Занятие 3 10-й класс icon

Занятие 3 10-й класс



НазваниеЗанятие 3 10-й класс
Дата конвертации07.11.2012
Размер133.59 Kb.
ТипЗакон

ЗАНЯТИЕ 3
10-й класс
(первый год обучения)

Строение электронной оболочки атома

План

1. Квантовые числа (главное, побочное, магнитное, спиновое).

2. Закономерности заполнения электронной оболочки атома: принцип Паули, принцип наименьшей энергии, правило Клечковского, правило Гунда (Хунда).

3. Определения понятий: «электронная оболочка», «электронное облако», «энергетический уровень», «энергетический подуровень», «электронный слой».

Атом состоит из ядра и электронной оболочки. Электронная оболочка атома – это совокупность всех электронов в данном атоме. От строения электронной оболочки атома напрямую зависят химические свойства данного химического элемента. Согласно квантовой теории каждый электрон в атоме занимает определенную орбиталь и образует электронное облако, которое является совокупностью различных положений быстро движущегося электрона.

Для характеристики орбиталей и электронов используют квантовые числа.

^ Главное квантовое число n характеризует энергию и размеры орбитали и электронного облака, принимает значения целых чисел – от 1 до бесконечности (n = 1, 2, 3, 4, 5, 6…). Орбитали, имеющие одинаковые значения n, близки между собой по энергии и по размерам, они образуют один энергетический уровень.

^ Энергетический уровень – это совокупность орбиталей, имеющих одинаковое значение главного квантового числа. Энергетические уровни обозначают либо цифрами, либо большими буквами латинского алфавита (1 – K, 2 – L, 3 – M, 4 – N, 5 – O, 6 – P, 7 – Q). С увеличением порядкового номера энергия орбиталей увеличивается.

Электронный слой – это совокупность электронов, находящихся на одном энергетическом уровне.

На одном энергетическом уровне могут находиться электронные облака, имеющие различные геометрические формы.

^ Побочное (орбитальное) квантовое число l характеризует формы орбиталей и облаков, принимает значения целых чисел от 0 до n – 1.


Энергетический
уровень

Значения главного
квантового числа n

Значения побочного
квантового числа l

K

1

0 (s)

L

2

0, 1 (s, p)

M

3

0, 1, 2 (s, p, d)

N

4

0, 1, 2, 3 (s, p, d, f)

Орбитали, для которых l = 0, имеют форму сферы и называются s-орбиталями. Они содержатся на всех энергетических уровнях, причем на К-уровне есть только s-орбиталь.

Орбитали, для которых l = 1, имеют форму вытянутой восьмерки и называются р-орбиталями. Они содержатся на всех энергетических уровнях, кроме первого (К).

Орбитали, для которых l = 2, называются d-орбиталями. Их заполнение электронами начинается с третьего энергетического уровня.

Заполнение f-орбиталей, для которых l = 3, начинается с четвертого энергетического уровня.

Энергия орбиталей, находящихся на одном энергетическом уровне, но имеющих разную форму, неодинакова: Es < Ep < Ed < Ef, поэтому на одном уровне выделяют разные энергетические подуровни.

^ Энергетический подуровень – это совокупность орбиталей, которые находятся на одном энергетическом уровне и имеют одинаковую форму. Орбитали одного подуровня имеют одинаковые значения главного и побочного квантовых чисел, но отличаются направлением (ориентацией) в пространстве.

^ Магнитное квантовое число ml характеризует ориентацию орбиталей (электронных облаков) в пространстве и принимает значения целых чисел от –l через 0 до +l. Число значений ml определяет число орбиталей на подуровне, например:

s-подуровень: l = 0, ml = 0 – одна орбиталь;

p-подуровень: l = 1, ml = –1, 0, +1 – три орбитали;

d-подуровень: l = 2, ml = –2, –1, 0, +1, +2 – пять орбиталей.

Таким образом, число орбиталей на подуровне равно 2l + 1. Общее число орбиталей на одном энергетическом уровне – n2. Общее число электронов на одном энергетическом уровне – 2n2. Графически любая орбиталь изображается в виде клетки (квантовой ячейки).

