Урок з теми: "Будова електронних оболонок атомів хімічних елементів № 1-20. Стан електронів у атомі. Поняття про радіус атома."

№ 7

Дата: _________

Тема: Будова електронних оболонок атомів хімічних елементів № 1-20. Стан електронів у атомі. Поняття про радіус атома.

Очікувані результати: учень характеризує склад атомних ядер (кількість протонів і нейтронів), розподіл електронів (за енергетичними рівнями та підрівнями) в атомах перших 20 хімічних елементів;

Наскрізні змістові лінії:

Підприємливість і фінансова грамотність

Значення періодичного закону

Тип уроку: комбінований.

Методи навчання: словесні, наочні, практичні.

Обладнання: ПСХЕ Д. І. Менделєєва.

Перебіг уроку

I. Організаційна частина.

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Електрон — це частинка, маса спокої якої 9,1 10^-31кг, заряд = - 1,6 10^-19Кл.

Електрон  володіє двоїстими властивостями поводить себе як хвиля і як частинка.

У теорії будови атома Резерфорда передбачалося, що рух електрона навколо ядра відбувається за певною траєкторією – орбітою, і в кожен момент часу ми можемо знайти його. Але насправді це було помилкою. Виявилося, що рух електрона значно складніший і він може знаходитись в будь-якій точці атома. Швидкість його обертання навколо ядра настільки велика, що в масштабах атома поняття траєкторії втрачає зміст. Тому не можна розглядати електрон як частинку, що рухається та положення якої в просторі точно відоме в будь-який момент часу. Можна лише вказати деяку частину простору навколо ядра, в якому перебування електрона є найбільш імовірним. Ця частина простору навколо ядра називається електронною хмариною, або електронною орбіталлю.

Орбіталь – ділянка простору, в якій на95% проявляються властивості даного електрону.

Електронна орбіталь — це простір навколо ядра атома, в якому найбільш імовірне перебування електрона.

Електронні орбіталі різняться за формою й напрямком у просторі. Ці електронні орбіталі різної форми позначаються літерами:

s – сферична форма електронної орбіталі (s-орбіталі)

p – гантелеподібна форма електронної орбіталі (p-орбіталі)

d – форма чотирьохпелюсткової квітки

f-орбіталі  

 

Електронні орбіталі, що є більш складними, ніж f - орбіталі, в атомах, описаних у періодичній системі на сьогодні, не використовуються.

Положення орбіталі в просторі можна визначити в системі координат. Орієнтація орбіталі в просторі описується магнітним квантовим числом т. Умовно кожен підрівень поділяється на квантові комірки за напрямками орбіталі в просторі.

Будь-яка орбіталь спрощено позначається маленьким квадратиком, а електрон у ній стрілкою:

вакантна орбіталь

 

↓

орбіталь з неспареним електроном

 

1 S¹

Крім руху навколо ядра, електрон має ще і власний обертовий рух навколо своєї осі. Цей рух описує спінове квантове число (або спін, від слова «веретено»). Для запису ми використовуємо умовну позначку електронів ↓ або ↑

У кожній орбіталі може перебувати один або два електрони (але не більше) з протилежно напрямленими спінами:

↓↑

заповнена орбіталь

 

1 S²

Спін можна уявити як обертання електрона навколо власної осі.

 

s-орбіталей може бути лише одна

 

p –орбіталей три 

 

d –орбітале й п’ять

 

f-орбіталей сім

 

 

Кожна квантова комірка може розмістити лише два електрони. У квантовій комірці можуть знаходитись або один електрон, або два електрони, але з протилежними спінами.

Рух електрона в атомі складніший, ніж здається на перший погляд. Сьогодні ми спробували відповісти на деякі питання руху електронів у атомі.

• Чому негативні електрони не падають на позитивно заряджене ядро? (Тому що електрони обертаються навколо ядра з величезною швидкістю)

• Що необхідно електрону, щоб обертатися з такою швидкістю й утримуватися біля ядра, а не полетіти? (Відповідний запас енергії) Моделі атомів передбачають розташування електронів на різних відстанях від ядра. Електрони з більшими чи меншими запасами енергії розташовуватимуться ближче до ядра?

Енергія розподіляється між електронами порціями. Тому розташування електронів навколо ядра обмежується енергетичними рівнями. Кількість енергетичних рівнів у атомі описується головним квантовим числом п і дорівнює номеру періоду, в я кому знаходиться атом. Всього періодів сім а тому кількість енергетичних рівнів яка може бути максимальною в атомі сім.

Кожен енергетичний рівень починається з s-орбіталей потім p, d, f.

Найменшим запасом енергії володіють  s-орбіталі потім p, d, f.

Все у світі прагне до зменшення енергії. А тому першими заповнюються орбіталі з найменшим запасом енергії.

 Перший енергетичний рівень містить лише одну s-орбіталь і не більше 2 електронів.

