Публикации «Лучшая методическая разработка»

Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки.

Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: «Лучшая методическая разработка»
Автор: Глебова Ирина Юрьевна

Практическая работа 1. Основные положенияПериодическая система химических элементов и строение атомаСовременное определение Периодического законаСвойства химических элементов и образуемых ими вещества находятся в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер Таблица Периодической системы химических элементов графически отображает Периодический закон. Каждое число в ней характеризует какую - либо особенность в стоении атомов:а) порядковый (атомный) номер химического элемента укзывает на заряд его атомного ядра, то есть на число протонов, содержащихся в нем, а так как атом электронейтрален, то и на число электоронов, находящихся вокруг атомного ядра. Число нейтронов определяют по формуле: N = A - Z, где А - массовое число (атомная масса), Z - порядковый номер элемента;б) номер периода соответствует числу энергетических уровней (электорнных слоев) в атомах элементов данного периода;в) номер группы соответствует числу электронов на внешнем уровне для элементов гоавных подгрупп и максимальному числу валентных электронов для элементов побочных подрупп.Изменение металлических и неметаллических свойств элементов в периодах и группах1. В пределах одного периода с ростом порядкового номера металлические свойства элементов ослабевают, а неметаллические – усиливаются, так как:1) растет число ē на внешнем уровне атомов (оно равно номеру группы);2) число энергетических уровней в пределах периода не изменяется (оно равно номеру периода);3) радиус атомов уменьшается.2. В пределах одной и той же группы (главной подгруппы) с ростом порядкового номера металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические ослабевают, так как:1) число электронов на внешнем уровне атомов одинаково (оно равно номеру группы);2) число энергетических уровней в атомах растет (оно равно номеру периода);3) радиус атомов увеличивается.Доказательства сложности строения атома1. Ирландский физик Стони ввел понятие «электрон» для обозначения частиц (например, электризация эбонитовой палочки), появление статического электричества на одежде.2. Катодные лучи – поток электронов из атомов металла, из которого изготовлен катод, вызывали свечение стекла (Томсон и Перрен). Был установлен отрицательный заряд электрона. Этот наименьший заряд принят за единицу = -1. Томсон установил и массу его, равную 1/1840 массы атома водорода.3. Радиоактивность – явление, открытое А. Беккерелем. Различают 3 вида радиоактивных лучей:а) α – лучи, состоящие из α – частиц с зарядом +2 и массой 4;б) β – лучи – поток электронов; в) γ – лучи – электромагнитные волны.Следовательно, атом делим и имеет сложное строение.Таблица 1 Планетарная модель атома (Резерфорда) Атом - электронейтральная система взаимодействующих элементарых частиц, состоящая из ядра (образованного протонами и нейтронами) и электроновСтроение электронных оболочек атомов Понятие об электронной оболочке атома и энергетических уровнях1. Электронная оболочка – совокупность электронов, окружающих атомное ядро.2. В электронной оболочке различают слои, на которых располагаются электроны с различным запасом энергии, их называют энергетические уровни. Число этих уровней равно номеру периода в таблице Менделеева.3. Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона (около 90%), называется орбиталью. Размер и форма орбиталей1) s2 - электроны; сферическая, симметрична относительно ядра и не имеет направления.2) р6 – электроны; гантелеобразные, расположены в атоме взаимно перпендикулярноСуществуют орбитали более сложной формы: d10 - орбитали и f14 - орбитали. Число энергетических уровней (электронных слоев) в атоме равно номеру периода в системе Д.И. Менделеева, к которому принадлежит химический элемент: у атомов элементов первого пеиода - один энергетический уровень, второго периода - два, третьего периода - три, седьмого периода - семь. Наибольшее число электронов на энергетическом уровне определяется по формуле: N = 2n2, где N - максимальное число электронов; n - номер уровня или главное квнтовое число. (Целое число n, обозначающееномер энергетического уровня, называется главным квантовым числом).Энергетические уровни и электронная конфигурация атомаАтом имеет сложное строение. Он состоит из ядра, в состав которого входят протоны и нейтроны, и электронов, вращающихся вокруг ядра атома. Заряд протона равен +1, а масса 1 у.е. Нейтрон - электронейтральная частица, масса примерно 1 у.е. Электрон - заряд равен -1, масса 5,5∙10-4 у.е. В целом атом электронейтрален, число протонов в ядре атома равно числу электронов в атоме. Электроны в атоме распределяются на энергетических уровнях. Количество энергетических уровней в атоме определяется номером периода, в котором находится данный элемент. При построении электронных моделей атомов следует помнить, что максимальное количество электронов на энергетическом уровне равно 2 n2, где n – номер энергетического уровня. В соответствии с этим на первом, ближайшем к ядру уровне может находиться не более 2 электронов, на втором – не более 8, на третьем – не более 18, на четвертом – не более 32. На наружном энергетическом уровне не может быть более 8 электронов.