Malyugin 14. Panlabas at panloob na mga antas ng enerhiya. Pagkumpleto ng antas ng enerhiya.
Alalahanin natin sa madaling sabi kung ano ang alam na natin tungkol sa istraktura ng shell ng elektron ng mga atomo:
ü ang bilang ng mga antas ng enerhiya ng atom = ang bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elemento;
ü ang pinakamataas na kapasidad ng bawat antas ng enerhiya ay kinakalkula ng formula 2n2
ü ang panlabas na energy shell ay hindi maaaring maglaman ng higit sa 2 electron para sa mga elemento ng 1st period, higit sa 8 electron para sa mga elemento ng iba pang mga period
Muli tayong bumalik sa pagsusuri ng scheme para sa pagpuno ng mga antas ng enerhiya ng mga elemento ng maliliit na panahon:
Talahanayan 1. Pagpuno ng mga antas ng enerhiya
para sa mga elemento ng maliliit na panahon
Numero ng panahon | Bilang ng mga antas ng enerhiya = numero ng panahon | Simbolo ng elemento, ang ordinal na numero nito | Kabuuan mga electron | Pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya | Numero ng pangkat |
|
|
H +1 )1 | +1 H, 1e- | |||||
|
He + 2 ) 2 | +2 Hindi, ika-2 | |||||
|
Li + 3 ) 2 ) 1 | + 3 Li, 2e-, 1e- | |||||
|
Maging +4 ) 2 )2 | + 4 Maging, 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- | |||||
|
Sinabi ni Al + 13 ) 2 ) 8 )3 | +1 3 Sinabi ni 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- |
Pag-aralan ang talahanayan 1. Ihambing ang bilang ng mga electron sa huling antas ng enerhiya at ang bilang ng pangkat kung saan matatagpuan ang elementong kemikal.
Napansin mo ba yun ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng mga atom ay kapareho ng bilang ng pangkat, kung saan matatagpuan ang elemento (ang exception ay helium)?
!!! Ang panuntunang ito ay totoo lamang para sa mga elemento major mga subgroup.
Ang bawat panahon ng sistema nagtatapos sa isang hindi gumagalaw na elemento(helium He, neon Ne, argon Ar). Ang antas ng panlabas na enerhiya ng mga elementong ito ay naglalaman ng pinakamataas na posibleng bilang ng mga electron: helium -2, ang natitirang mga elemento - 8. Ito ang mga elemento ng pangkat VIII ng pangunahing subgroup. Ang antas ng enerhiya na katulad ng istraktura ng antas ng enerhiya ng isang inert gas ay tinatawag nakumpleto. Ito ay isang uri ng limitasyon ng lakas ng antas ng enerhiya para sa bawat elemento ng Periodic system. Ang mga molekula ng mga simpleng sangkap - mga inert na gas, ay binubuo ng isang atom at nakikilala sa pamamagitan ng chemical inertness, ibig sabihin, halos hindi sila pumapasok sa mga reaksiyong kemikal.
Para sa natitirang mga elemento ng PSCE, ang antas ng enerhiya ay naiiba sa antas ng enerhiya ng hindi gumagalaw na elemento, ang mga naturang antas ay tinatawag hindi natapos. Ang mga atomo ng mga elementong ito ay may posibilidad na makumpleto ang kanilang panlabas na antas ng enerhiya sa pamamagitan ng pagbibigay o pagtanggap ng mga electron.
Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili
1. Anong antas ng enerhiya ang tinatawag na panlabas?
2. Anong antas ng enerhiya ang tinatawag na panloob?
3. Anong antas ng enerhiya ang tinatawag na kumpleto?
4. Mga elemento ng aling pangkat at subgroup ang may kumpletong antas ng enerhiya?
5. Ano ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng mga elemento ng pangunahing subgroup?
6. Paano nagkakatulad ang mga elemento ng isang pangunahing subgroup sa istruktura ng antas ng elektroniko
7. Gaano karaming mga electron sa panlabas na antas ang naglalaman ng mga elemento ng a) pangkat IIA;
b) pangkat ng IVA; c) Pangkat VII A
Tingnan ang sagot
1. Huli
2. Anuman maliban sa huli
3. Ang isa na naglalaman ng pinakamataas na bilang ng mga electron. Pati na rin ang panlabas na antas, kung naglalaman ito ng 8 electron para sa panahon I - 2 electron.
4. Mga elemento ng pangkat VIIIA (inert elements)
5. Ang bilang ng pangkat kung saan matatagpuan ang elemento
6. Ang lahat ng elemento ng pangunahing mga subgroup sa panlabas na antas ng enerhiya ay naglalaman ng kasing dami ng mga electron bilang numero ng pangkat
7. a) ang mga elemento ng pangkat IIA ay may 2 electron sa panlabas na antas; b) ang mga elemento ng pangkat IVA ay may 4 na electron; c) ang mga elemento ng pangkat VII A ay may 7 electron.
Mga gawain para sa malayang solusyon
1. Tukuyin ang elemento ayon sa sumusunod na pamantayan: a) mayroon itong 2 electronic level, sa panlabas - 3 electron; b) ay may 3 electronic na antas, sa panlabas - 5 electron. Isulat ang pamamahagi ng mga electron sa mga antas ng enerhiya ng mga atom na ito.
2. Anong dalawang atom ang may parehong bilang ng napunong antas ng enerhiya?
Tingnan ang sagot:
1. a) Itatag natin ang "coordinate" ng elemento ng kemikal: 2 electronic level - II period; 3 electron sa panlabas na antas - III Isang pangkat. Ito ay isang 5B bur. Scheme ng pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya: 2e-, 3e-
b) III panahon, pangkat ng VA, elementong phosphorus 15Р. Scheme ng pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya: 2e-, 8e-, 5e-
2. d) sodium at chlorine.
Paliwanag: a) sodium: +11 )2)8 )1 (napuno 2) ←→ hydrogen: +1)1
b) helium: +2 )2 (filled 1) ←→ hydrogen: hydrogen: +1)1
c) helium: +2 )2 (puno ng 1) ←→ neon: +10 )2)8 (napuno 2)
*G) sodium: +11 )2)8 )1 (napuno ng 2) ←→ chlorine: +17 )2)8 )7 (napunan 2)
4. Sampu. Bilang ng mga electron = serial number
5 c) arsenic at phosphorus. Ang mga atom na matatagpuan sa parehong subgroup ay may parehong bilang ng mga electron.
Mga Paliwanag:
a) sodium at magnesium (sa iba't ibang grupo); b) calcium at zinc (sa parehong grupo, ngunit magkaibang mga subgroup); * c) arsenic at phosphorus (sa isa, pangunahing, subgroup) d) oxygen at fluorine (sa iba't ibang grupo).
7. d) ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas
8. b) ang bilang ng mga antas ng enerhiya
9. a) lithium (matatagpuan sa pangkat IA ng panahon II)
10. c) silicon (IVA group, III period)
11. b) boron (2 antas - IIpanahon, 3 electron sa panlabas na antas - IIIAGrupo)
E.N.FRENKEL
Tutorial sa kimika
Isang gabay para sa mga hindi nakakaalam, ngunit gustong matuto at maunawaan ang kimika
Bahagi I. Mga Elemento ng Pangkalahatang Chemistry
(unang antas ng kahirapan)
pagpapatuloy. Tingnan ang simula sa No. 13, 18, 23/2007
Kabanata 3. Elementarya na impormasyon tungkol sa istruktura ng atom.
Pana-panahong batas ng D.I. Mendeleev
Tandaan kung ano ang isang atom, kung ano ang binubuo ng isang atom, kung ang isang atom ay nagbabago sa mga reaksiyong kemikal.
Ang atom ay isang electrically neutral na particle na binubuo ng positively charged nucleus at negatively charged electron.
Ang bilang ng mga electron sa panahon ng mga proseso ng kemikal ay maaaring magbago, ngunit Ang nuclear charge ay palaging nananatiling pareho. Ang pag-alam sa pamamahagi ng mga electron sa isang atom (ang istraktura ng isang atom), posible na mahulaan ang maraming mga katangian ng isang naibigay na atom, pati na rin ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga sangkap kung saan ito ay bahagi.
