Работа 1 структурата на атома. Основи на структурата на атома. Само за комплекса. История на откритията и структура

лабораторни работи

работилници

самостоятелна работа в клас

независима домашна работа (стандартно изчисление)

контрол (защити, колоквиуми, тест, изпит)

Учебници и учебни помагала

Н. В. Коровин. обща химия

Общ курс по химия. Теория и проблеми (под редакцията на N.V. Korovin, B.I. Adamson)

Н. В. Коровин и др. Лабораторни работи по химия

Календарен план

електролити,

Химичен еквивалент

хидролиза, PR

Електрическа форма-

13(2 )

GE, електролиза,

27(13,16)

14(2 )

корозия

квантово число

17(2 )

18(2 )

Химическа връзка

комплекси

Термодинамика

Кинетика.

6(2,3 )

Равновесие

Въведение в курса по химия

Химията в Института по енергетика е фундаментална общотеоретична дисциплина.

Химията е естествена наука, която изучава състава, структурата, свойствата и трансформациите на веществата, както и явленията, които съпътстват тези трансформации.

М. В. Ломоносов			Д. И. Менделеев
„Химически
			"Основи на химията" 1871г
смята	Имоти
			г.) – „Химия –
промени
			учението за елементите и
обяснява
			техните връзки."
		химически

настъпват трансформации."

"Златен век на химията" (края на XIX - началото на XX век)

Периодичен закон на Д. И. Менделеев (1896 г.)

Концепцията за валентност, въведена от Е. Франкланд (1853)

Теория на структурата на органичните съединения A.M.Butlerov (1861-1863)

Теория на комплексните съединения А. Вернер

Законът за масовото действие от М. Гултберг и Л. Ваадж

Термохимия, разработена главно от G.I. Hess

Теория на електролитната дисоциация от S. Arrhenius

Принципът на движещото се равновесие от А. Льо Шателие

Фазово правило на Дж. У. Гибс

Теорията за сложната структура на атома Бор-Зомерфелд (1913-1916)

Значение на съвременния етап на развитие на химията

Разбирането на законите на химията и тяхното приложение ви позволява да създавате нови процеси, машини, инсталации и устройства.

Получаване на електричество, гориво, метали, различни материали, храна и др. пряко свързани с химичните реакции. Например електрическата и механичната енергия в момента се получава главно чрез преобразуване на химическата енергия на естественото гориво (реакции на горене, взаимодействие на водата и нейните примеси с метали и др.). Без разбиране на тези процеси е невъзможно да се осигури ефективната работа на електроцентралите и двигателите с вътрешно горене.

Познанията по химия са необходими за:

- формиране на научна гледна точка,

- за развитие на образното мислене,

- творческо израстване на бъдещите специалисти.

Съвременният етап в развитието на химията се характеризира с широкото използване на квантовата (вълнова) механика за тълкуване и изчисляване на химичните параметри на веществата и системите от вещества и се основава на квантовомеханичен модел на структурата на атома.

Атомът е сложна електромагнитна микросистема, която е носител на свойствата на химичен елемент.

СТРУКТУРА НА АТОМА

Изотопите са разновидности от атоми на един и същи химикал

елементи, които имат същия атомен номер, но различни атомни номера

Г-н (Cl) \u003d 35 * 0,7543 + 37 * 0,2457 = 35,491

Основи на квантовата механика

Квантова механика- поведение на движещи се микрообекти (включително електроните) е

едновременното проявление както на свойствата на частиците, така и на свойствата на вълните е двойна (корпускулярно-вълнова) природа.

Квантоване на енергия:Макс Планк (1900, Германия) -

веществата излъчват и абсорбират енергия на дискретни части (кванти). Енергията на кванта е пропорционална на честотата на излъчване (осцилации) ν:

h е константа на Планк (6,626 10-34 J s); ν=с/λ , с – скорост на светлината, λ – дължина на вълната

Алберт Айнщайн (1905): всяко излъчване е поток от енергийни кванти (фотони) E = m v 2

Луи дьо Бройл (1924, Франция): електрон също се характеризиракорпускулярно-вълновадуалност - радиацията се разпространява като вълна и се състои от малки частици (фотони)

		частица - m,		mv , E=mv 2

	Вълна - ,			E 2 = h = hv /
	Свързана дължина на вълната с маса и скорост:
		E1 = E2;		h/mv
	несигурност			Вернер Хайзенберг (1927 г.,
Германия)		работа	несигурности		провизии
(координати)		частици х и	импулс (mv) не		може би

по-малко от h/2

x (mv) h/2 (- грешка, несигурност) Т.е. позицията и импулса на частица не могат да бъдат определени по принцип по всяко време с абсолютна точност.

Атомна орбитала на електронен облак (AO)

Че. точното местоположение на частица (електрон) се заменя с концепцията за статистическата вероятност тя да бъде намерена в определен обем (близо до ядреното) пространство.

