Что показывает число электронов на внешнем уровне. Внешние энергетические уровни: особенности строения и их роль во взаимодействиях между атомами. Особенности строения атомов больших периодов

Урок химии в 8 классе. «_____»___________________ 20_____ г.

Изменение числа электронов на внешнем энергетическом уровне атомов химических элементов.

Цель. Рассмотреть изменения свойств атомов химических элементов в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Образовательные. Объяснить закономерности изменения свойств элементов в пределах малых периодов и главных подгрупп; определить причины изменения металлических и неметаллических свойств в периодах и группах.

Развивающие. Развивать умения сравнивать и находить закономерности изменения свойств в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Воспитательные. Воспитывать культуру учебного труда на уроках.

Ход урока.

1. Орг. момент.

2. Повторение изученного материала.

Самостоятельная работа.

1 вариант.

6-10. Укажите число энергетических уровней в атомах следующих элементов.

2 вариант.

1-5. Укажите число нейтронов в ядре атома.

6-10. Укажите число электронов на внешнем энергетическом уровне.

11-15. Указанная электронная формула атома отвечает элементу.

3. Изучение новой темы.

Задание. Распределите электроны по энергетическим уровням у следующих элементов: Mg, S, Ar.

Завершенные электронные слои обладают повышенной устойчивостью и стабильностью. Устойчивостью обладают атомы, у которых не внешнем энергетическом уровне находится 8 электронов - инертные газы.

Атом всегда будет устойчив, если у него на внешнем энергетическом уровне будет 8ē.

Каким образом атомы этих элементов могут достичь 8-электронного внешнего уровня?

2 пути завершения:

Отдать электроны

Принять электроны.

Металлы - это элементы, которые отдают электроны, на внешнем энергетическом уровне у них 1-3 ē.

Неметаллы - это элементы, которые принимают электроны, на внешнем энергетическом уровне у них находится 4-7ē.

Изменение свойств в ПСХЭ.

В пределах одного периода с ростом порядкового номера элемента металлические свойства ослабевают, а неметаллические свойства усиливаются.

1. Растет число электронов на внешнем энергетическом уровне.

2. Радиус атома уменьшается

3. Число энергетических уровней постоянно

В главных подгруппах неметаллические свойства уменьшаются, а металлические усиливаются.

1.Число электронов на внешнем энергетическом уровне постоянно;

2. Число энергетических уровней увеличивается;

3. Радиус атома увеличивается.

Таким образом, франций - самый сильный металл, фтор - самый сильный неметалл.

4. Закрепление.

Упражнения.

1. Расположите данные химические элементы в порядке увеличения металлических свойств:

А) Al, Na, Cl, Si, P

Б) Mg, Ba, Ca, Be

В) N, Sb, Bi, As

Г) Cs, Li, K, Na, Rb

2. Расположите данные химические элементы в порядке увеличения неметаллических свойств:

Б) C, Sn, Ge, Si

В) Li, O, N, B, C

Г) Br, F, I, Cl

3. Подчеркните символы химических металлов:

А) Cl, Al, S, Na, P, Mg, Ar, Si

Б) Sn, Si, Pb, Ge, C

Расположите в порядке уменьшения металлических свойств.

4. Подчеркните символы химических элементов неметаллов:

А) Li, F, N, Be, O, B, C

Б) Bi, As, N, Sb, P

Расположите в порядке уменьшения неметаллических свойств.

Домашнее задание. Стр. 61- 63. Упр. 4 стр. 66

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

Организационный момент.

Проверка знаний

Характеристика химических элементов по таблице (3 чел.)

Строение атомов (2 чел.)

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:

N a Mg F Cl

11 +12 +9 +17

2 8 1 2 8 2 2 7 2 8 7

1s 2 2s 2 p 6 3 s 1 1s 2 2s 2 p 6 3 s 2 1s 2 2s 2 p 5 1s 2 2s 2 p 6 3 s 2 p 5

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

1s 2 2s 2 p 5 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5

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 .

З акон 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:

Na 0 +11 2е — 8е — 1е — Mg 0 +12 2е — 8е — 2е — F 0 +9 2е — 7e — Cl 0 +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 —

N a Cl + —

11 + +17 +11 +17

2 8 1 2 8 7 2 8 2 8 8

1e —

Процесс превращения атомов в ионы:

1 е —

N a 0 + Cl 0 Na + + Cl — Na + Cl —

атом атом ион ион ионное соединение

2е —

б) Са О 2+ 2-

Са 0 + 2 Сl 0 Ca 2+ Cl 2 —

2 е —

Закрепление знаний, умений, навыков.

Атомы Ме и неМе

Ионы «+» и «-»

Ионная химическая связь

Коэффициенты и индексы.

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

Малюгина О.В. Лекция 14. Внешний и внутренний энергетический уровни. Завершенность энергетического уровня.

Вспомним вкратце, что мы уже знаем о строении электронной оболочки атомов:

число энергетических уровней атома = номеру периода, в котором находится элемент;

максимальная емкость каждого энергетического уровня вычисляется по формуле 2n 2

внешняя энергетическая оболочка не может содержать для элементов 1 периода более 2-х электронов, для элементов других периодов более 8 электронов

Еще раз вернемся к анализу схемы заполнения энергетических уровней у элементов малых периодов:

Таблица1.Заполнение энергетических уровней

у элементов малых периодов

Проанализируйте таблицу 1. Сравните число электронов на последнем энергетическом уровне и номер группы, в которой находится химический элемент.

