ماليوجينا أو.في. المحاضرة 14. مستويات الطاقة الخارجية والداخلية. اكتمال مستوى الطاقة.
دعونا نتذكر بإيجاز ما نعرفه بالفعل عن بنية الغلاف الإلكتروني للذرات:
عدد مستويات الطاقة للذرة = عدد الفترة التي يوجد فيها العنصر؛
يتم حساب السعة القصوى لكل مستوى طاقة باستخدام الصيغة 2ن2
لا يمكن أن يحتوي غلاف الطاقة الخارجي على أكثر من 2 إلكترون لعناصر الدورة الأولى، وأكثر من 8 إلكترونات لعناصر الدورات الأخرى
دعنا نعود مرة أخرى إلى تحليل مخطط ملء مستويات الطاقة في عناصر الفترات الصغيرة:
الجدول 1. ملء مستويات الطاقة
لعناصر فترات صغيرة
|
رقم الفترة |
عدد مستويات الطاقة = عدد الفترة |
رمز العنصر ورقمه التسلسلي |
المجموع الإلكترونات |
توزيع الإلكترونات حسب مستويات الطاقة |
رقم المجموعة |
|
|
ح +1) 1 |
+1 ن، 1ه - |
|||||
|
نه + 2 ) 2 |
+2 لا، 2ه - |
|||||
|
لي + 3 ) 2 ) 1 |
+ 3 لي، 2ه - ، 1 ه - |
|||||
|
لقد +4) 2 ) 2 |
+ 4 يكون، 2ه - , 2 ه - |
|||||
|
الخامس +5) 2 ) 3 |
+5 ب، 2ه - ، 3ه - |
|||||
|
ج+6) 2 ) 4 |
+6 ج، 2ه - ، 4 ه - |
|||||
|
ن + 7 ) 2 ) 5 |
+ 7 ن، 2ه - , 5 ه - |
|||||
|
يا + 8 ) 2 ) 6 |
+ 8 يا، 2ه - , 6 ه - |
|||||
|
F + 9 ) 2 ) 7 |
+ 9 F، 2ه - , 7 ه - |
|||||
|
ني+ 10 ) 2 ) 8 |
+ 10 ني، 2ه - , 8 ه - |
|||||
|
نا+ 11 ) 2 ) 8 ) 1 |
+1 1 نا، 2ه - ، 8ه - , 1ه - |
|||||
|
ملغ+ 12 ) 2 ) 8 ) 2 |
+1 2 ملغ، 2ه - ، 8ه - , 2 ه - |
|||||
|
آل+ 13 ) 2 ) 8 ) 3 |
+1 3 آل، 2ه - ، 8ه - , 3 ه - |
|||||
|
سي+ 14 ) 2 ) 8 ) 4 |
+1 4 سي، 2ه - ، 8ه - , 4 ه - |
|||||
|
ص+ 15 ) 2 ) 8 ) 5 |
+1 5 ص، 2ه - ، 8ه - , 5 ه - |
|||||
|
س+ 16 ) 2 ) 8 ) 6 |
+1 5 ص، 2ه - ، 8ه - , 6 ه - |
|||||
|
جل+ 17 ) 2 ) 8 ) 7 |
+1 7 Cl، 2ه - ، 8ه - , 7 ه - |
|||||
|
18 آر |
آر+ 18 ) 2 ) 8 ) 8 |
+1 8 آر، 2ه - ، 8ه - , 8 ه - |
||||
تحليل الجدول 1. قارن بين عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الأخير وعدد المجموعة التي يقع فيها العنصر الكيميائي.
هل لاحظت ذلك يتطابق عدد الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الخارجي للذرات مع رقم المجموعةالذي يوجد فيه العنصر (باستثناء الهيليوم)؟
!!! هذه القاعدة صحيحةفقط للعناصررئيسي مجموعات فرعية
كل فترة من فترة D.I. مندليف ينتهي بعنصر خامل(هيليوم هو، نيون ني، أرجون آر). يحتوي مستوى الطاقة الخارجي لهذه العناصر على أقصى عدد ممكن من الإلكترونات: الهيليوم -2، والعناصر المتبقية - 8. هذه هي عناصر المجموعة الثامنة من المجموعة الفرعية الرئيسية. يسمى مستوى الطاقة المشابه لبنية مستوى الطاقة للغاز الخامل مكتمل. هذا نوع من حدود القوة لمستوى الطاقة لكل عنصر من عناصر الجدول الدوري. تتكون جزيئات المواد البسيطة -الغازات الخاملة- من ذرة واحدة وتتميز بالخمول الكيميائي، أي أنها تحتوي على ذرة واحدة. عمليا لا تدخل في التفاعلات الكيميائية.
بالنسبة لبقية عناصر PSHE يختلف مستوى الطاقة عن مستوى طاقة العنصر الخامل وتسمى هذه المستويات غير مكتمل. وتسعى ذرات هذه العناصر لإكمال مستوى الطاقة الخارجي بإعطاء أو قبول الإلكترونات.
أسئلة للتحكم في النفس
ما هو مستوى الطاقة يسمى الخارجي؟
ما هو مستوى الطاقة يسمى الداخلية؟
ما هو مستوى الطاقة يسمى كامل؟
عناصر أي مجموعة والمجموعة الفرعية لديها مستوى طاقة مكتمل؟
ما عدد الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الخارجي لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسية؟
كيف تتشابه عناصر مجموعة فرعية رئيسية واحدة في بنية المستوى الإلكتروني؟
ما عدد الإلكترونات الموجودة في المستوى الخارجي التي تحتوي عليها عناصر المجموعة (أ) IIA؟
ب) مجموعة IVA؛ ج) السابع مجموعة
عرض الإجابة
آخر
أي باستثناء الأخير
الذي يحتوي على أكبر عدد ممكن من الإلكترونات. وكذلك المستوى الخارجي إذا كان يحتوي على 8 إلكترونات للدورة الأولى - 2 إلكترون.
