Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева Презентация учителя химии Кневицкой основной школы Балалайкиной Натальи Александровны 2016г В 60-е годы 20 века атом считался неделимым, о его внутреннем строении ничего не было известно. Открытие Д. И. Менделеева, с одной стороны, было своевременным (если учесть попытки классификации элементов, сделанные предшественниками), но, с другой – значительно опережало свое время, научное сообщество не было готово к его восприятию. Поэтому сначала работу Менделеева встретили равнодушно, и только после открытия предсказанных им элементов его ждали подлинный триумф и признание во всем мире. В 60-е годы 20 века атом считался неделимым, о его внутреннем строении ничего не было известно. Открытие Д. И. Менделеева, с одной стороны, было своевременным (если учесть попытки классификации элементов, сделанные предшественниками), но, с другой – значительно опережало свое время, научное сообщество не было готово к его восприятию. Поэтому сначала работу Менделеева встретили равнодушно, и только после открытия предсказанных им элементов его ждали подлинный триумф и признание во всем мире. Основные предшественники Менделеева и их заслуги Иоганн Вольфанг Деберейнер В 1829 г. Сформулировал представления о естественных группах элементов (по три элемента), обладающих сходными химическими свойствами. Каждую тройку сходных элементов он назвал триадами, всего он набрал четыре тирады. Остальные элементы остались вне его классификации. Джон александр Ньюлендс В 1856 г. Впервые расположил элементы в порядке увеличения их атомных масс, каждому элементу присвоил номер, сформулировал «закон октав», в соответствии с которым номера аналогичных элементов отличаются на целое число семь или кратное семи. Впервые установил некую периодичность в изменении свойств химических элементов. Однако его октавы содержали ошибки. Юлиус лотар майер В 1864-1865гг. Опубликовал таблицы, в которых расположил элементы в соответствии с их валентностями. Недостатки работ предшественников Д. И. менделеева
- Ученые сравнивали только сходные элементы, поэтому никаких сходных закономерностей для всех химических элементов обнаружено не было. Сам Менделеев отмечал, что открытие им Периодического закона связано с работой над книгой «Основы химии», с его размышлениями о том, в какой последовательности представлять сведения о химических элементах. Его путь к открытию периодического закона был долгим и трудным.
- Менделеев в качестве основной характеристики атома при построении им Периодической системы выбрал атомный вес элемента (современный термин – атомная масса). Однако он учитывал и химические свойства элементов (их валентности, формы образуемых ими соединений) Расположив все известные элементы в порядке увеличения их атомных масс, Менделеев обнаружил, что в этом ряду наблюдается периодическая повторяемость химических свойств.
- Рассмотрим эту закономерность на примере элементов малых периодов (2-го и 3-го). Свойства типичного металла лития повторяются у натрия и калия, свойства сильного неметалла фтора – у других галогенов (хлор, бром). Такие элементы называют элементами –аналогами.
- Пример: литий – аналог калия, натрия.
- К моменту открытия ПЗ было известно 63 элемента, Менделеев расположил их в своей таблице, не сделав при этом ни одной ошибки, не смотря на то, что атомные массы многих элементов были определены не верно! У 1/3 всех известных тогда элементов он исправил атомные массы, а для двадцати девяти еще не открытых элементов оставил пустые места в таблице!
- Перемешайте карточки, а затем расположите их в порядке возрастания относительных атомных масс.
- Сходные элементы с 1-го по 18-й расположите друг под другом: водород над литием и калий под натрием, соответственно кальций под магнием, гелий под неоном.
- Сформулируйте выявленную вами закономерность в виде закона
- Обратите внимание на несоответствие относительных атомных масс аргона и калия их расположению по общности свойств элементов
- Объясните причину этого явления.
- В таблице общие закономерности в изменении свойств атомов образуемых ими соединений повторяются через определенные интервалы –периоды, поэтому вся система называется периодической. Каждый период начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом (кроме 1-го и последнего, 7-го незавершенного периода)
- Заряды атомных ядер увеличиваются
- Металлические свойства ослабевают
- Неметаллические свойства усиливаются
- Степень окисления элементов в высших оксидах увеличивается от+1 до +8
- Степень окисления элементов в летучих водородных соединения увеличивается от -4до-1.
- Оксиды от основных через амфотерные сменяются кислотными
- Гидроксиды от щелочей через амфотерные гидроксиды сменяются кислородсодержащими кислотами. На основании этих наблюдений Д. И. Менделеев в 1869г. сделал вывод – сформулировал Периодический закон
- относительных атомных масс элементов
- Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер.
- Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от строения внешних энергетических уровней атомов элементов.
- Третья формулировка фактически раскрывает смысл Периодического закона. Только теория строения атома смогла объяснить периодическое изменение свойств элементов. Периодический закон был открыт в XIX веке, а объяснение ему было дано только в XX веке, после установления строения атома.
