Приветствие учащихся
Игра» Броуновское движение»(учащиеся
хожят и показывают движение частиц в молекулах, жидкостях и газах)
Учитель просит
учащихся, используя мини-доски, пройти небольшой тест на знание количества
электронов первых 20-ти ХЭ ПС.
«У меня 7 электронов – кто я
?» (Ответ: Азот)
«Мой символ Si
- кто я?»
(Ответ: Кремний )
« Моя подруга живет в квартире №16, её
имя - ?» (Ответ: Сера)
«У меня 20 нейтронов и 20 электронов ,
а живу я в подъезде номер
?» (Ответ: Кальций)
«Я – фосфор, подскажите сколько у меня
электронов»
(Ответ: 15)
Проверка домашнего задания
Учитель объявляет тему и цели урока.
Учитель: Давайте, вспомним строение
атома элемента? Как мы определяем число электронов, протонов и нейтронов?
Учащиеся зарисовывают структуру атома
элемента№1-20
Распределение электронов по энергетическим уровням. Характеристика состояния электронов в атомах.
Электроны в атомах обладают различным запасом энергии, которую
они поглощают или излучают определенными порциями, или так называемыми квантами.
Электрон в атоме находится лишь в определенных квантовых состояниях,
соответствующих определенным значениям энергии его связи с ядром.
Значение энергии электрона задается главным квантовым числом n, которое может принимать
только целочисленные значения: n=1, 2,3… .
Электроны, обладающие наименьшим запасом энергии (n=1 ), находятся на первом энергетическом уровне.
Переход электрона из одного квантового состояния в другое связан со
скачкообразным изменением энергии, при этом электроны могут переходить на
второй и более удаленные энергетические уровни.
Число электронов N на данном энергетическом уровне определяется формулой N=2n2 , где n – главное квантовое число.
Согласно этой формуле :
на первом энергетическом уровне (n=1 ) могут
находиться два электрона (N=2 ∙ 12 = 2),
на втором (n=2) – восемь электронов (N=2 ∙ 22 = 8),
на третьем (n=3) – восемнадцать электронов (N=2 ∙ 32 = 18 ) и т.д.
Предложить учащимся рассмотреть графическое изображение
состояние электронов в атомах на примере атома водорода.
Далее показать вторую картинку Электронное
облако водорода с неравномерной плотностью
Попросить учащихся ответить на
вопросы по данным картинкам. Например, Понятно ли им, что показывают
данные картинки? Есть ли траектория движения у электрона?
Экспериментально доказано,
что вероятность пребывания электрона в области заряженного ядра не
одинакова.
Вероятность нахождения электрона около самого ядра атома водорода
близка нулю.
При удалении от ядра вероятность пребывания электрона в данной
области пространства быстро возрастает и достигает максимального значения на
расстоянии 53 пм от ядра, а потом постепенно убывает.
Частоту пребывания электрона на определенном расстоянии от ядра
принято графически изображать точками.
Там, где электрон пребывает чаще, плотность точек больше, где
реже – меньше.
В результате возникает картина, напоминающая область
эколоядерного пространства, в котором вероятность нахождения электрона
составляет – 90%, называют электронным облаком или электронной
орбиталью. (учащиеся пишут под запись)
Она имеет определенную форму и пространственную ориентировку.
Просмотр видео: Что такое атомная
орбиталь?
Задать вопросы по данному видео после
просмотра учащимися. Что такое орбита? Что такое атомная орбиталь. Как можно
определить атомные орбитали? Какова природа электрона.
Объяснение учителем: Понятие о s-, p-электронах и их распределении
по энергетическим уровням и подуровням.
Электроны, состояние которых
описывается облаком (орбиталью) сферической формы, принято
называть
s-электронами.
Задать вопрос учащимся: Сколько
электронов в атоме гелия ?
(Предполагаемый ответ: в атоме гелия два s-электрона).
Как могут сосуществовать на одном энергетическом уровне два электронных
облака сферической формы ?
Объяснение учителем: Электроны, кроме движения вокруг ядра, обладают
ещё и внутренним движением, которое упрощенно можно представить как вращение
вокруг собственной оси.