عناصر المجموعة VIIIA (عناصر خاملة)
رقم المجموعة التي يقع فيها العنصر
تحتوي جميع عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية على مستوى الطاقة الخارجي على عدد من الإلكترونات يساوي رقم المجموعة
أ) تحتوي عناصر المجموعة IIA على إلكترونين في المستوى الخارجي؛ ب) تحتوي عناصر المجموعة IVA على 4 إلكترونات؛ ج) عناصر المجموعة السابعة (أ) بها 7 إلكترونات.
مهام الحل المستقل
حدد العنصر بناءً على الخصائص التالية: أ) له مستويان من الإلكترونات، على المستوى الخارجي - 3 إلكترونات؛ ب) لديه 3 مستويات إلكترونية، على المستوى الخارجي - 5 إلكترونات. اكتب توزيع الإلكترونات عبر مستويات الطاقة لهذه الذرات.
أي الذرتين لهما العدد نفسه من مستويات الطاقة الممتلئة؟
أ) الصوديوم والهيدروجين. ب) الهيليوم والهيدروجين. ج) الأرجون والنيون د) الصوديوم والكلور
ما عدد الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الخارجي للمغنيسيوم؟
ما عدد الإلكترونات الموجودة في ذرة النيون؟
ما هي الذرتان اللتان لهما نفس عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي: أ) الصوديوم والمغنيسيوم؟ ب) الكالسيوم والزنك. ج) الزرنيخ والفوسفور د) الأكسجين والفلور.
على مستوى الطاقة الخارجية لذرة الكبريت يوجد: أ) 16 إلكترونًا؛ ب) 2؛ ج) 6 د) 4
ما هو العامل المشترك بين ذرات الكبريت والأكسجين: أ) عدد الإلكترونات؛ ب) عدد مستويات الطاقة ج) رقم الدورة د) عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي.
ما هو العامل المشترك بين ذرات المغنيسيوم والفوسفور: أ) عدد البروتونات؛ ب) عدد مستويات الطاقة ج) رقم المجموعة د) عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي.
اختر عنصرًا من الدورة الثانية يحتوي على إلكترون واحد في مستواه الخارجي: أ) الليثيوم؛ ب) البريليوم. ج) الأكسجين. د) الصوديوم
يحتوي المستوى الخارجي لذرة عنصر الدورة الثالثة على 4 إلكترونات. حدد هذا العنصر: أ) الصوديوم؛ ب) الكربون ج) السيليكون د) الكلور
تحتوي الذرة على مستويين للطاقة وتحتوي على 3 إلكترونات. حدد هذا العنصر: أ) الألومنيوم؛ ب) البورون ج) المغنيسيوم د) النيتروجين
عرض الإجابة:
1. أ) لنحدد "إحداثيات" العنصر الكيميائي: المستويان الإلكترونيان - الفترة الثانية؛ 3 إلكترونات في المستوى الخارجي – المجموعة الثالثة أ. هذا هو البورون 5 ب. رسم تخطيطي لتوزيع الإلكترونات عبر مستويات الطاقة: 2ه - ، 3ه -
ب) الفترة الثالثة، مجموعة VA، عنصر الفسفور 15 ر. رسم تخطيطي لتوزيع الإلكترونات حسب مستويات الطاقة: 2ه - ، 8ه - ، 5 ه -
2. د) الصوديوم والكلور.
توضيح: أ) الصوديوم: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (مملوء 2) ← → الهيدروجين: +1) 1
ب) الهيليوم: +2 ) 2 (مملوء 1) ← → الهيدروجين: الهيدروجين: +1) 1
ج) الهيليوم: +2 ) 2 (مملوء 1) ←← نيون: +10 ) 2 ) 8 (مليئة 2)
*ز)الصوديوم: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (مملوء 2) ←← الكلور: +17 ) 2 ) 8 ) 7 (مملوءة 2)
4. عشرة. عدد الإلكترونات = العدد الذري
ج) الزرنيخ والفوسفور. الذرات الموجودة في نفس المجموعة الفرعية لها نفس عدد الإلكترونات.
التفسيرات:
أ) الصوديوم والمغنيسيوم (في مجموعات مختلفة)؛ ب) الكالسيوم والزنك (في نفس المجموعة، ولكن في مجموعات فرعية مختلفة)؛ * ج) الزرنيخ والفوسفور (في مجموعة فرعية رئيسية واحدة) د) الأكسجين والفلور (في مجموعات مختلفة).
7. د) عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي
8. ب) عدد مستويات الطاقة
9. أ) الليثيوم (الموجود في المجموعة IA من الفترة الثانية)
10. ج) السيليكون (مجموعة IVA، الفترة الثالثة)
11. ب) البورون (مستويان - ثانيافترة 3 إلكترونات في المستوى الخارجي – ثالثامجموعة)
درس الكيمياء في الصف الثامن. "______"______ 20______
التغير في عدد الإلكترونات عند مستوى الطاقة الخارجي لذرات العناصر الكيميائية.
هدف. النظر في التغييرات في خصائص ذرات العناصر الكيميائية في PSHE D.I. مندليف.
التعليمية. شرح أنماط التغيرات في خصائص العناصر خلال الفترات الصغيرة والمجموعات الفرعية الرئيسية؛ تحديد أسباب التغيرات في الخواص المعدنية وغير المعدنية في الفترات والمجموعات.
التنموية. تطوير القدرة على المقارنة وإيجاد أنماط التغييرات في الخصائص في PSHE D.I. مندليف.