Атомные спектры поглощения и испускания однозначно показывают, что все атомы имеют целый ряд возможных энергетических состояний, называемых основным и возбужденными электронными состояниями (рис.1). Запись распределения электронов в атоме по электронным уровням и подуровням называется его электронной конфигурацией и может быть сделана как для основного, так и возбужденного состояния атома. Для определения конкретной электронной конфигурации атома в основном состоянии существуют следующие три положения:Принцип заполнения (наименьшей энергии). Электроны в основном состоянии заполняют орбитали в последовательности повышения орбитальных энергетических уровней. Низшие по энергии орбитали всегда заполняются первыми. Принцип Паули. На любой орбитали может находиться не более двух электронов, причем с противоположно направленными спинами (спин – особое свойство электрона, не имеющее аналогов в макромире, которое упрощенно можно представить как вращение электрона вокруг собственной оси).Правило Гунда. Вырожденные (с одинаковой энергией) орбитали заполняются одиночными электронами с одинаково направленными спинами, лишь после этого идет заполнение вырожденных орбиталей электронами с противоположно направленными спинами согласно принципу Паули. Квантовые числаГлавное квантовое число n эквивалентно квантовому числу в теории Бора. Оно в основном определяет энергию электронов на данной орбитали.Орбитальное квантовое число l определяет значение орбитального момента количества движения электрона на данной орбитали. Допустимые значения: 0, 1, 2, 3, ... , n-1. Это квантовое число описывает поведение атомной орбитали при поворотах системы координат с центром на атомном ядре.Орбитальное магнитное квантовое число ml определяет значение составляющей проекции момента количества движения электрона на выделенное направление в пространстве. В отсутствие внешнего магнитного поля электроны на орбиталях с одинаковым значением орбитального квантового числа l энергетически равноценны (т.е. их энергетические уровни вырождены).Однако в постоянном магнитном поле некоторые спектральные линии расщепляются. Это означает, что электроны становятся энергетически неравноценными. Например, p-состояния в магнитном поле принимают 3 значения вместо одного, d-состояния – 5 значений. Допустимые значения ml для данного l: -l, ... -2, -1, 0, +1, +2, ... +l Спиновое квантовое число ms связано с наличием собственного магнитного момента у электрона. В общем виде выражение для магнитного момента количества движения совпадает с таковым для орбитального момента: Для электрона ms принимает только два значения: +1/2 и -1/2. Иногда для более наглядного объяснения понятия спина используют грубую аналогию – электрон представляют как летящий волчок (круговой ток, создающий собственное магнитное поле). Такая аналогия позволяет объяснить наличие спина 1/2 у электрона и протона, но не у нейтрона – частицы с нулевым зарядом.Понятие "спин" не укладывается в наши "макропредставления" о пространстве. При всех способах его регистрации спин всегда направлен вдоль той оси, которую наблюдатель выбрал за исходную. Значение спина 1/2 означает, что электрон (протон, нейтрон) становится идентичным сам себе при обороте на 7200, а не 3600, как в нашем трехмерном мире. Спин принято считать одним из фундаментальных свойств природы (т.е. он невыводим, как гравитация и электричество).Каждую орбиталь обозначают квадратной ячейкой, электроны – противоположно направленными стрелками (смотрите решение упражнений по этой теме) Электронная формула – это формула, которая показывает распределение электронов на электронных слоях в атоме. Таблица 2 Главное квантовое число, типы и число орбиталей, максимальное число электронов на подуровнях и уровняхПрактическая работа Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронамиЦель работы: 1) Научиться давать характеристику элементов по положению их в периодической системе 2) Применить знания о строении атома при составлении характеристики атомов химических элементов 3) Записывать электронную формулу элемента4) Определять формулу и характер высшего оксида и гидроксида; водородного его соединения 5) Давать сравнительную характеристику с соседними элементами в периоде и группе 6) Вывод Задание № 1 Задание № 2 Характеризуя элемент по положению его в периодической системе, указать:1) электронную формулу атома элемента, по числу электронов на внешнем уровне металлический и неметаллический характер (если на внешнем уровне 1-3 электрона, то элемент- металл, если более 3, то элемент - неметалл;2) электронно- структурную формулу валентной оболочки атома элемента, нормальное и возбужденное состояние атома, отрицательную и положительные степени окисления для p - элементов (неметаллов), высшую и низшую положительные степени окисления для металлов (s - и d - семейства);3) формулу водородного соединения (для s -элемента гидрид с Н -, для p - элемента газообразное водородное соединение с Н+), назвать;4) формулы оксидов, в которых проявляются положительные степени окисления, назвать, указать характер;5) формулы соответствующих оксидам оснований и кислот, назвать; формулы солей, назвать. Характеристика p - элемента S - серы, находится в III периоде главной подгруппы VI группы1) 16S 1s2 2s22p6 3s23p4 - неметалл, так как на внешнем уровне у атома более трех электронов - шесть2) S 3s23p4 р - элемент ↑↓ ↑ ↑ нормальное состояние атома - 2 непарных электрона, следовательно, S сераS ↑↓ 3р4 проявляет отрицательную степень окисления ( -2): 3s2 S0 + 2 ē → S-2S* ↑ первое возбужденное состояние - 4 непарных электрона, следовательно, S ↑ ↑ ↑ 3d1 проявляет положительную степень окисления (+4): ↑↓ 3p3 S0 - 4 ē → S+4 3s2 ↑ ↑ второе возбужденное состояние - 6 непарных электронов, следовательно, ↑ ↑ ↑ 3d2 сера проявляет положительную степень окисления (+6):S** ↑ 3p3 S0 - 6 ē → S+6 3s13) S-2 → H2S - сероводород, водный раствор которого является сероводородной кислотой. Соли H2S называются сульфидами; (назвать) К2S - сульфид калия. 