Електронна будова атомів.

Урок 7: Будова електронних оболонок атомів хімічних елементів. Енергетичні рівні і підрівні. Стан електронів у атомі. Структура періодичної системи.

 

МЕТА: ознайомити учнів з рухом електронів у атомі, ввести нові поняття: «орбіталь», «запас енергії електрона», «орієнтація орбіта лей у просторі», «спін», «форми орбіта лей»; навчити учнів складати форми будови електронних оболонок та схеми розподілу електронів за енергетичними рівнями.

 

ТИП УРОКУ: лекція

 

ФОРМИ РОБОТИ: лекція, комп’ютерні демонстрації

 

ЗАСОБИ НАОЧНОСТІ: комп’ютерні слайди

 

ХІД УРОКУ

 

1. Організаційний етап.
2. Мотивація навчальної діяльності.

Повідомляю тему і мету. Звертаю увагу на те, що під час реакцій ядра атомів не беруть ніякої участі, проте змін зазнають електрони (електронні оболонки атомів), саме від їх будови будуть залежати властивості хімічних елементів їх сполук. Сьогодні перед нами стоять завдання:

• з’ясувати, як побудовані електронні оболонки атомів;
•  з’ясувати розміри і форми орбіта лей, правила заповнення електронами вільних орбіта лей;
• навчитися складати електронні формули та схеми розподілу електронів за енергетичними комірками.

 

3. Вивчення нового матеріалу.

Проектую план лекції на екран:

1.  Утворення орбіта лей при русі електронів навколо ядра.

 

На початку ХХ ст. вважали, що електрони – це частинки, які обертаються на певних орбітах навколо ядра (як планети навколо сонця). Але, пізніше результати досліду засвідчили, що електрон має двоїсту природу – властивості частки і хвилі.

Електрони в атомі можна уявити як хмару з певною густиною від’ємного електричного заряду в певному об’ємі простору навколо ядра. Тобто, є певний простір навколо ядра, в якому перебування електрона є найбільш імовірним, такий простір називають ОРБІТАЛЛЮ.

Орбіта лі є різні, кожна орбіталь має свій запас енергії і це залежить від відстані орбіта лі від ядра.

Отже, орбіта лі із однаковим запасом енергії знаходяться на однаковій відстані від ядра.

Крім того, для електронів характерний СПІН – властивість електрона обертатися навколо своєї осі, тобто власний магнітний момент електрона. Спін може мати лише два значення:         . На одній орбіта лі може знаходитися не більше двох електронів з антипаралельними спінами. – принцип Паулі.

 

2. Характеристика орбіта лей.

 

Записую на дошці назви орбіталей та їх форми.

Є ще d – орбіта лі, але вони набагато складніші.

 

 

3. Поняття про енергетичні рівні.

 

Ми вже встановили, що орбіта лі із однаковим запасом енергії знаходяться на однаковій відстані від ядра. Такі орбіта лі знаходяться на одному ЕНЕРГЕТИЧНОМУ РІВНІ – сукупність орбіта лей, що характеризуються однаковим значенням енергії.

Чим далі від ядра знаходиться орбіталь, тим більшу енергію вона має, а електрони, що знаходяться дальше від ядра, легше відщепити іншими атомами.

Кожен енергетичний рівень складається з підрівнів:

1 – ен. рів. ----- один підрівень s,

2 – ен. рів. ----- два підрівні  s і p,

3 – ен. рів. ----- три підрівні  s, p і d,

4 -  ен. рів. ----- чотири підрівні   s, p, d і f.

 

Кількість електронів на енергетичному рівні можна обчислити за формулою:

                                           N = 2n²

де

N – число електронів,

n – номер енергетичного рівня.

  Обчисліть самостійно, по скільки електронів містить на перших чотирьох енергетичних рівнях:

1 – ен. рів. -----  N = 2*1² = 2 електрони

2 – ен. рів. -----  N = 2*2² = 8 електронів

3 – ен. рів. -----  N = 2*3² = 18 електронів

4 -  ен. рів. -----  N = 2*4² = 32 електрони і т. д.

 

4. Правила заповнення елеронами енергетичних рівнів.

 

Електрони заповнюють енергетичні рівні за зростанням їх енергій ( від меншої до більшої).

Зроблено розрахунок всіх підрівнів семи існуючих енергетичних рівнів, було одержано таку послідовність:

 

1s  2s  2p  3s  3p  4s  3d  4p  5s  4d  5p  6s  4f  5d  6p  7s  5f  6d

 

5. Будова електронної оболонки атомів.

 

Ми вже підрахували, скільки електронів може міститися на кожному енергетичному рівні. Як же відбувається розподіл електронів по енергетичних підрівнях:

 

    1                                            2                                                   3

 

 

    S                                      S          P                                   S       P        D

 

 

 

 

Якщо на  s – підрівні чи іншому не всі місця зайняті електронами, такий рівень називається незавершеним.

                      Електрони заповнюють комірки поступово по одному.

 

              6.  Зв’язок електронної будови атома з положенням елемента в періодичній системі.

 

Номер періоду в періодичній системі відповідає  числу енергетичних рівнів в того чи іншого елемента.

У елементів головних підгруп число електронів останнього енергетичного рівня співпадає з номером групи.

 

6. Узагальнення і систематизація знань.

Розписати електрони по енергетичних рівнях таких атомів:

  C,  S.

 

7. Домашнє завдання.

Розписати електрони по енергетичних рівнях таких атомів:

B, O, Al, Ca.