Движението e- има вълнов характер и е описано

2 dv е плътността на вероятността за намиране на e- в определен обем близо до ядреното пространство. Това пространство се нарича атомна орбитала (AO).

През 1926 г. Шрьодингер предлага уравнение, което математически описва състоянието на e в атом. Решаването му

намерете вълновата функция. В прост случай зависи от 3 координати

Електронът носи отрицателен заряд, неговата орбитала представлява определено разпределение на заряда и се нарича електронен облак

КВАНТОВИ ЧИСЛА

Въведен за характеризиране на позицията на електрон в атом в съответствие с уравнението на Шрьодингер

1. Главно квантово число(н)

Определя енергията на електрон – енергийно ниво

показва размера на електронния облак (орбитали)

приема стойности от 1 до

n (номер на енергийно ниво): 1 2 3 4 и т.н.

2. Орбитално квантово число(л):

определя - орбиталния ъглов импулс на електрона

показва формата на орбитата

приема стойности - от 0 до (n -1)

Графично AO е представено с орбиталното квантово число: 0 1 2 3 4

Енергийно подниво: s p d f g

E се увеличава


l=0	s-подниво s-AO

	p-подниво p-AO

Всяко n съответства на определен брой l стойности, т.е. всяко енергийно ниво е разделено на поднива. Броят на поднивата е равен на номера на нивото.

1-во енергийно ниво → 1 подниво → 1s 2-ро енергийно ниво → 2 поднива → 2s2p 3-то енергийно ниво → 3 поднива → 3s 3p 3d

4-то енергийно ниво → 4 поднива → 4s 4p 4d 4f и т.н.

3. Магнитно квантово число(мл)

дефинира – стойността на проекцията на орбиталния ъглов импулс на електрона върху произволно избрана ос

показва - пространствената ориентация на АО

приема стойности – от –l до +l

Всяка стойност на l съответства на (2l +1) стойности на магнитното квантово число, т.е. (2l +1) възможни местоположения на електронен облак от даден тип в пространството.

s - състояние - една орбитала (2 0+1=1) - m l = 0, т.к l = 0

p - състояние - три орбитали (2 1+1=3)

m l : +1 0 -1, защото l=1

ml =+1

m l =0

m l = -1

Всички орбитали, принадлежащи към едно и също подниво, имат една и съща енергия и се наричат изродени.

Заключение: АО се характеризира с определен набор от n, l, m l , т.е. определени размери, форма и ориентация в пространството.

4. Спиново квантово число (m s )

"въртене" - "вретено"

определя - присъщият механичен момент на електрона, свързан с въртенето му около оста му

приема стойностите - (-1/2 h/2) или (+1/2 h/2)

n=3

l = 1

m l = -1, 0, +1

m s = + 1/2

Принципи и правила

Електронни конфигурации на атоми

(под формата на електронни конфигурационни формули)

Посочете номерата на номера на енергийното ниво

Буквите показват енергийното подниво (s, p, d, f);

Експонента на подниво означава число

електрони на дадено подниво

19 K 1s2 2s2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

минимум

Електроните в атома заемат най-ниското енергийно състояние, съответстващо на най-стабилното му състояние.

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

Увеличете Е

Клечковски

Електроните се поставят последователно в орбитали, характеризиращи се с нарастване на сумата от основното и орбиталното квантово число (n + l) ; за същите стойности на тази сума, орбиталата с по-ниска стойност на главното квантово число n се запълва по-рано

1s<2 s < 2 p = 3 s < 3 p = 4 s < 3 d = 4 p и т. д

електрони

Концепцията за атом възниква в древния свят за обозначаване на частиците на материята. На гръцки атом означава "неделим".

Ирландският физик Стоуни, въз основа на експерименти, стига до заключението, че електричеството се пренася от най-малките частици, които съществуват в атомите на всички химични елементи. През 1891 г. Стоуни предлага да наречем тези частици електрони, което на гръцки означава "кехлибар". Няколко години след като електронът получи името си, английският физик Джоузеф Томсън и френският физик Жан Перин доказаха, че електроните носят отрицателен заряд. Това е най-малкият отрицателен заряд, който в химията се приема за единица (-1). Томсън дори успява да определи скоростта на електрона (скоростта на електрона в орбита е обратно пропорционална на числото на орбитата n. Радиусите на орбитите растат пропорционално на квадрата на броя на орбитата. В първата орбита на водорода атом (n=1; Z=1), скоростта е ≈ 2,2 106 m/c, тоест около сто пъти по-малка от скоростта на светлината c=3 108 m/s.) и масата на електрона ( тя е почти 2000 пъти по-малка от масата на водороден атом).