 Другий енергетичний рівень містить одну s-орбіталь і три p–орбіталі. Відповідно кількість електронів 2 + 6 = 8

 Третій енергетичний рівень містить одну s-орбіталь, три p–орбіталі і п’ять d-орбіталей. Максимальна кількість електронів: 2 + 6 + 10 = 18

 Четвертий енергетичний рівень містить одну s-орбіталь, три p–орбіталі, п’ять d-орбіталей і сім f-орбіталей. Максимальна кількість електронів: 2 + 6 + 10 + 14 = 32

 

 На останньому енергетичному рівні кожного атома може перебувати не більше 8 електронів.

Кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні повинна відповідати валентності елемента.

 

IV. Самостійна робота за варіантами (завдання 1-10 – тестові з однією правильною відповіддю оцінюються по 1 балові, завдання 11 – відкрита відповідь, оцінюється в 2 бали. Максимальна оцінка – 12 балів).

 

V. Підсумок уроку.

 

VІ. Домашнє завдання.

Опрацювати §

Письм. №

 

 

 

 

 

 

 

 

І-варіант

1. Нуклон це …

 а) певний вид атомів

 б) загальна назва протонів і нейтронів

 в) загальна назва протонів і електронів

 г) загальна назва нейтронів і електронів

2. Д. І. Менделєєв вважав найважливішою характеристикою елемента його …

 а) масу

 б) заряд ядра

 в) порядковий номер

 г) жодна відповідь не є вірною

3. У періоді неметалічні властивості елементів посилюються …

 а) з ліва на право

 б) справа на ліво

 в) зверху в низ

 г) з низу в верх

4. Періодичний закон Дмитро Іванович Менделєєв сформулював у

 а) 1869 р.

 б) 1870 р.

 в) 1871 р.

 г) 1872 р.

5. До V групи головної підгрупи входять

 а) Оксиген, Сульфур, Селен

 б) Ванадій, Ніобій, Тантал

 в) Індій, Станум, Стибій

 г) Нітроген, Фосфор, Арсен

6. Вкажіть кількість протонів у атома натрію

 а) 22

 б) 23

 в) 12

 г) 11

7. У ряду елементів: Li, Na, K, Rb найбільш вираженими металічними властивостями володіє:

а) Li

 б) Na

 в) K

 г) Rb

8. До малих періодів належать елементи

а) 3-го періоду

 б) 4-го періоду

 в) 5-го періоду

 г) 7-го періоду

9. Маса атома зосереджена в

а) ядрі

 б) протонах

 в) нейтронах

 г) електронах

10. Яких частинок у будь-якому атомі однакова кількість?

а) протонів і нейтронів

 б) нейтронів і електронів

 в) протонів і електронів

 г) протонів нейтронів і електронів

11. Вкажіть кількість протонів, нейтронів і електронів у елемента з порядковим номером № 9

 

 

 

 

ІІ-варіант

1. Д. І. Менделєєв передбачив відкриття трьох елементів

 а) Бору, Алюмінію, Силіцію

 б) Скандію, Галію, Германію

 в) Нітрогену, Оксигену, Хлору

 г) Літію, Натрію, Калію

2. Група – це…

 а) це горизонтальний ряд хімічних елементів, розміщених у порядку зростання їх відносних атомних мас, що починається лужним металом і закінчується інертним газом

 б) це вертикальний стовпчик, в якому один під одним розміщені подібні за властивостями хімічні елементи

 в) це діагональ від Бору до Астату, що умовно розмежовує металічні та неметалічні елементи

 г) жодне із тверджень не є вірним

3. β-промені – це …

 а) потік частинок з масою 4 і зарядом +2 (атомів гелію )

 б) випромінювання електромагнітних хвиль (подібні рентгенівським)

 в) потік негативно заряджених частинок – електронів

 г) потік атомів хімічних елементів

4. Д. І. Менделєєв назвав ряд елементів складений за зростанням атомних мас …

 а) природнім рядом

 б) унікальним рядом

 в) періодичним законом

 г) земним рядом

5. У 4-му періоді, VI групі, головній підгрупі розміщено

 а) Хром

 б) Селен

 в) Гафній

 г) Плюмбум

6. Протон має заряд

 а) нейтральний

 б) позитивний

 в) негативний

 г) невизначений

7. Планетарну модель будови атома запропонував у 1911 році

а) Дж. Томсон

 б) Е. Резерфорд

 в) Філіп фон Лєнард

 г) Хантаро Нагаока

8. Серед елементів 2-го періоду найменший радіус атома має

а) Літій

 б) Карбон

 в) Оксиген

 г) Неон

9. Величина заряду ядра і кількості електронів у атомі відповідає

а) номеру групи

 б) номеру періоду

 в) порядковому номеру

 г) відносній атомній масі

10. Ядро атома містить у своєму складі

а) протони

 б) протони і електрони

 в) протони і нейтрони

 г) нейтрони

11. Вкажіть кількість протонів, нейтронів і електронів у елемента з порядковим номером № 15