التعليمية. تعزيز ثقافة العمل الأكاديمي داخل الفصل الدراسي.
خلال الفصول الدراسية.
1. المنظمة. لحظة.
2. تكرار المادة المدروسة.
عمل مستقل.
الخيار 1.
| خيارات الإجابة |
|||||
| الألومنيوم | |||||
6-10. وضح عدد مستويات الطاقة في ذرات العناصر التالية.
| خيارات الإجابة |
|||||
| الصيغة الإلكترونية | خيارات الإجابة |
||||
الخيار 2.
1-5. حدد عدد النيوترونات الموجودة في نواة الذرة.
| خيارات الإجابة |
|||||
6-10. حدد عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي.
| خيارات الإجابة |
|||||
| الألومنيوم | |||||
11-15. الصيغة الإلكترونية المشار إليها للذرة تتوافق مع العنصر.
| خيارات الإجابة |
|||||
| 1s22s22p63s23p6 4s1 | |||||
3. دراسة موضوع جديد.
يمارس. توزيع الإلكترونات بين مستويات الطاقة للعناصر التالية: Mg، S، Ar.
زادت الطبقات الإلكترونية المكتملة من المتانة والاستقرار. الذرات التي تحتوي على 8 إلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي - الغازات الخاملة - تكون مستقرة.
ستكون الذرة مستقرة دائمًا إذا كان مستوى طاقتها الخارجي 8 درجة.
كيف يمكن لذرات هذه العناصر أن تصل إلى المستوى الخارجي المكون من 8 إلكترونات؟
2 طرق للإكمال:
تبرع بالإلكترونات
تقبل الإلكترونات.
المعادن هي العناصر التي تمنح الإلكترونات؛ في مستوى طاقتها الخارجي لديها 1-3 ē.
اللافلزات هي عناصر تقبل الإلكترونات، ومستوى طاقتها الخارجي هو 4-7ē.
تغيير الخصائص في PSHE.
خلال فترة واحدة، مع زيادة العدد الذري لعنصر ما، تضعف الخواص المعدنية وتزداد الخواص غير المعدنية.
1. يزداد عدد الإلكترونات عند مستوى الطاقة الخارجي.
2. يتناقص نصف قطر الذرة
3. عدد مستويات الطاقة ثابت
في المجموعات الفرعية الرئيسية، تنخفض الخصائص غير المعدنية، وتزداد الخصائص المعدنية.
1. عدد الإلكترونات عند مستوى الطاقة الخارجي ثابت؛
2. يزداد عدد مستويات الطاقة؛
3. يزداد نصف قطر الذرة.
وبالتالي فإن الفرانسيوم هو أقوى المعادن، والفلور هو أقوى اللافلزات.
4. التوحيد.
تمارين.
1. رتب هذه العناصر الكيميائية حسب زيادة الخواص المعدنية:
أ) آل، نا، الكلورين، سي، ص
ب) ملغ، با، كاليفورنيا، بي
ب) ن، بينالي الشارقة، بي، كما
د) Cs، Li، K، Na، Rb
2. رتب هذه العناصر الكيميائية حسب زيادة الخواص غير المعدنية:
ب) ج، القصدير، قه، سي
ب) لي، أو، ن، ب، ج
د) ر، F، I، Cl
3. ضع خطًا تحت رموز المعادن الكيميائية:
أ) Cl، Al، S، Na، P، Mg، Ar، Si
ب) القصدير، سي، الرصاص، قه، C
رتب حسب تنازلي الخواص المعدنية.
4. ضع خط تحت رموز العناصر الكيميائية اللافلزية :
أ) لي، و، ن، كن، يا، ب، ج
ب) ثنائية، كما، ن، سب، ص
رتب حسب تنازلي الخواص غير المعدنية.
العمل في المنزل.صفحة 61- 63. السابق. 4 صفحة 66
MBOU "صالة الألعاب الرياضية رقم 1 في مدينة نوفوبافلوفسك"
الكيمياء الصف الثامن
موضوع:
"التغير في عدد الإلكترونات
على مستوى الطاقة الخارجية
ذرات العناصر الكيميائية"
المعلم: تاتيانا ألكسيفنا كوماروفا
نوفوبافلوفسك
تاريخ: ___________
درس– 9
موضوع الدرس: التغير في عدد الإلكترونات في الطاقة الخارجية
مستوى ذرات العناصر الكيميائية.
أهداف الدرس:
- تكوين مفهوم حول الخواص المعدنية وغير المعدنية للعناصر على المستوى الذري.
- إظهار أسباب التغيرات في خصائص العناصر في الفترات والمجموعات بناء على بنية ذراتها؛
— إعطاء أفكار أولية حول الروابط الأيونية.
معدات: PSHE، جدول "الترابط الأيوني".
خلال الفصول الدراسية
تنظيم الوقت.
التحقق من المعرفة
خصائص العناصر الكيميائية حسب الجدول (3 أشخاص)
هيكل الذرات (شخصان)
تعلم مواد جديدة
دعونا نفكر في الأسئلة التالية:
1 . ما هي ذرات العناصر الكيميائية التي تمتلك مستويات طاقة كاملة؟
- هذه ذرات الغازات الخاملة الموجودة في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثامنة.
زادت الطبقات الإلكترونية المكتملة من المتانة والاستقرار.
الذرات المجموعة الثامنة (He Ne Ar Kr Xe Rn) تحتوي على 8e - على المستوى الخارجي، ولهذا السبب فهي خاملة، أي. . غير نشطة كيميائيا، لا تتفاعل مع مواد أخرى، أي. وقد زادت ذراتها من الثبات والثبات. أي أن جميع العناصر الكيميائية (التي لها هياكل إلكترونية مختلفة) تميل إلى الحصول عليها أثناء التفاعل الكيميائي اكتمال مستوى الطاقة الخارجية ,8ه - .