Это явление получило название «спин» (от англ.spin – крутиться, вертеться). Электронные облака одинаковой формы могут
перекрываться, если электроны обладают противоположными (антипараллельными)
спинами, т.е. один как бы вращается вокруг оси по часовой, а другой – против
часовой стрелки.
Графически это изображается так:
1s1
1s2
Н ↑ Не ↑↓
Клетка обозначает
орбиталь,
стрелка –
электрон,
разнонаправленные стрелки – противоположные (антипараллельные) спины.
Расположение электронов в атомах
принято также изображать в виде электронных формул, например:
H - 1s1
He - 1s2
Цифра перед буквой показывает номер энергетического уровня;
Буква –
энергетический подуровень и форму электронного облака;
Цифра справа над буквой – число электронов на указанном подуровне с данной формой облака.
Число электронов на энергетическом
уровне соответствует известной формуле N=2n2
Учащимся предлагается выполнить
задание уровня А: Сколько и какие химические элементы первого периода
содержат от одного до двух электронов ?
(Ответ: в 1-м периоде
периодической таблицы химических элементов не может быть больше двух
химических элементов. Это водород и гелий).
У атома Li третий, а у атома бериллия Ве третий и
четвертый электроны располагаются на втором энергетическом уровне. Эти
электроны в своём движении тоже образуют сферические облака, но большего
размера.
У атома бора В появляется пятый
электрон.
Этот электрон при движении образует
облако, напоминающее форму гантели
Показать учащимся возможную
ориентацию р- электронных облаков в пространстве
Гантелеобразные электронные облака
располагаются взаимно перпендикулярно по осям x, y, z.
Объяснить учащимся, что для
построения электронных конфигураций атомов необходимо учитывать:
Принцип Паули. В1925 г. швейцарский физик В.Паули (в 1945 г. ему была присуждена
Нобелевская премия по физике) установил правило, названное впоследствии
принципом Паули (или запретом Паули): В атоме не может быть двух
электронов, обладающих одинаковыми свойствам
Вольфганг Паули
Правило Хунда.
При данном значении l (т.е. в пределах определенного
подуровня) электроны располагаются таким образом, чтобы суммарный спин был
максимальным. Если, например, в трех p-ячейках атома азота необходимо распределить три электрона, то они
будут располагаться каждый в отдельной ячейке.
Фридрих
Хунд
Принцип наименьшей энергии
В атоме каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была минимальной
(что отвечает наибольшей связи его с ядром). Энергия электрона в основном
определяется главным квантовым числом n и побочным квантовым числом l.
Работа в группах
Задание: составьте схемы распределения электронов
1 группа: С, Са, О, Cl
2 группа: N, Ne, K, Ar
3 группа: Na, F, S, P
Взаимопроверка работ группами по
ключам ответов.
Дополнительный вопрос классу:
Могут ли на одном и том же энергетическом уровне находиться электроны с
различной формой облаков?
(Ответ: Да, но эти электроны отличаются друг от друга энергией связи с
ядром).
Объяснить, что отображает данный
слайд.
Показать учащимся возможные схемы
изображения электронно-графических конфигураций атомов.
Индивидуальная работа учащихся
Задание: Объяснить значения электронных
конфигураций на примере атома водорода.
Взаимопроверка работ учащихся
Демонстрируется
видеоматериал с http://www.bilimland.kz/ «Расположение электронов в атомах. Порядок
заполнения оболочек электронами»
После просмотра
видеоматериала учащиеся исправляют свои ошибки в работах.
Демонстрируется
видеоматериал с http://www.bilimland.kz/ «Электронная конфигурация элементов. Модели
атомов»
После просмотра
учитель совместно с учащимися записывает электронные конфигурации бора, серы.
Групповая работа
Далее следует провести групповую
работу по изготовлении моделей атомов первых 20-ти элементов (навыки 2 гр:
применение знаний)
Запишите
электронные конфигурации с распределением электронов по орбиталям
нижеследующих элементов:
Кремния, фосфора,
алюминия, лития.
Обмениваясь
мнениями они дополняют свои ответы.
Учитель,
выслушав ответы учащихся, дополняет их
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.