Заметили ли Вы, что число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов совпадает с номером группы , в которой находится элемент (исключение составляет гелий)?

!!! Это правило справедливо только для элементов главных подгрупп.

Каждый период системы Д.И. Менделеева заканчивается инертным элементом (гелий He, неон Ne, аргон Ar). Внешний энергетический уровень этих элементов содержит максимально возможное число электронов: гелий -2, остальные элементы – 8. Это элементы VIII группы главной подгруппы. Энергетический уровень, схожий со строением энергетического уровня инертного газа, называют завершенным . Это своеобразный предел прочности энергетического уровня для каждого элемента Периодической системы. Молекулы простых веществ – инертных газов состоят из одного атома и отличаются химической инертностью, т.е. практически не вступают в химические реакции.

У остальных элементов ПСХЭ энергетический уровень отличается от энергетического уровня инертного элемента, такие уровни называют незавершенными . Атомы этих элементов стремятся к завершению внешнего энергетического уровня, отдавая или принимая электроны.

Вопросы для самоконтроля

Какой энергетический уровень называется внешним?

Какой энергетический уровень называется внутренним?

Какой энергетический уровень называется завершенным?

Элементы какой группы и подгруппы имеют завершенный энергетический уровень?

Чему равно число электронов на внешнем энергетическом уровне элементов главных подгрупп?

Чем схожи по строению электронного уровня элементы одной главной подгруппы

Сколько электронов на внешнем уровне содержат элементы а) IIA группы;

б) IVA группы; в) VII A группы

Посмотреть ответ

Последний

Любой, кроме последнего

Тот, который содержит максимальное число электронов. А также внешний уровень, если он содержит 8 электронов для I периода - 2 электрона.

Элементы VIIIA группы (инертные элементы)

Номеру группы, в которой находится элемент

У всех элементов главных подгрупп на внешнем энергетическом уровне содержится столько электронов, каков номер группы

а) у элементов IIA группы на внешнем уровне 2 электрона; б) у элементов IVA группы – 4 электрона; в) у элементов VII A группы – 7 электронов.

Задания для самостоятельного решения

Определите элемент по следующим признакам: а) имеет 2 электронных уровня, на внешнем – 3 электрона; б) имеет 3 электронных уровня, на внешнем – 5 электронов. Запишите распределение электронов по энергетическим уровням этих атомов.

Какие два атома имеют одинаковое число заполненных энергетических уровней?

а) натрий и водород; б) гелий и водород; в) аргон и неон г) натрий и хлор

Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне магния?

Сколько электронов содержится в атоме неона?

Какие два атома имеют одинаковое число электронов на внешнем энергетическом уровне: а) натрий и магний; б) кальций и цинк; в) мышьяк и фосфор г) кислород и фтор.

На внешнем энергетическом уровне атома серы электронов: а) 16; б) 2; в) 6 г) 4

Что общего у атомов серы и кислорода: а) число электронов; б) число энергетических уровней в) номер периода г) число электронов на внешнем уровне.

Что общего у атомов магния и фосфора: а) число протонов; б) число энергетических уровней в) номер группы г) число электронов на внешнем уровне.

Выберите элемент второго периода, у которого на внешнем уровне находится один электрон: а) литий; б) бериллий; в) кислород; г) натрий

На внешнем уровне атома элемента третьего периода находится 4 электрона. Укажите этот элемент: а) натрий; б) углерод в) кремний г) хлор

В атоме 2 энергетических уровня, находится 3 электрона. Укажите этот элемент: а) алюминий; б) бор в) магний г) азот

Посмотреть ответ :

1. а) Установим «координаты» химического элемента: 2 электронных уровня – II период; 3 электрона на внешнем уровне – III А группа. Это бор 5 B. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е - , 3е -

б) III период, VА группа, элемент фосфор 15 Р. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е - , 8е - , 5е -

2. г) натрий и хлор.

Пояснение : а) натрий: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (заполненных 2) ←→ водород: +1) 1

б) гелий: +2 ) 2 (заполненых 1) ←→ водород: водород: +1) 1

в) гелий: +2 ) 2 (заполненных 1) ←→ неон: +10 ) 2 ) 8 (заполненных 2)

*г) натрий: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (заполненных 2) ←→ хлор: +17 ) 2 ) 8 ) 7 (заполненных 2)

4. Десять. Число электронов = порядковому номеру

1. в) мышьяк и фосфор. Одинаковое число электронов имеют атомы, расположенные в одной подгруппе.

Пояснения:

а) натрий и магний (в разных группах); б) кальций и цинк (в одной группе, но разных подгруппах) ; * в) мышьяк и фосфор (в одной, главной, подгруппе) г) кислород и фтор (в разных группах).

7. г) число электронов на внешнем уровне

8. б) число энергетических уровней

9. а) литий (находится в IA группе II периода)

10. в) кремний (IVA группа, III период)

11. б) бор (2 уровня - II период , 3 электрона на внешнем уровне – IIIA группа )

Рекомендуем почитать

Свободная тема

Цитология - наука, изучающая клетку

Гончаров И.А.

Морфологический разбор слова в начальных классах Самостоятельные части речи

Гоголь Н.В

«Углеродное» будущее электроники Применение углеродных нанотрубок

Островский А.Н.

Основы игры в Civilization V

Свободная тема

Все книги про: «подготовьте сравнительную… Русские космонавты 20 21 века

Гончаров И.А.

Свидетельства людей избежавших взрыва 11 сентября