Състоянието на електроните в атома

Състоянието на електрон в атом е набор от информация за енергията на даден електрон и пространството, в което се намира. Електронът в атома няма траектория на движение, т.е. може да се говори само за вероятността да го намерим в пространството около ядрото.

Той може да бъде разположен във всяка част от това пространство около ядрото, като съвкупността от различните му позиции се разглежда като електронен облак с определена отрицателна плътност на заряда. Образно това може да се представи по следния начин: ако беше възможно да се снима позицията на електрона в атома в стотни или милионни от секундата, както при фотофиниш, тогава електронът в такива снимки би бил представен като точки. Наслояването на безброй такива снимки би довело до картина на електронен облак с най-висока плътност, където ще има повечето от тези точки.

Пространството около атомното ядро, в което най-вероятно ще бъде открит електронът, се нарича орбитала. Съдържа приблизително 90% е-облак, а това означава, че около 90% от времето електронът е в тази част на пространството. Отличава се по форма 4 известни в момента типа орбитали, които се означават с латински букви s, p, d и f. На фигурата е показано графично представяне на някои форми на електронни орбитали.

Най-важната характеристика на движението на електрон по определена орбита е енергията на връзката му с ядрото. Електроните с подобни енергийни стойности образуват един електронен слой или енергийно ниво. Енергийните нива се номерират, започвайки от ядрото - 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7.

Едно цяло число n, обозначаващо номера на енергийното ниво, се нарича главно квантово число. Той характеризира енергията на електроните, заемащи дадено енергийно ниво. Електроните от първото енергийно ниво, най-близо до ядрото, имат най-ниска енергия.В сравнение с електроните от първото ниво, електроните на следващите нива ще се характеризират с голямо количество енергия. Следователно електроните на външното ниво са най-слабо свързани с ядрото на атома.

Най-големият брой електрони в енергийното ниво се определя по формулата:

N = 2n2,

където N е максималният брой електрони; n е номерът на нивото или основното квантово число. Следователно първото енергийно ниво, което е най-близо до ядрото, може да съдържа не повече от два електрона; на втория - не повече от 8; на третия - не повече от 18; на четвърти - не повече от 32.

Започвайки от второто енергийно ниво (n = 2), всяко от нивата се подразделя на поднива (подслоеве), които се различават малко помежду си по енергията на свързване с ядрото. Броят на поднивата е равен на стойността на основното квантово число: първото енергийно ниво има едно подниво; вторият - две; трети - три; четвърто - четири поднива. Поднивата от своя страна се формират от орбитали. Всяка стойностn съответства на броя на орбиталите, равен на n.

Обичайно е поднивата да се обозначават с латински букви, както и формата на орбиталите, от които се състоят: s, p, d, f.

Протони и неутрони

Атом на всеки химичен елемент е сравним с малка слънчева система. Следователно такъв модел на атома, предложен от Е. Ръдърфорд, се нарича планетарен.

Атомното ядро, в което е концентрирана цялата маса на атома, се състои от частици от два вида - протони и неутрони.

Протоните имат заряд, равен на заряда на електроните, но противоположен по знак (+1), и маса, равна на масата на водороден атом (в химията се приема като единица). Неутроните не носят заряд, те са неутрални и имат маса, равна на тази на протона.

Протоните и неутроните се наричат общо нуклони (от латинското nucleus - ядро). Сборът от броя на протоните и неутроните в атома се нарича масово число. Например, масовото число на алуминиев атом:

13 + 14 = 27

брой протони 13, брой неутрони 14, масово число 27

Тъй като масата на електрона, която е незначителна, може да бъде пренебрегната, очевидно е, че цялата маса на атома е концентрирана в ядрото. Електроните представляват e-.

Защото атомът електрически неутрален, също така е очевидно, че броят на протоните и електроните в един атом е еднакъв. Той е равен на серийния номер на химичния елемент, приписан му в Периодичната система. Масата на атома се състои от масата на протоните и неутроните. Знаейки серийния номер на елемента (Z), т.е. броя на протоните и масовото число (A), равно на сумата от броя на протоните и неутроните, можете да намерите броя на неутроните (N), като използвате формула:

N=A-Z

Например, броят на неутроните в един железен атом е:

56 — 26 = 30

изотопи

Наричат се разновидности на атоми на един и същи елемент, които имат същия ядрен заряд, но различни масови числа изотопи. Химическите елементи, открити в природата, са смес от изотопи. И така, въглеродът има три изотопа с маса 12, 13, 14; кислород - три изотопа с маса 16, 17, 18 и т.н. Обикновено се дава в Периодичната система, относителната атомна маса на химичен елемент е средната стойност на атомните маси на естествена смес от изотопи на даден елемент, като се вземе предвид тяхното относително изобилие в природата. Химичните свойства на изотопите на повечето химични елементи са абсолютно еднакви. Въпреки това, водородните изотопи се различават значително по свойства поради драматичното кратно увеличение на тяхната относителна атомна маса; дори са им дадени индивидуални имена и химически символи.

