Строение атома. Периодический закон презентация

Основные характеристики элементарных частиц

Главное квантовое число(n) n - 1, 2, 3,…, определяет энергию электрона в атоме Энергетический уровень - состояние электронов в атоме с тем или иным значением n Основное состояние атома - min энергия электронов Возбужденное состояние – более высокие значения энергии электронов

Орбитальное квантовое число (l) харак-ет форму электронного облака l = 0, 1, 2, 3….n-1 Орбитальное квантовое число (l) харак-ет форму электронного облака l = 0, 1, 2, 3….n-1 Подуровень: s, p, d, f, g, h Т.е. энерг-кий уровень (n) содержит совокупность энерг-ких подуровней, отличающихся по энергиям (в многоэлектронном атоме)

Типы и формы атомных орбиталей S Px,Py,Pz dxz,dxy,dz2 dx2-y2,dyz

Магнитное квантовое число (ml) характеризует Магнитное квантовое число (ml) характеризует ориентацию электронных облаков в пространстве ml меняется от –l до +l, а всего  = 2l + 1 значений Например: l = 0 (s); ml = 0 l = 1 (p); ml = 0, +1, -1

Спиновое квантовое число (ms) характеризует собственный магнитный момент электрона, который или совпадает с ориентацией орбитального момента, или направлен в противоположную сторону. Спиновое квантовое число (ms) характеризует собственный магнитный момент электрона, который или совпадает с ориентацией орбитального момента, или направлен в противоположную сторону. ms имеет значения: +1/2 или -1/2

Атомная орбиталь (АО) это состояние электрона в атоме, которое описывается волновой функцией с набором из трех квантовых чисел n, l, ml Условное изображение АО АО обозначают с помощью кв. чисел Например: 1s (n = 1, l = 0, ml = 0) 2p (n = 2, l = 1, ml = -1, 0, +1)

Закономерности формирования электронных структур Принцип наименьшей энергии: электрон размещается на АО c min энергией Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором 4-х кв.чисел Правила Гунда: (1) на одном подуровне сумма спинов электронов максимальна, (2) сумма магнитных кв-х чисел максимальна.

Правила Клечковского Ниже по энергии находится та орбиталь для которой сумма (n + l) минимальна Если сумма (n + l) для двух подуровней одинакова , то сначала эл-ны заполняют АО с меньшим значением n

Графическое правило Клечковского

Последовательность заполнения АО по правилам Клечковского 1sι 2s2pι 3s3pι 4s3d4pι 5s4d5pι 6s4f5d6pι 7s5f6d7p

Способы изображения электронных структур Электронная формула Графическая структура Энергетическая диаграмма

Примеры электронных структур Полная электронная формула Se - 1s22s22p63s23p64s23d104p4 Краткая формула Se - 4s24p4 Электроно-графическая формула

Энергетическая диаграмма ванадия Е

Maксимальная емкость подуровня: Maксимальная емкость подуровня: 2(2l+1)e Максимальная емкость уровня: 2n2е

Периодическая система элементов Д.И. Менделеева (1869г.) Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от их атомных весов

Неясные моменты В чем причина периодичности? Почему элементы одной группы имеют одинаковую валентность и образуют одинаковые соединения? Почему число элементов в периодах не одинаковое? Почему в ПС расположение элементов не всегда соответствует возрастанию атомной массы (Аr – К, Co – Ni, Te – I)?

Периодический закон Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов

Причина периодичности Определенная последовательность формирования электронных оболочек (принципы и правила Паули, Хунда, Клечковского) Периодическое повторение сходных электронных слоёв и их усложнение при увеличении гл. кв. числа: периоды начинаются s-элементами, а заканчиваются р-элементами

Короткие периоды 1 период (n=1): (2n2) 2 элемента (1s2) 2 период (n=2): (2n2) 8 элементов (2s22p6) 3 период (n=3): (2n2 – 2*5) 8 элементов (3s23p6)

Длинные периоды 4 период (n=4): (2n2 -2*7) 18 элементов (4s23d104p6) 5 период (n=5): (2n2 -2(7 + 9) ) 18 элементов (5s24d105p6) 6 период (n=6): (2n2 -2(9 + 11) ) 32 элемента (6s24f145d106p6) 7 период (n=7): (2n2 -2(9 + 11 + 13) ) 32 элемента (7s25f146d107p6), незавершенный

Период - горизонтальная последовательность эл-тов, атомы которых имеют равное число энергетических уровней, частично или полностью заполненных электронами Период - горизонтальная последовательность эл-тов, атомы которых имеют равное число энергетических уровней, частично или полностью заполненных электронами

Группа - вертикальная последовательность элементов с однотипной электроной конфигурацией атомов, равным числом внешних эл-нов, одинаковой max валентностью и похожими химическими свойствами Группа - вертикальная последовательность элементов с однотипной электроной конфигурацией атомов, равным числом внешних эл-нов, одинаковой max валентностью и похожими химическими свойствами

Периодичность свойств элементов атомные и ионные радиусы энергия ионизации сродство к электрону электроотрицательность валентность элементов

Валентность Валентность определяется электронами внешнего уровня, поэтому высшая валентность элементов главных подгрупп равна номеру группы

Периодичность свойств простых веществ и соединений температура плавления и кипения длина химической связи энергия химической связи электродные потенциалы стандартные энтальпии образования веществ энтропии веществ и т.д.

Атомные и ионные радиусы химических элементов Орбитальный радиус атома (иона) – это расстояние от ядра до максимума электронной плотности наиболее удаленной орбитали этого атома

Эффективные радиусы Эффективные радиусы атомов и ионов определяют по межъядерным расст-ям в молекулах и кристаллах, предполагая, что атомы – несжимаемые шары

Ковалентные радиусы - это эффективные радиусы, определяемые по межъядерным расстояниям в ковалентных молекулах Ковалентные радиусы - это эффективные радиусы, определяемые по межъядерным расстояниям в ковалентных молекулах Металлические радиусы - это эффективные радиусы в металлах Ионные радиусы – это эффективные радиусы в ионах

Энергия и потенциал ионизации атомов Энергия ионизации – это энергия, необходимая для отрыва электро-на от атома и превращение атома в положительно заряженный ион Э – е = Э+, Еион [кДж/моль] Ионизационный потенциал – это разность потенциалов, при которой происходит ионизация J [эВ/атом]; Еион= 96,5•J

Сродство к электрону это энергия, выделяющаяся или поглощающаяся при захвате электрона атомом или энергия, необходимая для присоединения электрона к атому: Э + е = Э- , F [кДж/моль]

Периодические свойства соединений основно-кислотные свойства оксидов и гидроксидов: в периодах ум-ся основные свойства, но ув-ся кислотные свойства этих соединений в группах основные свойства ув-ся, а кислотные ум-ся