4) S+4 → SO2 (оксид серы IV) → кислота H2SO3 → соли: К2SO3 и КНSO3 5) S+6 → SO3 (оксид серы VI) → кислота H2SO4 → соли: К2SO4 и КНSO4 Характеристика s - элемента Са - кальция, находится в четвертом периоде главной подгруппы второй группы1) 20Са 1s2 2s22p6 3s23p6 4s2 K кальций металл, так как на внешнем уровне у атома меньше трёх электронов - 2 электрона ↑ ↓2) Са 4s2 s - элемент; Са 4s2 - нормальное состояние атома - нет непарных электроновСа* возбужденное состояние атома - два непарных электрона, следовательно, ↑ Са0 - 2 ē → Са+2 ↑ 4р1 Са - проявляет положительную степень окисления (+2); отрицательной степени 4s1 окисления у металлов нет3) Са+2 Н2 - - водородное соединение; СаН2 (гидрид кальция) 4) Са+2 → оксид СаО → основание Са(ОН)2 → соли: 1) СаCI2 и СаОНCI 2) CaSO3 и Ca(HSO3)2Задание № 3 Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 1Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронами Ход работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Характеристика элемента по положению его в периодической системе, указать валентные возможности атома элемента Задание № 3 Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 2Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронами Ход работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 3Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронами Ход работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 4Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронамиЦель работы: 1) Научиться давать характеристику элементов по положению их в периодической системе 2) Применить знания о строении атома при составлении характеристики атомов химических элементов 3) Записывать электронную формулу элемента4) Определять формулу и характер высшего оксида и гидроксида; водородного его соединения 5) Давать сравнительную характеристику с соседними элементами в периоде и группеХод работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Характеризуя элемент по положению его в периодической системе, указать: Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 5Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронамиЦель работы: 1) Научиться давать характеристику элементов по положению их в периодической системе 2) Применить знания о строении атома при составлении характеристики атомов химических элементов 3) Записывать электронную формулу элемента4) Определять формулу и характер высшего оксида и гидроксида; водородного его соединения 5) Давать сравнительную характеристику с соседними элементами в периоде и группеХод работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 6Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронамиЦель работы: 1) Научиться давать характеристику элементов по положению их в периодической системе 2) Применить знания о строении атома при составлении характеристики атомов химических элементов 3) Записывать электронную формулу элемента4) Определять формулу и характер высшего оксида и гидроксида; водородного его соединения 5) Давать сравнительную характеристику с соседними элементами в периоде и группеХод работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 7Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронамиЦель работы: 1) Научиться давать характеристику элементов по положению их в периодической системе 2) Применить знания о строении атома при составлении характеристики атомов химических элементов 3) Записывать электронную формулу элемента4) Определять формулу и характер высшего оксида и гидроксида; водородного его соединения 5) Давать сравнительную характеристику с соседними элементами в периоде и группеХод работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Характеризуя элемент по положению его в периодической системе, указать: Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод:Практическая работа Вариант 8Составление электронных формул атомов элементов и графических схем, заполнение их электронамиЦель работы: 1) Научиться давать характеристику элементов по положению их в периодической системе 2) Применить знания о строении атома при составлении характеристики атомов химических элементов 3) Записывать электронную формулу элемента4) Определять формулу и характер высшего оксида и гидроксида; водородного его соединения 5) Давать сравнительную характеристику с соседними элементами в периоде и группеХод работы Задание № 1 Заполнить таблицу: Задание № 2 Характеризуя элемент по положению его в периодической системе, указать: Результаты работы занести в таблицу по форме: Вывод: