Урок по химии на тему 'Состояние электронов в атоме' (11 класс)

Савицкая М.Г.

Тема: Состояние электронов в атоме.

Цели:

1. Дать представление о распределении ē в атомах по энергетическим уровням. Дать понятия об электронном облаке, электронной орбитали, энергетические уровни и подуровни. Раскрыть сущность формы орбиталей, взаимосвязи номера уровня и энергии ē.

2. Развивать внимание, память, речь, аналитическое мышление, способность делать выводы.

3. Воспитывать любовь к предмету.

Тип урока: комбинированный

Метод: рассказ с элементами беседы

План урока:

1. Электронное облако.

2. Энергетические уровни и подуровни.

3. Главное квантовое число и его значение.

Ход урока:

I. Орг. момент.

II. Опрос:

1. Назовите те явления, которые прямо или косвенно доказывают, что атом - сложная частица.

2. Как развивалась классическая теория строения атома? Какие модели атомов вам известны? В чём их суть?

3. Приведите примеры явлений, доказывающих двойственную (дуалистическую) природу частиц микромира.

4. Поясните. каково значение открытия радиоактивности в развитии химической науки? Какие изменения происходят с атомами при яд. реакциях?

5. Какие элементарные частицы вам известны?

6. Что такое изотопы? Чем изотопы одного хим.эл-та отличаются друг от друга?

7. Почему изотопы водорода сильно отличаются друг от друга по св-вам?

III. Изучение нового материала:

Ядро атома любого элемента окружено электронами. ē движется вокруг ядра со скоростью, близкой к скорости света ≈ 300000 км/с. →нельзя указать какую-то определённую точку его местонахождения, можно лишь указать область, где его пребывание наиболее вероятно. область вероятности обнаружения ē не имеет чётких границ. Однако можно выделить пространство, где вероятность нахождения ē будет максимальной.

Совокупность точек в пространстве, где пребывание ē наиболее вероятно называют электронным облаком или атомной орбиталью.

В состоянии ē есть некоторая неопределённость. Для хар-ки этого особого состояния нем. физик В.Гейзенберг ввёл понятие о принципе неопределённости, показав, что невозможно определить одновременно и точно энергию и местоположение ē. Чем точнее определена энергия, тем неопределённее будет его положение, и наоборот. (рис.2 стр.7)

Важнейшей хар-кой движения ē на определённой орбитали является энергия его связи с ядром. Т.к. ē в атоме различаются своей энергией, то одни из них притягиваются к ядру сильнее, другие - слабее. Главная причина - удаление от ядра атома. Чем ближе к ядру, тем они прочнее связаны с ним, и их труднее вырезать из электронной оболочки, а чем дальше они от ядер, тем легче их оторвать. Зн. по мере удаления от ядра запас энергии ↑.

Электроны, движущиеся вблизи ядра «загораживают» (экранируют) ядро от других ē, которые притягиваются к ядру слабее и движутся на большем удалении от него. Зн. образуются электронные слои или энергетические уровни, состоящие из ē, с близкими значениями энергии. Энергетические уровни нумеруют, начиная от ядра6 1,2,3,4,5,6 и 7. Значение энергии ē в атомах задаётся главным квантовым числом n ( совпадает с номером периода) и выражается только целым числом.

Целое число n, обозначающее номер энергетического уровня, называют главным квантовым числом.

Оно характеризует энергию ē, занимающих данный энергетич. Уровень. Наименьшей энергией обладают ē первого энерг. Уровня, наиболее близкого к ядру. По сравнению с ē 1-го энерг. уровня ē последующих уровней будут характеризоваться большим запасом энергии. → наименее прочно связаны с ядром ē внешнего уровня.

Число энерг. уровней( электронных слоёв) в атоме равно номеру периода в ПС, к которому принадлежит хим. эл-т: у атомов элементов 1-го периода - один энерг. уровень, второго периода - 2, седьмого периода - 7.

Максимальное число ē на энерг. уровне определяется по формуле:

N = 2n² , где n - главное квантовое число.

Согласно этой формуле на первом энерг. уровне может находиться не более N = 2*1² =2ē, на втором N =2*2² =8 ē, на третьем N = 2*3²=18, на четвёртом N = 2*4² = 32ē.

Начиная со второго энерг. уровня (n=2), каждый из уровней подразделяется на подуровни(подслои)в зависимости от формы облаков, несколько отличающиеся друг от друга энергией связи с ядром.

Число подуровней равно значению главного квантового числа: первый энерг. уровень имеет 1 подуровень, второй - 2, третий - 3, четвёртый - 4 подуровня. Подуровни в свою очередь образованы орбиталями.

Каждому значению n соответствует число орбиталей, равное n². Табл.1стр.9

Энерг. уровень (n)

Число подуровней, равное n

Тип обитали

Число орбиталей

Мах число ē

В подуровне

В уровне, n²

На подуровне

На уровне, 2n²

K ( n=1)

1

1s

1

1

2

2

L (n=2)

2

2s

2p

1

3

4

2

6

8

M (n=3)

3

3s

3p

3d

1

3

5

9

2

6

10

18

N (n=4)

4

4s

4p

4d

4f

1

3

5

7

16

2

6

10

14

32

s-подуровень - первый, ближайший к ядру атома подуровень каждого энерг. уровня, состоит из одной sорбитали;

p-подуровень - второй поуровень каждого, кроме первого энерг. уровня, состоит из 3-х p-орбиталей;

d-подуровень - третий подуровень каждого, начиная с третьего энерг. уровня, состоит из 5 d-орбиталей;

d-подуровень - каждого, начиная с четвёртого, состоит из 7 f-орбиталей.

Число ē на внеш. энерг. уровне электронной оболочки атома равно номеру группы (хар-но для гл. подгрупп).

План составления схем строения электронных оболочек атомов:

А) определить общее число ē на оболочке по порядковому номеру эл-та;

Б) определить число энерг. уровней в электронной оболочке по номеру периода;

В) определить число ē на каждом энерг.уровне и подуровне.

Составить схемы строения электронных оболочек следующих атомов: Na, K, Ar, Ca, Mg…

IV. Закрепление:

1. Что такое электронное облако?

2. Чем отличается 1s-орбиталь от 2s-орбитали?

3. Что такое главное квантовое число? Как оно соотносится с номером периода?

4. Что такое подуровень и как это понятие соотносится с номером периода?

5. Работа с ПС по распределению ē по энерг. уровням и подуровням.

V. Д/з: §2