Ang istraktura ng atom, i.e. ang komposisyon ng nucleus at ang pamamahagi ng mga electron sa paligid ng nucleus ay madaling matukoy ng posisyon ng elemento sa periodic system.
Sa periodic system ng D.I. Mendeleev, ang mga elemento ng kemikal ay nakaayos sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Ang pagkakasunud-sunod na ito ay malapit na nauugnay sa istraktura ng mga atomo ng mga elementong ito. Ang bawat elemento ng kemikal sa system ay itinalaga serial number, bilang karagdagan, para dito maaari mong tukuyin ang numero ng panahon, numero ng pangkat, uri ng subgroup.
Sponsor ng paglalathala ng artikulong online na tindahan na "Megameh". Sa tindahan ay makakahanap ka ng mga produktong fur para sa bawat panlasa - mga jacket, vests at fur coat na gawa sa fox, nutria, rabbit, mink, silver fox, arctic fox. Nag-aalok din sa iyo ang kumpanya na bumili ng mga piling produkto ng balahibo at gamitin ang mga serbisyo ng indibidwal na pananahi. Pakyawan at tingi ang mga produktong fur - mula sa kategorya ng badyet hanggang sa luho, mga diskwento hanggang 50%, 1 taong warranty, paghahatid sa Ukraine, Russia, CIS at EU na mga bansa, pickup mula sa showroom sa Krivoy Rog, mga kalakal mula sa nangungunang mga tagagawa ng Ukraine , Russia, Turkey at China. Maaari mong tingnan ang catalog ng mga kalakal, presyo, contact at makakuha ng payo sa website, na matatagpuan sa: "megameh.com".
Ang pag-alam sa eksaktong "address" ng isang elemento ng kemikal - isang pangkat, subgroup at numero ng panahon, ang isa ay maaaring malinaw na matukoy ang istraktura ng atom nito.
Panahon ay isang pahalang na hilera ng mga elemento ng kemikal. Mayroong pitong panahon sa modernong periodic system. Ang unang tatlong yugto maliit, dahil naglalaman sila ng 2 o 8 elemento:
1st period - H, He - 2 elemento;
2nd period - Li ... Ne - 8 elemento;
Ika-3 yugto - Na ... Ar - 8 elemento.
Iba pang mga panahon - malaki. Ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng 2-3 hilera ng mga elemento:
Ika-4 na yugto (2 hilera) - K ... Kr - 18 elemento;
Ika-6 na yugto (3 hilera) - Cs ... Rn - 32 elemento. Kasama sa panahong ito ang ilang lanthanides.
Grupo ay isang patayong hilera ng mga elemento ng kemikal. May walong grupo sa kabuuan. Ang bawat pangkat ay binubuo ng dalawang subgroup: pangunahing subgroup at pangalawang subgroup. Halimbawa:
Ang pangunahing subgroup ay nabuo ng mga kemikal na elemento ng maliliit na panahon (halimbawa, N, P) at malalaking panahon (halimbawa, As, Sb, Bi).
Ang isang side subgroup ay nabuo sa pamamagitan ng mga kemikal na elemento ng malalaking panahon lamang (halimbawa, V, Nb,
Ta).
Sa paningin, ang mga subgroup na ito ay madaling makilala. Ang pangunahing subgroup ay "mataas", ito ay nagsisimula sa 1st o 2nd period. Ang pangalawang subgroup ay "mababa", simula sa ika-4 na yugto.
Kaya, ang bawat elemento ng kemikal ng periodic system ay may sariling address: period, group, subgroup, ordinal number.
Halimbawa, ang vanadium V ay isang kemikal na elemento ng ika-4 na yugto, pangkat V, pangalawang subgroup, serial number 23.
Gawain 3.1. Tukuyin ang panahon, pangkat at subgroup para sa mga elemento ng kemikal na may mga serial number 8, 26, 31, 35, 54.
Gawain 3.2. Tukuyin ang serial number at pangalan ng elemento ng kemikal, kung alam na ito ay matatagpuan:
a) sa ika-4 na yugto, pangkat VI, pangalawang subgroup;
b) sa ika-5 yugto, pangkat IV, pangunahing subgroup.
Paano maiuugnay ang impormasyon tungkol sa posisyon ng isang elemento sa periodic system sa istruktura ng atom nito?
Ang isang atom ay binubuo ng isang nucleus (positibong sisingilin) at mga electron (negatibong sisingilin). Sa pangkalahatan, ang atom ay neutral sa kuryente.
Positibo singil ng nucleus ng isang atom katumbas ng atomic number ng elementong kemikal.
Ang nucleus ng isang atom ay isang kumplikadong particle. Halos lahat ng masa ng isang atom ay puro sa nucleus. Dahil ang isang kemikal na elemento ay isang koleksyon ng mga atomo na may parehong nuclear charge, ang mga sumusunod na coordinate ay ipinahiwatig malapit sa simbolo ng elemento:
Batay sa mga datos na ito, maaaring matukoy ang komposisyon ng nucleus. Ang nucleus ay binubuo ng mga proton at neutron.
Proton p ay may mass na 1 (1.0073 amu) at may singil na +1. Neutron n wala itong singil (neutral), at ang masa nito ay humigit-kumulang katumbas ng masa ng isang proton (1.0087 amu).
Ang nuclear charge ay tinutukoy ng mga proton. At ang bilang ng mga proton ay(ayon sa laki) singil ng nucleus ng isang atom, ibig sabihin. serial number.
Bilang ng mga neutron N tinutukoy ng pagkakaiba sa pagitan ng mga dami: "masa ng nucleus" PERO at "serial number" Z. Kaya, para sa isang aluminyo atom:
N = PERO – Z = 27 –13 = 14n,
Gawain 3.3. Tukuyin ang komposisyon ng nuclei ng mga atom kung ang elemento ng kemikal ay nasa:
a) 3rd period, pangkat VII, pangunahing subgroup;
b) ika-4 na yugto, pangkat IV, pangalawang subgroup;
c) 5th period, group I, pangunahing subgroup.
Pansin! Kapag tinutukoy ang mass number ng nucleus ng isang atom, kinakailangang i-round off ang atomic mass na ipinahiwatig sa periodic system. Ginagawa ito dahil ang masa ng proton at neutron ay halos integer, at ang masa ng mga electron ay maaaring mapabayaan.
Alamin natin kung alin sa mga nuclei sa ibaba ang nabibilang sa parehong elemento ng kemikal:
A (20 R + 20n),
B (19 R + 20n),
SA 20 R + 19n).
Ang mga atomo ng parehong elemento ng kemikal ay may nuclei A at B, dahil naglalaman ang mga ito ng parehong bilang ng mga proton, ibig sabihin, ang mga singil ng mga nuclei na ito ay pareho. Ipinakikita ng mga pag-aaral na ang masa ng isang atom ay hindi gaanong nakakaapekto sa mga katangian ng kemikal nito.
Ang isotopes ay tinatawag na mga atomo ng parehong elemento ng kemikal (kaparehong bilang ng mga proton), na magkakaiba sa masa (iba't ibang bilang ng mga neutron).
Ang mga isotopes at ang kanilang mga kemikal na compound ay naiiba sa bawat isa sa mga pisikal na katangian, ngunit ang mga kemikal na katangian ng isotopes ng parehong elemento ng kemikal ay pareho. Kaya, ang mga isotopes ng carbon-14 (14 C) ay may parehong mga katangian ng kemikal gaya ng carbon-12 (12 C), na pumapasok sa mga tisyu ng anumang buhay na organismo. Ang pagkakaiba ay makikita lamang sa radyaktibidad (isotope 14 C). Samakatuwid, ang mga isotopes ay ginagamit para sa pagsusuri at paggamot ng iba't ibang mga sakit, para sa siyentipikong pananaliksik.
