Конспект урока «Основные сведения о строении атома» по химии для 11 класса

лицей № 9

имени заслуженного учителя школы Российской Федерации А.Н.Неверова Дзержинского района г. Волгограда

Конспект урока по химии

в 11 классе

«Основные сведения о строении атома»

подготовила

учитель химии

Матвеева Людмила Владимировна

Волгоград 2010

Матвеева Людмила Владимировна

учитель химии

высшей категории

МОУ лицей № 9

Дзержинского района г. Волгограда

Тема: Основные сведения о строении атома.

Цели: обобщить знания из курсов физики и химии о явле­ниях, доказывающих сложность строения атома; познакомить учащихся с эволюцией научных взглядов на строение атома, с современными представле­ниями о строении ядра атома.

Ход и содержание урока.

Лекция.

Учитель. Вы помните, что «атом» в переводе с греческого обозначает «неделимый»; до конца XIX века это считалось вер­ным. Но открытия конца XIX - начала XX вв. показали, что атом устроен сложно. Давайте вспомните, какие это открытия. Работа с учебником стр. 4, схема 1.

С тех пор как стало ясно, что атом состоит из более мелких частиц, многие ученые пытались объяснить строение атома, предлагали различные модели:

1. Дж. Томсон (1903 г.) - атом состоит из положительного заряда, равномерно распространенного по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда. Эта модель не нашла экспериментального подтверждения. (слайд 2)

2. Э. Резерфорд (1911 г.) - планетарная, или ядерная, модель атома: (слайд 3)

- внутри атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть объема атома;

- весь положительный заряд и почти вся масса атома сосре­доточены в ядре;

- электроны вращаются вокруг ядра, они нейтрализуют за­ряд ядра.

Модель Резерфорда подтверждалась опытами с металлическими пластинками, облучаемыми α-частицами.

Но классическая механика не могла объяснить, почему электроны не теряют энергию по мере вращения и не «падают» на ядро.

3. В 1913 г. Н. Бор дополнил планетарную модель постула­тами: (слайд 4)

- электроны в атоме вращаются по строго определенным замкнутым орбитам, не испуская и не поглощая энергии;

- при переходе электронов с одной орбиты на другую про­исходит поглощение или выделение энергии.

4. Современная квантовая модель строения атома: (слайд 5)

- электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу.

Подобно частице, электрон имеет массу (9,1  10^-28 г) и заряд (1,6  10^-19Кл).

Движущийся электрон обладает свойствами волны (спо­собность к дифракции и интерференции); длина волны .

- Электрон в атоме не движется по определенной траек­тории, а может находиться в любой части околоядерного пространства. Вероятность нахождения электрона в разных частях околоядерного пространства неодинакова.

Пространство вокруг ядра, где вероятность нахождения электрона наибольшая, называется орбиталью.

Ядро состоит из нуклонов - протонов и нейтронов. (слайд 6)

Протон – р⁺.

Количество протонов (Z) в ядре равно порядковому номеру элемента.

Нейтрон – n⁰.

Количество нейтронов (N) вычисляется по формуле N = A – Z , где

А – массовое число элемента.

Это положение было сформулировано после открытия Э. Резерфордом в 1920 г. протона, Дж. Чедвиком в 1932 г. - нейтро­на.

Например: Mg № = 12; A = 24, Z = 12, N = 12.

Cu № = 29, A = 64, Z = 29, N = 35.

Различные виды атомов называются нуклидами. Нуклиды характеризуются массовым числом А и зарядом ядра Z. Нуклиды с одинаковыми Z, но разными А называют изото­пами (например:³⁵₁₇Cl, ³⁷₁₇Cl).

Следовательно, химический элемент – это вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.

Строение атомного ядра и изменения, происходящие с ним, - предмет ядерной физики. Для химии большое значение имеет строение электронной оболочки атома. Под электронной оболоч-кой понимают совокупность всех электронов в атоме.