مثال:
N أ ملغ F Cl
11 +12 +9 +17
2 8 1 2 8 2 2 7 2 8 7
1ق22س2ص6 3 س 1 1س 2 2س 2 ص 6 3 س 2 1س 2 2س 2 ص 5 1س 2 2س 2 ص 6 3 س 2 ص 5
كيف تعتقد أن ذرات هذه العناصر يمكنها الوصول إلى ثمانية إلكترونات على المستوى الخارجي؟
إذا (لنفترض) أننا أغلقنا المستوى الأخير من Na وMg بيدنا، فسنحصل على المستويات المكتملة. ولذلك يجب التخلص من هذه الإلكترونات من المستوى الإلكتروني الخارجي! وبعد ذلك، عندما يتم إطلاق الإلكترونات، تصبح الطبقة الخارجية السابقة للرقم 8e - خارجية.
وبالنسبة للعنصرين F و Cl، يجب أن تقبل إلكترونًا واحدًا مفقودًا لمستوى الطاقة لديك، بدلاً من إعطاء 7e - . وبالتالي، هناك طريقتان للوصول إلى مستوى الطاقة الكامل:
أ) إطلاق الإلكترونات ("الإضافية") من الطبقة الخارجية.
ب) قبول الإلكترونات ("المفقودة") إلى المستوى الخارجي.
2. مفهوم المعدنية واللامعدنية على المستوى الذري:
المعادنهي العناصر التي تتخلى ذراتها عن إلكتروناتها الخارجية.
غير المعادن –هذه هي العناصر التي تقبل ذراتها الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي.
كلما كان من السهل أن تتخلى ذرة Me عن إلكتروناتها، كلما كانت أكثر وضوحًا خصائص معدنية.
كلما كان قبول ذرة HeMe للإلكترونات المفقودة في الطبقة الخارجية أسهل، كلما تم التعبير عنها بقوة أكبر خصائص غير معدنية.
3. التغييرات في خصائص Me وNeMe لذرات تشي. في فترات ومجموعات في PSHE.
في فترات:
مثال: Na (1e -) Mg (2e -) – اكتب بنية الذرة.
— ما العنصر الذي تعتقد أن له خصائص معدنية أقوى، Na أم Mg؟ أيهما أسهل إعطاء 1e - أم 2e -؟ (بالطبع 1e - لذلك Na له خصائص معدنية أكثر وضوحًا).
مثال:آل (3ه -) سي (4ه -)، الخ.
خلال هذه الفترة، يزداد عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي من اليسار إلى اليمين.
(الخصائص المعدنية أكثر وضوحا في آل).
وبطبيعة الحال، فإن القدرة على التخلي عن الإلكترونات خلال فترة ستنخفض، أي. سوف تضعف الخصائص المعدنية.
وبالتالي، فإن أقوى Mes تقع في بداية الفترات.
— كيف ستتغير القدرة على إضافة الإلكترونات؟ (سيزيد)
مثال:
سيCl
14 ص +17 ص
2 8 4 2 8 7
من الأسهل قبول إلكترون واحد مفقود (من Cl) مقارنة بـ 4e من Si.
خاتمة:
ستزداد الخواص غير المعدنية من اليسار إلى اليمين خلال الفترة، وستضعف الخواص المعدنية.
سبب آخر لتحسين خصائص NeMe هو انخفاض نصف قطر الذرة مع عدد ثابت من المستويات.
لأن خلال الفترة الأولى، لا يتغير عدد مستويات الطاقة للذرات، ولكن عدد الإلكترونات الخارجية e - وعدد البروتونات p - في النواة يزداد. ونتيجة لذلك، يزداد جذب الإلكترونات إلى النواة (قانون كولوم)، ويتناقص نصف قطر الذرة (r)، ويبدو أن الذرة تتقلص.
خلاصة عامة:
خلال فترة واحدة، مع زيادة الرقم الترتيبي (N) لعنصر ما، تضعف الخواص المعدنية للعناصر، وتزداد الخواص غير المعدنية، وذلك للأسباب التالية:
- يزداد العدد e - على المستوى الخارجي يساوي رقم المجموعة وعدد البروتونات في النواة.
- يتناقص نصف قطر الذرة
- عدد مستويات الطاقة ثابت .
4. دعونا نفكر في الاعتماد الرأسي للتغيرات في خصائص العناصر (ضمن المجموعات الفرعية الرئيسية) في المجموعات.
مثال: المجموعة السابعة المجموعة الفرعية الرئيسية (الهالوجينات)
FCl
9 +17
2 7 2 8 7
1ق 2 2 ثانية 2 ص 5 1 ثانية 2 2 ثانية 2 ص 6 3 ثانية 2 ص 5
الرقم e هو نفسه على المستويات الخارجية لهذه العناصر، لكن يختلف عدد مستويات الطاقة،
في F -2e - و Cl – 3e - /
- ما هي الذرة التي لها نصف قطر أكبر؟ (- يحتوي الكلور على 3 مستويات للطاقة).
كلما اقترب موقع e من النواة، زادت قوة انجذابها إليها.
- ما هي ذرة العنصر التي سيكون من الأسهل إضافة e - F أو Cl؟
(F - من الأسهل إضافة إلكترون واحد مفقود)، لأنه وله نصف قطر أصغر، مما يعني أن قوة جذب الإلكترون إلى النواة أكبر من قوة جذب Cl.