Елементи от първия период

Схема на електронната структура на водородния атом:

Схемите на електронната структура на атомите показват разпределението на електроните върху електронните слоеве (енергийни нива).

Графичната електронна формула на водородния атом (показва разпределението на електроните по енергийни нива и поднива):

Графичните електронни формули на атомите показват разпределението на електроните не само в нива и поднива, но и в орбити.

В хелиевия атом първият електронен слой е завършен - той има 2 електрона. Водородът и хелият са s-елементи; за тези атоми s-орбитала е изпълнена с електрони.

Всички елементи от втория период първият електронен слой е запълнен, а електроните запълват s- и p-орбиталите на втория електронен слой в съответствие с принципа на най-малката енергия (първо s, а след това p) и правилата на Pauli и Hund.

В неоновия атом вторият електронен слой е завършен - той има 8 електрона.

За атоми на елементи от третия период първият и вторият електронен слой са завършени, така че се запълва третият електронен слой, в който електроните могат да заемат 3s-, 3p- и 3d-поднива.

При магнезиевия атом е завършена 3s електронна орбитала. Na и Mg са s-елементи.

За алуминия и следващите елементи поднивото 3p е изпълнено с електрони.

Елементите от третия период имат незапълнени 3d орбитали.

Всички елементи от Al до Ar са p-елементи. s- и p-елементите образуват основните подгрупи в Периодичната система.

Елементи от четвърти - седми периоди

При атомите на калия и калция се появява четвърти електронен слой, 4s поднивото е запълнено, тъй като има по-малко енергия от 3d подниво.

K, Ca - s-елементи, включени в основните подгрупи. За атоми от Sc до Zn, 3d поднивото е изпълнено с електрони. Това са 3d елементи. Те са включени във вторичните подгрупи, имат предварително запълнен електронен слой, наричат се преходни елементи.

Обърнете внимание на структурата на електронните обвивки на атомите на хром и мед. При тях възниква „провал“ на един електрон от 4s- към 3d-подниво, което се обяснява с по-голямата енергийна стабилност на получените електронни конфигурации 3d 5 и 3d 10:

В атома на цинка третият електронен слой е завършен - всички 3s, 3p и 3d поднива са запълнени в него, общо има 18 електрона върху тях. В елементите след цинка, четвъртият електронен слой продължава да бъде запълнен, 4p подниво.

Елементите от Ga до Kr са p-елементи.

Външният слой (четвъртия) на атома на криптона е завършен и има 8 електрона. Но може да има само 32 електрона в четвъртия електронен слой; 4d- и 4f-поднивата на криптоновия атом все още остават незапълнени Елементите от петия период запълват поднивата в следния ред: 5s - 4d - 5p. Има и изключения, свързани с " провал» електрони, y 41 Nb, 42 Mo, 44 Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag.

В шестия и седмия период се появяват f-елементи, т.е. елементи, в които са запълнени съответно 4f- и 5f-поднива на третия външен електронен слой.

4f елементите се наричат лантаноиди.

5f елементите се наричат актиниди.

Редът на запълване на електронните поднива в атомите на елементи от шести период: 55 Cs и 56 Ba - 6s-елементи; 57 La … 6s 2 5d x - 5d елемент; 58 Ce - 71 Lu - 4f елементи; 72 Hf - 80 Hg - 5d елементи; 81 T1 - 86 Rn - 6d елементи. Но дори и тук има елементи, при които редът на запълване на електронните орбитали е „нарушен“, което, например, е свързано с по-голяма енергийна стабилност на половината и напълно запълнени f-поднива, т.е. nf 7 и nf 14. В зависимост от това кое подниво на атома е запълнено с електрони последно, всички елементи са разделени на четири електронни семейства или блокове:

s-елементи. S-поднивото на външното ниво на атома е изпълнено с електрони; s-елементите включват водород, хелий и елементи от основните подгрупи от групи I и II.

р-елементи. p-поднивото на външното ниво на атома е изпълнено с електрони; р-елементите включват елементи от основните подгрупи от III-VIII групи.

d-елементи. d-поднивото на предвъншното ниво на атома е изпълнено с електрони; d-елементите включват елементи от вторични подгрупи от групи I-VIII, т.е. елементи от интеркаларни декади на големи периоди, разположени между s- и p-елементи. Те също се наричат преходни елементи.

f-елементи. f-поднивото на третото външно ниво на атома е изпълнено с електрони; те включват лантаноидите и антиноидите.

Швейцарският физик В. Паули през 1925 г. установява, че в един атом в една орбитала не може да има повече от два електрона с противоположни (антипаралелни) завъртания (в превод от английски - „вретено“), т.е. притежаващи такива свойства, които могат условно да си представим като въртенето на електрона около неговата въображаема ос: по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка.