Свойства химических элементов и образованных ими соединений находятся в периодической зависимости от периодичности в изменении строения внешних электронных слоев атомов химических элементов
Свойства элементов в основном зависят от числа электронов на внешнем слое У атомов щелочных металлов на последнем энергетическом уровне по одному электрону, поэтому они обладают схожими свойствами (например, являются сильными восстановителями), то есть их свойства периодически повторяются (через восемь номеров для элементов малых периодов) У атомов галогенов на последнем уровне находится по 7 электронов, поэтому они также обладают схожими свойствами (являются сильными окислителями) Физический смысл периодического закона Число электронов на последнем уровне периодически повторяется, поэтому периодически повторяются и свойства элементов и их соединений. Значение периодического закона Д. И. Менделеева Периодический закон - один из основных законов природы, основа современной химии. ПЗ и ПСХЭ позволили предсказать существование новых, еще не открытых элементов. ПЗ позволяет ученым синтезировать новые химические элементы. Сам Менделеев так писал по этому поводу «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются»
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Карташова Л.А., учитель химии МБОУ «СОШ №27 с УИОП» г Балаково Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Открытию периодического закона предшествовало накопление знаний о веществах и свойствах. По мере открытия новых химических элементов, изучения состава и свойств их соединений появлялись первые попытки классифицировать элементы по каким-либо признакам. В общей сложности до Д.И. Менделеева было предпринято более 50 попыток классификации химических элементов. Ни одна из попыток не привела к созданию системы, отражающей взаимосвязь элементов, выявляющей природу их сходства и различия, имеющей предсказательный характер. Открытие Периодического закона
В основу своей работы по классификации химических элементов Д.И. Менделеев положил два их основных и постоянных признака: величину атомной массы и свойства образованных химическими элементами веществ. Он выписал на карточки все известные сведения об открытых и изученных в то время химических элементах и их соединениях. Сопоставляя эти сведения, учёный составил естественные группы сходных по свойствам элементов. При этом он обнаружил, что свойства элементов в некоторых пределах изменяются линейно (монотонно усиливаются или ослабевают), затем после резкого скачка повторяются периодически, т.е. через определённое число элементов встречаются сходные. Открытие Периодического закона
При переходе от лития к фтору происходит закономерное ослабление металлических свойств и усиление неметаллических. При переходе от фтора к следующему по значению атомной массы элементу натрию происходит скачок в изменении свойств (Nа повторяет свойства Li) За Na следует Mg , который сходен с Ве - они проявляют металлические свойства. А1 , следующий за Mg , напоминает В. Как близкие родственники, похожи Si и С; Р и N ; S и О; С1 и F . При переходе к следующему за С1 элементу К опять происходит скачок в изменении и химических свойств. Что же было обнаружено?
Если написать ряды один под другим так, чтобы под литием находился натрий, а под неоном – аргон, то получим следующее расположение элементов: Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar Периодическая закон Д.И. Менделеева
Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar При таком расположении в вертикальные столбики попадают элементы, сходные по своим свойствам. Периодическая закон Д.И. Менделеева
На основании своих наблюдений 1 марта 1869 г. Д.И. Менделеев сформулировал периодический закон, который в начальной своей формулировке звучал так: свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величин атомных весов элементов Первый вариант Периодической таблицы
Уязвимым моментом периодического закона сразу после его открытия было объяснение причины периодического повторения свойств элементов с увеличением относительной атомной массы их атомов. Более того, несколько пар элементов расположены в Периодической системе с нарушением увеличения атомной массы. Например, аргон с относительной атомной массой 39,948 занимает 18-е место, а калий с относительной атомной массой 39,102 имеет порядковый номер 19. Периодическая таблица Д.И. Менделеева Ar аргон 18 К 19 калий 39,102 39,948
Только с открытием строения атомного ядра и установлением физического смысла порядкового номера элемента стало понятно, что в Периодической системе расположены в порядке увеличения положительного заряда их атомных ядер. С этой точки зрения никакого нарушения в последовательности элементов 18 Ar – 19 K, 27 Co – 28 Ni, 52 Te – 53 I, 90 Th – 91 Pa не существует. Следовательно, современная трактовка Периодического закона звучит следующим образом: Свойства химических элементов и образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда их атомных ядер. Периодический закон Д.И. Менделеева
Открытый Д. И. Менделеевым закон и построенная на основе закона периодическая система элементов - это важнейшее достижение химической науки. Периодическая таблица химических элементов
Периодическая таблица химических элементов Периоды - горизонтальные ряды химических элементов, всего 7 периодов. Периоды делятся на малые (I,II,III) и большие (IV,V,VI), VII- незаконченный. Каждый период (за исключением первого) начинается типичным металлом (Li , Nа, К, Rb , Cs , Fr) и заканчивается благородным газом (Не, Ne , Ar , Kr , Хе, Rn), которому предшествует типичный неметалл.
