Строение атома и периодический закон

Контрольные вопросы

1. Какие модели предшествовали квантово-механической теории строения атома?

2. Как открытия Планка, Бора, де Бройля, Гейзенберга содействовали созданию современной теории строения атома?

3. Сформулируйте главные положения квантово-механической модели строения атома (орбиталь, квантовые числа, их значения и физический смысл).

4. Сформулируйте принципы наполнения атомных орбиталей электронами (принцип меньшей энергии, принцип Паули Строение атома и периодический закон, правило Гунда, правила Клечковского).

5. Дайте современную формулировку повторяющегося закона Д.И. Менделеева. Растолкуйте физический смысл порядкового номера элемента.

6. Опишите строение повторяющейся системы частей (периоды, ряды, группы, подгруппы). Растолкуйте физический смысл номера периода, группы.

7. Растолкуйте причину периодичности параметров атомов частей.

8. Охарактеризуйте особенности электрического строения частей s-, p-, d-, f Строение атома и периодический закон- семейств, их положение в системе. Дайте определение аналогов.

9. Охарактеризуйте изменение параметров частей в периодах и группах.

10. Чем характеризуются окислительно-восстановительные характеристики частей, как они меняются в периодах и группах?

Примеры выполнения упражнений и решения задач

Пример 1. Составьте полные электрические формулы атомов частей №34 и № 72. Укажите электрическое семейство, приведите графическую формулу валентного электрического уровня

Положение элемента Строение атома и периодический закон в системе Строение атома
Порядковый номер Заряд ядра +34
Общее число электронов
Период IV Число энергетических уровней
Группа VI Число валентных электронов
Подгруппа Гл.,А Число электронов на наружном уровне
Из их на подуровне s
На подуровне p

34Se 1s22s22p63s23p63d104s24p4, p – семейство

4s Строение атома и периодический закон 4 p
­¯ ­¯ ­ ­

Валентный уровень атома селена.

Положение элемента в системе Строение атома
Порядковый номер Заряд ядра +72
Общее число электронов
Период VI Число энергетических уровней
Группа IV Число валентных электронов
Подгруппа Поб.,Б Из их на наружном s-подуровне
На предвнешнем d-подуровне

72Hf 1s22s22p63s23p Строение атома и периодический закон63d104s24p64d104f145s25p65d26s2 , d – семейство

5d 6s
¯ ¯ ¯­

Валентный уровень атома Hf

Для частей побочных подгрупп I, II и, отчасти, VIII группы число d-электронов предвнешнего слоя нельзя высчитать по формуле (№ гр-2), т.к. №1 и №2 £ 2, а в VIII Б подгруппе элементы Строение атома и периодический закон размещены триадами, и только для первого элемента триады число электронов на предвнешнем d-подуровне равно 6 (8-2), а у следующих соответственно d7 и d8.

Более устойчивы для d-элементов состояния d5 и d10. Этим разъясняется «провал» s-электрона наружного уровня на d-подуровень предвнешнего слоя, когда на теоретическом уровне валентная структура атома должна быть Строение атома и периодический закон (n-1)d4ns2, а наблюдается (n-1)d5ns1 (Cr, Mo), либо подразумевается

(n-1)d9 ns2, а фактически (n-1)d10ns1 (Cu, Ag, Au).

Пример 2. Укажите порядковые номера, хим знаки и знаки аналогов частей, атомы которых имеют последующие валентные электрические структуры: 4s24p1, 5d66s2.

Строение валентного уровня Строение атома и периодический закон атома: 4s24p1 Положение элемента в повторяющейся системе
Число энергетических уровней Число валентных электронов Электрическое семейство 2+1=3p Период Группа Подгруппа Порядковый номер Хим элемент IV III Гл, А Ga, галлий

Аналоги: B, Al, In, Tl.

Строение валентного уровня атома: 5d66s2 Положение элемента в повторяющейся системе
Число энергетических уровней Число валентных электронов Строение атома и периодический закон Электрическое семейство 6+2=8 d Период Группа Подгруппа Порядковый номер Хим элемент VI VIII Поб.,Б Os, осмий

Аналоги: Fe, Ru.

Пример 3. Укажите элемент и количество нейтронов в ядре его атома, исходя из электрического строения его иона: Э3+ – 5d56s0.