Bumalik tayo sa paglalarawan ng istraktura ng atom. Tulad ng alam mo, ang nucleus ng isang atom ay hindi nagbabago sa mga proseso ng kemikal. Ano ang nagbabago? Ang variable ay ang kabuuang bilang ng mga electron sa atom at ang pamamahagi ng mga electron. Heneral bilang ng mga electron sa isang neutral na atom ito ay madaling matukoy - ito ay katumbas ng serial number, i.e. singil ng nucleus ng isang atom:
Ang mga electron ay may negatibong singil na -1, at ang kanilang masa ay bale-wala: 1/1840 ng masa ng isang proton.
Ang mga electron na may negatibong sisingilin ay nagtataboy sa isa't isa at nasa magkaibang distansya mula sa nucleus. Kung saan Ang mga electron na may humigit-kumulang pantay na dami ng enerhiya ay matatagpuan sa humigit-kumulang pantay na distansya mula sa nucleus at bumubuo ng antas ng enerhiya.
Ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa isang atom ay katumbas ng bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elementong kemikal. Ang mga antas ng enerhiya ay karaniwang itinalaga bilang mga sumusunod (halimbawa, para sa Al):
Gawain 3.4. Tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa mga atomo ng oxygen, magnesium, calcium, lead.
Ang bawat antas ng enerhiya ay maaaring maglaman ng limitadong bilang ng mga electron:
Sa una - hindi hihigit sa dalawang electron;
Sa pangalawa - hindi hihigit sa walong mga electron;
Sa pangatlo - hindi hihigit sa labing walong mga electron.
Ang mga numerong ito ay nagpapakita na, halimbawa, ang pangalawang antas ng enerhiya ay maaaring magkaroon ng 2, 5, o 7 electron, ngunit hindi 9 o 12 electron.
Mahalagang malaman na anuman ang numero ng antas ng enerhiya sa panlabas na antas(huling) ay hindi maaaring higit sa walong mga electron. Ang panlabas na walong elektron na antas ng enerhiya ay ang pinaka-matatag at tinatawag na kumpleto. Ang ganitong mga antas ng enerhiya ay matatagpuan sa mga pinaka-hindi aktibong elemento - ang mga marangal na gas.
Paano matukoy ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng natitirang mga atomo? Mayroong isang simpleng panuntunan para dito: bilang ng mga panlabas na electron katumbas ng:
Para sa mga elemento ng pangunahing subgroup - ang bilang ng grupo;
Para sa mga elemento ng pangalawang subgroup, hindi ito maaaring higit sa dalawa.
Halimbawa (Larawan 5):
Gawain 3.5. Tukuyin ang bilang ng mga panlabas na electron para sa mga elemento ng kemikal na may mga serial number na 15, 25, 30, 53.
Gawain 3.6. Maghanap ng mga elemento ng kemikal sa periodic table, sa mga atomo kung saan mayroong kumpletong panlabas na antas.
Napakahalaga na matukoy nang tama ang bilang ng mga panlabas na electron, dahil Ito ay sa kanila na ang pinakamahalagang katangian ng atom ay nauugnay. Kaya, sa mga reaksiyong kemikal, ang mga atom ay may posibilidad na makakuha ng isang matatag, nakumpletong panlabas na antas (8 e). Samakatuwid, ang mga atomo, sa panlabas na antas kung saan kakaunti ang mga electron, mas gustong ibigay ang mga ito.
Ang mga kemikal na elemento na ang mga atomo ay maaari lamang magbigay ng mga electron ay tinatawag na mga metal. Malinaw, dapat mayroong ilang mga electron sa panlabas na antas ng metal na atom: 1, 2, 3.
Kung mayroong maraming mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng isang atom, ang mga naturang atom ay may posibilidad na tumanggap ng mga electron bago makumpleto ang panlabas na antas ng enerhiya, ibig sabihin, hanggang sa walong mga electron. Ang mga naturang elemento ay tinatawag di-metal.
Tanong. Ang mga kemikal ba na elemento ng pangalawang subgroup ay nabibilang sa mga metal o di-metal? Bakit?
Sagot. Ang mga metal at di-metal ng mga pangunahing subgroup sa periodic table ay pinaghihiwalay ng isang linya na maaaring iguhit mula boron hanggang astatine. Sa itaas ng linyang ito (at sa linya) ay mga di-metal, sa ibaba - mga metal. Ang lahat ng elemento ng pangalawang subgroup ay nasa ibaba ng linyang ito.
Gawain 3.7. Tukuyin kung ang mga metal o di-metal ay kinabibilangan ng: phosphorus, vanadium, cobalt, selenium, bismuth. Gamitin ang posisyon ng elemento sa periodic table ng mga elemento ng kemikal at ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas.
Upang mabuo ang pamamahagi ng mga electron sa mga natitirang antas at sublevel, ang sumusunod na algorithm ay dapat gamitin.
1. Tukuyin ang kabuuang bilang ng mga electron sa atom (sa pamamagitan ng serial number).
2. Tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya (ayon sa numero ng panahon).
3. Tukuyin ang bilang ng mga panlabas na electron (ayon sa uri ng subgroup at numero ng grupo).
4. Ipahiwatig ang bilang ng mga electron sa lahat ng antas maliban sa penultimate isa.
Halimbawa, ayon sa mga puntos 1–4 para sa manganese atom, ito ay tinutukoy:
Kabuuan 25 e; ipinamahagi (2 + 8 + 2) = 12 e; kaya, sa ikatlong antas ay: 25 - 12 = 13 e.
Ang pamamahagi ng mga electron sa manganese atom ay nakuha:
Gawain 3.8. Isagawa ang algorithm sa pamamagitan ng pagguhit ng mga atomic structure diagram para sa mga elemento No. 16, 26, 33, 37. Ipahiwatig kung ang mga ito ay metal o hindi metal. Ipaliwanag ang sagot.
Kapag pinagsama-sama ang mga diagram sa itaas ng istraktura ng atom, hindi namin isinasaalang-alang na ang mga electron sa atom ay sumasakop hindi lamang mga antas, kundi pati na rin ang ilang mga sublevel bawat antas. Ang mga uri ng mga sublevel ay ipinahiwatig ng mga letrang Latin: s, p, d.
Ang bilang ng mga posibleng sublevel ay katumbas ng level number. Ang unang antas ay binubuo ng isa
s-sublevel. Ang pangalawang antas ay binubuo ng dalawang sublevel - s at R. Ang ikatlong antas - mula sa tatlong sublevel - s, p at d.
Ang bawat sublevel ay maaaring maglaman ng mahigpit na limitadong bilang ng mga electron:
sa s-sublevel - hindi hihigit sa 2e;
sa p-sublevel - hindi hihigit sa 6e;
sa d-sublevel - hindi hihigit sa 10e.
Ang mga sublevel ng isang antas ay pinupunan sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod: spd.
kaya, R- Ang sublevel ay hindi maaaring magsimulang punan kung hindi puno s-sublevel ng isang naibigay na antas ng enerhiya, atbp. Batay sa panuntunang ito, madaling mabuo ang elektronikong pagsasaayos ng manganese atom:
Sa pangkalahatan elektronikong pagsasaayos ng isang atom ang mangganeso ay nakasulat na ganito:
25 Mn 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 .
Gawain 3.9. Gumawa ng mga elektronikong pagsasaayos ng mga atom para sa mga elemento ng kemikal No. 16, 26, 33, 37.
Bakit kailangang gumawa ng mga elektronikong pagsasaayos ng mga atomo? Upang matukoy ang mga katangian ng mga elementong kemikal na ito. Dapat tandaan na iyon lamang mga electron ng valence.
Ang mga electron ng Valence ay nasa panlabas na antas ng enerhiya at hindi kumpleto
d-sublevel ng pre-outer level.
Tukuyin natin ang bilang ng mga valence electron para sa manganese:
o pinaikling: Mn ... 3 d 5 4s 2 .
Ano ang matutukoy ng pormula para sa elektronikong pagsasaayos ng isang atom?
1. Anong elemento ito - metal o hindi metal?
Ang Manganese ay isang metal, dahil ang panlabas (ika-apat) na antas ay naglalaman ng dalawang electron.
