Электронное строение атома. Ранние модели строения атома «Пудинг с изюмом» (1902-1904 г. Дж. Томсон) «Пудинг с изюмом» (1902-1904 г. Дж. Томсон) «Планетарная» - презентация

1 Электронное строение атома

2 Ранние модели строения атома «Пудинг с изюмом» ( г. Дж. Томсон) «Пудинг с изюмом» ( г. Дж. Томсон) «Планетарная» (1907 г. Э. Резерфорд) «Планетарная» (1907 г. Э. Резерфорд) «Модель Бора» (1913 г.) «Модель Бора» (1913 г.)

3 Современная модель атома Атом – электронейтральная частица Атом – электронейтральная частица Ядро атома – положительно заряженное Ядро атома – положительно заряженное Электроны – отрицательно заряженные Электроны – отрицательно заряженные Электроны вращаются вокруг ядра с определённой скоростью Электроны вращаются вокруг ядра с определённой скоростью Электроны имеют двойственную природу Электроны имеют двойственную природу

4 Состав ядра атома Протоны. Масса = 1, заряд = +1 Протоны. Масса = 1, заряд = +1 Нейтроны. Масса = 1, заряд = 0 Нейтроны. Масса = 1, заряд = 0 Заряд ядра определяется количеством протонов Заряд ядра определяется количеством протонов Количество протонов соответствует порядковому номеру элемента в ПСХЭ Количество протонов соответствует порядковому номеру элемента в ПСХЭ

5 Изотопы Изотопы – совокупность атомов, имеющих одинаковое число протонов, но различающихся количеством нейтронов в ядре атома. Изотопы – совокупность атомов, имеющих одинаковое число протонов, но различающихся количеством нейтронов в ядре атома. Изотопы различны атомной массой (А) Изотопы различны атомной массой (А) Число нейтронов определяется по формуле: N = A – Z, где Z – порядковый номер элемента Число нейтронов определяется по формуле: N = A – Z, где Z – порядковый номер элемента

6 Частицы микромира Корпускулярно-волновой дуализм Корпускулярно-волновой дуализм Электрон – частица с массой m 1 = 9*10 -28, скорость 10 8 см/сек, заряд -1 Электрон – частица с массой m 1 = 9*10 -28, скорость 10 8 см/сек, заряд -1 Эксперименты в 1927 г. подтвердили явления дифракции и интерференции. Эксперименты в 1927 г. подтвердили явления дифракции и интерференции.

7 Важные понятия Электронное облако – пространство около ядра атома, где сосредоточены вся масса электрона и электронная плотность Электронное облако – пространство около ядра атома, где сосредоточены вся масса электрона и электронная плотность Атомная орбиталь – часть э.о., где сосредоточено >90% электронной плотности Атомная орбиталь – часть э.о., где сосредоточено >90% электронной плотности Радиус АО – расстояние от ядра атома до максимальной электронной плотности Радиус АО – расстояние от ядра атома до максимальной электронной плотности

8 Квантовые числа Квантовые числа описывают состояние электрона в атоме Квантовые числа описывают состояние электрона в атоме n – главное квантовое число, хар-т общую энергию электрона данного уровня, номер периода в ПСХЭ соотв- т к-ву энергетических уровней в атоме, n принимает целые значения n – главное квантовое число, хар-т общую энергию электрона данного уровня, номер периода в ПСХЭ соотв- т к-ву энергетических уровней в атоме, n принимает целые значения

9 Квантовые числа l – побочное квантовое число; уточняет запас энергии электрона на энергетическом уровне, хар-т связь e с ядром, а так же форму АО. Значения от 0 до n-1 l – побочное квантовое число; уточняет запас энергии электрона на энергетическом уровне, хар-т связь e с ядром, а так же форму АО. Значения от 0 до n-1 l=0 – подуровень s, форма орбитали сферическая l=0 – подуровень s, форма орбитали сферическая l=1 – подуровень p, объёмная форма орбитали l=1 – подуровень p, объёмная форма орбитали l=2 – подуровень d, более сложная форма орбитали l=2 – подуровень d, более сложная форма орбитали l=3 – подуровень f, более сложная форма орбитали l=3 – подуровень f, более сложная форма орбитали Номер э.у. соответствует к-ву подуровней на данном энергетическом уровне Номер э.у. соответствует к-ву подуровней на данном энергетическом уровне

