11.09.2020

Група № 6. (ІІ курс)

«Робітник з комплексного обслуговування й ремонту будинків»

Предмет ”Хімія”

Урок № 5. Тема уроку: Електронні і графічні електронні формули атомів s-, p-, d-елементів. Принцип «мінімальної енергії».

Підручник: Хімія (рівень стандарту): підручн. Для 11 кл. закладів середньої освіти/Павло Попель, Людмила Крикля. – Київ: ВЦ ”Академія”, 2019) 

Електронний підручник:  https://pidruchnyk.com.ua/uploads/book/11-klas-khimija-popel-2019.pdf

Корисні посилання: https://naurok.com.ua/prezentaciya-struktura-elektronno-obolonki-atoma-8-klas-10345.html

ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ

Інформаційна довідка

• Електронна оболонка атома складається з електронів. Їх кількість, як і кількість протонів, визначається протонним числом (порядковим, атомним номером) хімічного елемента.

• Електрон має двоїсту природу. Він наділений властивостями мікрочастинки й хвилі. Через це неможливо простежити всі етапи його руху в атомі, можна лише передбачити ймовірність його перебування в тій чи іншій точці атомного простору.

• Об'єм простору навколо ядра, у якому ймовірність перебування електрона становить 90 і більше відсотків, називають орбіталлю.

• s-Електрони — це електрони зі сферичною формою орбіталі.

• р-Електрони — це електрони з формою орбіталі, схожою на гантель чи об'ємну вісімку.

• Відповідно до форми електронних орбіталей розрізняють s-, p-, d-, f-електрони.

• Електрони з приблизно однаковою величиною енергії утворюють один енергетичний рівень.

• У межах одного енергетичного рівня електрони з однаковою формою електронної орбіталі утворюють енергетичний підрівень.

• Валентні електрони — електрони, які беруть участь в утворенні хімічних зв'язків.

• Енергетичні рівні, заповнені максимально можливою для них кількістю електронів, називають завершеними. Енергетичні рівні з меншою за максимальну кількістю електронів — незавершеними.

Пригадайте, що:

електронна формула атома — це запис розподілу електронів в електронній оболонці атома, де коефіцієнтами позначають енергетичні рівні (1, 2, ... 7), символами — підрівні (s, p, d, f), верхніми індексами — кількість електронів на підрівнях. Наприклад, електронна формула атома Силіцію ₁₄Si така: 1s²2s²2p⁶3s²3p².

ГРАФІЧНІ ЕЛЕКТРОННІ ФОРМУЛИ доповнюють інформацію про будову електронної оболонки атома відомостями про кількість енергетичних комірок (кожну комірку позначають квадратиком) та заповнення їх електронами. Два спарені електрони однієї комірки позначають двома протилежно спрямованими стрілками ⇅, неспарений електрон — однією ↑. Протилежно спрямовані стрілочки вказують на те, що спарені електрони обертаються навколо своєї осі в протилежних напрямках.

Графічна електронна формула атома — відображення розподілу електронів за енергетичними комірками.

ЩО СЛІД ПАМ'ЯТАТИ ПІД ЧАС СКЛАДАННЯ ЕЛЕКТРОННИХ І ГРАФІЧНИХ ЕЛЕКТРОННИХ ФОРМУЛ. 

У межах одного рівня кількість підрівнів визначається кількістю наявних форм орбіталей.

На першому енергетичному рівні перебувають електрони лише зі сферичною формою орбіталей, тобто s-електрони, вони утворюють s-шдрівень. Отже, на першому енергетичному рівні існує один підрівень.

На другому енергетичному рівні розміщені електрони зі сферичною та гантелеподібною формами орбіталей, тобто s- та p-електрони. Відповідно до цього другий рівень включає два підрівні — s-підрівень та р-підрівень. (Назви підрівнів повторюють назви орбіталей.)

На третьому енергетичному рівні є три підрівні: s-, p-, d-. Тобто, з'являється d-підрівень. Його заповнення d-електронами відбувається в атомів хімічних елементів з протонними числами 21-30 (атоми хімічних елементів четвертого періоду).

Четвертий підрівень називається — f-підрівнем і з'являється він на четвертому енергетичному рівні у хімічного елемента Церію (протонне число 58).

Оскільки s-підрівень містить лише одну s-орбіталь, то на ньому можливе перебування не більше двох s-електронів. р-Підрівень містить три р-орбіталі, тому на ньому може перебувати максимально шість р-електронів. На d-підрівні налічується п'ять орбіталей, тож максимальне число d-електронів на ньому — десять. Щоб заповнити сім орбіталей f-підрівня, знадобиться чотирнадцять f-електронів.

Таблиця 1

Максимальна кількість електронів та енергетичних комірок на підрівнях

Умовне позначення підрівнів	s	p	d	f
Максимально можлива кількість електронів на підрівні	2	6	10	14
Максимально можлива кількість енергетичних комірок	1	3	5	7

 

Таблиця 2

Будова енергетичних рівнів

Енергетичний рівень	1	2	3	4
Можливі види орбіталей у межах рівня	s-	s-, р-	s-, р-, d-	s-, р-, d-, f-
Максимальна кількість електронів на енергетичному рівні	2 (2)	8 (2 + 6)	18 (2 + 6 + 10)	32 (2 + 6 + 10 + 14)
Загальна кількість енергетичних комірок

 

ПРИНЦИП «МІНІМАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ», АБО ПРАВИЛО МІНІМУМУ ЕНЕРГІЇ. 

За сучасною теорією будови атома заповнення електронних оболонок атомів хімічних елементів підлягає таким загальним правилам.

Спочатку в атома електронами заповнюється перший енергетичний рівень, потім другий, і тільки після остаточного заповнення другого енергетичного рівня розпочинається заповнення третього рівня.

У межах одного енергетичного рівня першим заповнюється s-підрівень, після чого розпочинається заповнення р-підрівня.

 

Домашнє завдання:

Підручник: Хімія (рівень стандарту): підручн. Для 11 кл. закладів середньої освіти/Павло Попель, Людмила Крикля. – Київ: ВЦ ”Академія”, 2019) 

Електронний підручник:  https://pidruchnyk.com.ua/uploads/book/11-klas-khimija-popel-2019.pdf

 § 1 с.5 –8. Скласти конспект

Відповісти на запитання:

·        1. Як за допомогою періодичної системи дізнатися про: а) кількість електронів в атомі; б) кількість енергетичних рівнів в електронній оболонці атома?

·        2. Скільки максимально електронів може перебувати на підрівнях: s-, p-, d-, f-?

·        3. Скільки максимально електронів може перебувати на 1-му, 2-му, 3-му, 4-му енергетичних рівнях?

·        4. У чому полягає суть принципу «мінімальної енергії»?

·        5. Скільки енергетичних комірок на: s-, p-, d-, f-підрівнях?