Итак, каждая орбиталь и электрон, находящийся на этой орбитали, характеризуются тремя квантовыми числами: главным, побочным и магнитным. Электрон характеризуется еще одним квантовым числом – спином.

^ Спиновое квантовое число ms, спин (от англ. spin – кружение, вращение) – характеризует вращение электрона вокруг своей оси и принимает только два значения: +1/2 и –1/2. Электрон со спином +1/2 условно изображают так: ; со спином –1/2: .

Заполнение электронной оболочки атома подчиняется следующим законам.

П р и н ц и п П а у л и. В атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел.

П р и н ц и п н а и м е н ь ш е й э н е р г и и. Основное (устойчивое) состояние атома характеризуется минимальной энергией. Поэтому электроны заполняют орбитали в порядке увеличения их энергии.

П р а в и л о К л е ч к о в с к о г о. Электроны заполняют энергетические подуровни в порядке увеличения их энергии. Этот порядок определяется значением суммы главного и побочного квантовых чисел (n + l): 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d.

П р а в и л о Г у н д а. На одном подуровне электроны располагаются так, чтобы абсолютное значение суммы спиновых квантовых чисел (суммарного спина) было максимальным. Это соответствует устойчивому состоянию атома.

Например, электронные формулы магния, железа и теллура имеют вид:

Mg(+12) 1s22s22p63s2;

Fe(+26) 1s22s22p63s23p64s23d6;

Te(+52) 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p4.

Исключения в четвертом периоде составляют атомы хрома и меди, в которых происходит проскок (переход) одного электрона с 4s-подуровня на 3d-подуровень, что объясняется большой устойчивостью образующихся при этом электронных конфигураций 3d5 и 3d10. Таким образом, электронные формулы атомов хрома и меди имеют вид:

Cr(+24) 1s22s22p63s23p64s13d5;

Cu(+29) 1s22s22p63s23p64s13d10.

Для характеристики электронного строения атома можно использовать схемы электронного строения, электронные и электронно-графические формулы, например:



Тест по теме «Строение электронной оболочки атома»

(Возможно несколько правильных ответов)

1. Какую электронную конфигурацию имеет атом наиболее активного металла?

а) 1s22s22p1 б) 1s22s22p63s1 в) 1s22s2 г) 1s22s22p63s23p1

2. Электронная конфигурация иона Cl+ в основном электронном состоянии (этот ион образуется при действии ультрафиолетового излучения на сильно нагретый хлор) имеет вид:

а) [Ne] 3s23p5; б) [Ne] 3s13p6;

в) [Ne] 3s23p4; г) [Ne] 3s23p6.

3. Элементу 2-го периода для завершения внешнего уровня не хватает трех электронов. Этот элемент:

а) бор; б) углерод; в) азот; г) фосфор.

4. Формула высшего оксида некоторого элемента – ЭО3. Какую конфигурацию валентных электронов может иметь этот элемент в основном состоянии?

а) 4d6; б) 2s22p4; в) 3s23p4; г) 3s13d5.

5. Число электронов в ионе железа (+2) равно

а) 54; б) 28; в) 58; г) 24.

6. Число неспаренных электронов в атоме хрома в невозбужденном состоянии равно:

а) 1; б) 4; в) 5; г) 6.

7. Электронную конфигурацию внешнего электронного слоя 3s23p6 имеют соответственно атом и ионы:

а) Ar, Cl, S2–; б) Kr, K+, Ca2+;

в) Ne, Cl, Ca2+; г) Ar, Cl, Ca2+.

8. Число d-электронов у атома серы в максимально возбужденном состоянии равно:

а) 1; б) 2; в) 4; г) 6.

9. Распределение электронов в нормальном состоянии в атоме хрома по энергетическим уровням соответствует ряду цифр:

а) 2, 8, 12, 2; б) 2, 8, 8, 6;

в) 2, 8, 13, 1; г) 2, 8, 14, 0.