Периодическая таблица химических элементов Группы - вертикальные столбцы элементов с одинаковым числом электронов на внешнем электронном уровне, равным номеру группы. Различают главные (А) и побочные подгруппы (Б). Главные подгруппы состоят из элементов малых и больших периодов. Побочные подгруппы состоят из элементов только больших периодов.
Поскольку окислительно – восстановительные свойства атомов оказывают влияние на свойства простых веществ и их соединений, то металлические свойства простых веществ элементов главных подгрупп возрастают, в периодах – убывают, а неметаллические – соответственно, наоборот – в главных подгруппах убывают, а в периодах – возрастают. Окислительно -восстановительные свойства
Восстановительные свойства атомов (способность терять электроны при образовании химической связи) в главных подгруппах возрастают, в периодах – уменьшаются. Окислительные (способность принимать электроны), наоборот, - в главных подгруппах уменьшаются, в периодах - возрастают Окислительно -восстановительные свойства
Электроотрицательность в периоде увеличивается с возрастанием заряда ядра химического элемента, то есть слева направо. В группе с увеличением числа электронных слоев электроотрицательность уменьшается, то есть сверху вниз. Значит самым электроотрицательным элементом является фтор (F) , а наименее электроотрицательным – франций (Fr) . Электроотрицательность
Радиус атома с увеличением зарядов ядер атомов в периоде уменьшается, т.к. притяжение ядром электронных оболочек усиливается. В начале периода расположены элементы с небольшим числом электронов на внешнем электронном слое и большим радиусом атома. Электроны, находящиеся дальше от ядра, легко от него отрываются, что характерно для элементов-металлов Изменение радиуса атома в периоде
В одной и той же группе с увеличением номера периода атомные радиусы возрастают. Атомы металлов сравнительно легко отдают электроны и не могут их присоединять для достраивания своего внешнего электронного слоя. Изменение радиуса атома в группе
О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов Химия. Выпускной экзамен М. Дрофа, 2008. П.А. Оржековский Подготовка к ЕГЭ. Химия. Сборник заданий. М. Эксмо, 2011 Источники инфорации
Обязательный минимум знаний
при подготовке к ОГЭ по химии
Периодическая система Д.И. Менделеева и строение атома
учитель химии
Филиала МОУ СОШ с.Поима
Белинского района Пензенской области в с.Чернышево
- Повторить основные теоретические вопросы программы 8 класса;
- Закрепить знания о причинах изменения свойств химических элементов на основании положения в ПСХЭ Д.И. Менделеева;
- Научить обоснованно объяснять и сравнивать свойства элементов, а также образованных ими простых и сложных веществ по положению в ПСХЭ;
- Подготовить к успешной сдаче ОГЭ по химии
Порядковый номер химического элемента
показывает число протонов в ядре атома
(заряд ядра Z) атома этого элемента.
12 р +
Mg 12
МАГНИЙ
В этом заключается
его физический смысл
12 е -
Число электронов в атоме
равно числу протонов,
так как атом
электронейтрален
Закрепим!
Са 20
КАЛЬЦИЙ
20 р +
20 е -
32 р +
32е -
СЕРА
Закрепим!
Zn 30
ЦИНК
30 р +
30 е -
35 р +
35е -
БРОМ
Горизонтальные строки химических элементов - периоды
малые
большие
незавершенный
Вертикальные столбцы химических элементов - группы
главные
побочные
Пример записи схемы строения атома химического элемента
Число электронных слоев
в электронной оболочке атома равно номеру периода, в котором расположен элемент
Относительная атомная масса
(округленное до целого числа значение)
записывается в верхнем левом углу над
порядковым номером
11 Na
Заряд ядра атома (Z) натрия
Натрий: порядковый номер 11
(записывается в нижнем левом углу
рядом с символом химического элемента)
2∙ 1 2
2∙ 2 2
11е -
11р +
Количество нейтронов вычисляется
по формуле: N(n 0 ) = A r – N(p + )
12 n 0
Число электронов на внешнем уровне для элементов главных подгрупп равно номеру группы , в которой расположен элемент
Максимальное число электронов
на уровне вычисляется по формуле:
2n 2
Закрепим!
13 Al
Заряд ядра атома (Z) алюминия
2∙ 1 2
2∙ 2 2
13е -
13р +
14 n 0
Закрепим!