قانون كولوم
قوة التفاعل بين شحنتين كهربائيتين تتناسب عكسيا مع المربع
المسافات بينهما، أي. كلما زادت المسافة بين الذرات، قلت القوة
تجاذب شحنتين متعاكستين (في هذه الحالة، الإلكترونات والبروتونات).
F أقوى من Cl˃Br˃J، الخ.
خاتمة:
في المجموعات (المجموعات الفرعية الرئيسية) تنخفض الخواص غير المعدنية وتزداد الخواص المعدنية للأسباب التالية:
1). عدد الإلكترونات الموجودة على المستوى الخارجي للذرات هو نفسه (ويساوي رقم المجموعة).
2). عدد مستويات الطاقة في الذرات آخذ في الازدياد.
3). يزداد نصف قطر الذرة.
شفهيًا، وفقًا لجدول PSHE، فكر في المجموعة الأولى - المجموعة الفرعية الرئيسية. استنتج أن أقوى معدن هو Fr الفرانسيوم، وأقوى لا فلز هو F الفلور.
الرابطة الأيونية.
لنفكر فيما سيحدث لذرات العناصر إذا وصلت إلى الثماني (أي 8e -) على المستوى الخارجي:
دعونا نكتب صيغ العناصر:
نا 0 +11 2e - 8e - 1e - ملغ 0 +12 2e - 8e - 2e - F 0 +9 2e - 7e - Cl 0 +17 2e - 8e - 7e -
نا س +11 2e - 8e - 0e - ملغ x +12 2e - 8e - 0e - F x +9 2e - 8e - Cl x +17 2e - 8e - 8e -
يحتوي الصف العلوي من الصيغ على نفس العدد من البروتونات والإلكترونات، لأن هذه هي صيغ الذرات المحايدة (الشحنة الصفرية هي "0" - هذه هي حالة الأكسدة).
الصف السفلي - أرقام مختلفة p + و e -، أي. هذه هي الصيغ للجسيمات المشحونة.
دعونا نحسب شحنة هذه الجزيئات.
Na +1 +11 2e - 8e - 0e - 2+8=10، 11-10 =1، حالة الأكسدة +1
F - +9 2е - 8e - 2+8 =10، 9-10 =-1، حالة الأكسدة -1
ملغ +2 +12 2ه — 8ه — 0ه — 2+8 =10، 12-10 =-2، حالة الأكسدة -2
ونتيجة لإضافة أو فقدان الإلكترونات يتم الحصول على جسيمات مشحونة تسمى الأيونات.
ذراتي عند الارتداد الإلكتروني - تكتسب "+" (شحنة موجبة)
الذرات غير Me التي تقبل الإلكترونات "الأجنبية" مشحونة بـ "-" (شحنة سالبة)
تسمى الرابطة الكيميائية المتكونة بين الأيونات بالأيونية.
تحدث الرابطة الأيونية بين القوي Me و NeMe القوي.
أمثلة.
أ) تكوين الرابطة الأيونية. نا + الكلور -
ن 
أالكلور+ —
11 + +17 +11 +17
2 8 1 2 8 7 2 8 2 8 8
1ه—
عملية تحويل الذرات إلى أيونات:
1 ه -
ن أ 0 + الكلور 0 نا + + الكلور — نا + الكلور —
ذرة ذرة أيون أيون مركب أيوني
2ه -
ب) كا أو 2+ 2-
كاليفورنيا 0 + 2 ج ل0 كالسيوم 2+ كلور 2 —
2 ه -
توحيد المعرفة والمهارات والقدرات.
ذرات لي ونيمي
الأيونات "+" و "-"
الرابطة الكيميائية الأيونية
المعاملات والمؤشرات.
د/ض§ ج9، رقم 1، رقم 2، ص58
ملخص الدرس
الأدب:
1. الكيمياء الصف الثامن. كتاب مدرسي للتعليم العام
المؤسسات/نظام التشغيل غابرييليان. الحبارى 2009
2. غابرييليان أو إس. دليل المعلم.
الكيمياء الصف الثامن حبارى 2003
ماليوجينا 14. مستويات الطاقة الخارجية والداخلية. اكتمال مستوى الطاقة.
دعونا نتذكر بإيجاز ما نعرفه بالفعل عن بنية الغلاف الإلكتروني للذرات:
ü عدد مستويات الطاقة للذرة = عدد الفترة التي يوجد فيها العنصر.