10. Ионы Ag+ и Cs+ имеют соответственно следующие электронные формулы внешнего и предвнешнего энергетических уровней:

а) ...4d105s0 и ...5p66s1; б) ...4d95s1 и ...5p66s0;

в) ...4d105s0 и ...5p66s0; г) ...4d105s0 и ...5p56s1.

11. Элементы главных подгрупп имеют электронную конфигурацию:

а) 1s22s22p63s23p63d104s1 и 1s22s22p63s23p64s1

б) 1s22s22p63s23p63d104s24p4 и 1s22s22p3

в) 1s22s22p63s23p63d34s2 и 1s22s22p63s23p64s2

г) 1s22s22p63s23p63d104s2 и 1s22s22p63s23p63d74s2

12. Пять d-электронов содержит атом:

а) мышьяка б) ванадия в) фосфора г) марганца

13. Химический элемент образует высший оксид RO3. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня атома этого элемента в невозбуждённом состоянии:

а) ns2np2 б) ns2np4 в) ns2np6 г) ns2np5

14. Одинаковое число неспаренных электронов в основном состоянии имеют атомы элементов с порядковыми номерами:

а) 24 и 34 б)25 и 35 в) 16 и 17 г) 23 и 33

15. s- и p-элементы имеют электронную конфигурацию:

а) 1s22s22p63s23p63d64s2 и 1s22s22p63s23p6

б) 1s22s22p63s23p64s2 и 1s22s22p63s23p2

в) 1s22s22p63s23p6 и 1s22s22p63s23p63d54s1

г) 1s22s22p63s23p63d104s2 и 1s22s22p63s23p6

16. Пять завершённых подуровней имеют атомы и ионы элементов:
а) Ne, Na+, F б) K, Ar, Cl- в) O2-, Mg, Al3+ г) Al, Mg2+, Ne


Задачи на определение формулы вещества по продуктам сгорания

1. При полном сгорании 0,88 г вещества образовалось 0,51 г углекислого газа и 1,49 г сернистого газа. Определить простейшую формулу вещества.

Ответ. CS2.

2. Установить истинную формулу органического вещества, если известно, что при сжигании 4,6 г этого вещества было получено 8,8 г углекислого газа и 5,4 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 23.

Решение

В исходном веществе присутствуют элементы С, Н и, возможно, О. Схема реакции:



(СО2) = m(CO2)/M(CO2) = 8,8/44 = 0,2 моль,

(С) = (СО2) = 0,2 моль,

m(С) = (C)•Ar(C) = 0,2•12 = 2,4 г.

2О) = m(H2O)/M(H2O) = 5,4/18 = 0,3 моль,

(Н) = 22О) = 0,6 моль,

m(Н) = (H)•Ar(H) = 0,6•1 = 0,6 г.

m(С) + m(Н) = 2,4 + 0,6 = 3 г – это меньше массы исходного вещества. Следовательно, в исходном веществе содержится кислород.

m(О) = 4,6 – 3 = 1,6 г,

(О) = m(О)/Ar(О) = 1,6/16 = 0,1 моль.

(С) : (Н) : (О) = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1.

Простейшая формула – С2Н6О (^ М = 46 г/моль).

Найдем молярную массу вещества, зная его относительную плотность по водороду:

М(в-ва) = ^ М(H2) = 23•2 = 46 г/моль.

Отсюда истинная формула – С2Н6О.

Ответ. С2Н6О.

3. При полном сгорании 12,3 г органического вещества образовалось 26,4 г углекислого газа, 4,5 г воды и выделилось 1,4 г азота. Определить молекулярную формулу вещества, если его молярная масса в 3,844 раза больше молярной массы кислорода.

^ Ответ. C6H5NO2.

4. При сгорании 20 мл горючего газа СхНy расходуется 50 мл кислорода, а получается 40 мл углекислого газа и 20 мл водяных паров. Определить формулу газа.

Решение

Составим схему реакции:



По третьему следствию из закона Авогадро объемы газов, участвующих в реакции, соотносятся между собой как простые целые числа, пропорциональные их объемам. Исходная схема реакции принимает вид:

xНy + 5О2 4СО2 + 2Н2О (г.).