Този принцип се нарича Принципът на Паули. Ако в орбиталата има един електрон, тогава той се нарича несдвоен, ако има два, тогава това са сдвоени електрони, тоест електрони с противоположни завъртания. Фигурата показва диаграма на разделянето на енергийните нива на поднива и реда, в който те са запълнени.

Много често структурата на електронните обвивки на атомите се изобразява с помощта на енергийни или квантови клетки - те записват така наречените графични електронни формули. За този запис се използва следната нотация: всяка квантова клетка се означава с клетка, която съответства на една орбитала; всеки електрон е обозначен със стрелка, съответстваща на посоката на въртене. Когато пишете графична електронна формула, трябва да запомните две правила: Принципът на Паули и правилото на Ф. Хунд, според който електроните заемат свободни клетки първо една по една и в същото време имат една и съща спин стойност и едва след това се сдвояват, но завъртанията, според принципа на Паули, вече ще бъдат противоположно насочени.

Правилото на Хунд и принципа на Паули

Правилото на Хунд- правилото на квантовата химия, което определя реда на запълване на орбиталите на определен подслой и се формулира по следния начин: общата стойност на спиновия квантов брой на електроните на този подслой трябва да бъде максимална. Формулиран от Фридрих Хунд през 1925 г.

Това означава, че във всяка от орбиталите на подслоя първо се запълва един електрон и едва след изчерпване на незапълнените орбитали към тази орбитала се добавя втори електрон. В този случай в една орбитала има два електрона с полуцели завъртания от противоположен знак, които двойка (образуват двуелектронен облак) и в резултат на това общият спин на орбитала става равен на нула.

Друга формулировка: По-долу в енергия се намира атомният член, за който са изпълнени две условия.

Множеството е максимално
Когато кратностите съвпадат, общият орбитален импулс L е максимален.

Нека анализираме това правило, използвайки примера за запълване на орбиталите на p-поднивото стр- елементи от втория период (тоест от бор до неон (на диаграмата по-долу хоризонталните линии показват орбитали, вертикалните стрелки показват електрони, а посоката на стрелката показва ориентацията на спина).

Правилото на Клечковски

Правилото на Клечковски -тъй като общият брой електрони в атомите нараства (с увеличаване на зарядите на техните ядра или поредния номер на химичните елементи), атомните орбитали се заселват по такъв начин, че появата на електрони в орбитали с по-висока енергия зависи само от главното квантово число n и не зависи от всички останали квантови числа, включително тези от l. Физически това означава, че в водородоподобен атом (при липса на междуелектронно отблъскване) орбиталната енергия на електрона се определя само от пространствената отдалеченост на плътността на заряда на електрона от ядрото и не зависи от характеристиките на неговото движение в полето на ядрото.

Емпиричното правило на Клечковски и последователността от последователности от донякъде противоречива реална енергийна последователност от атомни орбитали, произтичащи от него, само в два случая от един и същи тип: за атоми Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, има „провал“ на електрон със s - подниво на външния слой до d-подниво на предишния слой, което води до енергийно по-стабилно състояние на атома, а именно: след запълване на орбитала 6 с две електрони с

Всичко в света е изградено от атоми. Но откъде са дошли те и от какво се състоят самите те? Днес отговаряме на тези прости и основни въпроси. Наистина много хора, живеещи на планетата, казват, че не разбират структурата на атомите, от които самите те са съставени.

Естествено, скъпият читател разбира, че в тази статия се опитваме да представим всичко на най-просто и интересно ниво, следователно не „зареждаме“ с научни термини. За тези, които искат да проучат въпроса на по-професионално ниво, ви съветваме да прочетете специализирана литература. Въпреки това, информацията в тази статия може да ви свърши добра работа в обучението ви и просто да ви направи по-ерудиран.

Атомът е частица материя с микроскопичен размер и маса, най-малката част от химичен елемент, която е носител на неговите свойства. С други думи, това е най-малката частица от вещество, която може да влезе в химични реакции.

История на откритията и структура

Концепцията за атома е била позната в древна Гърция. Атомизмът е физическа теория, която твърди, че всички материални обекти са съставени от неделими частици. Заедно с Древна Гърция идеята за атомизма се развива паралелно и в Древна Индия.

Не е известно дали извънземните са казали на тогавашните философи за атомите, или те сами са го измислили, но химиците са успели да потвърдят експериментално тази теория много по-късно - едва през седемнадесети век, когато Европа излиза от бездната на инквизицията и Средната възрасти.

Дълго време доминиращата идея за структурата на атома беше идеята за него като за неделима частица. Фактът, че атомът все още може да бъде разделен, стана ясно едва в началото на ХХ век. Ръдърфорд, благодарение на известния си експеримент с отклонението на алфа-частиците, научи, че атомът се състои от ядро, около което се въртят електроните. Възприет е планетарният модел на атома, според който електроните се въртят около ядрото, както планетите от нашата слънчева система около звезда.

Съвременните идеи за структурата на атома са напреднали далеч. Ядрото на атома от своя страна се състои от субатомни частици или нуклони - протони и неутрони. Именно нуклоните съставляват по-голямата част от атома. В същото време протоните и неутроните също не са неделими частици и се състоят от фундаментални частици - кварки.

Ядрото на атома има положителен електрически заряд, докато електроните, обикалящи в орбита, имат отрицателен заряд. По този начин атомът е електрически неутрален.

По-долу е дадена елементарна диаграма на структурата на въглеродния атом.

свойства на атомите

Тегло

Масата на атомите обикновено се измерва в атомни единици за маса - a.m.u. Единицата за атомна маса е масата на 1/12 от свободния покой въглероден атом в основното му състояние.

В химията за измерване на масата на атомите се използва концепцията "мол". 1 мол е количеството вещество, което съдържа броя на атомите, равен на броя на Авогадро.

Размерът

Атомите са изключително малки. И така, най-малкият атом е атомът на хелия, неговият радиус е 32 пикометра. Най-големият атом е цезиевият атом, който има радиус от 225 пикометра. Префиксът пико означава десет до минус дванадесета! Тоест, ако 32 метра се намали с хиляда милиарда пъти, ще получим размера на радиуса на хелиевия атом.

В същото време мащабът на нещата е такъв, че всъщност атомът се състои от 99% празнота. Ядрото и електроните заемат изключително малка част от обема му. За да илюстрираме, нека разгледаме пример. Ако си представите атом под формата на олимпийски стадион в Пекин (или може би не в Пекин, просто си представете голям стадион), тогава ядрото на този атом ще бъде череша, разположена в центъра на полето. Орбитите на електроните тогава биха били някъде на нивото на горните насаждения и черешата щеше да тежи 30 милиона тона. Впечатляващо, нали?

Откъде са дошли атомите?

Както знаете, сега различни атоми са групирани в периодичната таблица. Той има 118 (и ако с предвидени, но все още неоткрити елементи - 126) елемента, без да броим изотопите. Но не винаги е било така.

В самото начало на формирането на Вселената не е имало атоми и още повече, че е имало само елементарни частици, взаимодействащи помежду си под въздействието на огромни температури. Както би казал един поет, това беше истински апотеоз на частиците. В първите три минути от съществуването на Вселената, поради понижаване на температурата и съвпадение на цял куп фактори, започва процесът на първичен нуклеосинтез, когато се появяват първите елементи от елементарни частици: водород, хелий, литий и деутерий (тежък водород). Именно от тези елементи се образуват първите звезди, в дълбините на които протичат термоядрени реакции, в резултат на които водородът и хелият „изгарят“, образувайки по-тежки елементи. Ако звездата беше достатъчно голяма, тогава тя приключи живота си с така наречената експлозия на „свръхнова“, в резултат на която атомите бяха изхвърлени в околното пространство. И така се оказа цялата периодична таблица.

И така, можем да кажем, че всички атоми, от които сме съставени, някога са били част от древните звезди.

Защо ядрото на атома не се разпада?

Във физиката има четири вида фундаментални взаимодействия между частиците и телата, които те съставят. Това са силни, слаби, електромагнитни и гравитационни взаимодействия.

Именно благодарение на силното взаимодействие, което се проявява в мащаба на атомните ядра и е отговорно за привличането между нуклоните, атомът е такъв „твърд орех“.

Не толкова отдавна хората осъзнаха, че когато ядрата на атомите се разделят, се отделя огромна енергия. Разделянето на тежки атомни ядра е източник на енергия в ядрените реактори и ядрените оръжия.

И така, приятели, след като ви запознахме със структурата и основите на структурата на атома, можем само да ви напомним, че сме готови да ви помогнем по всяко време. Няма значение дали трябва да завършите диплома по ядрена физика, или най-малкия тест - ситуациите са различни, но от всяка ситуация има изход. Помислете за мащаба на Вселената, поръчайте работа в Zaochnik и запомнете - няма причина за притеснение.

Опция 1

част А.

А 1.Образува се ядрото на атом (39 K).

1) 19 протона и 20 електрона 2) 20 неутрона и 19 електрона

3) 19 протона и 20 неутрона 4) 19 протона и 19 неутрона

А 2. Атомът на елемента фосфор съответства на електронната формула

1) 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 2 2) 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 3 3) 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 4 4) 1S 2 2S 3 5 p

A 3. Химическите елементи са подредени в ред на намаляване на атомните им радиуси

1) Ba, Cd, Sb 2) In, Pb, Sb 3) Cs, Na, H 4) Br, Se, As

А 4.Верни ли са следните твърдения за химичните елементи?