ü يتم حساب السعة القصوى لكل مستوى طاقة باستخدام الصيغة 2n2
ü لا يمكن أن يحتوي غلاف الطاقة الخارجي على أكثر من 2 إلكترون لعناصر الدورة الأولى، وأكثر من 8 إلكترونات لعناصر الدورات الأخرى
دعنا نعود مرة أخرى إلى تحليل مخطط ملء مستويات الطاقة في عناصر الفترات الصغيرة:
الجدول 1. ملء مستويات الطاقة
لعناصر فترات صغيرة
رقم الفترة | عدد مستويات الطاقة = عدد الفترة | رمز العنصر ورقمه التسلسلي | المجموع الإلكترونات | توزيع الإلكترونات حسب مستويات الطاقة | رقم المجموعة |
|
|
ح +1 )1 | +1 ن، 1هـ- | |||||
|
نه + 2 ) 2 | +2 لا، 2ه- | |||||
|
لي + 3 ) 2 ) 1 | + 3 لي، 2ه-، 1ه- | |||||
|
لقد +4 ) 2 )2 | + 4 يكون، 2ه-،2 ه- | |||||
|
الخامس +5 ) 2 )3 | +5 ب، 2ه-، 3ه- | |||||
|
ج+6 ) 2 )4 | +6 ج، 2هـ-، 4هـ- | |||||
|
ن + 7 ) 2 ) 5 | + 7 ن، 2ه-،5 ه- | |||||
|
يا + 8 ) 2 ) 6 | + 8 يا، 2ه-،6 ه- | |||||
|
F + 9 ) 2 ) 7 | + 9 F، 2ه-،7 ه- | |||||
|
ني + 10 ) 2 ) 8 | + 10 ني، 2ه-،8 ه- | |||||
|
نا + 11 ) 2 ) 8 )1 | +1 1 نا، 2e-، 8e-، 1ه- | |||||
|
ملغ + 12 ) 2 ) 8 )2 | +1 2 ملغ، 2e-، 8e-، 2 ه- | |||||
|
آل + 13 ) 2 ) 8 )3 | +1 3 آل، 2e-، 8e-، 3 ه- | |||||
|
سي + 14 ) 2 ) 8 )4 | +1 4 سي، 2e-، 8e-، 4 ه- | |||||
|
ص + 15 ) 2 ) 8 )5 | +1 5 ص، 2e-، 8e-، 5 ه- | |||||
|
س + 16 ) 2 ) 8 )6 | +1 5 ص، 2e-، 8e-، 6 ه- | |||||
|
Cl + 17 ) 2 ) 8 )7 | +1 7 Cl، 2e-، 8e-، 7 ه- | |||||
18 آر |
آر+ 18 ) 2 ) 8 )8 | +1 8 آر، 2e-، 8e-، 8 ه- |
تحليل الجدول 1. قارن بين عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الأخير وعدد المجموعة التي يقع فيها العنصر الكيميائي.
هل لاحظت ذلك يتطابق عدد الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الخارجي للذرات مع رقم المجموعةالذي يوجد فيه العنصر (باستثناء الهيليوم)؟
!!! هذه القاعدة صحيحة فقطللعناصر رئيسيمجموعات فرعية
كل فترة من النظام ينتهي بعنصر خامل(هيليوم هو، نيون ني، أرجون آر). يحتوي مستوى الطاقة الخارجي لهذه العناصر على أقصى عدد ممكن من الإلكترونات: الهيليوم -2، والعناصر المتبقية - 8. هذه هي عناصر المجموعة الثامنة من المجموعة الفرعية الرئيسية. يسمى مستوى الطاقة المشابه لبنية مستوى الطاقة للغاز الخامل مكتمل. هذا نوع من حدود القوة لمستوى الطاقة لكل عنصر من عناصر الجدول الدوري. تتكون جزيئات المواد البسيطة - الغازات الخاملة - من ذرة واحدة وتتميز بالخمول الكيميائي، أي أنها لا تدخل عمليا في التفاعلات الكيميائية.
بالنسبة لبقية عناصر PSHE يختلف مستوى الطاقة عن مستوى طاقة العنصر الخامل وتسمى هذه المستويات غير مكتمل. وتسعى ذرات هذه العناصر لإكمال مستوى الطاقة الخارجي بإعطاء أو قبول الإلكترونات.
أسئلة للتحكم في النفس
1. ما هو مستوى الطاقة الذي يسمى بالخارجي؟
2. ما هو مستوى الطاقة الذي يسمى بالداخلية؟
3. ما هو مستوى الطاقة الذي يسمى بالكامل؟
4. عناصر أي مجموعة والمجموعة الفرعية لديها مستوى طاقة مكتمل؟
5. ما هو عدد الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الخارجي لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسية؟
6. كيف تتشابه عناصر مجموعة فرعية رئيسية واحدة في بنية المستوى الإلكتروني؟
7. ما عدد الإلكترونات الموجودة في المستوى الخارجي التي تحتوي عليها عناصر أ) المجموعة IIA؛
ب) مجموعة IVA؛ ج) السابع مجموعة
عرض الإجابة
1. أخيرًا
2. أي ما عدا الأخير
3. الذي يحتوي على أكبر عدد من الإلكترونات. وكذلك المستوى الخارجي إذا كان يحتوي على 8 إلكترونات للدورة الأولى - 2 إلكترون.
4. عناصر المجموعة الثامنة (عناصر خاملة)
5. رقم المجموعة التي يقع فيها العنصر
6. تحتوي جميع عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية على مستوى الطاقة الخارجي على عدد من الإلكترونات يساوي عدد رقم المجموعة
7. أ) تحتوي عناصر المجموعة IIA على إلكترونين في المستوى الخارجي؛ ب) تحتوي عناصر المجموعة IVA على 4 إلكترونات؛ ج) عناصر المجموعة السابعة (أ) بها 7 إلكترونات.
مهام الحل المستقل
1. حدد العنصر بناءً على الخصائص التالية: أ) له مستويان إلكترونيان، على المستوى الخارجي - 3 إلكترونات؛ ب) لديه 3 مستويات إلكترونية، على المستوى الخارجي - 5 إلكترونات. اكتب توزيع الإلكترونات عبر مستويات الطاقة لهذه الذرات.
2. ما هي الذرتان اللتان لهما نفس عدد مستويات الطاقة الممتلئة؟
عرض الإجابة:
1. أ) لنحدد "إحداثيات" العنصر الكيميائي: المستويان الإلكترونيان - الفترة الثانية؛ 3 إلكترونات في المستوى الخارجي – المجموعة الثالثة أ. هذا هو البورون 5B. مخطط توزيع الإلكترون حسب مستويات الطاقة: 2ه-، 3ه-
ب) الفترة الثالثة، مجموعة VA، عنصر الفوسفور 15P. مخطط توزيع الإلكترون حسب مستويات الطاقة: 2ه-، 8ه-، 5ه-
2. د) الصوديوم والكلور.
توضيح: أ) الصوديوم: +11 )2)8 )1 (مملوء 2) ←← الهيدروجين: +1)1
ب) الهيليوم: +2 )2 (مملوء 1) ←→ الهيدروجين: الهيدروجين: +1)1
ج) الهيليوم: +2 )2 (مملوء 1) ←← نيون: +10 )2)8 (مليئة 2)
*ز)الصوديوم: +11 )2)8 )1 (ملء 2) ←← الكلور: +17 )2)8 )7 (مملوءة 2)
4. عشرة. عدد الإلكترونات = العدد الذري
5 ج) الزرنيخ والفوسفور. الذرات الموجودة في نفس المجموعة الفرعية لها نفس عدد الإلكترونات.
التفسيرات:
أ) الصوديوم والمغنيسيوم (في مجموعات مختلفة)؛ ب) الكالسيوم والزنك (في نفس المجموعة، ولكن في مجموعات فرعية مختلفة)؛ * ج) الزرنيخ والفوسفور (في مجموعة فرعية رئيسية واحدة) د) الأكسجين والفلور (في مجموعات مختلفة).
7. د) عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي
8. ب) عدد مستويات الطاقة
9. أ) الليثيوم (الموجود في المجموعة IA من الفترة الثانية)
10. ج) السيليكون (مجموعة IVA، الفترة الثالثة)
11. ب) البورون (مستويان - ثانيافترة 3 إلكترونات في المستوى الخارجي – ثالثامجموعة)
إن فرينكل
دروس الكيمياء
دليل لأولئك الذين لا يعرفون، ولكن يريدون أن يتعلموا ويفهموا الكيمياء
الجزء الأول. عناصر الكيمياء العامة
(مستوى الصعوبة الأول)
استمرار. انظر البداية في الأعداد 13، 18، 23/ 2007
الفصل 3. معلومات أساسية عن بنية الذرة.
القانون الدوري لـ D.I.Mendeleev
تذكر ما هي الذرة، مما تتكون الذرة، وما إذا كانت الذرة تتغير في التفاعلات الكيميائية.
الذرة عبارة عن جسيم محايد كهربائيًا يتكون من نواة موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة.
قد يتغير عدد الإلكترونات أثناء العمليات الكيميائية، ولكن تظل الشحنة النووية كما هي دائمًا. بمعرفة توزيع الإلكترونات في الذرة (البنية الذرية)، يمكن التنبؤ بالعديد من خصائص ذرة معينة، وكذلك خصائص المواد البسيطة والمعقدة التي تعد جزءًا منها.
هيكل الذرة، أي. يمكن تحديد تركيب النواة وتوزيع الإلكترونات حول النواة بسهولة من خلال موضع العنصر في الجدول الدوري.
في النظام الدوري لـ D.I. Mendeleev، يتم ترتيب العناصر الكيميائية بتسلسل معين. يرتبط هذا التسلسل ارتباطًا وثيقًا بالتركيب الذري لهذه العناصر. يتم تعيين كل عنصر كيميائي في النظام رقم سريبالإضافة إلى ذلك يمكنك تحديد رقم الفترة ورقم المجموعة ونوع المجموعة الفرعية لها.
الراعي لنشر المقال هو متجر "Megamech" الإلكتروني. ستجد في المتجر منتجات الفراء لجميع الأذواق - السترات والسترات ومعاطف الفرو المصنوعة من الثعلب والجوز والأرانب والمنك والثعلب الفضي والثعلب القطبي الشمالي. تعرض عليك الشركة أيضًا شراء منتجات الفراء الفاخرة واستخدام خدمات الخياطة المخصصة. منتجات الفراء بالجملة والتجزئة - من فئة الميزانية إلى الفئة الفاخرة، خصومات تصل إلى 50٪، ضمان لمدة سنة واحدة، التسليم في جميع أنحاء أوكرانيا وروسيا ورابطة الدول المستقلة ودول الاتحاد الأوروبي، استلام من صالة العرض في كريفوي روج، بضائع من أبرز الشركات المصنعة الأوكرانية، روسيا، تركيا والصين. يمكنك الاطلاع على كتالوج المنتجات والأسعار وجهات الاتصال والحصول على المشورة على الموقع الإلكتروني الموجود على: "megameh.com".
بمعرفة "العنوان" الدقيق للعنصر الكيميائي - المجموعة والمجموعة الفرعية ورقم الفترة، يمكنك تحديد بنية ذرته بشكل لا لبس فيه.
فترةهو صف أفقي من العناصر الكيميائية. يتكون النظام الدوري الحديث من سبع فترات. الفترات الثلاث الأولى هي صغير، لأن تحتوي على عنصرين أو 8 عناصر:
الفترة الأولى – ح، هو – عنصرين؛
الفترة الثانية – لي…ني – 8 عناصر؛
الفترة الثالثة - Na...Ar - 8 عناصر.
فترات أخرى – كبير. يحتوي كل واحد منهم على 2-3 صفوف من العناصر:
الفترة الرابعة (صفين) - ك...كر - 18 عنصرًا؛
الفترة السادسة (3 صفوف) - Cs ... Rn - 32 عنصرًا. تتضمن هذه الفترة عددًا من اللانثانيدات.
مجموعة– صف عمودي من العناصر الكيميائية. هناك ثماني مجموعات في المجموع. تتكون كل مجموعة من مجموعتين فرعيتين: المجموعة الفرعية الرئيسيةو مجموعة فرعية جانبية. على سبيل المثال:
تتكون المجموعة الفرعية الرئيسية من عناصر كيميائية ذات فترات قصيرة (على سبيل المثال، N، P) وفترات كبيرة (على سبيل المثال، As، Sb، Bi).
تتكون المجموعة الفرعية الجانبية من عناصر كيميائية ذات فترات طويلة فقط (على سبيل المثال، V، Nb،
تا).