2. Anong proseso ang tipikal para sa metal?
Ang mga atomo ng Manganese ay palaging nag-aabuloy ng mga electron sa mga reaksyon.
3. Anong mga electron at ilan ang magbibigay ng manganese atom?
Sa mga reaksyon, ang manganese atom ay nagbibigay ng dalawang panlabas na electron (sila ang pinakamalayo mula sa nucleus at mas mahinang naaakit nito), pati na rin ang limang pre-outer. d- mga electron. Ang kabuuang bilang ng mga valence electron ay pito (2 + 5). Sa kasong ito, walong electron ang mananatili sa ikatlong antas ng atom, i.e. nabuo ang kumpletong panlabas na antas.
Ang lahat ng pangangatwiran at konklusyon na ito ay maipapakita gamit ang scheme (Larawan 6):
Ang mga nagresultang conditional charge ng isang atom ay tinatawag estado ng oksihenasyon.
Isinasaalang-alang ang istraktura ng atom, sa katulad na paraan maaari itong ipakita na ang tipikal na estado ng oksihenasyon para sa oxygen ay -2, at para sa hydrogen +1.
Tanong. Alin sa mga elemento ng kemikal ang maaaring bumuo ng mga compound ng manganese, kung isasaalang-alang natin ang mga antas ng oksihenasyon nito na nakuha sa itaas?
Sagot: May oxygen lang, tk. ang atom nito ay may kabaligtaran na singil sa estado ng oksihenasyon nito. Ang mga formula ng kaukulang manganese oxides (dito ang mga estado ng oksihenasyon ay tumutugma sa mga valence ng mga elementong kemikal na ito):
Ang istraktura ng manganese atom ay nagpapahiwatig na ang mangganeso ay hindi maaaring magkaroon ng mas mataas na antas ng oksihenasyon, dahil sa kasong ito, ang isa ay kailangang hawakan ang kuwadra, nakumpleto na ngayon, bago ang panlabas na antas. Samakatuwid, ang +7 oxidation state ay ang pinakamataas, at ang katumbas na Mn 2 O 7 oxide ay ang pinakamataas na manganese oxide.
Upang pagsama-samahin ang lahat ng mga konseptong ito, isaalang-alang ang istruktura ng tellurium atom at ilan sa mga katangian nito:
Bilang isang non-metal, ang Te atom ay maaaring tumanggap ng 2 electron bago makumpleto ang panlabas na antas at mag-donate ng "dagdag" na 6 na electron:
Gawain 3.10. Iguhit ang mga elektronikong pagsasaayos ng Na, Rb, Cl, I, Si, Sn atoms. Tukuyin ang mga katangian ng mga elementong kemikal na ito, ang mga formula ng kanilang pinakasimpleng compound (na may oxygen at hydrogen).
Mga Praktikal na Konklusyon
1. Ang mga valence electron lamang ang lumalahok sa mga reaksiyong kemikal, na maaari lamang sa huling dalawang antas.
2. Ang mga metal na atom ay maaari lamang mag-donate ng mga valence electron (lahat o iilan), na kumukuha ng mga positibong estado ng oksihenasyon.
3. Ang mga non-metal na atom ay maaaring tumanggap ng mga electron (nawawala - hanggang walo), habang nakakakuha ng mga negatibong estado ng oksihenasyon, at nag-donate ng mga valence electron (lahat o iilan), habang nakakakuha sila ng mga positibong estado ng oksihenasyon.
Ihambing natin ngayon ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal ng isang subgroup, halimbawa, sodium at rubidium:
Na...3 s 1 at Rb...5 s 1 .
Ano ang karaniwan sa istruktura ng mga atomo ng mga elementong ito? Sa panlabas na antas ng bawat atom, ang isang elektron ay mga aktibong metal. aktibidad ng metal nauugnay sa kakayahang mag-abuloy ng mga electron: mas madaling magbigay ng mga electron ang isang atom, mas malinaw ang mga katangiang metal nito.
Ano ang humahawak ng mga electron sa isang atom? pagkahumaling sa nucleus. Kung mas malapit ang mga electron sa nucleus, mas malakas silang naaakit ng nucleus ng atom, mas mahirap itong "punitin ang mga ito".
Batay dito, sasagutin natin ang tanong: aling elemento - Na o Rb - ang mas madaling nagbibigay ng panlabas na elektron? Aling elemento ang mas aktibong metal? Malinaw, rubidium, dahil ang mga valence electron nito ay mas malayo sa nucleus (at hindi gaanong mahigpit na hawak ng nucleus).
Konklusyon. Sa pangunahing mga subgroup, mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga katangian ng metal ay pinahusay, dahil ang radius ng atom ay tumataas, at ang mga valence electron ay mas mahinang naaakit sa nucleus.
Ihambing natin ang mga katangian ng mga kemikal na elemento ng pangkat VIIa: Cl …3 s 2 3p 5 at ako...5 s 2 5p 5 .
Ang parehong mga elemento ng kemikal ay hindi metal, dahil. isang elektron ang nawawala bago makumpleto ang panlabas na antas. Ang mga atomo na ito ay aktibong maakit ang nawawalang elektron. Bukod dito, ang mas malakas na nawawalang elektron ay umaakit sa isang non-metal na atom, mas malakas ang mga di-metal na katangian nito (ang kakayahang tumanggap ng mga electron) ay ipinapakita.
Ano ang sanhi ng pagkahumaling ng isang elektron? Dahil sa positibong singil ng nucleus ng atom. Bilang karagdagan, mas malapit ang elektron sa nucleus, mas malakas ang kanilang kapwa pagkahumaling, mas aktibo ang di-metal.
Tanong. Aling elemento ang may mas malinaw na mga di-metal na katangian: chlorine o yodo?
Sagot: Obviously, chlorine, kasi. ang mga valence electron nito ay mas malapit sa nucleus.
Konklusyon. Ang aktibidad ng mga non-metal sa mga subgroup ay bumababa mula sa itaas hanggang sa ibaba, dahil tumataas ang radius ng atom at mas mahirap para sa nucleus na maakit ang mga nawawalang electron.
Ihambing natin ang mga katangian ng silikon at lata: Si …3 s 2 3p 2 at Sn…5 s 2 5p 2 .
Ang parehong mga atom ay may apat na electron sa panlabas na antas. Gayunpaman, ang mga elementong ito sa periodic table ay nasa magkabilang panig ng linyang nag-uugnay sa boron at astatine. Samakatuwid, para sa silikon, ang simbolo nito ay nasa itaas ng B–At na linya, ang mga di-metal na katangian ay mas malinaw. Sa kabaligtaran, ang lata, na ang simbolo ay nasa ibaba ng B–At na linya, ay may mas malakas na katangian ng metal. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa atom ng lata, apat na valence electron ang tinanggal mula sa nucleus. Samakatuwid, ang attachment ng nawawalang apat na electron ay mahirap. Kasabay nito, ang pagbabalik ng mga electron mula sa ikalimang antas ng enerhiya ay nangyayari nang madali. Para sa silikon, ang parehong mga proseso ay posible, na ang una (pagtanggap ng mga electron) ay nangingibabaw.
Mga konklusyon sa kabanata 3. Ang mas kaunting mga panlabas na electron sa isang atom at mas malayo ang mga ito mula sa nucleus, mas malakas ang mga katangian ng metal.
Ang mas maraming mga panlabas na electron sa isang atom at mas malapit ang mga ito sa nucleus, mas maraming mga di-metal na katangian ang ipinakikita.
Batay sa mga konklusyon na nabuo sa kabanatang ito, ang isang "katangian" ay maaaring isama para sa anumang kemikal na elemento ng periodic system.
Algorithm ng Paglalarawan ng Ari-arian
elemento ng kemikal sa pamamagitan ng posisyon nito
sa periodic system
1. Gumuhit ng diagram ng istraktura ng atom, i.e. matukoy ang komposisyon ng nucleus at ang pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya at sublevel:
Tukuyin ang kabuuang bilang ng mga proton, electron at neutron sa isang atom (sa pamamagitan ng serial number at relatibong atomic mass);
Tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya (ayon sa numero ng panahon);
Tukuyin ang bilang ng mga panlabas na electron (ayon sa uri ng subgroup at numero ng grupo);
Ipahiwatig ang bilang ng mga electron sa lahat ng antas ng enerhiya maliban sa penultimate;
2. Tukuyin ang bilang ng mga valence electron.
3. Tukuyin kung aling mga katangian - metal o di-metal - ang mas malinaw para sa isang partikular na elemento ng kemikal.