9 F
Заряд ядра атома (Z) фтора
2∙ 1 2
9р +
9е -
10 n 0
В пределах одного периода
1. Возрастают:
I II III IV V VI VII VIII
Li Be B C N O F Ne
+3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10
2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8
- Заряд атомного ядра
- Число электронов во внешнем слое атомов
- Высшая степень окисления элементов в соединениях
Li +1 Be +2 B +3 C +4 N +5
- Электроотрицательность
- Окислительные свойства
- Неметаллические свойства простых веществ
- Кислотные свойства высших оксидов и гидроксидов
В пределах одного периода
2. Уменьшаются:
I II III IV V VI VII VIII
Li Be B C N O F Ne
+3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10
2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8
- Радиус атома
- Металлические свойства простых веществ
- Восстановительные свойства:
Li - только восстановитель , С – и окислитель , и восстановитель ,
F – только окислитель
- Основные свойства высших оксидов и гидроксидов:
LiOH – основание ,Be(OH) 2 – амфотерный гидроксид,
HNO 3 - кислота
В пределах одного периода
3. Не изменяется:
I II III IV V VI VII VIII
Li Be B C N O F Ne
+3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10
2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8
Число электронных слоёв
(энергетических уровней)
в атоме –
равно номеру периода
Закрепим!
В периодах
слева направо
заряд ядра атома
- Увеличивается
- Уменьшается
- Не изменяется
Закрепим!
В периодах
справа налево
число энергетических уровней
- Увеличивается
- Уменьшается
- Не изменяется
- Сначала увеличивается, а затем уменьшается
Закрепим!
В периодах
слева направо
восстановительные свойства элемента
- Усиливаются
- Ослабевают
- Не изменяются
- Сначала ослабевают, а затем усиливаются
Закрепим!
Атомы химических элементов
алюминия и кремния
имеют одинаковое:
- Число электронных слоёв;
- Число электронов
Закрепим!
Атомы химических элементов
серы и хлора
имеют различное:
- Значение зарядов ядер атомов;
- Число электронов на внешнем слое;
- Число электронных слоёв;
- Общее число электронов
В пределах одной А группы
1. Возрастают:
- Заряд атомного ядра
- Число электронных слоёв в атоме
- Радиус атома
- Восстановительные свойства
- Металлические свойства
простых веществ
- Основные свойства высших оксидов и гидроксидов
- Кислотные свойства (степень диссоциации) бескислородных кислот неметаллов
2 8 18 8 1
В пределах одной А группы
2. Уменьшаются:
- Электроотрицательность;
- Окислительные свойства;
- Неметаллические свойства
простых веществ;
- Прочность (устойчивость) летучих водородных соединений.
2 8 18 7
2 8 18 18 7
В пределах одной А группы
3. Не изменяются:
- Число электронов во внешнем электронном слое
- Степень окисления элементов в высших оксидах и гидроксидах (как правило, равная номеру группы)
- Be +2 Mg +2 Ca +2 Sr +2
2 2
2 8 2
2 8 8 2
2 8 18 8 2
Закрепим!
- В главных подгруппах
снизу вверх
заряд ядра атома
- Увеличивается
- Уменьшается
- Не изменяется
- Сначала увеличивается, а затем уменьшается
Закрепим!
В главных подгруппах
снизу вверх
число электронов на внешнем уровне
- Увеличивается
- Уменьшается
- Не изменяется
- Сначала увеличивается, а затем уменьшается
Закрепим!
В главных подгруппах
снизу вверх
окислительные свойства элемента
- Усиливаются
- Ослабевают
- Не изменяется
- Сначала увеличивается, а затем уменьшается
Закрепим!
Атомы химических элементов
углерода и кремния
имеют одинаковое:
- Значение зарядов ядер атомов;
- Число электронов на внешнем слое;
- Число электронных слоёв;
- Общее число электронов в атоме
Закрепим!
Атомы химических элементов
азота и фосфора
имеют различное:
- Значение зарядов ядер атомов;
- Число электронов на внешнем слое;
- Число электронных слоёв;
- Общее число электронов
- § 36, тест стр. 268-272
- Таблица Д.И. Менделеева http://s00.yaplakal.com/pics/pics_original/7/7/0/2275077.gif
- Габриелян О.С. «Химия. 9 класс», - ДРОФА, М., - 2013, с. 267-268
- Савельев А.Е. Основные понятия и законы химии. Химические реакции. 8 – 9 классы. – М.: ДРОФА, 2008, - с. 6-48.
- Рябов М.А., Невская Е.Ю. «Тесты по химии» к учебнику О.С. Габриеляна «Химия. 9 класс». – М.: ЭКЗАМЕН, 2010, с. 5-7
«Главный интерес химии – в изучении основных качеств элементов.
Найти их коренные свойства, определить причину их различие и сходства,
на основании этого предугадать свойства образуемых ими тел – таков
путь науки»
Д. И.Менделеев.
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
ОТКРЫТИЕ
ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА
13 х.э.
С С u Au
Ag Fe S
Pb As Hg
Sn Bi Sb Zn
XIX в 63 х.э.
XX в 116 х.э.
XVII в 20 х.э.
