Конспект урока «Изменение числа электронов на внешнем энергетическом уровне атомов химических элементов» по химии для 8 класса

МБОУ «Гимназия №1 города Новопавловска»

Химия 8 класс

Тема:

«Изменение числа электронов

на внешнем энергетическом уровне

атомов химических элементов»

Учитель: Татьяна Алексеевна Комарова

г. Новопавловск

Дата: ___________

Урок – 9

Тема урока: Изменение числа электронов на внешнем энергетическом

уровне атомов химических элементов.

Цели урока:

- сформировать понятие о металлических и неметаллических свойствах элементов на атомном уровне;

- показать причины изменения свойств элементов в периодах и группах на основе строения их атомов;

- дать первоначальные представления об ионной связи.

Оборудование: ПСХЭ, таблица «Ионная связь».

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка знаний

1. Характеристика химических элементов по таблице ( 3 чел.)

2. Строение атомов (2 чел.)

3. Изучение нового материала

Рассмотрим следующие вопросы:

1. Атомы, каких химических элементов, имеют завершенные энергетические уровни?

- это атомы инертных газов, которые расположены в главной подгруппе 8-й группы.

Завершенные электронные слои обладают повышенной устойчивостью и стабильностью.

Атомы VIII группы (He Ne Ar Kr Xe Rn) содержат на внешнем уровне 8е^-, именно поэтому они инертны, т.е. химически не активны, не вступают во взаимодействие с другими веществами, т.е. их атомы обладают повышенной устойчивостью и стабильностью. То есть, все химические элементы(обладающие различным электронным строением) стремятся при химическом взаимодействии получить завершенный внешний энергетический уровень,8е^-.

Пример:

Na Mg F Cl

+11 +12 +9 +17

2 8 1 2 8 2 2 7 2 8 7

1s²2s²p⁶3s¹ 1s²2s²p⁶3s² 1s²2s²p⁵ 1s²2s²p⁶3s²p⁵

Как вы считаете, каким образом атомы этих элементов могут достичь восемь электронов на внешнем уровне?

Если (предположим) закрыть рукой последний уровень у Na и Mg , то получаются завершенные уровни. Следовательно, надо отдать с внешнего электронного уровня эти электроны! Тогда при отдаче электронов пред-внешний слой из 8е^-, становится внешним.

А у элементов F и Cl , следует принять 1 недостающий электрон на свой энергетический уровень, чем отдать 7е^-. И так, существует 2 пути достижения завершенного энергетического уровня:

А) Отдача ( «лишних») электронов с внешнего слоя.

Б) Принятие на внешний уровень («недостающих») электронов.

2.Понятие о металличности и неметалличности на атомном уровне:

Металлы – это элементы, атомы которых отдают свои внешние электроны.

Неметаллы – это элементы, атомы которых принимают на внешний энергетический уровень электроны.

Чем легче атом Ме отдает свои электроны, тем сильнее выражены его металлические свойства.

Чем легче атом неМе принимает недостающие электроны на внешний слой, тем более сильно выражены его неметаллические свойства.

3. Изменение Ме и неМе свойств атомов х.э. в периодах и группах в ПСХЭ.

В периодах:

Пример: Na (1e^-) Mg (2е^-) – записать строение атома.

- Как вы считаете, у какого элемента сильнее выражены металлические свойства, у Na или Mg? Что легче отдать 1е^- или 2е^-? ( Конечно 1е^-, следовательно у Na металлические свойства выражены сильнее).

Пример: Al (3e^-) Si (4e^-) и т.д.

По периоду количество электронов на внешнем уровне растет слева направо.

(ярче металлические свойства выражены у Al).

Конечно, способность к отдаче электронов по периоду будет уменьшаться, т.е. металлические свойства будут ослабевать.

Таким образом, самые сильные Ме расположены в начале периодов.

- А как будет меняться способность к присоединению электронов? (будет увеличиваться)

Пример:

Si Cl

+14 r +17 r

2 8 4 2 8 7

Легче принять 1 недостающий электрон ( у Cl ), чем 4е^- у Si.

Вывод:

Неметаллические свойства по периоду слева направо будут усиливаться, а металлические свойства ослабевать.

Еще 1 причина усиления неМе свойств – это уменьшение радиуса атома при неизменном числе уровней.

Т.к. в пределах 1-го периода число энергетических уровней для атомов не меняется, но растет число внешних электронов е^- и число протонов р^- в ядре. Вследствие этого притяжения электронов к ядру усиливается ( закон Кулона), и радиус (r) атома уменьшается, атом как бы сжимается.

Вывод общий:

В пределах одного периода с ростом порядкого номера (N) элемента, металлические свойства элементов ослабевают, а неметаллические – усиливаются, потому что:

- Растет число е^- на внешнем уровне оно равно № группы и число протонов в ядре.

- Радиус атома уменьшается

- Число энергетических уровней постоянно.

4. Рассмотрим вертикальную зависимость изменения свойств элементов ( в пределах главных подгрупп) в группах.

Пример: VII группа главная подгруппа (галогены)

F Cl

+9 +17

2 7 2 8 7

1s²2s²p⁵ 1s²2s²p⁶ 3s²p⁵

Число е^- на внешнем уровнях этих элементов одинаковое, а число энергетических уровней разное,

у F -2e^-, а Cl – 3e^-/

- У какого атома радиус больше? ( - у хлора, т.к. 3 энергетических уровней).

Чем ближе к ядру расположены е^- тем они сильнее притягиваются к нему.

- Атом какого элемента будет легче присоединять е^- у F или Сl?

( F – легче присоединить 1 недостающий электрон), т.к. у него меньше радиус, а значит сила притяжения электрона к ядру больше, чем у Cl.

Закон Кулона

Сила взаимодействия двух электрических зарядов обратно-пропорциональна квадрату

расстояния между ними, т.е. чем больше расстояние между атомами, тем меньше сила

притяжения двух разноименных зарядов ( в данном случае, электронов и протонов).

F сильнее Cl ˃Br˃J и т.д.

Вывод:

В группах (главных подгруппах) неметаллические свойства – уменьшаются, а металлические усиливаются, потому что:

1). Число электронов на внешнем уровне атомов одинаковое ( и равно № группы).

2). Число энергетических уровней в атомах растёт.

3). Радиус атома увеличивается.

Устно по таблице ПСХЭ рассмотреть I - группу главную подгруппу. Сделать вывод, что самый сильный металл- это Fr франций, а самый сильный неметалл – это F фтор.

Ионная связь.

Рассмотрим, что произойдет с атомами элементов, если они достигнут октета ( т.е. 8е^-) на внешнем уровне:

Выпишем формулы элементов:

Na⁰ +11 2е^-8е^-1е^-Mg⁰ +12 2е^-8е^-2е^-F⁰ +9 2е^-7e^-Cl⁰ +17 2е^-8е^-7е^-

Na^х +11 2е^-8е^-0е^-Mg^х +12 2е^-8е^-0е^-F^х +9 2е^-8e^-Cl^х +17 2е^-8е^-8е^-

Верхний ряд формул содержит одинаковое число протонов и электронов, т.к. это формулы нейтральных атомов( стоит нулевой заряд «0»- это степень окисления).

Нижний ряд – разное число p⁺ и e^-, т.е. это формулы заряженных частиц.

Вычислим заряд данных частиц.

Na⁺¹ +11 2е^-8е^-0е^- 2+8=10, 11-10 =1, степень окисления +1

F ^- +9 2е^-8e^- 2+8 =10, 9-10 =-1, степень окисления -1

Mg⁺² +12 2е^-8е^-0е^-2+8 =10, 12-10 =-2, степень окисления -2

В результате присоединения – отдачи электронов получаются заряженные частицы, которые называют ионы.

Атомы Ме при отдаче е^- приобретает «+» (положительный заряд)

Атомы неМе принимая «чужие» электроны заряжаются «- » (отрицательный заряд)

Химическая связь, образующаяся между ионами, называют ионной.

Ионная связь возникает между сильными Ме и сильными неМе.

Примеры.

а) образование ионной связи. Na⁺Cl^-

Na Cl + -

+11 + +17 +11 +17

2 8 1 2 8 7 2 8 2 8 8

1e^-

Процесс превращения атомов в ионы:

1е^-

Na⁰ + Cl⁰ Na⁺ + Cl^- Na⁺ Cl^-

атом атом ион ион ионное соединение

2е^-

б) Са О 2+ 2-

+ 20 +8 +20 +8

2 8 8 2 2 6 2 8 8 2 8

Са²⁺О^2-

4. Алгоритм образования ионной связи.

Пример между атомами Са и Сl .

1. Сa – II группа, главная подгруппа, Ме. Его атому легче отдать 2е^- внешних , чем принять недостающие 6е^-.

Ca⁰ – 2e^-Ca²⁺

атом ион

2. Сl – VII группа, главная подгруппа, неМе. Его атому легче принять 1е^-, чем отдать 7е^- с внешнего уровня:

Cl⁰ + 1e^-Cl^-

атом ион

Са⁰ – 2е^- Са²⁺ 2 1

Сl⁰ + 1е^- Сl^- 1 2

Са⁰ + 2 Сl⁰ Ca²⁺Cl₂^-

2е^-

4. Закрепление знаний, умений, навыков.

1. Атомы Ме и неМе

2. Ионы «+» и «-»

3. Ионная химическая связь

4. Коэффициенты и индексы.

5. Д/З §9, №1,№2, стр.58

Итог урока

Литература:

1. Химия 8 класс. учебник для общеобразовательных

учреждений/О.С. Габриелян. Дрофа 2009 год

2. Габриелян О.С. Настольная книга учителя.

Химия 8 класс, Дрофа, 2003 г