4. Tukuyin ang bilang ng ibinigay (natanggap) na mga electron.
5. Tukuyin ang pinakamataas at pinakamababang estado ng oksihenasyon ng isang elemento ng kemikal.
6. Isinasaad ng pagbuo para sa oksihenasyon na ito ang mga kemikal na formula ng pinakasimpleng compound na may oxygen at hydrogen.
7. Tukuyin ang katangian ng oxide at sumulat ng equation para sa reaksyon nito sa tubig.
8. Para sa mga sangkap na ipinahiwatig sa talata 6, gumuhit ng mga equation ng mga katangiang reaksyon (tingnan ang Kabanata 2).
Gawain 3.11. Ayon sa pamamaraan sa itaas, gumawa ng mga paglalarawan ng mga atomo ng sulfur, selenium, calcium at strontium at ang mga katangian ng mga elementong kemikal na ito. Ano ang mga pangkalahatang katangian ng kanilang mga oxide at hydroxides?
Kung nakumpleto mo na ang mga pagsasanay 3.10 at 3.11, kung gayon madaling makita na hindi lamang ang mga atomo ng mga elemento ng isang subgroup, kundi pati na rin ang kanilang mga compound ay may mga karaniwang katangian at isang katulad na komposisyon.
Pana-panahong batas ng D.I. Mendeleev:ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal, pati na rin ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga sangkap na nabuo sa kanila, ay nasa pana-panahong pag-asa sa singil ng nuclei ng kanilang mga atomo.
Ang pisikal na kahulugan ng periodic law: ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal ay panaka-nakang paulit-ulit dahil ang mga pagsasaayos ng mga valence electron (ang pamamahagi ng mga electron ng mga panlabas at penultimate na antas) ay pana-panahong inuulit.
Kaya, ang mga elemento ng kemikal ng parehong subgroup ay may parehong pamamahagi ng mga valence electron at, samakatuwid, mga katulad na katangian.
Halimbawa, ang mga kemikal na elemento ng ikalimang pangkat ay may limang valence electron. Kasabay nito, sa mga atomo ng kemikal mga elemento ng pangunahing subgroup- lahat ng valence electron ay nasa panlabas na antas: ... ns 2 np 3, saan n– numero ng panahon.
Sa mga atomo mga elemento ng pangalawang subgroup 1 o 2 electron lamang ang nasa panlabas na antas, ang natitira ay nasa d- sublevel ng pre-external na antas: ... ( n – 1)d 3 ns 2, kung saan n– numero ng panahon.
Gawain 3.12. Gumawa ng mga maikling elektronikong formula para sa mga atomo ng mga elemento ng kemikal No. 35 at 42, at pagkatapos ay buuin ang pamamahagi ng mga electron sa mga atom na ito ayon sa algorithm. Tiyaking magkatotoo ang iyong hula.
Mga pagsasanay para sa kabanata 3
1. Bumuo ng mga kahulugan ng mga konseptong "panahon", "grupo", "subgroup". Ano ang binubuo ng mga kemikal na elemento: a) period; b) isang pangkat; c) subgroup?
2. Ano ang isotopes? Anong mga katangian - pisikal o kemikal - mayroon ang mga isotopes na magkakatulad? Bakit?
3. Bumuo ng pana-panahong batas ng DIMendeleev. Ipaliwanag ang pisikal na kahulugan nito at ilarawan gamit ang mga halimbawa.
4. Ano ang mga katangian ng metal ng mga elemento ng kemikal? Paano sila nagbabago sa isang grupo at sa isang panahon? Bakit?
5. Ano ang mga di-metal na katangian ng mga elemento ng kemikal? Paano sila nagbabago sa isang grupo at sa isang panahon? Bakit?
6. Gumawa ng maikling elektronikong mga formula ng mga elemento ng kemikal No. 43, 51, 38. Kumpirmahin ang iyong mga pagpapalagay sa pamamagitan ng paglalarawan sa istruktura ng mga atomo ng mga elementong ito ayon sa algorithm sa itaas. Tukuyin ang mga katangian ng mga elementong ito.
7. Sa pamamagitan ng maikling electronic formula
a) ...4 s 2 4p 1 ;
b) …4 d 1 5s 2 ;
sa 3 d 5 4s 1
matukoy ang posisyon ng mga kaukulang elemento ng kemikal sa periodic system ng D.I. Mendeleev. Pangalanan ang mga kemikal na elementong ito. Kumpirmahin ang iyong mga pagpapalagay sa isang paglalarawan ng istraktura ng mga atomo ng mga elementong kemikal na ito ayon sa algorithm. Tukuyin ang mga katangian ng mga kemikal na elementong ito.
Itutuloy
Ang bawat panahon ng Periodic system ng D. I. Mendeleev ay nagtatapos sa isang inert, o marangal, gas.
Ang pinakakaraniwan sa mga inert (noble) na gas sa kapaligiran ng Earth ay argon, na nahiwalay sa dalisay nitong anyo bago ang iba pang mga analogue. Ano ang dahilan ng inertness ng helium, neon, argon, krypton, xenon at radon?
Ang katotohanan na ang mga atomo ng mga inert na gas ay may walong mga electron sa panlabas, pinaka-malayong antas mula sa nucleus (ang helium ay may dalawa). Walong electron sa panlabas na antas - ang limitasyon ng bilang para sa bawat elemento ng Periodic system ng D. I. Mendeleev, maliban sa hydrogen at helium. Ito ay isang uri ng perpektong lakas ng antas ng enerhiya, kung saan ang mga atomo ng lahat ng iba pang elemento ng Periodic Table ng D. I. Mendeleev ay nagsusumikap.
Maaaring makamit ng mga atomo ang ganoong posisyon ng mga electron sa dalawang paraan: sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga electron mula sa panlabas na antas (sa kasong ito, ang panlabas na hindi kumpletong antas ay nawawala, at ang penultimate, na natapos sa nakaraang panahon, ay nagiging panlabas) o sa pamamagitan ng pagtanggap ng mga electron hindi iyon sapat sa iingatang walo. Ang mga atom na may mas kaunting mga electron sa panlabas na antas ay nag-donate sa kanila sa mga atom na may mas maraming mga electron sa panlabas na antas. Madaling mag-abuloy ng isang elektron, kapag ito lamang ang nasa panlabas na antas, sa mga atomo ng mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat I (pangkat IA). Mas mahirap mag-abuloy ng dalawang electron, halimbawa, sa mga atomo ng mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat II (pangkat IIA). Mas mahirap ibigay ang iyong tatlong panlabas na electron sa mga atomo ng mga elemento ng pangkat III (pangkat IIIA).
Ang mga atomo ng mga elemento-metal ay may posibilidad na ibalik ang mga electron mula sa panlabas na antas. At kung mas madaling ibigay ng mga atomo ng isang elemento ng metal ang kanilang mga panlabas na electron, mas malinaw ang mga katangian ng metal nito. Ito ay malinaw, samakatuwid, na ang pinakakaraniwang mga metal sa Periodic system ng D. I. Mendeleev ay ang mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat I (pangkat IA). At sa kabaligtaran, ang mga atomo ng mga di-metal na elemento ay may posibilidad na tanggapin ang nawawala upang makumpleto ang panlabas na antas ng enerhiya. Mula sa sinabi, ang sumusunod na konklusyon ay maaaring makuha. Sa loob ng isang panahon, na may pagtaas sa singil ng atomic nucleus, at, nang naaayon, sa pagtaas ng bilang ng mga panlabas na electron, ang mga metal na katangian ng mga elemento ng kemikal ay humina. Ang mga di-metal na katangian ng mga elemento, na nailalarawan sa kadalian ng pagtanggap ng mga electron sa panlabas na antas, ay pinahusay sa kasong ito.