Сходные признаки
Металлы
Неметаллы
Берцелиус
Переходные элементы
амфотерные свойства
Лавуазье
Дёберейнер
Иоганн Вольфганг
в 1817 – 1829
открыл «закон триад»
(1780 – 1849)
Джон Ньюлендс
в 1865 году
заявил об открытии
«Закона октав»
(1837 – 1898)
Эмиль Бегуйе
де Шанкуртуа
1862 год
«Земная спираль)
(1820 – 1886)
Юлиус Лотар Мейер
Его таблица оказалась
наиболее близка к
таблице Д.И.Менделеева
4 val
3 val
2 val
1 val
1 val
Sn=117.6
2 val
Sb=120.6
Te=128.3
(Tl=204)
Ba=137.4
(1830 – 1895)
Трудности
возникшие при составлении таблицы
1.Было известно лишь63 элемента
2.Для многих химических элементов
были неправильно определены
атомные массы
Команда 1. Кем и когда был открыт Периодичес- кий закон?
Команда 3. Как читается Периодический закон по Менделееву?
Команда 2
Что положил в основу классифика- ции хим. элементов Менделеев? .
Команда 3.
Выберите названия хим. элементов, этимология которых связана с названием планет.
Команда 1. Найдите в ПС хим. элементы, названия которых происходит от названий частей света.
Команда 2.
Выберите названия хим. элементов, этимология которых связана с именами великих ученых.
№ 104 Резерфордий
№ 99 Эйнштейний
№ 101 Менделевий и другие
№ 34 Селен (луна)
№ 93 Нептуний
№ 52 Теллур (Земля)
№ 63 европий
№ 95 америций
Каждый период начинается с активного щелочного металла и заканчивается благородным газом.
Команда 3.
Объясните, почему закон называ-
ется периоди-ческим.
Команда 1.
Команда 2.
В ПСХЭ 8 групп.
Сколько периодов в ПСХЭ Д.И.Менделе-ева?
Сколько групп в ПСХЭ Д.И.Менделе-ева?
В ПСХЭ 7 периодов. Номера
«Будущее не грозит периодическому закону разрушением,
а только надстройки и
развитие обещает»
Д.И.Менделеев
- Д.И.Менделеев в своем открытии опирался на четко сформулированные исходные положения:
- Общее неизменное свойство атомов всех химических элементов – их атомная масса.
- Свойства элементов зависят от их атомных масс.
- Форма этой зависимости – периодическая.
- День рождения периодического закона – 1 марта1869 года.
- Периодическая система химических элементов – графическая форма отображения периодического закона.
3. http://www.alhimik.ru/stroenie/gl_5.html
4. http://images.yandex.ru/yandsearch?
5. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/102765/Лекок
6. http://www.alhimikov.net/otkritie_elementov/Ge.html
7. http://www.alhimikov.net/otkritie_elementov/Sc.html
1ОткрытиеПериодического закона
В основу своей классификации
химических элементов Д.И. Менделеев
положил два их основных и постоянных
признака:
величину атомной массы
свойства образованных химическими
элементами веществ.
2Открытие Периодического
закона
При этом он обнаружил, что свойства
элементов в некоторых пределах
изменяются линейно (монотонно
усиливаются или ослабевают), затем после
резкого скачка повторяются
периодически, т.е. через определённое
число элементов встречаются сходные.
3Первый вариант
Периодической таблицы
На основании своих
наблюдений 1 марта 1869 г. Д.И.
Менделеев сформулировал
периодический закон, который в
начальной своей
формулировке звучал так:
свойства простых тел, а
также формы и свойства
соединений элементов
находятся в периодической
зависимости от величин
атомных весов элементов
4Периодический закон
Д.И. Менделеева
Если написать ряды один под другим так,
чтобы под литием находился натрий, а под
неоном – аргон, то получим следующее
расположение элементов:
Li Be B C N O
Na Mg Al Si P S
F Ne
Cl Ar
При таком расположении в вертикальные
столбики
попадают элементы, сходные по своим
свойствам.
5
Периодический закон Д.И. Менделеева
Современная трактовка Периодическогозакона:
Свойства химических элементов
и образуемых ими соединений
находятся в периодической
зависимости от величины заряда
их атомных ядер.
6Р
19
30,974
ФОСФОР
78
Периоды
Периоды - горизонтальные рядыхимических элементов, всего 7 периодов.
Периоды делятся на малые (I,II,III) и
большие (IV,V,VI), VII-незаконченный.
9
Периоды
Каждый период (за исключением первого)начинается типичным металлом (Li, Nа, К,
Rb, Cs, Fr) и заканчивается благородным
газом (Не, Ne, Ar, Kr, Хе, Rn), которому
предшествует типичный неметалл.
10
Группы
вертикальные столбцыэлементов с одинаковым
числом электронов на
внешнем электронном
уровне, равным номеру
группы.
11
Группы
Различают главные (А) ипобочные подгруппы (Б).
Главные подгруппы состоят
из элементов малых и больших
периодов.
Побочные подгруппы состоят
из элементов только больших
периодов.
