Будова атома : ядро і електронна оболонка

Тема. Будова атома : ядро і електронна  оболонка.

Мета. Поглибити знання учнів про будову атома з курсу фізики; ознайомити із історією відкриття будови атома, сучасними уявленнями  про будову  атома та його головні (з точки зору хімії) елементарні частинки. Розкрити фізичний зміст періодичного закону. Вчити робити висновки та виокремлювати головне.

Обладнання. Періодична система хімічних елементів   Д.І.Менделєєва.

Форми і методи роботи. Творчі завдання (кросворд), розповідь,

Тип уроку. Закріплення вмінь та навичок.

Хід уроку.

          І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1.Учитель пропонує учням розв’яза­ти кросворд, контрольним словом якого стане назва елемента, відкри­того французьким ученим Лекоком де Буабодраном у 1875 році, наго­лосивши на тому, що ця подія стала першим підтвердженням правдивос­ті періодичного закону. Розв’язавши кросворд, по вертикалі ви отримаєте назву відкритого Лекоком де Буабо­драном хімічного елемента.

2. Пригадай!!! За основу систематизації хімічних елементів Д.І.Менделєєв (так само, як і Л.Мейєр) взяв відносну атомну масу. Він розмістив хімічні елементи в порядку зростання їх відносної атомної маси і виявив деяку закономірність. Властивості елементів поступово змінюються (від металів до неметалів), а через певну кількість елементів (8, 18) ці властивості повторюються. Згрупувавши відомі на той час 63 хімічні елементи у горизонтальні ряди так, щоб вертикальні ряди включали елементи, подібні за хімічними властивостями, Д.І.Менделєєв у 1869 р. склав таблицю (прообраз сучасної таблиці) і відкрив новий закон. Властивості простих тіл, а також форми і властивості сполук елементів перебувають у періодичній залежності від значення атомних мас елементів. Учений описав властивості трьох ще не відкритих елементів, більш ніж у 10 елементів виправив відносні атомні маси.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

1. Причини періодичності були пояснені після відкриття будови атома. Дослідження Е.Резерфорда і М.Мозлі показали, що заряд ядра атома дорівнює порядковому номеру елемента в Періодичній системі (по­рядковий номер Літію 3, заряд ядра його атома +3). На основі цього відкриття Періодичний закон Д.І.Мен­делєєва тепер читається так:

властивості елементів і утворених ними простих і складних речовин перебувають у періодичній залежності від заряду ядер їх атомів.

2. Відкриття будови атома.

З історії відкриттів:

1895 р.— Конрад — явище рентгенівського випроміню­вання;

1897 p.— П’єр і Марі Кюрі — явище радіоактивності;

1897 р.— Томпсон— відкриття електрона— β-випромінювання;

1911 p.— Резерфорд— відкриття α-випромінювання, перші уявлення про будову атома;

1913 р.— Бор — квантова теорія будови атома, плане­тарна модель;

1915р. – удосконалена модель атома Бора – Зоммерфельда.

 

3. Будова атома.

У 1911р. Е.Резерфорд, вивчаючи розсіювання  α- частинок, які проходять крізь тонкі  металеві пластинки,  запропонував  схему будови атома, що дістала  назву  ядерної моделі атома. Згідно цієї моделі  атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, що обертаються навколо нього.  Позитивний заряд ядра нейтралізується  сумарним негативним зарядом електонів , так що атом загалом  електронейтральний.  Маса атома та його розміри  надзвичайно малі. Ще  менше ядро атома. Воно у  10-100 тисяч  разів менше  за атом. Ядро складається з протонів р+ і нейтронів n° — нуклонів.

4. Порядковий номер  елемента – заряд ядра його атома.

Експериментальні дослідження  англійських учених (Е.Резерфорда, Г. Мозлі) показали, що  порядковий номер  хімічного елемента  збігається з зарядом  ядра його атома.

5. Електронна оболонка.

Загальне число електронів у атомі відповідає протонному числу, тобто порядковому номеру елемента, й утворює його електронну оболонку.

Електрони цієї оболонки мають різний запас енергії, тому одні з них сильніше притягуються до ядра і розмі­щуються ближче до нього, інші —слабкіше притягуються і  розміщуються далі від ядра, тобто положення кожного електрона в атомі відповідає його енергетичному стану. Ось чому електрони розміщуються навколо ядра шарами — так званими   електронними шарами.