Решение: В электрической конфигурации обозначенного иона недочет 3-х Строение атома и периодический закон электронов. Эти электроны у атома элемента располагаются на s-подуровне наружного шестого уровня и на d-подуровне предвнешнего энергетического уровня, т.е. элемент относится к d-семейству. На s-подуровне может находиться 2 электрона, а 3-ий из недостающих электронов должен быть на d-подуровне. Таким макаром, электрическая формула атома: 5d Строение атома и периодический закон66s2. Дальше находим элемент, анализируя его электрическую формулу, как показано в примере 2.

Обозначенная электрическая формула уже анализировалась выше, она принадлежит атому осмия.

Осмий имеет заряд ядра + 76, т.е количество протонов в ядре – 76, их общая масса – 76. Относительная атомная масса Os – 190 (см. повторяющуюся систему). Масса атома равна массе ядра (масса электронов пренебрежительно Строение атома и периодический закон мала), и складывается из массы протонов и нейтронов. Таким макаром, масса нейтронов равна разности масс атома (А) и протонов (р). Так как масса нейтрона также как масса протона равна 1, то количество нейтронов(n) в ядре численно равно их массе:

n=A – p; n(Os)=190 – 76 =114.

Ответ: в ядре атома осмия 114 нейтронов Строение атома и периодический закон.

Пример 4. Сравните теллур с 2-мя примыкающими элементами в периоде и электрическими аналогами в подгруппе по последующим чертам: радиусу атома (r) , энергии ионизации (ЭИ), энергии сродства к электрону (ЭСЭ), относительной электроотрицательности (ОЭО), металличности, окислительным и восстановительным свойствам, нраву высшего оксида и гидроксида.

Черта Se – Te - Po Sb – Te - I
r Строение атома и периодический закон ®
ЭИ ®
ЭСЭ ®
ОЭО ®
Железные характеристики ®
Восстановительные характеристики ®
Неметаллические характеристики ®
Окислительные характеристики ®
Кислотные характеристики высшего оксида и гидроксида ®

(Стрелка показывает направление возрастания )

Формула высшего оксида – TeO3. Нрав кислотный.

Формула гидроксида – Н2ТеО4 - телуровая кислота.

Пример 5. Напишите значения всех квантовых чисел формирующего электрона атома элемента № 76.

Решение: Осмий имеет валентную структуру Строение атома и периодический закон – 5d66s2. Составим электронографическую формулу валентного слоя атома осмия:

5d 6s
¯­ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯­
ml=-2 -1 ml=0

Формирующим электроном в атоме осмия является 6-ой электрон 5d-подуровня.

Главное квантовое число равно номеру энергетического уровня, на котором находится электрон, как следует n=5.

Орбитальное квантовое число для d-электронов l=2.

Т Строение атома и периодический закон.к. электрон находится в первой ячейке d-подуровня, магнитное квантовое число ml=-2

Т.к. этот электрон заполняет ячейку вторым, то его спиновое число ms=-1/2.

Задания для самостоятельной работы

Задание 1. Составьте полные электрические формулы частей. Укажите электрическое семейство, приведите графическую формулу валентного слоя:

№ варианта
№№ частей 16,40 51,25 7,27 6,45 4,74 19,24 33,45 50,75
№ варианта
№№ частей 8,47 35,80 5,73 13,26 15,21 53,22 83,39

Задание 2. Укажите порядковый Строение атома и периодический закон номер, хим символ и хим знаки аналогов элемента, атом которого имеет последующую валентную электрическую структуру:

№ варианта
Электрические структуры 6s26p3 2s22p4 4d15s2 5s25p5 4s24p5 2s22p4 3s23p3
№ варианта
Электрические структуры 3s23p1 4s24p3 5s25p3 3d54s2 2s22p3 3s23p Строение атома и периодический закон4 3d34s2
№ варианта
Электрические структуры 4d25s2

Задание 3. Сравните обозначенный хим элемент с 2-мя примыкающими в периоде и с 2-мя наиблежайшими электрическими аналогами в подгруппе по последующим чертам: радиусу атомов, энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности, металличности, окислительно-восстановительным свойствам, нраву высшего оксида и гидроксида.