Отсюда находим индексы х и у: х = у = 2.

Заданный горючий газ – С2Н2.

Ответ. C2H2.

5. При сжигании 5,4 г неизвестного вещества в кислороде образовалось 2,8 г азота, 8,8 г углекислого газа и 1,8 г воды. Установить формулу вещества, если известно, что оно легче воздуха.

Ответ. HCN.

6. При сжигании 3,4 г неизвестного вещества в кислороде образовалось 2,8 г азота и 5,4 г воды. Установить формулу вещества, если известно, что оно легче воздуха.

Ответ. NH3.

7. При сжигании 1,7 г неизвестного вещества в кислороде образовалось 3,2 г сернистого газа и 0,9 г воды. Установить формулу вещества, если известно, что оно легче аргона.

Ответ. H2S.

8. Установите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно и то же количество его, взаимодействуя с галогенами, образует, соответственно, или 56,5  г дихлорпроизводного, или 101  г дибромпроизводного.

РЕШЕНИЕ:

1) Запишем уравнения реакций:
СnH2n + Cl2 → CnH2nCl2 (1)

СnH2n + Br2 → CnH2nBr2 (2)

1) ν(СnH2n) в реакции (1) равно ν(СnH2n) в реакции (2).

2) ν(СnH2nCl2) = ν(СnH2nBr2)

3) M(СnH2nCl2) = 12n + 2n + 2·35,5 = 14n + 71

M(СnH2nBr2) = 12n + 2n + 2·80 = 14n + 160

4) 56,5/14n + 71 = 101/14n + 160

n=3 → C3H6

Ответ3Н6.

9. При сгорании 2,3 г вещества образовалось 4,4 г углекислого газа и 2,7 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 1,45. Определить молекулярную формулу вещества.

Ответ. С2Н6.

10. Определить молекулярную формулу вещества, если известно, что 1,3 г его при сгорании образует 2,24 л углекислого газа и 0,9 г паров воды. Масса 1 мл этого вещества при н. у. равна 0,00116 г.

Ответ. C2H2.

11. Установите молекулярную формулу третичного амина, если известно, что при его сгорании выделилось 0,896 л (н.у.) углекислого газа, 0,99 г воды и 0,112 л (н.у.) азота.

РЕШЕНИЕ:

1) Составляем в общем виде схему реакции горения амина:

CxHyNz + O2 → CO2 + H2O + N2

2) Находим количества веществ углекислого газа, воды и азота:

n(CO2) = 0,896/22,4 = 0,04 моль

n(H2O) = 0,99/18 = 0,055 моль

n(N2) = 0,112/22,4 = 0,005 моль

2) Находим предполагаемые коэффициенты в уравнении реакции горения амина, проставляем их:

C : H : N = 0,04 : 0,055 : 0,005 = 40 : 55 : 5 = 8 : 11 : 1

CxHyNz + O2 → 8CO2 + 11H2O + N2

3) Устанавливаем индексы в формуле амина: С8Н22N2. Сокращаем: С4Н11N.

4) Устанавливаем молекулярную формулу третичного амина:

(CH3)2(C2H5)N

Ответ: (CH3)2(C2H5)N.



12. При сжигании 112 мл газа было получено 448 мл углекислого газа (н.у.) и 0,45 г воды. Плотность газа по водороду составляет 29. Найти молекулярную формулу газа.

Ответ. С4Н10.

13. При полном сгорании 3,1 г органического вещества образовалось 8,8 г углекислого газа, 2,1 г воды и 0,47 г азота. Найти молекулярную формулу вещества, если масса 1 л паров его при н. у. составляет 4,15 г.

Ответ. C6H7N.

14. При сгорании 1,44 г органического вещества образовалось 1,792 л углекислого газа и 1,44 г воды. Установите формулу вещества, если его относительная плотность по воздуху составляет 2,483.

Ответ. С4Н8О.

15. При полном окислении 1,51 г гуанина образуется 1,12 л углекислого газа, 0,45 г воды и 0,56 л азота. Вывести молекулярную формулу гуанина.