A. Всички химични елементи-метали принадлежат към S- и d-елементите.

Б. Неметалите в съединенията проявяват само отрицателна степен на окисление.

А 5.Сред металите от основната подгрупа на група II най-мощният редуциращ агент е

1) барий 2) калций 3) стронций 4) магнезий

А 6.Броят на енергийните слоеве и броят на електроните във външния енергиен слой на атома на хрома са съответно

А 7.Проявява по-висок хромен хидроксид

А 8.Електроотрицателността на елементите се увеличава отляво надясно в серията

1) O-S-Se-Te 2) B-Be-Li-Na 3) O-N-P-As 4) Ge-Si-S-Cl

А 9.Степента на окисление на хлора в Ba(ClO 3) 2 е

1) +1 2) +3 3) +5 4) +7

А 10.Елементът арсен принадлежи към

Отговори на задачата B1-B2

В 1.Увеличаването на киселинните свойства на висшите оксиди се случва в серия:

1) CaOSiO 2 SO 3 2) CO 2 Al 2 O 3 MgO 3) Li 2 OCO 2 N 2 O 5

4) As 2 O 5 P 2 O 5 N 2 O 5 5) BeOCaOSrO 6) SO 3 P 2 O 5 Al 2 O 3

В 2. Задайте съвпадение.

Основен състав Електронна формула

A. 7 p + 1, 7 n 0 1 1. 2S 2 2p 3

B. 15 p + 1, 16 n 0 1 2. 2S 2 2p 4

B. 9 p + 1 , 10 n 0 1 3. 3S 2 3p 5

D. 34 p + 1, 45 n 0 1 4. 2S 2 2p 5

От 1.Напишете формулата за по-висок оксид и по-висок бромен хидроксид. Запишете електронната конфигурация на бромния атом в основно и възбудено състояние, определете възможните му валентности.

Напишете електронните формули на бромния атом в максимална и минимална степен.

Изпит No1 на тема "Структура на атома"

Вариант 2

част А. Изберете един верен отговор

А 1.Броят на протоните, неутроните и електроните на изотопа 90 Sr, съответно, е

1. 38, 90, 38 2. 38, 52, 38 3. 90, 52, 38 4. 38, 52,90

А 2. Електронната формула 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 6 4S 1 съответства на атома на елемента

1. сяра 2. бром 3. калий 4. манган

А 3.Елементите са подредени в ред на намаляващ атомен радиус

1) бор, алуминий, галий 3) бор, въглерод, силиций

2) калий, натрий, литий 4) криптон, ксенон, радон

А 4.Правилни ли са следните преценки за промяна на свойствата на елементите в серия?

Be-Mg-Ca-Sr-Ba?

A. Металните свойства са подобрени.

Б. Радиусът на атомите и броят на валентните електрони не се променят.

1) само A е вярно 2) само B е вярно 3) и двете съждения са правилни 4) и двете преценки са грешни

А 5.Сред неметалите от третия период най-мощният окислител е

1) фосфор 2) силиций 3) сяра 4) хлор

А 6.Броят на енергийните слоеве и броят на електроните във външния енергиен слой на мангановия атом са съответно

1) 4, 2 2) 4, 1 3) 4, 6 4) 4, 5

А 7.Проявява по-висок манганов хидроксид

1) киселинни свойства 3) основни свойства

2) амфотерни свойства 4) не показва киселинно-основни свойства

А 8.Електроотрицателността на елементите намалява отляво надясно по протежение на реда

1) O-Se-S-Te 2) Be-Be-Li-H 3) O-N-P-As 4) Ge-Si-S-Cl

А 9.Степента на окисление на азота в Ba(NO 2) 2 е

1) +1 2) +3 3) +5 4) +7

А 10.Елементът манганът принадлежи

1) s-елементи 2) p-елементи 3) d-елементи 4) преходни елементи

Отговори на задачата B1-B2е последователността от цифри, която съответства на числата на верните отговори.

В 1.Увеличаването на основните свойства на висшите хидроксиди се случва в поредицата от елементи, които ги образуват:

1) MgAl ) AsР 3) PSCl

4) BBeLi 5) MgCaBa 6)CaKCs

В 2. Задайте съвпадение.

Основен състав Електронна формула

A. 19 p + 1, 20 n 0 1 1. 4S 1

B. 20 p + 1, 20 n 0 1 2. 4S 2

B. 14 p + 1, 14 n 0 1 3. 5S 1

D. 35 p + 1, 45 n 0 1 4. 4S 2 4p 5

Когато изпълнявате задача C 1, напишете подробно хода на нейното решение и получения резултат.

От 1.Напишете формулата за по-висок оксид и по-висок арсенов хидроксид. Запишете електронната конфигурация на атома арсен в основно и възбудено състояние, определете възможните му валентности.

Напишете електронните формули на атома арсен в максимална и минимална степен.