Кожний електронний шар складається  з певної  кількості   орбіталей  певної  форми.   Так,   перший  шар  скла­дається з орбіталі одного типу — однієї s-орбіталі. Друг шар — з орбіталей двох типів — s і p. Третій шар — з  opбіталей трьох типів —s, p і d. Виходить,

який номер шару, стільки є форм орбіталей, що його утворюють. Проте  число орбіталей на   кожному шарі різне,  воно дорівнює  n2, де  п—номер шару. Так, на першому шарі (п = 1) одна орбіталь, на другому (п = 2)—чотири, на третьому (п=3)- дев’ять і т. д.

Орбіталі різні за формою, і на кожній із них   може  перебувати не більш ніж два електрони, а значить, а значить загальне  число електронів певного електронного шару дорівнює 2n2, де п—номер шару.

1-й шар складається з однієї s-орбіталі;

2-й шар складається з однієї s-орбіталі і  трьох р-орбіталей;

3-й шар складається з однієї s-орбіталі, трьох р-орбіталей   

                           і п’яти d-орбіталей.

Знаючи будову електронних шарів, можна уявити структуру всієї   електронної оболонки атома. Для цього необхідно знати правила заповнення електронами вільних орбіталей. Ці правила подано нижче.

1.  Електрони заповнюють  електронні шари у порядку послаблення притягання їх до ядра (від 1-го до наступних).

2. Заповнення   електронами   орбіталей   кожного   шару відбувається також у порядку послаблення зв’язку з ядром: спочатку  заповнюються  s-орбіталі,  потім р-орбіталі,  далі  наступні.

3.На кожній орбіталі може перебувати не більш ніж  два електрони.

4.Електрони заповнюють орбіталі спочатку по одному, а якщо  електронів більше за число орбіталей—то по два,  тоді утворюються електронні пари.

Сукупність електронів, що рухаються навколо ядра, називають електронною оболонкою. Електронна оболонка поділяється на підоболонки з різною енергією (енергетичні рівні або електронні шари); рівні поділяються на підрівні (підрівні геометрично зображаються атомними орбіталями).

Орбіталь — це простір, у якому перебуває електрон.

Форми електронних орбіталей (хмар)



s- орбіталь                                                       рорбіталь                                                   dорбіталі


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Характеристика  орбіталей.

 

 

 

Центри орбіталей збігаються із центром ядра. На кожній орбіталі можуть перебувати не більше двох електронів з антипаралельними спінами (один електрон обертається навколо своєї осі за годинниковою стрілкою, а другий проти). Електрони, орбіталі яких мають кулясту (сферичну) форму, називають s-електронами. Електрони, орбіталі яких мають гантелеподібну форму, називають р-електронами. Відпо­відно є d- і   f-електрони.

ІV. Систематизація і корекція знань. ( бліц опитування).

1.На що вказує порядковий номер елемента?

2.Що вказує на число протонів у ядрі?

3.До чого подібний елемент з порядковим номером 15?

4.Визначити число протонів, електронів, нейтронів для атома Калію.

5. Який фізичний зміст порядкового номера для елементів:№14?№18?

6. Що означає (чому дорівнює): протонне число?     нуклонне число?

7. Як визначити кількість:нейтронів у ядрі? електронів в атомі?

8.Написати електронні формули і коміркову структуру зовнішнього шару для елементів з порядковими номерами: 13, 7, 10.

9.Електронна формула елемента мас закінчення 3s23jD4. Визначити елемент.

10.Вказати порядковий номер елемента третього періоду, атом якого має на зовнішньо­му рівні два електрони.

V.  Домашнє завдання.

1.Що є спільного у будові атомів елементів з порядковими номерами 3 і 8?

2.Яку кількість неспарених електронів містить електронна оболонка атома елемента №13? Відповідь підтвердити записом коміркової структури.

3.На якій орбіталі електрон сильніше притягується до ядра: на 2s чи 3s? Яка з елек­тронних хмар – 2s чи  3s – має менший розмір?

4.Написати рівняння реакції між простими речовинами, утвореними елементами, електронні формули атомів яких: …3s23pl та …4s24p5.

 

 

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

47 (158.6 KiB, Завантажень: 53)

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

у 47 (245.0 KiB, Завантажень: 24)

завантаження...
WordPress: 22.82MB | MySQL:26 | 0,379sec