Ang pinakakaraniwang non-metal ay ang mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat VII (VIIA group) ng Periodic Table ng D. I. Mendeleev. Mayroong pitong electron sa panlabas na antas ng mga atomo ng mga elementong ito. Hanggang sa walong mga electron sa panlabas na antas, iyon ay, hanggang sa matatag na estado ng mga atomo, kulang sila ng isang elektron bawat isa. Madali nilang ilakip ang mga ito, na nagpapakita ng mga di-metal na katangian.
At paano kumikilos ang mga atomo ng mga elemento ng pangunahing subgroup ng IV group (IVA group) ng Periodic Table ng D. I. Mendeleev? Pagkatapos ng lahat, mayroon silang apat na electron sa panlabas na antas, at tila wala silang pakialam kung magbigay o tumanggap ng apat na elektron. Ito ay lumabas na ang kakayahan ng mga atom na magbigay o tumanggap ng mga electron ay naiimpluwensyahan hindi lamang ng bilang ng mga electron sa panlabas na antas, kundi pati na rin ng radius ng atom. Sa loob ng panahon, ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa mga atomo ng mga elemento ay hindi nagbabago, ito ay pareho, ngunit ang radius ay bumababa, habang ang positibong singil ng nucleus (ang bilang ng mga proton sa loob nito) ay tumataas. Bilang isang resulta, ang pagkahumaling ng mga electron sa nucleus ay tumataas, at ang radius ng atom ay bumababa, na parang ang atom ay naka-compress. Samakatuwid, nagiging mas at mas mahirap na mag-abuloy ng mga panlabas na electron at, sa kabaligtaran, nagiging mas madaling tanggapin ang nawawalang hanggang walong electron.
Sa loob ng parehong subgroup, ang radius ng isang atom ay tumataas na may pagtaas sa singil ng atomic nucleus, dahil sa patuloy na bilang ng mga electron sa panlabas na antas (ito ay katumbas ng numero ng pangkat), ang bilang ng mga antas ng enerhiya ay tumataas ( ito ay katumbas ng bilang ng panahon). Samakatuwid, nagiging mas madali para sa atom na mag-abuloy ng mga panlabas na electron.
Sa Periodic system ng D. I. Mendeleev, na may pagtaas sa serial number, ang mga katangian ng mga atom ng mga elemento ng kemikal ay nagbabago tulad ng sumusunod.
Ano ang resulta ng pagtanggap o pagpapalabas ng mga electron ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal?
Isipin na ang dalawang atom ay "nagtatagpo": isang metal na atom ng pangkat IA at isang atom ng hindi metal ng pangkat VIIA. Ang isang metal na atom ay may isang electron sa panlabas na antas ng enerhiya nito, habang ang isang non-metal na atom ay kulang lamang ng isang elektron upang makumpleto ang panlabas na antas nito.
Ang isang metal na atom ay madaling ibibigay ang elektron nito, na pinakamalayo mula sa nucleus at mahinang nakagapos dito, sa isang non-metal na atom, na magbibigay dito ng isang libreng lugar sa panlabas na antas ng enerhiya nito.
Pagkatapos ang metal na atom, na walang isang negatibong singil, ay makakakuha ng isang positibong singil, at ang non-metal na atom, salamat sa natanggap na elektron, ay magiging isang negatibong sisingilin na particle - isang ion.
Ang parehong mga atomo ay tutuparin ang kanilang "itinatangi na pangarap" - matatanggap nila ang nais na walong mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya. Ngunit ano ang susunod na mangyayari? Ang magkasalungat na sisingilin na mga ion, na ganap na alinsunod sa batas ng pagkahumaling ng magkasalungat na mga singil, ay agad na magkakaisa, ibig sabihin, isang kemikal na bono ang lalabas sa pagitan nila.
| Ang isang kemikal na bono na nabuo sa pagitan ng mga ion ay tinatawag na isang ionic bond. |
Isaalang-alang ang pagbuo ng chemical bond na ito gamit ang kilalang sodium chloride compound (table salt) bilang isang halimbawa:
Ang proseso ng pagbabagong-anyo ng mga atomo sa mga ion ay ipinapakita sa diagram at figure:
Halimbawa, ang isang ionic bond ay nabuo din sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo ng calcium at oxygen:
Ang ganitong pagbabago ng mga atomo sa mga ion ay palaging nangyayari sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo ng mga tipikal na metal at karaniwang mga di-metal.
Sa konklusyon, isaalang-alang natin ang algorithm (pagkakasunud-sunod) ng pangangatwiran kapag nagsusulat ng pamamaraan para sa pagbuo ng isang ionic na bono, halimbawa, sa pagitan ng mga atomo ng calcium at klorin.
1. Ang kaltsyum ay isang elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat II (pangkat ng HA) ng Periodic Table ng D. I. Mendeleev, metal. Mas madali para sa atom nito na mag-abuloy ng dalawang panlabas na electron kaysa tanggapin ang nawawalang anim:
2. Ang chlorine ay isang elemento ng pangunahing subgroup ng grupo VII (VIIA group) ng Mendeleev table, non-metal. Mas madali para sa atom nito na tanggapin ang isang elektron, na kulang bago makumpleto ang antas ng panlabas na enerhiya, kaysa magbigay ng pitong electron mula sa panlabas na antas:
3. Una, nakita namin ang hindi bababa sa karaniwang maramihang sa pagitan ng mga singil ng nabuong mga ion, ito ay katumbas ng 2 (2 × 1). Pagkatapos ay tinutukoy namin kung gaano karaming mga kaltsyum na atom ang kailangang kunin upang mag-donate sila ng dalawang electron (ibig sabihin, kailangan mong kumuha ng 1 Ca atom), at kung gaano karaming mga chlorine atom ang kailangan mong kunin upang makatanggap sila ng dalawang electron (ibig sabihin, kailangan mo upang kumuha ng 2 Cl atoms).
4. Sa eskematiko, ang pagbuo ng isang ionic na bono sa pagitan ng mga atomo ng calcium at chlorine ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:
Upang ipahayag ang komposisyon ng mga ionic compound, ginagamit ang mga yunit ng formula - mga analogue ng mga molecular formula.
Ang mga numerong nagpapakita ng bilang ng mga atomo, molekula o mga yunit ng formula ay tinatawag na mga coefficient, at ang mga numerong nagpapakita ng bilang ng mga atomo sa isang molekula o mga ion sa isang yunit ng formula ay tinatawag na mga indeks.
Sa unang bahagi ng talata, gumawa kami ng konklusyon tungkol sa kalikasan at sanhi ng mga pagbabago sa mga katangian ng mga elemento. Sa ikalawang bahagi ng talata, ipinakita namin ang mga keyword.
Mga keyword at parirala
- Mga atom ng metal at non-metal.
- Positibo at negatibo ang mga ion.
- Ionic na kemikal na bono.
- Mga koepisyent at indeks.
Magtrabaho gamit ang computer
- Sumangguni sa elektronikong aplikasyon. Pag-aralan ang materyal ng aralin at kumpletuhin ang mga iminungkahing gawain.
- Maghanap sa Internet ng mga email address na maaaring magsilbi bilang karagdagang mga mapagkukunan na nagpapakita ng nilalaman ng mga keyword at parirala ng talata. Mag-alok sa guro ng iyong tulong sa paghahanda ng isang bagong aralin - gumawa ng isang ulat sa mga pangunahing salita at parirala ng susunod na talata.
Mga tanong at gawain
- Ihambing ang istraktura at katangian ng mga atomo: a) carbon at silicon; b) silikon at posporus.
- Isaalang-alang ang mga scheme para sa pagbuo ng isang ionic bond sa pagitan ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal: a) potassium at oxygen; b) lithium at murang luntian; c) magnesiyo at fluorine.
- Pangalanan ang pinakakaraniwang metal at ang pinakakaraniwang di-metal ng Periodic Table ng D. I. Mendeleev.
- Gamit ang mga karagdagang mapagkukunan ng impormasyon, ipaliwanag kung bakit ang mga inert gas ay nagsimulang tawaging mga noble gas.
MBOU "Gymnasium No. 1 ng lungsod ng Novopavlovsk"
Kimika Baitang 8
Paksa:
"Pagbabago sa bilang ng mga electron
sa antas ng panlabas na enerhiya
mga atomo ng mga elemento ng kemikal"
Guro: Tatyana Alekseevna Komarova
Novopavlovsk
Ang petsa: ___________
Aral– 9
Paksa ng aralin: Pagbabago sa bilang ng mga electron sa panlabas na enerhiya
ang antas ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal.
Layunin ng Aralin:
- upang mabuo ang konsepto ng metal at di-metal na mga katangian ng mga elemento sa atomic na antas;
- ipakita ang mga dahilan para sa pagbabago ng mga katangian ng mga elemento sa mga panahon at grupo batay sa istraktura ng kanilang mga atomo;
- upang magbigay ng mga paunang ideya tungkol sa ionic bond.
Kagamitan: PSCE, talahanayan na "Ionic bond".
Sa panahon ng mga klase
Oras ng pag-aayos.
Pagsusuri ng kaalaman
Mga katangian ng mga elemento ng kemikal ayon sa talahanayan (3 tao)
Ang istraktura ng mga atomo (2 tao)
Pag-aaral ng bagong materyal
Isaalang-alang ang mga sumusunod na tanong:
1 . Aling mga atomo ng mga elemento ng kemikal ang nakakumpleto ng mga antas ng enerhiya?
- ito ang mga atomo ng inert gas, na matatagpuan sa pangunahing subgroup ng ika-8 pangkat.
Ang mga natapos na electronic layer ay nagpapataas ng resistensya at katatagan.
mga atomo Ang Pangkat VIII (He Ne Ar Kr Xe Rn) ay naglalaman ng 8e - sa panlabas na antas, kung kaya't sila ay hindi gumagalaw, i.e. . hindi aktibo sa kemikal, huwag makipag-ugnayan sa ibang mga substance, i.e. ang kanilang mga atomo ay tumaas ang paglaban at katatagan. Iyon ay, ang lahat ng mga elemento ng kemikal (na may ibang elektronikong istraktura) ay may posibilidad na makuha nakumpleto ang antas ng panlabas na enerhiya ,8e - .
Halimbawa:
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 1s 2 2s 2 p 5 1s 2 2s 2 p 6 3 s 2 p 5
Paano sa palagay mo ang mga atomo ng mga elementong ito ay maaaring umabot sa walong mga electron sa panlabas na antas?
Kung (ipagpalagay) upang isara ang huling antas ng Na at Mg sa pamamagitan ng kamay, pagkatapos ay makukuha ang kumpletong mga antas. Samakatuwid, ang mga electron na ito ay dapat ibigay mula sa panlabas na antas ng elektroniko! Pagkatapos, kapag ang mga electron ay naibigay, ang pre-outer layer ng 8e - , ay nagiging panlabas.
At para sa mga elementong F at Cl, dapat kang kumuha ng 1 nawawalang elektron sa antas ng iyong enerhiya kaysa magbigay ng 7e -. At kaya, mayroong 2 paraan upang makamit ang nakumpletong antas ng enerhiya:
A) Recoil ("dagdag") na mga electron mula sa panlabas na layer.
B) Pagpasok sa panlabas na antas ("nawawala") na mga electron.
2. Ang konsepto ng metallicity at non-metallicity sa atomic level:
Mga metal ay mga elemento na ang mga atomo ay nagbibigay ng kanilang mga panlabas na electron.
Nonmetal - Ito ay mga elemento na ang mga atomo ay tumatanggap ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya.
Kung mas madaling ibigay ng Me atom ang mga electron nito, mas malinaw ito mga katangian ng metal.
Kung mas madaling tanggapin ng HeMe atom ang mga nawawalang electron sa panlabas na layer, mas malinaw ang mga ito di-metal na mga katangian.
3. Mga pagbabago sa Me at NeMe na mga katangian ng atoms ch.e. sa mga panahon at grupo sa PSCE.
Sa mga panahon:
Halimbawa: Na (1e -) Mg (2e -) - isulat ang istruktura ng atom.
- Ano sa palagay mo, aling elemento ang may mas malinaw na mga katangian ng metal, Na o Mg? Ano ang mas madaling ibigay sa 1st - o 2nd -? (Siyempre, 1e -, samakatuwid, ang Na ay may mas malinaw na mga katangian ng metal).
Halimbawa: Al (3e -) Si (4e -), atbp.
Sa paglipas ng panahon, ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ay tumataas mula kaliwa hanggang kanan.
(Ang mas maliwanag na mga katangian ng metal ay ipinahayag sa Al).
Siyempre, ang kakayahang mag-abuloy ng mga electron sa paglipas ng panahon ay bababa, i.e. ang mga katangian ng metal ay hihina.
Kaya, ang pinakamalakas na Ako ay matatagpuan sa simula ng mga panahon.
- At paano magbabago ang kakayahang mag-attach ng mga electron? (tataas)
Halimbawa:
SiCl
14 r +17 r
2 8 4 2 8 7
Mas madaling tanggapin ang 1 nawawalang elektron (mula sa Cl) kaysa 4e mula sa Si.
Konklusyon:
Ang mga di-metal na katangian sa paglipas ng panahon ay tataas mula kaliwa hanggang kanan, at ang mga metal na katangian ay hihina.
Ang isa pang dahilan para sa pagpapahusay ng mga hindi-Me na katangian ay ang pagbaba sa radius ng atom na may parehong bilang ng mga antas.
kasi sa loob ng 1st period, ang bilang ng mga antas ng enerhiya para sa mga atom ay hindi nagbabago, ngunit ang bilang ng mga panlabas na electron e - at ang bilang ng mga proton p - sa nucleus ay tumaas. Bilang resulta nito, ang pagkahumaling ng mga electron sa nucleus ay tumataas (batas ng Coulomb), at ang radius (r) ng atom ay bumababa, ang atom, kumbaga, ay kumukontra.
Pangkalahatang konklusyon:
Sa loob ng isang panahon, na may pagtaas sa atomic number (N) ng elemento, humihina ang mga katangian ng metal ng mga elemento, at tumataas ang mga katangiang hindi metal, dahil:
- Ang bilang e ay lumalaki - sa panlabas na antas ito ay katumbas ng bilang ng pangkat at ang bilang ng mga proton sa nucleus.
- Bumababa ang radius ng atom
— Ang bilang ng mga antas ng enerhiya ay pare-pareho.
4. Isaalang-alang ang patayong pag-asa ng pagbabago sa mga katangian ng mga elemento (sa loob ng mga pangunahing subgroup) sa mga grupo.
Halimbawa: Pangunahing subgroup ng pangkat VII (halogens)
FCl
9 +17
2 7 2 8 7
1s 2 2s 2 p 5 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5
Ang bilang e ay pareho sa mga panlabas na antas ng mga elementong ito, ngunit ang bilang ng mga antas ng enerhiya ay iba,
sa F -2e - , at Cl - 3e - /
Aling atom ang may mas malaking radius? (- chlorine, dahil 3 antas ng enerhiya).
Ang mas malapit ang e ay matatagpuan sa nucleus, mas malakas sila ay naaakit dito.
- Isang atom kung aling elemento ang mas madaling ikabit ng e - sa F o Cl?
(F - mas madaling ikabit ang 1 nawawalang elektron), dahil mayroon itong mas maliit na radius, na nangangahulugan na ang puwersa ng pagkahumaling ng isang elektron sa nucleus ay mas malaki kaysa sa Cl.
Batas ng Coulomb
Ang lakas ng pakikipag-ugnayan ng dalawang electric charge ay inversely proportional sa square
mga distansya sa pagitan nila, i.e. mas malaki ang distansya sa pagitan ng mga atomo, mas maliit ang puwersa
pagkahumaling ng dalawang magkasalungat na singil (sa kasong ito, mga electron at proton).
Ang F ay mas malakas kaysa sa Cl ˃Br ˃J, atbp.
Konklusyon:
Sa mga grupo (pangunahing subgroup), bumababa ang mga katangiang hindi metal, at tumataas ang mga katangian ng metal, dahil:
isa). Ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng mga atom ay pareho (at katumbas ng numero ng pangkat).
2). Ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa mga atom ay lumalaki.
3). Ang radius ng atom ay tumataas.
Sa bibig, ayon sa talahanayan ng PSCE, isaalang-alang ang I - ang pangkat ng pangunahing subgroup. Ipagpalagay na ang pinakamalakas na metal ay Fr francium, at ang pinakamalakas na di-metal ay F fluorine.
Ionic na bono.
Isaalang-alang kung ano ang mangyayari sa mga atomo ng mga elemento kung umabot sila sa isang octet (i.e. 8e -) sa panlabas na antas:
Isulat natin ang mga formula ng mga elemento:
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 -
Ang tuktok na hilera ng mga formula ay naglalaman ng parehong bilang ng mga proton at electron, dahil ito ang mga formula ng neutral atoms (mayroong zero charge "0" - ito ang antas ng oksihenasyon).
Ang ilalim na hilera ay ibang bilang ng p + at e -, ibig sabihin. Ito ang mga formula para sa mga sisingilin na particle.
Kalkulahin natin ang singil ng mga particle na ito.
Na +1 +11 2e - 8e - 0e - 2 + 8 \u003d 10, 11-10 \u003d 1, estado ng oksihenasyon +1
F - +9 2e - 8e - 2 + 8 \u003d 10, 9-10 \u003d -1, estado ng oksihenasyon -1
mg +2 +12 2e — 8e — 0e — 2+8=10, 12-10=-2, estado ng oksihenasyon -2
Bilang resulta ng attachment - pag-urong ng mga electron, ang mga sisingilin na particle ay nakuha, na tinatawag na mga ions.
Ang mga atomo Ko sa pag-urong e - nakakakuha ng "+" (positibong singil)
Ang mga heme atom na tumatanggap ng mga "dayuhang" electron ay sinisingil ng "-" (negatibong singil)
Ang isang kemikal na bono na nabuo sa pagitan ng mga ion ay tinatawag na isang ionic bond.
Ang isang ionic na bono ay nangyayari sa pagitan ng malakas na Ako at malakas na hindi Ako.
Mga halimbawa.
a) ang pagbuo ng isang ionic bond. Na + Cl
N 
a Cl + —
11 + +17 +11 +17
2 8 1 2 8 7 2 8 2 8 8
1e-
Ang proseso ng pag-convert ng mga atomo sa mga ion:
1 e -
N a 0 + Cl 0 Na + + Cl - Na + Cl -
atom atom ion ion ionic compound
2e -
b) Ca O 2+ 2-
Ca 0 + 2 C l 0 Ca 2+ Cl 2 -
2 e -
Pagsasama-sama ng kaalaman, kasanayan, kakayahan.
Atoms Me at NeMe
Ion "+" at "-"
Ionic na kemikal na bono
Mga koepisyent at indeks.
D/Z§ 9, #1, #2, p.58
Buod ng aralin
Panitikan:
1. Chemistry grade 8. aklat-aralin para sa pangkalahatang edukasyon
mga institusyon/O.S. Gabrielyan. Bustard 2009
2. Gabrielyan O.S. Handbook ng guro.
Chemistry Grade 8, Bustard, 2003
Chemistry lesson sa ika-8 baitang. "_____" ___________________ 20_____
Pagbabago sa bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal.
Target. Isaalang-alang ang mga pagbabago sa mga katangian ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal sa PSCE D.I. Mendeleev.
Pang-edukasyon. Ipaliwanag ang mga pattern ng mga pagbabago sa mga katangian ng mga elemento sa loob ng maliliit na panahon at pangunahing mga subgroup; matukoy ang mga sanhi ng mga pagbabago sa mga katangian ng metal at di-metal sa mga panahon at grupo.
Nagpapaunlad. Upang bumuo ng kakayahang maghambing at maghanap ng mga pattern ng mga pagbabago sa mga katangian sa PSCE D.I. Mendeleev.
Pang-edukasyon. Pagyamanin ang kultura ng pag-aaral sa silid-aralan.
Sa panahon ng mga klase.
1. Org. sandali.
2. Pag-uulit ng pinag-aralan na materyal.
Pansariling gawain.
1 opsyon.
| Mga pagpipilian sa sagot |
|||||
| aluminyo | |||||
6-10. Tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa mga atomo ng mga sumusunod na elemento.
| Mga pagpipilian sa sagot |
|||||
| Electronic na formula | Mga pagpipilian sa sagot |
||||
Opsyon 2.
1-5. Tukuyin ang bilang ng mga neutron sa nucleus ng isang atom.
| Mga pagpipilian sa sagot |
|||||
6-10. Tukuyin ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya.
| Mga pagpipilian sa sagot |
|||||
| aluminyo | |||||
11-15. Ang ipinahiwatig na electronic formula ng atom ay tumutugma sa elemento.
| Mga pagpipilian sa sagot |
|||||
| 1s22s22p63s23p6 4s1 | |||||
3. Pag-aaral ng bagong paksa.
Mag-ehersisyo. Ipamahagi ang mga electron ayon sa mga antas ng enerhiya ng mga sumusunod na elemento: Mg, S, Ar.
Ang mga natapos na electronic layer ay nagpapataas ng resistensya at katatagan. Ang mga atomo ay may katatagan, kung saan mayroong 8 mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya - mga inert na gas.
Palaging magiging stable ang isang atom kung mayroon itong 8ē sa antas ng panlabas na enerhiya nito.
Paano maaabot ng mga atomo ng mga elementong ito ang 8-electron na panlabas na antas?
2 paraan upang makumpleto:
magbigay ng mga electron
Tanggapin ang mga electron.
Ang mga metal ay mga elementong nagbibigay ng mga electron; mayroon silang 1-3 ē sa panlabas na antas ng enerhiya.
Ang mga di-metal ay mga elementong tumatanggap ng mga electron; mayroon silang 4-7 ē sa antas ng panlabas na enerhiya.
Pagbabago ng mga ari-arian sa PSCE.
Sa loob ng isang panahon, na may pagtaas sa ordinal na bilang ng elemento, humihina ang mga katangian ng metal, at tumataas ang mga katangiang hindi metal.
1. Ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ay lumalaki.
2. Bumababa ang radius ng atom
3. Ang bilang ng mga antas ng enerhiya ay pare-pareho
Sa pangunahing mga subgroup, bumababa ang mga di-metal na katangian, at tumataas ang mga katangian ng metal.
1. Ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ay pare-pareho;
2. Ang bilang ng mga antas ng enerhiya ay tumataas;
3. Ang radius ng atom ay tumataas.
Kaya, ang francium ay ang pinakamalakas na metal, ang fluorine ay ang pinakamalakas na di-metal.
4. Pag-aayos.
Mga ehersisyo.
1. Ayusin ang mga kemikal na elementong ito sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng mga katangian ng metal:
A) Al, Na, Cl, Si, P
B) Mg, Ba, Ca, Be
C) N, Sb, Bi, As
D) Cs, Li, K, Na, Rb
2. Ayusin ang mga kemikal na elementong ito sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng mga di-metal na katangian:
B) C, Sn, Ge, Si
C) Li, O, N, B, C
D) Br, F, I, Cl
3. Salungguhitan ang mga simbolo ng kemikal na metal:
A) Cl, Al, S, Na, P, Mg, Ar, Si
B) Sn, Si, Pb, Ge, C
Ayusin sa pagkakasunud-sunod ng pagbabawas ng mga katangian ng metal.
4. Salungguhitan ang mga simbolo ng mga kemikal na elemento ng mga di-metal:
A) Li, F, N, Be, O, B, C
B) Bi, As, N, Sb, P
Ayusin sa pagkakasunud-sunod ng pagbabawas ng mga di-metal na katangian.
Takdang aralin. Pahina 61-63. Hal. 4 pahina 66