Такие элементы назваются
переходными.
1213
Запомнить!!!
Номер периода = число энергетических
уровней атома.
Номер группы = число внешних электронов
атома.
(Для элементов главных подгрупп)
14
Валентность
Номер группы показывает высшуювалентность элемента по кислороду.
15
Валентность
Элементы IV, V, VI и VII групп образуютлетучие водородные соединения.
Номер группы показывает
валентность элемента в соединениях с
водородом.
8-№группы
1617
Задание:
Назовите в каком периоде и вкакой группе, подгруппе
находятся следующие
химические элементы:
Натрий, Медь, Углерод, Сера,
Хлор, Хром, Железо, Бром
18Изменение радиуса атома
в периоде
Радиус атома уменьшается с
увеличением зарядов ядер атомов в периоде.
19Изменение радиуса атома
в периоде
В одной группе с увеличением
номера периода атомные радиусы
возрастают.
20
Изменение радиусов атомов в таблице Д.И. Менделеева
21Задание:
Сравните радиусы следующиххимических элементов:
Литий, натрий, калий
Бор, углерод, азот
Кислород, Сера, селен
Йод, Хлор, фтор
Хлор, сера, фосфор
22Электроотрицательность
Электроотрицательность - это
способность атома притягивать
электронную плотность.
Электроотрицательность в периоде
увеличивается с возрастанием
заряда ядра химического элемента, то
есть слева направо.
23 Электроотрицательность в
группе увеличивается с
уменьшением числа
электронных слоев атома
(снизу вверх).
Самым
электроотрицательным
элементом является фтор (F),
а наименее
электроотрицательным –
франций (Fr).
24ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ
АТОМОВ
Н
2,1
Li
Be
С
N
О
0,98
1,5
В
3,5
F
4,0
Na
Mg
Al
Si
P
S
Сl
0,93
1,2
К
Ca
0,91
1,04
Rb
Sr
0,89
0,99
2,0
1,6
Ga
1,8
In
1,5
2,5
1,9
Ge
2,0
Sn
1,7
3,07
2,2
As
2,1
Sb
1,8
2,6
Se
2,5
Те
2,1
3,0
Br
2,8
I
2,6
25
Задание:
Сравните ЭО следующиххимических элементов:
Натрий и кислород
Углерод и водород
Кислород и фтор
Бор и азот
Йод, фтор
Хлор, фосфор
26
свойства
Восстановительные свойства атомов способность терять электроны при
Окислительные свойства атомов способность принимать электроны при
образовании химической связи.
27Окислительно-восстановительные
свойства
В главных подгруппах снизу вверх, в
периодах – слева направо
окислительные свойства простых
веществ элементов возрастают, а
восстановительные свойства,
соответственно, убывают.
28Изменение свойств
химических элементов
Окислительные и неметаллические
свойства
Окислительные и неметаллические свойства
29
МЕТАЛЛОИДЫ
BGe
Sb
Po
30
МЕТАЛЛОИДЫ
По своим химическим свойствамполуметаллы являются неметаллами,
но по типу проводимости относятся к
проводникам.
3132
Cпасибо за внимание!!
33СТРОЕНИЕ АТОМА
34СТРОЕНИЕ АТОМА
1911 г Английский ученый Эрнест Резерфордпредложил планетарную модель атома
35Строение
атома
1. В центре атома находится
положительно заряженное
ядро.
2. Весь положительный заряд
и почти вся масса атома
сосредоточены в его ядре.
Частица
3. Ядра атомов состоят из
протонов и нейтронов
(нуклонов).
4. Вокруг ядра по замкнутым
орбитам вращаются
электроны.
Заряд Массовое
число
Электрон
е–
-1
0
Протон
р+
+1
1
Нейтрон
n0
0
1
3637
Строение атома
электронпротон
нейтрон
38Химический элемент – это вид
атомов с одинаковым зарядом
ядра.
Порядковый
номер
элемента
в ПС
=
Заряд
ядра
Число
Число
= протонов = электронов
в ядре
ē
Заряд ядра
порядковый
номер →
12
Mg
Число протонов
Число электронов
Z = +12
р+ = 12
ē = 12
39
Число нейтронов
Во атомах одного химическогоэлемента число
протонов р+ всегда одинаково
(равно заряду ядра Z), а число
нейтронов N бывает разным.
40Число нейтронов
Число
протонов Z
+
Число
нейтронов N
=
Массовое
число А
Число нейтронов N = A -Z
Массовое число -
24
порядковый номер -
12
Mg
N = 24 – 12 = 12
41
Примерные задания
Определите для предложенных ХЭ:порядковый номер
массовое число
заряд ядра
кол-во протонов
кол-во электронов
кол-во нейтронов
42Изотопы - атомы элемента, имеющие один
и тот же заряд ядра, но разные массы.
е–
-
е
–
е–
-
-
р+
n
+ n
р
+
р
Изотопы
водорода
n
Водород
Дейтерий
Тритий
1H
2D
3T
Число
протонов (Z)
одинаковое
1
1
1
Число
нейтронов N
разное
0
1
2
Массовое
число А
разное
1
2
3
43Изотопы хлора
35
17
Сl
75%
37
17
Сl
25%
Ar = 0.75 * 35 + 0.25 * 37 = 35.5Электронная оболочка совокупность всех
электронов в атоме,
окружающих ядро.
45
Электронная оболочка
Электрон в атоме находится в связанномсостоянии с ядром и обладает энергией,
которая определяет энергетическиий уровень
на котором находится электрон.
46
Электронная оболочка
Электрон не может обладать такойэнергией, чтобы находиться между
энергетическими уровнями.
Атом алюминия
Атом углерода
Атом
водорода
47
Стационарное и возбужденное состояние атома
481Е1 < E2 < E3
2
ядро
3
Энергетические уровни n
(Электронные слои) – совокупность
электронов с близкими значениями
энергии
Число энергетических уровней в атоме
равно номеру периода, в котором
располагается ХЭ в ПСХЭ.
49
Определите
Числоэнергетических
уровней для
Н, Li, Na, K, Сu
50
Распределение электронов по уровням
N=2n2формула
для
вычисления
максимального количества электронов на
энергетических уровнях, где n-номер уровня.
1Й уровень - 2 электрона.
2Й уровень - 8 электронов.
3Й уровень - 18 электронов.
51
Максимальное количество электронов на 1 уровне
1 уровень: 2ē52Максимальное количество
электронов на 1и 2 уровнях
1 уровень: 2ē
2 уровень:8ē
53
Максимальное количество электронов на 1,2,3 уровнях
1 уровень-22 уровень-8
3 уровень-18
54
Схема электронного строения
Порядковый номерзаряд ядра +6, общее число ē – 6,
Углерод 6С находится во втором периоде
два энергетических уровня (в схеме
изображают скобками, под ними пишут число
электронов на данном энергетическом уровне):
С +6))
6
2
4
55
Составьте схему электронного строения для:
Li, NaBе, O, Р,
F, Br
56 Энергетические уровни,
содержащие максимальное число
электронов, называются
завершенными.
Они обладают повышенной
устойчивостью и стабильностью
Энергетические уровни,
содержащие меньшее число
электронов, называются
незавершенными
57
4
БЕРИЛЛИЙ
2
2
9,0122
Внешний энергетическицй уровень
Периодическая таблица химических элементов
Число энергетическихуровней атома.
= № периода
Число внешних электронов = № группы
5911
Na
22,99
натрий
60
Внешние электроны
Число внешних электронов = № группыЭлектрон
внешнего
уровня
61
Строение энергетических уровней
Каждый энергетический уровеньсостоит из подуровней: s, p, d, f.
Подуровень состоит из орбиталей.
Электронная орбиталь - область
наиболее вероятного
местонахождения электрона в
пространстве
Электронная орбиталь
Электроны S – подуровня при движении вокруг ядраобразуют сферическое электронное облако
Граница
подуровней
S – облако
63
Электроны p – подуровня образуют три
электронных облака в форме объёмной
восьмёрки
р – облака
64
Форма орбиталей p – подуровня
65Форма орбиталей d – подуровня
d - облака66
Форма орбиталей f – подуровня
67p
-электронная орбиталь,
-электроны,
-этажное расположение
обозначает уровни и подуровни
электронов.
На схеме показано
строение 1-го и 2-го
электронных уровней
атома кислорода
68Электронно-графические формулы
Электронно-графические
формулы
Подуровень состоит из орбиталей Е
n=4 – 4 подуровня (S,р,d,f)
n=4
S
n=3
S
n=2
S
n=1 S
d
p
p
d
f
n=3 – 3 подуровня (S, р, d)
n=2 – 2 подуровня (S, р)
p
n=1 – 1 подуровень (S)
где n-номер уровня
69
Квантовые числа
Состояние каждого электрона в атомеобычно описывают с помощью четырех
квантовых чисел:
главного (n),
орбитального (l),
магнитного (m) и
спинового (s).
Первые три характеризуют движение
электрона в пространстве, а четвертое вокруг собственной оси.
70
Квантовые числа
- энергетические параметры,определяющие состояние электрона
и тип атомной орбитали, на которой
он находится.
1. Главное квaнтовое число n
определяет общую энергию электрона
и степень его удаления от ядра
(номер энергетического уровня);
n = 1, 2, 3, . . .
71
Квантовые числа
2. Орбитальное (побочное)квантовое число l определяет форму
атомной орбитали.
Значения от 0 до n-1 (l = 0, 1, 2, 3,..., n-1).