Электрон – е^-. (слайд 7)

Число электронов в атоме равно числу протонов, т.е. порядковому номеру элемента, т.к. атом электронейтральная частица.

Например, Р: № = 15, N е^- = 15.

Электронная оболочка атома образована электронными слоями или энергетическими уровнями. Электроны, занимающие один уровень, обладают близкими значениями энергии.

(слайд 8)

Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода в таблице Д.И.Менделеева, а котором располагается химический элемент.

1 период – 1 уровень,

2 период – 2 уровня,

3 период – 3 уровня и т. д.

Энергетические уровни можно обозначать цифрами и буквами:

1 2 3 4 5 6 7

K L M N O P Q

K L M

Р + 15 ) ) ) → энергетические уровни (слайд 9)

3 период

K L M N

Fe + 26 ) ) ) ) → энергетические уровни

4 период

Каждый уровень содержит различное число электронов, т.к. различен по размеру: (слайд 10)

1 уровень – 1-2 е^-

2 уровень – 1 – 8 е^-

3 уровень – 1 – 18 е^-

4 уровень – 1 – 32 е^-

Р + 15 ) ) )

2 8 5

Fe + 26 ) ) ) )

2 8 14 2

Энергетический уровень состоит из подуровней: (слайд 11)

1 уровень → 1 подуровень (s)

2 уровень → 2 подуровня (s, p)

3 уровень → 3 подуровня (s, p, d)

4 уровень → 4 подуровня (s, p, d, f) и т.д.

Энергетические подуровни образованы электронными облаками или орбиталями, которые бывают четырех типов (s, p, d, f). (слайд 12)

s – орбиталь – форма сферы – одна на каждом подуровне,

p – орбиталь – форма объемной восьмерки – три на подуровне,

d – орбиталь – форма листа клевера – пять на подуровне.

Каждую орбиталь могут занимать 1-2 е^-.

Порядок заполнения электронами энергетических уровней и подуровней осуществляется согласно правил: (слайд 13)

1. Принцип Паули – в атоме не может быть двух одинаковых электронов.

Не: № = 2, N е^- = 2, 1s², ↑↓

2. Правило Гунда – в пределах подуровня электроны располагаются таким образом, чтобы суммарное магнитное спиновое число было максимальным.

Р: № = 15, N е^- = 15, 1s²2s²2p⁶3s²3p³

а)

↑↓

↑

б)

↑

↑

↑

в)

↓

↓

↓

Какая схема верна?

3. Принцип наименьшей энергии, или правило Клечковского – в атоме каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была минимальной. (слайд 14)

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p

Строение каждого атома можно отразить с помощью электронной и электронно-графической формулы:

Mg +12 ) ) ) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁰3d⁰ → электронная формула

2 8 2

Электронно-графическая формула – позволяет определить валентные возможности атома.

В зависимости от того, на какой орбитали находится последний электрон, химические элементы можно разделить на семейства: s, p, d, f. Работаем с учебником стр. 8, схема 4.

Закрепление изученного материала:

упр. № 8. стр. 10 – учебник

а) +6 ) ) 1s²2s²2p² p – элемент

2 4

б) +15 ) ) ) 1s²2s²2p⁶3s²3p³3d⁰p – элемент

2 8 5

в) +20 ) ) ) ) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁰4s²4p⁰ s - элемент

2 8 8 2

г) +25 ) ) ) ) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁵4p⁰ d - элемент

2 8 13 2

Упражнения выполняют учащиеся у доски по желанию.

Домашнее задание (слайд 15)

§ 1

Упр. № 4-7, устно

Запишите электронные конфигурации атомов элементов № 9, 13, 26. К каким семействам они относятся?

Список использованной литературы

1. Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян. – М. : Дрофа, 2006. – 218 с.

2. Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова. – 2-е изд., испр. - М. : Дрофа, 2002. – 368 с.

3. Репетитор по химии / под ред. А.С.Егорова. – Изд. 25-е – Ростов н / Д : Феникс, 2009. – 762 с.