10

11 Квантовые числа m 1 – магнитное орбитальное квантовое число m 1 – магнитное орбитальное квантовое число соответствует распределению АО в пространстве около ядра соответствует распределению АО в пространстве около ядра Определяет количество АО Определяет количество АО Принимает значения -1, 0, +1 Принимает значения -1, 0, +1

12 Квантовые числа m s – магнитное спиновое квантовое число характеризует чисто квантовое свойство электрона m s – магнитное спиновое квантовое число характеризует чисто квантовое свойство электрона Это собственный момент импульса электрона Это собственный момент импульса электрона Абсолютное значение спина = ½ Абсолютное значение спина = ½ Проекция спина на ось может иметь лишь два значения: m s =+1/2; m s =-1/2 Проекция спина на ось может иметь лишь два значения: m s =+1/2; m s =-1/2

13 Принципы заполнения электронных оболочек Принцип минимальной энергии: Принцип минимальной энергии: принцип Паули принцип Паули правило Хунда правило Хунда правило Клечковского правило Клечковского

14 Несоблюдение принципа Паули При несоблюдении принципа Паули на АО в атоме были бы электроны с одинаковыми значениями всех квантовых чисел, т.е. в ячейки могут попасть электроны с параллельными спинами При несоблюдении принципа Паули на АО в атоме были бы электроны с одинаковыми значениями всех квантовых чисел, т.е. в ячейки могут попасть электроны с параллельными спинами

15 Несоблюдение правила Хунда При несоблюдении правила Хунда суммарный спин не будет максимальным, а это соответствует большему значению энергии атома. Такое состояние считается неустойчивым, что соответствует возбуждённому состоянию атома При несоблюдении правила Хунда суммарный спин не будет максимальным, а это соответствует большему значению энергии атома. Такое состояние считается неустойчивым, что соответствует возбуждённому состоянию атома

16 Правило Клечковского Заполнение электронами орбиталей в атоме происходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел n + l. При одинаковой сумме раньше заполняется орбиталь с меньшим значением n. Заполнение электронами орбиталей в атоме происходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел n + l. При одинаковой сумме раньше заполняется орбиталь с меньшим значением n.

17 Электронные семейства s-элементы, если заполняется s-подуровень s-элементы, если заполняется s-подуровень p-элементы, если заполняется p-подуровень p-элементы, если заполняется p-подуровень d-элементы, если заполняется d-подуровень d-элементы, если заполняется d-подуровень f-элементы, если заполняется f-подуровень f-элементы, если заполняется f-подуровень

18 Электронная формула Электронная формула атома химического элемента показывает как распределяются электроны в атоме, учитывая их характеристику квантовыми числами Электронная формула атома химического элемента показывает как распределяются электроны в атоме, учитывая их характеристику квантовыми числами 109 Mt мейтнерий 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d Mt мейтнерий 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 7

19 Электронная формула

20 «Провал» электрона В атомах некоторых элементов электрон с s-подуровня внешнего энергетического уровня переходит на d-подуровень предвнешнего энергетического уровня. Идёт выигрыш в энергии. Атом считается симметричным, т.е. либо большинство электронов становятся неспаренными либо спаренными В атомах некоторых элементов электрон с s-подуровня внешнего энергетического уровня переходит на d-подуровень предвнешнего энергетического уровня. Идёт выигрыш в энергии. Атом считается симметричным, т.е. либо большинство электронов становятся неспаренными либо спаренными

21 Задание Определить элемент: Определить элемент: I вариант II вариант III вариант 15; 40 15; 40 20; 35 20; 35 12; 28 12; 28 Составить электронные и электронно- графические формулы элемента: Составить электронные и электронно- графические формулы элемента: I вариант II вариант III вариант 4s 2 3d 6 4s 2 4p 3 5s 2 4d 1

22 Вопросы I вариант I вариант Назвать химический элемент и написать электронную формулу Назвать химический элемент и написать электронную формулу E ? 5 s d 4 III вариант III вариант II вариант II вариант ? 5 s d 4 E ? 5 s d 4 E

23 Спасибо за внимание!