Каждому значению l соответствует
орбиталь особой формы.
l = 0 - s-орбиталь,
l = 1 - р-орбиталь,
l = 2 - d-орбиталь,
l = 3 - f-орбиталь
72
3. Магнитное квантовое число m
- определяет ориентацию орбитали впространстве относительно внешнего
магнитного или электрического поля.
m = 2 l +1
Значения изменяются от +l до -l, включая 0.
Например, при l = 1 число m принимает
3 значения: +1, 0, -1, поэтому существуют
3 типа р-АО: рx, рy, рz.
73
Квантовые числа
4.Спиновое квантовое число s можетпринимать лишь два возможных значения
+1/2 и -1/2.
Они соответствуют двум возможным и
противоположным друг другу направлениям
собственного магнитного момента
электрона, называемого спином.
74Свойства электрона
Спин характеризует собственный
магнитный момент электрона.
Для обозначения электронов с различными
спинами используются символы: и ↓ .
Принцип Паули.
Правило Хунда.
Принцип устойчивости
Клечковского.
76
1) Запрет Паули
На одной АО могут находится не более, чем два
электрона, которые должны иметь различные
спины.
Разрешено
Запрещено!
В атоме не может быть двух электронов с
одинаковым набором всех четырех
квантовых чисел.
77
Планетарная модель атома берилия
4БЕРИЛЛИЙ
2
2
1s
9,0122
2s
Планетарная модель атома берилия
4БЕРИЛЛИЙ
2
2
1s
9,0122
2s
2p
Заполнение атомных орбиталей электронами
2) Принцип Хунда:Устойчивому состоянию атома
соответствует такое распределение
электронов в пределах
энергетического подуровня, при
котором абсолютное значение
суммарного спина атома
максимально
Разрешено
Запрещено!
80
Правила заполнения энергетических уровней
Правило ХундаЕсли, например, в трех
p-ячейках атома азота необходимо
распределить три электрона, то они
будут располагаться каждый в
отдельной ячейке, т.е. размещаться
на трех разных
p-орбиталях:
в этом случае суммарный спин
равен +3/2 , поскольку его проекция
равна
Эти же три электрона не могут
быть расположены
таким образом,
потому что тогда проекция
суммарного спина
ms = +1/2-1/2+1/2=+1/2 .
ms = +1/2+1/2+1/2=+3/2 .
Запрещено!
Разрешено
81
Заполнение атомных орбиталей электронами
3) Принцип устойчивостиКлечковского.
АО заполняются электронами в
порядке повышения энергии их
энергетических уровней.
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d
82
Принцип устойчивости Клечковского.
В первую очередь заполняются теорбитали, у которых min сумма (n+l).
При равных суммах (n+l) заполняются те, у
которых n меньше
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d ...
4s (4+0=4)
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d
83ЭЛЕКТРОНАЯ ФОРМУЛА
АТОМА
С помощью электронных формул
(конфигураций) можно показать
распределение электронов по
энергетическим уровням и подуровням:
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d
1s2 2s22p6 3s23p6 3d0 4s2
84ЭЛЕКТРОННАЯ ФОРМУЛА
Пример: Углерод, №6, период II,
группа IVA.
Схема электронного
строение атома
С+6))
2 4
Электронная формула: 1s2 2s22p2
85
Алгоритм составления электронных формул.
Записываем знак химического элемента изаряд ядра его атома (№ элемента).
Определяем количество энергетических
уровней (№ периода) и количество
электронов на каждом уровне.
Составляем электронную формулу,
учитывая номер уровня, вид орбитали и
количество электронов на ней (принцип
Клечковского).
86 строение атомов
Li
Na
К
Rb
O
S
Sе
Tе
9091
Выводы
Строение внешнихэнергетических уровней
периодически повторяется,
поэтому периодически
повторяются и свойства
химических элементов.
92Состояния атомов
Атомы устойчивы лишь в некоторых
стационарных состояниях, которым
отвечают определенные значения энергии.
Наинизшее из разрешённых энергетических
состояний атома называется основным, а все
остальные - возбуждёнными.
Возбужденные состояния атомов образуются
из основного состояния при переходе одного
или нескольких электронов с занятых
орбиталей на свободные (или занятые лишь
93
1 электроном)
Строение атома марганца:
Mn+25
2
8
13
2
d - элемент
1s22s22p63s23p64s23d54p0
основное состояние атома
возбужденное состояние атома
94
Значение переходных металлов для организма и жизнедеятельности.
Без переходных металлов наш организмсуществовать не может.
Железо – это действующее начало
гемоглобина.
Цинк участвует в выработке инсулина.
Кобальт – центр витамина В-12.
Медь, марганец и молибден, а также
некоторые другие металлы входят в
состав ферментов.
95
Ионы
Ион – положительно или отрицательнозаряженная частица, образованная при
отдаче или присоединении атомом или
группой атомов одного или нескольких
электронов
Катион – (+) заряженная частица, Kat
Анион – (-) заряженная частица, An
96