Тест No1 „Структура на атома. Периодична система. Химически формули»

Закирова Олися Телмановна – учител по химия.

MBOU "Арская средно аритметично общо образование училище № 7 "

Цел: Да се провери последователността, силата, дълбочината на знаниятана тема „Структурата на атома. Периодична система. Химически формули». Да се контролира степента на усвояване от учениците на знания за структурата на атома, способността да се характеризира елементът по позиция в PSCE, да се определи молекулното тегло на съединенията.

Етап 1. Организиране на времето. 1. Поздрав.

2. Организация на работните места.

3. Обявяване на целта на урока на учениците

Определяне на целта на урока:

Повторение, обобщаване и систематизиране на понятията.PZ и PSE D. I. Mendeleev

Етап 2: Повторение, обобщаване и систематизиране на понятията

Опция 1.

1. Какво определя мястото на химичния елемент в PSCE на Д. И. Менделеев?

А) броят на електроните в атома; Б) броят на електроните във външното ниво; В) броят на неутроните в атомното ядро;

Г) броят на протоните в атомното ядро; Д) няма верен отговор.

2. Какво определя свойствата на химичните елементи?А) стойността на относителната атомна маса;Б) заряда на атомното ядро;В) броя на електроните на външно ниво;Г) броя на електроните в атома; Д) няма правилен отговор.

3. Как можете да определите броя на електронните нива в атома на всеки химичен елемент?

4. Как можете да определите броя на електроните върху външния слой на атомите на елементите от основните подгрупи?

А) по номер на период; Б) по номер на група; В) по номер на ред; Г) няма правилен отговор.

5. Как се променя радиусът на атома с увеличаване на поредния номер на елемент в период?

A) се увеличава; B) намалява; C) не се променя; D) няма модел в промените.

6. Атом на кой от следните елементи има най-голям радиус?

А) берилий; Б) бор; Б) въглерод; Г) азот.

7. Намерете молекулното теглоCO2 ; Х2 ТАКА4

Вариант 2.

1. Как се променят свойствата на химичните елементи в период с увеличаване на заряда на ядрото?

А) металните свойства се подобряват; Б) металните свойства се повтарят периодично;

В) неметалните свойства са подобрени; D) няма правилен отговор.

2. Кой елемент има най-силно изразени метални свойства?А)силиций;Б)алуминий;В)натрий;Г)магнезий.

3. Как се променят свойствата на елементите в основните подгрупи на периодичната система с нарастване на ядрения заряд?

А) металните свойства отслабват; Б) металните свойства не се променят;

В) неметалните свойства не се променят; Г) няма верен отговор.

4. Кой елемент има най-силно изразени неметални свойства?А) сяра;Б) кислород;В) селен;Г) телур.

5. Какво определя мястото на химичния елемент в PSCE на Д. И. Менделеев?А) масата на атома;Б) заряда на атомното ядро;

В) броят на електроните във външното ниво; Г) броят на електронните нива на атома; Д) няма верен отговор.

6. По номера на периода, в който се намира химичният елемент, може да се определи: А) броят на електроните в атома;

Б) броят на електроните във външното електронно ниво В) най-високата валентност на елемента;

Г) броят на електронните нива в атома; Д) няма правилен отговор.

7. Намерете молекулното теглоCO ; Х2 ТАКА3

Вариант 3.

1. Какво определя свойствата на химичния елемент? А) броя на електроните в атома; Б) броя на електронните нива в атома; В) броя на неутроните в атомното ядро; Г) няма верен отговор .

2. По номера на групата, в която се намира атомът, можете да определите: А) броя на електроните в атома;

Б) броят на електроните във външното електронно ниво в атом на всеки елемент от групата;

В) броят на електроните във външното електронно ниво в атома на елемента от основната подгрупа от тази група;

Г) броят на електронните нива в атома; Д) няма правилен отговор.

3. Как се променя радиусът на атома в период с увеличаване на поредния номер на елемента?

A) не се променя; B) се увеличава; C) намалява; D) се повтаря периодично.

4. Как се променят свойствата на химичните елементи в период с увеличаване на заряда на ядрото?А) металните свойства отслабват;Б) металните свойства периодично се повтарят;В) неметалните свойства отслабват;

Г) неметалните свойства се повтарят периодично; Д) няма правилен отговор.

5. Как се променят свойствата на елементите в основните подгрупи на PSCE D.I. Менделеев с увеличаване на заряда на ядрото?

А) металните свойства се подобряват; Б) неметалните свойства се подобряват;

C) свойствата не се променят; D) няма правилен отговор.

6. Кой елемент има най-силно изразени неметални свойства?

А) германий; Б) арсен; В) бром; Г) селен.

7. Намерете молекулното теглоХ2 О ; Х3 ПО4

Етап 3: Обобщаване на урока.