Ответ. C5H5N5O.

16. При сгорании 0,7 г органического вещества получены оксид углерода (IV) и вода количеством 0,05 моля каждое. 0,1 г исходного вещества занимает объём 32 мл (н. у.). Установите молекулярную формулу вещества.

Ответ. C5H10.

17. При полном окислении 2,8 г органического вещества образовалось 4,48 л углекислого газа и 3,6 г воды. Относительная плотность вещества по воздуху 1,931. Установить молекулярную формулу данного вещества. Какой объем 20%-го раствора гидроксида натрия (= 1,219 г/мл) необходим для поглощения выделившегося при сгорании углекислого газа? Какова массовая доля карбоната натрия в полученном растворе?

Ответ. С4Н8; 65,6 мл; 23,9%.

18. При полном окислении 2,24 г органического вещества образуется 1,792 л углекислого газа, 0,72 г воды и 0,448 л азота. Вывести молекулярную формулу вещества.

Ответ. C4H4N2O2.

19. При взаимодействии 25,5 г предельной одноосновной кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты.

Решение:

1) Cоставляем уравнение реакции в общем виде, и вычисляем количество вещества газа:

СnH2n+1COOH + NaHCO3= СnH2n+1COONa + H2O + CO2

n(CO2) =5,6 : 22,4 = 0,25 моль


2) Рассчитываем молярную массу кислоты:

n(CO2) = n(СnH2n+1COOH) = 0,25 моль

М(СnH2n+1COOH) = 25,5/0,25 = 102 г/моль


3) Устанавливаем молекулярную формулу кислоты:

М(СnH2n+1COOH) = 12n + 2n + 1 + 45 = 102

14n + 46 = 102

14n = 56

n = 4

Молекулярная формула C4H9COOH




Похожие:

Занятие 3 10-й класс iconДокументи
1. /Планы 6 класс/6 класс . Занятие ь25..doc
2. /Планы...

Занятие 3 10-й класс iconЗанятие № Форма проведения: мастер-класс – 1 час. (Емельянова Т. В.) Видеопоказ урока и анализ его. Математика. 3 класс. Тема: «Письменный приём вычитания»
Характеристика творческой лаборатории педагога-мастера (описание достижений в опыте работы, источников, откуда педагог черпал свои...
Занятие 3 10-й класс iconОбразец написания характеристики ученика
Фамилия, имя, возраст, класс, внешний вид, профессиональная деятельность (занятие), родителей, внеучебные интересы школьника
Занятие 3 10-й класс iconЗанятие проведено психологом школы
День профилактики. В 11-м и 9-а классе было проведено профилактическое занятие с элементами тренинга Интернет-зависимость. Ловушки...
Занятие 3 10-й класс iconВведение в курс истории древнего мира 5 класс занятие 1
Задание: какие из этих исторических источников вещественные, а какие письменные ?
Занятие 3 10-й класс iconПонедельни к. 5 класс 6 класс 7 класс 8 класс 9 класс 10 класс 11 класс
Немецкий язык Математика Физкультура Химия Информатика Физика Литература
Занятие 3 10-й класс iconПримерная схема характеристики учащегося
Фамилия, имя, возраст, класс, национальность, внешний вид, про­фессиональная деятельность (занятие), родителей, внеучебные инте­ресы...
Занятие 3 10-й класс iconДокументи
1. /диск-студентам 5 курс_АиР/ASA и AAA.doc
2. /диск-студентам...

Занятие 3 10-й класс icon«Мастер класс» 2011 Интегрированное занятие для детей раннего возраста на тему: «Птичка невеличка»
Продолжать знакомить детей с окружающим миром, расширять ориентировку в окружающем
Занятие 3 10-й класс iconМкоу «Любимовская основная общеобразовательная школа» (внеклассное занятие по изо) Учитель: Мехонцева Л. В. Класс: 2
У каждого народа свои замечательные куклы, некоторые из них стали знаменитыми на весь мир. (слайд4)
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib.podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов