? Mikä on helpompaa antaa ykkös - tai toinen -? (Tietenkin 1e -, siksi Na:lla on selvempiä metallisia ominaisuuksia).

Esimerkki: Al (3e -) Si (4e -) jne.

Jakson aikana elektronien määrä ulkotasolla kasvaa vasemmalta oikealle.

(kirkkaammat metalliset ominaisuudet ilmaistaan ​​Al:na).

Tietenkin kyky luovuttaa elektroneja ajanjakson aikana vähenee, ts. metalliset ominaisuudet heikkenevät.

Näin ollen vahvimmat Minä sijaitsevat jaksojen alussa.

- Ja miten kyky kiinnittää elektroneja muuttuu? (lisääntyy)

Esimerkki:

SiCl

14 r +17 r

2 8 4 2 8 7

On helpompi hyväksyä 1 puuttuva elektroni (Cl:stä) kuin 4e Si:stä.

Johtopäätös:

Epämetalliset ominaisuudet lisääntyvät jakson aikana vasemmalta oikealle ja metalliset ominaisuudet heikkenevät.

Toinen syy ei-Me-ominaisuuksien vahvistumiseen on atomin säteen pieneneminen samalla tasolla.

Koska 1. jaksossa atomien energiatasojen määrä ei muutu, mutta ulkoisten elektronien määrä e - ja protonien määrä p - kasvavat ytimessä. Tämän seurauksena elektronien vetovoima ytimeen kasvaa (Coulombin laki), ja atomin säde (r) pienenee, atomi ikään kuin supistuu.

Yleinen johtopäätös:

Yhden jakson sisällä, kun elementin atomiluku (N) kasvaa, elementtien metalliset ominaisuudet heikkenevät ja ei-metalliset ominaisuudet lisääntyvät, koska:

- Luku e kasvaa - ulkoisella tasolla se on yhtä suuri kuin ryhmän lukumäärä ja protonien lukumäärä ytimessä.

- Atomin säde pienenee

— Energiatasojen määrä on vakio.

4. Harkitse elementtien ominaisuuksien muutoksen vertikaalista riippuvuutta (pääalaryhmien sisällä) ryhmissä.

Esimerkki: VII ryhmän pääalaryhmä (halogeenit)

FCl

9 +17

2 7 2 8 7

1s 2 s 2 p 5 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 p 5

Luku e on sama näiden alkuaineiden ulkotasoilla, mutta energiatasojen lukumäärä on erilainen,

klo F -2e - ja Cl - 3e - /

Millä atomilla on suurempi säde? (- kloori, koska 3 energiatasoa).

Mitä lähempänä e:t sijaitsevat ydintä, sitä voimakkaammin se vetää puoleensa.

- Minkä alkuaineen atomi on helpompi kiinnittää e - kohtaan F tai Cl?

(F - on helpompi kiinnittää 1 puuttuva elektroni), koska sillä on pienempi säde, mikä tarkoittaa, että elektronin vetovoima ytimeen on suurempi kuin Cl:n vetovoima.

Coulombin laki

Kahden sähkövarauksen vuorovaikutuksen voimakkuus on kääntäen verrannollinen neliöön

niiden väliset etäisyydet, ts. Mitä suurempi atomien välinen etäisyys, sitä pienempi voima

kahden vastakkaisen varauksen (tässä tapauksessa elektronien ja protonien) vetovoima.

F on vahvempi kuin Cl ˃Br ˃J jne.

Johtopäätös:

Ryhmissä (pääalaryhmät) ei-metalliset ominaisuudet heikkenevät ja metalliset ominaisuudet lisääntyvät, koska:

yksi). Elektronien lukumäärä atomien ulkotasolla on sama (ja on yhtä suuri kuin ryhmänumero).

2). Atomien energiatasojen määrä kasvaa.

3). Atomin säde kasvaa.

Suullisesti, PSCE-taulukon mukaan, harkitse I - pääalaryhmän ryhmää. Päättele, että vahvin metalli on Fr-fransium ja vahvin epämetalli on F-fluori.

Ionisidos.

Mieti, mitä tapahtuu alkuaineiden atomeille, jos ne saavuttavat oktetin (eli 8e -) ulkotasolla:

Kirjoitetaan elementtien kaavat:

Na 0 +11 2e - 8e - 1e - Mg 0 +12 2e - 8e - 2e - F 0 +9 2e - 7e - Cl 0 +17 2e - 8e - 7e -

Na x +11 2e - 8e - 0e - Mg x +12 2e - 8e - 0e - F x +9 2e - 8e - Cl x +17 2e - 8e - 8e -

Kaavojen ylärivi sisältää saman määrän protoneja ja elektroneja, koska nämä ovat neutraalien atomien kaavoja (on nollavaraus "0" - tämä on hapettumisaste).

Alimmalla rivillä on eri numero p + ja e -, ts. Nämä ovat kaavoja varautuneille hiukkasille.

Lasketaan näiden hiukkasten varaus.

Na +1 +11 2e - 8e - 0e - 2 + 8 \u003d 10, 11-10 \u003d 1, hapetusaste +1

F - +9 2e - 8e - 2 + 8 \u003d 10, 9-10 \u003d -1, hapetusaste -1

mg +2 +12 2e — 8e — 0e — 2+8=10, 12-10=-2, hapetusaste -2

Kiinnityksen - elektronien rekyylin seurauksena saadaan varautuneita hiukkasia, joita kutsutaan ioneiksi.

Minun atomit rekyylissä e - saavat "+" (positiivisen varauksen)

Hemiatomit, jotka hyväksyvät "vieraat" elektronit, varautuvat "-" (negatiivinen varaus)

Ionien välille muodostuvaa kemiallista sidosta kutsutaan ionisidokseksi.

Vahvan Minun ja vahvan ei-minän välillä syntyy ionisidos.

Esimerkkejä.

a) ionisidoksen muodostuminen. Na + Cl

N a Cl + -

11 + +17 +11 +17

2 8 1 2 8 7 2 8 2 8 8

1e-

Prosessi atomien muuntamiseksi ioneiksi:

1 e -

N a 0 + Cl 0 Na + + Cl - Na + Cl -

atomi atomi ioni ioni ioniyhdiste

2e -

b) Ca O 2+ 2-

Ca 0 + 2 C l 0 Ca 2+ Cl 2 -

2 e -

Tietojen, taitojen, kykyjen lujittaminen.

Atoms Me ja NeMe

ionit "+" ja "-"

Ioninen kemiallinen sidos

Kertoimet ja indeksit.

D/Z§ 9, #1, #2, s.58

Oppitunnin yhteenveto

Kirjallisuus:

1. Kemia luokka 8. yleissivistävän oppikirja

laitokset/O.S. Gabrielyan. Bustard 2009

2. Gabrielyan O.S. Opettajan käsikirja.

Kemia, luokka 8, Bustard, 2003

Kemian tunti 8. luokalla. "_____" _______________________ 20_____

Muutos elektronien lukumäärässä kemiallisten alkuaineiden atomien ulkoisella energiatasolla.

Kohde. Harkitse muutoksia kemiallisten alkuaineiden atomien ominaisuuksissa PSCE D.I:ssä. Mendelejev.

Koulutuksellinen. Selitä elementtien ominaisuuksien muutosmallit pienten jaksojen ja pääalaryhmien sisällä; määrittää metallisten ja ei-metallisten ominaisuuksien muutosten syyt jaksoittain ja ryhmissä.

Kehittyy. Kehittää kykyä verrata ja löytää ominaisuuksien muutosmalleja PSCE D.I:ssä. Mendelejev.

Koulutuksellinen. Edistä oppimiskulttuuria luokkahuoneessa.

Tuntien aikana.

1. Org. hetki.

2. Opiskelun materiaalin toisto.

Itsenäinen työ.

1 vaihtoehto.

		Vastausvaihtoehdot
	Alumiini

6-10. Määritä energiatasojen lukumäärä seuraavien alkuaineiden atomeissa.

		Vastausvaihtoehdot

	Elektroninen kaava	Vastausvaihtoehdot

Vaihtoehto 2.

1-5. Määritä neutronien lukumäärä atomin ytimessä.

		Vastausvaihtoehdot

6-10. Määritä elektronien lukumäärä ulkoisella energiatasolla.

		Vastausvaihtoehdot
	Alumiini

11-15. Ilmoitettu atomin elektroninen kaava vastaa alkuainetta.

		Vastausvaihtoehdot
	1s22s22p63s23p6 4s1

3. Uuden aiheen oppiminen.

Harjoittele. Jaa elektronit seuraavien alkuaineiden energiatasojen mukaan: Mg, S, Ar.

Valmiilla elektronisilla kerroksilla on lisääntynyt vastus ja vakaus. Atomilla, joiden ulkoisessa energiatasossa on 8 elektronia - inertit kaasut - on stabiilisuus.

Atomi on aina vakaa, jos sen ulkoinen energiataso on 8°.

Kuinka näiden alkuaineiden atomit voivat saavuttaa 8 elektronin ulkotason?

2 tapaa suorittaa:

lahjoittaa elektroneja

Hyväksy elektronit.

Metallit ovat elementtejä, jotka luovuttavat elektroneja; niiden ulkoisella energiatasolla on 1-3 ē.

Epämetallit ovat elementtejä, jotka vastaanottavat elektroneja, ja niillä on 4-7 ē ulkoisella energiatasolla.

Ominaisuuksien muuttaminen PSCE:ssä.

Yhden jakson sisällä, kun elementin järjestysluku kasvaa, metalliset ominaisuudet heikkenevät ja ei-metalliset ominaisuudet lisääntyvät.

1. Elektronien määrä ulkoisella energiatasolla kasvaa.

2. Atomin säde pienenee

3. Energiatasojen lukumäärä on vakio

Pääalaryhmissä ei-metalliset ominaisuudet heikkenevät ja metalliset ominaisuudet lisääntyvät.

1. Elektronien lukumäärä ulkoisella energiatasolla on vakio;

2. Energiatasojen lukumäärä kasvaa;

3. Atomin säde kasvaa.

Siten francium on vahvin metalli, fluori on vahvin ei-metalli.

4. Kiinnitys.

Harjoitukset.

1. Järjestä nämä kemialliset alkuaineet lisääntyvien metallisten ominaisuuksien järjestykseen:

A) Al, Na, Cl, Si, P

B) Mg, Ba, Ca, Be

C) N, Sb, Bi, As

D) Cs, Li, K, Na, Rb

2. Järjestä nämä kemialliset alkuaineet lisääntyvien ei-metallisten ominaisuuksien järjestykseen:

B) C, Sn, Ge, Si

C) Li, O, N, B, C

D) Br, F, I, Cl

3. Alleviivaa kemiallisten metallien symbolit:

A) Cl, Al, S, Na, P, Mg, Ar, Si

B) Sn, Si, Pb, Ge, C

Järjestä metallisten ominaisuuksien vähenemisen mukaan.

4. Alleviivaa ei-metallien kemiallisten alkuaineiden symbolit:

A) Li, F, N, Be, O, B, C

B) Bi, As, N, Sb, P

Järjestä ei-metallisten ominaisuuksien vähenevän järjestyksen mukaan.

Kotitehtävät. Sivu 61-63. Esim. 4 sivu 66