№ вар
Эл-нт Mg Строение атома и периодический закон Pb In Sn Ca Si As Al S Sb Sr Ge P Se Ga

Задание 4. Укажите элемент и количество нейтронов в ядре его атома, исходя из электрического строения его иона:

№ варианта
ион Э3+ Э3+ Э1- Э3+ Э2+ Э3+ Э4+ Э3+
электрическая структура 3s2 3d54s0 3s23p6 3s23p2 3d64s Строение атома и периодический закон0 3d64s0 4d05s0 4d25s0
№ варианта
ион Э2+ Э2+ Э4+ Э2- Э3+ Э3+ Э3-
электрическая структура 4s0 3d74s0 3d34s0 4s24p6 4d45s0 4d05s0 2s22p6

Задание 5*. Напишите значения всех квантовых чисел формирующего электрона атома элемента №:

№ варианта
№ элемента
№ варианта
№ элемента

Тестовые задания Строение атома и периодический закон для самоконтроля

1. Наполнение энергетических уровней электронами в атоме идет в порядке роста энергии уровней – это:

1) Принцип меньшей энергии;

2) Принцип Паули;

3) Правило Гунда.

2. Формула высшего оксида элемента, образующего водородное соединение ЭН2 , имеет вид:

1) ЭО4;

2) ЭО;

3) ЭО3.

3. Укажите квантовое число, описывающие форму орбитали:

1) l;

2) n;

3) ml.

4. Номер периода системы Менделеева, в каком находится Строение атома и периодический закон элемент, показывает на…

1) количество валентных электронов в атоме данного элемента;

2) количество энергетических уровней в атоме, заполненных электронами;

3) количество валентных электронов на наружном уровне атома элемента.

5. Номер группы, в какой находится элемент, показывает на…

1) количество валентных электронов в атоме данного элемента;

2) количество энергетических уровней в атоме, заполненных электронами;

3) количество валентных Строение атома и периодический закон электронов на наружном уровне атома элемента.

6. Аналогами элемента Fe являются:

1) Co, Ni;

2) Kr, Ru, Xe, Os, Rn;

3) Ru, Os.

7. Областьпространства, в каком более возможно нахождение электрона – это:

1) орбита;

2) орбиталь;

3) подуровень.

8. Энергию и размеры орбиталей определяет…

1) главное квантовое число;

2) орбитальное квантовое число;

3) спиновое квантовое число

9. Свой механический момент движения электрона охарактеризовывает Строение атома и периодический закон …

1) главное квантовое число;

2) орбитальное квантовое число;

3) спиновое квантовое число.

10. Валентный электрический уровень 2s2p2 имеет атом…

1) углерода;

2) бора;

3) азота.

Ключи к тестовым заданиям

№ вопроса
№ ответа

Хим связь

Контрольные вопросы

1. Дайте определение хим связи. Перечислите виды хим связи.

2. Охарактеризуйте такие характеристики ковалентной связи как длина, крепкость, полярность, поляризуемость.

3. Чем разъясняется направленность Строение атома и периодический закон ковалентной связи? Изложите главные положения теории гибридизации атомных орбиталей Л. Полинга.

4. Охарактеризуйте σ-, π-, δ-связь и механизм образования кратных связей.

5. Охарактеризуйте обменный и донороно-акцепторный механизмы образования ковалентной связи.

6. Опишите характеристики ионной связи и строение ионной кристаллической решетки.

7. Растолкуйте особенности железной связи и строение кристаллической решетки металлов.

8. Сформулируйте главные положения способа валентных связей В Строение атома и периодический закон.Гейтлера и Ф. Лондона.

9. Сформулируйте главные понятия способа молекулярных орбиталей (молекулярные орбитали, связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали, порядок связи).

10. Охарактеризуйте силы межмолекулярного взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса, водородная связь).

Примеры выполнения заданий

Пример 1. Укажите тип хим связи в соединениях: I2, Cs2O, CH4.

Решение: тип хим связи определяется степенью ее Строение атома и периодический закон полярности, которая находится в зависимости от разности относительных электроотрицательностей атомов, образующих связь (DОЭО).

I2 – связь меж атомами йода осуществляется перекрыванием р-облаков. Т.к. атомы, образующие связь, схожи, имеют схожую относительную электроотрицательность (ОЭО), общее электрическое скопление в одинаковой мере принадлежит обоим атомам. Связь – ковалентная неполярная.

Cs2O – связь Строение атома и периодический закон меж атомом цезия и атомом кислорода ионная, т.к. ее образуют обычный металл и обычный неметалл. DОЭО=3,5-0,7=2,8 (см. табл.2). Электрон от атома металла перебегает к атому кислорода, обладающему огромным значением ОЭО.

СН4 – связи в молекуле ковалентные полярные, так как атомы углерода и водорода отличаются по электроотрицательности некординально (DОЭО=2,5-2,1=0,4). Общее Строение атома и периодический закон электрическое скопление связи С-Н смещено к углероду.

Пример 2. Расположите связи Cs-H, Ba-H, также Ge-F, Si-F, C-F, Sn-F в порядке возрастания их длины (d), укажите, как меняется в этих рядах крепкость (Есв), полярность (DОЭО), и поляризуемость связи.

Связь Черта связи
Длина Энергия Полярность Поляризуемость Строение атома и периодический закон
Ba – H Cs - H ¯ ­ ¯ ¯
C – F Si – F Ge – F Sn – F ¯ ­ ­ ¯

Пример 3. Пользуясь способом валентных связей, проведите анализ хим связи в соединениях а) H3PO4, б) C2H2.

Предлагаем последующую последовательность выполнения задания:

1. Обусловьте степень окисления атомов частей по хим формуле соединения.

2. Постройте Строение атома и периодический закон графические формулы валентного электрического уровня атомов, входящих в состав молекулы данного соединения, оцените их валентные способности.

3. Постройте графическую формулу молекулы вещества и оцените ее достоверность с учетом валентных способностей всех атомов, входящих в состав соединения. Обозначьте s и p-связи.

4.Обусловьте координационное число центрального атома по Строение атома и периодический закон числу образованных им s-связей, укажите его ковалентность.

5. Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома (если она имеет место в данном соединении). Для этого в согласовании с числом -связей атома отделите на графической формуле его валентного слоя нужное число орбиталей, начиная с s- орбитали. Так, если атом образует две -связи, то при всем Строение атома и периодический закон этом происходит sp –гибридизация; РР три -связи осуществляются 3-мя гибридными sp2 –орбиталями, четыре – 4-мя sp3- орбиталями и т.д. Каждому типу гибридизации атомных орбиталей соответствует определенный валентный угол и пространственное строение частички. Укажите их.

6. Обусловьте орбитали центрального атома, идущие на образование -связей. Это негибридизованные p- либо d- орбитали с Строение атома и периодический закон неспаренными электронами, оставшиеся после образования -связей.

7. На графической формуле вещества обозначьте орбитали атомов, участвующие в образовании каждой связи.

а) H3+P+5O4-2

В согласовании со степенью окисления атома фосфора от него оттянуто 5 электронов к атомам более электроотрицательного элемента (кислорода). Чтоб образовать 5 хим связей, атом фосфора обязан иметь 5 неспаренных Строение атома и периодический закон электронов.Это может быть при переходе 1-го s-электрона на свободную d-орбиталь (возбужденное состояние атома, Р*).

1s 2s 2p
Н ¯ O ¯­ ¯­ ¯ ¯

3s 3p 3d 3s p d
P ¯­ ¯ ¯ ¯ P* ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

Составим графическую формулу фосфорной Строение атома и периодический закон кислоты.

Из формулы следует, что координационное число атома фосфора равно 4, потому что он образует 4 σ-связи. Для этого нужны 4 орбитали. Близкие по энергии одна s- и три р-орбитали валентного слоя выравниваются по форме и энергии – гибридизуются, образуя 4sp3-гибридных орбитали, направленные в пространстве под углом 109о28’, в итоге чего Строение атома и периодический закон фосфат-ион имеет форму тетраэдра.

Негибридизованная одноэлектронная d-орбиталь атома фосфора образует p-связь с р-орбиталью атома кислорода за счет бокового перекрывания.

Атомы кислорода и водорода образуют хим связи перекрыванием соответственно p и s-облаков с орбиталями примыкающих атомов.

Итак, в молекуле Н3РО4 центральный атом фосфора имеет:

степень Строение атома и периодический закон окисления +5;

валентность 5;

координационное число 4;

тип гибридизации sp3.

б)

2s 2p 2s 2p
C ¯­ ¯ ¯ C* ¯ ¯ ¯ ¯

Понятно, что во всех органических соединениях углерод четырехвалентен.

Как следует, графическая формула ацетилена имеет вид:

Из 3-х связей меж атомами углерода только одна s, а две -p. Каждый Строение атома и периодический закон атом углерода образует по две s-связи (одну с атомом углерода, другую – с атомом водорода). Координационное число атома углерода равно двум, тип гибридизации – sp,валентный угол (<НСС) – 180о, молекула линейна.

Итак, в молекуле С2Н2 атомы углерода имеют:

степень окисления –1;

валентность 4;

координационное число 2;

тип гибридизации sp.

Пример 4. Представите возможность Строение атома и периодический закон существования частиц Li2+ и NO с позиций способа молекулярных орбиталей. Приведите электрические формулы этих частиц, оцените их крепкость.

Li2+ - каждый атом лития содержит 3е-, катион Li2+ должен содержать 5е- и его электрическая формула в согласовании с порядком наполнения молекулярных орбиталей имеет последующий вид:

Li2+[(sсв1s)2(sразр1s)2(sсв Строение атома и периодический закон2s)1]

Для оценки прочности связи рассчитывают ее кратность (w). Она равна полуразности чисел электронов, находящихся на связывающих и на разрыхляющих орбиталях.

w(Li2­+)

Кратность связи меньше 1, крепкость связи мала, не велика и возможность существования катиона Li2+.

NO: Se-=7+8=15

NO [(sсв1s)2(sразр1s)2(sсв2s)2(sразр2s Строение атома и периодический закон)2(pсв2py=pсв2pz)4(sсв2px)2(pразр2py)1

w(NO)= , молекула NO довольно крепкая.

Задания для самостоятельного выполнения

Задание 1. Укажите тип хим связи в соединениях:

№ вар Соединения № вар Соединения
MgCl2, N2, PCl5, HCl CsI, NH3, Cl2, CaO
H2O, I2, BaCl2, AlF3 Na2O, HI, O2, KBr
Al2O3, H2S, CO2, F Строение атома и периодический закон­2 NaI, CO2, Br2, BaO
SO2, CaBr2, S2, BI3 CH4, BBr3, CaCl2, P2
Rb2O, PH3, NO, Cl2 NH3, K2O, SiO2, N2
KCl, HBr, P2, Na2S AlF3, H2S, Cr2O3, I2
SiH4, KI, N2, BeO NaCl, MgO, CCl4, O2
BaF2, Br2, PCl3, SrO

Задание 2. Расположите обозначенные хим Строение атома и периодический закон связи в порядке возрастания их…

№ варианта Характеристики связи Хим связи
прочности полярности H-Se, H-S, H-Te, H-O Be-F, B-F, C-F
прочности длины H-I, H-F, H-Cl, H-Br C=C, C-C, CºC
полярности длины H Строение атома и периодический закон-Cl, H-P, H-Si, H-S H-S, H-Te, H-Se
поляризуемости прочности H-Cl, H-F, H-I, H-Br P-H, As-H, N-H, Sb-H
прочности длины C=C, C-C, CºC B-F, Al-F, Ga-F, In-F
длины полярности Na-H Строение атома и периодический закон, Al-H, Mg-H, Si-H Be-Cl, Ca-Cl, Mg-Cl, Sr-Cl
длины полярности P-H, As-H, N-H, Sb-H Mg-H, Al-H, Na-H, Si-H
длины прочности Al-F, Ga-F, B-F, In-F N-H, O-H, F-H Строение атома и периодический закон, C-H
длины прочности H-Br, H-I, H-F, H-Cl S-H, Si-H, P-H, Cl-H
поляризуемости прочности H-Se, H-S, H-O, H-Te Br-H, Ge-H, As-H, Se-H
прочности поляности As-H, N-H, P-H, Sb-H Строение атома и периодический закон H-Br, H-I, H-F, H-Cl
прочности полярности Ca-F, Mg-F, Be-F, Sr-F C-H, F-H, O-H, N-H
длины полярности Be-F, Mg-F, Ca-F, Sr-F H-Te, H-S, H-O, H-Se
прочности полярности Li-H, B-H, Be Строение атома и периодический закон-H, C-H Ba-I, Mg-I, Be-I, Sr-I
полярности длины K-F, Li-F, Na-F, Rb-F O-H, N-H, F-H, C-H

Задание 3. В соединениях, формулы которых приведены в таблице, а) укажите степень окисления атомов, б) приведите графические формулы валентного Строение атома и периодический закон слоя атомов, в) составьте графическую формулу молекулы с учетом валентных способностей атомов, г) обозначьте s и p-связи, д) укажите, перекрыванием каких электрических туч они образованы, е) укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома (если такая имеет место) и пространственную конфигурацию молекулы :

№ вар
В-ва H2SeO4 BeCl2 H2CO3 GeCl Строение атома и периодический закон4 H2SO4 BCl3 HPO3 BeBr2 SF6 SiH4 H3AsO4 BeF2 NH4+, CS2 SiCl4 CO2
№ вар
В-ва CH3OH N2 H4P2O7 PH3 H4SiO4 C2H4 HCOH CF4 CH4 SnO2 GeCl4 BF3 HCOOH CCl4

Задание 4*. Составьте энерго диаграммы рассредотачивания электронов по молекулярным орбиталям реальных либо гипотетичных частиц, формулы Строение атома и периодический закон которых указаны в таблице, оцените крепкость этих частиц.

№ вар
частички F2-,CO C2,H2 Ne2+,Li2 O2,H2+ NO+,B2 F2-,Na2+ N2+,He2+ O2+,H2
№ вар
частички O2-,He2 F2-,N2 F2,CO- He2+, NO- N2+2,Ne2 Na2+,O22- O2+, Na2

Тестовые задания для самоконтроля

1. В какой строке приведены Строение атома и периодический закон формулы веществ только с ковалентной полярной связью?

1) KCl, HCl, SO2;

2) Br2, CO2, Cl2O7;

3) HCl, CH4, P2O5 .

2. Укажите строчку, в какой связи размещены в порядке роста их прочности:

1) С-С, С=С, СºС;

2) СºС,С=С, С-С;

3) СºС,С-С, С Строение атома и периодический закон=С.

3. Укажите гибридизацию центрального атома серы в молекуле H2SO4:

1) sp;

2) sp2;

3) sp3.

4. Укажите связи, расположенные в порядке роста поляризуемости:

1) H-F, H-I, H-Br, H-Cl;

2) H-Br, H-F, H-I, H-Cl;

3) H-F, H-Cl, H-Br, H-I.

5. Укажите связи, расположенные Строение атома и периодический закон в порядке роста их длинны:

1) H-F, H-I, H-Br, H-Cl;

2) H-Br, H-F, H-I, H-Cl;

3) H-F, H-Cl, H-Br, H-I;

6. Укажите связи, расположенные в порядке роста их прочности:

1) H-I, H-Br, H-Cl, H-F

2) H-Br, H-F Строение атома и периодический закон, H-I, H-Cl;

3) H-F, H-Cl, H-Br, H-I.

7. Укажите связи, расположенные в порядке роста их полярности:

1) H-I, H-Br, H-Cl, H-F

2) H-Br, H-F, H-I, H-Cl;

3) H-F, H-Cl, H-Br, H-I.

8. В какой строке приведены соединения только с ионным Строение атома и периодический закон типом связи?

1) KCl, CO, BaO;

2) CaCl2, NH3, HCl;

3) CaO, SrCl2, NaF.

9. Какая связь характеризуется наличием делокализованных электронов?

1) ковалентная неполярная;

2) ковалентная полярная;

3) железная.

10. Хим связь характеризуемая ненасыщаемостью и ненаправленностью – это:

1) ковалентная неполярная;

2) ионная;

3) железная.

Ключи к тестовым заданиям

№ вопроса
№ ответа


stroenie-i-funkcii-placenti.html
stroenie-i-funkcii-selezenki-referat.html
stroenie-i-funkcii-skeletnih-mishc.html