بصريا، من السهل التمييز بين هذه المجموعات الفرعية. المجموعة الفرعية الرئيسية هي "عالية"، وتبدأ من الفترة الأولى أو الثانية. المجموعة الفرعية الثانوية "منخفضة" وتبدأ من الفترة الرابعة.
لذلك، كل عنصر كيميائي في النظام الدوري له عنوانه الخاص: الفترة، المجموعة، المجموعة الفرعية، الرقم التسلسلي.
على سبيل المثال، الفاناديوم V هو عنصر كيميائي من الفترة الرابعة، المجموعة الخامسة، المجموعة الفرعية الثانوية، الرقم التسلسلي 23.
المهمة 3.1.حدد الفترة والمجموعة والمجموعة الفرعية للعناصر الكيميائية ذات الأرقام التسلسلية 8، 26، 31، 35، 54.
المهمة 3.2.اذكر الرقم التسلسلي واسم العنصر الكيميائي، إذا كان معروفا وجوده:
أ) في الفترة الرابعة، المجموعة السادسة، المجموعة الفرعية الثانوية؛
ب) في الفترة الخامسة، المجموعة الرابعة، المجموعة الفرعية الرئيسية.
كيف يمكن ربط المعلومات المتعلقة بموقع عنصر ما في الجدول الدوري ببنية ذرته؟
تتكون الذرة من نواة (لها شحنة موجبة) وإلكترونات (لها شحنة سالبة). بشكل عام، الذرة محايدة كهربائيا.
إيجابي الشحنة النووية الذريةيساوي الرقم التسلسلي للعنصر الكيميائي.
نواة الذرة هي جسيم معقد. تتركز كل كتلة الذرة تقريبًا في النواة. بما أن العنصر الكيميائي عبارة عن مجموعة من الذرات التي لها نفس الشحنة النووية، تتم الإشارة إلى الإحداثيات التالية بالقرب من رمز العنصر:
ومن هذه البيانات، يمكن تحديد تكوين النواة. تتكون النواة من البروتونات والنيوترونات.
بروتون صلديه كتلة 1 (1.0073 amu) وشحنة +1. نيوترون نليس له شحنة (محايد)، وكتلته تساوي تقريبًا كتلة البروتون (1.0087 a.u.m).
يتم تحديد شحنة النواة بواسطة البروتونات. علاوة على ذلك عدد البروتونات متساوي(حسب الحجم) شحنة النواة الذرية، أي. رقم سري.
عدد النيوترونات نيحددها الفرق بين الكميتين: "الكتلة الأساسية" أو"الرقم التسلسلي" ز. لذلك، بالنسبة لذرة الألومنيوم:
ن = أ – ز = 27 –13 = 14ن,
المهمة 3.3.حدد تركيب النوى الذرية إذا كان العنصر الكيميائي موجودا في:
أ) الفترة الثالثة، المجموعة السابعة، المجموعة الفرعية الرئيسية؛
ب) الفترة الرابعة، المجموعة الرابعة، المجموعة الفرعية الثانوية؛
ج) الفترة الخامسة، المجموعة الأولى، المجموعة الفرعية الرئيسية.
انتباه! عند تحديد العدد الكتلي لنواة الذرة، من الضروري تقريب الكتلة الذرية المشار إليها في الجدول الدوري. ويتم ذلك لأن كتل البروتون والنيوترون عدد صحيح عمليًا، ويمكن إهمال كتلة الإلكترونات.
دعونا نحدد أي من النوى أدناه تنتمي إلى نفس العنصر الكيميائي:
أ(20 ر + 20ن),
ب (19 ر + 20ن),
في 20 ر + 19ن).
تنتمي النواتان A وB إلى ذرات لنفس العنصر الكيميائي، حيث أنهما تحتويان على نفس عدد البروتونات، أي أن شحنات هذه النوى هي نفسها. تظهر الأبحاث أن كتلة الذرة ليس لها تأثير كبير على خواصها الكيميائية.
النظائر هي ذرات لنفس العنصر الكيميائي (نفس عدد البروتونات) وتختلف في الكتلة (عدد مختلف من النيوترونات).
تختلف النظائر ومركباتها الكيميائية عن بعضها البعض في الخواص الفيزيائية، ولكن الخواص الكيميائية لنظائر نفس العنصر الكيميائي هي نفسها. وبالتالي، فإن نظائر الكربون 14 (14 درجة مئوية) لها نفس الخواص الكيميائية للكربون 12 (12 درجة مئوية)، والتي توجد في أنسجة أي كائن حي. ويتجلى الفرق فقط في النشاط الإشعاعي (النظير 14C). ولذلك، تستخدم النظائر لتشخيص وعلاج الأمراض المختلفة وللبحث العلمي.
دعنا نعود إلى وصف بنية الذرة. وكما هو معروف فإن نواة الذرة لا تتغير في العمليات الكيميائية. ما الذي يتغير؟ إجمالي عدد الإلكترونات في الذرة وتوزيع الإلكترونات متغيران. عام عدد الإلكترونات في الذرة المحايدةليس من الصعب تحديده - فهو يساوي الرقم التسلسلي، أي. شحنة النواة الذرية :
تمتلك الإلكترونات شحنة سالبة قدرها -1، وكتلتها لا تذكر: 1/1840 من كتلة البروتون.
تتنافر الإلكترونات ذات الشحنة السالبة مع بعضها البعض وتقع على مسافات مختلفة من النواة. حيث توجد الإلكترونات التي لها كميات متساوية تقريبًا من الطاقة على مسافات متساوية تقريبًا من النواة وتشكل مستوى طاقة.
عدد مستويات الطاقة في الذرة يساوي عدد الفترة التي يوجد فيها العنصر الكيميائي. يتم تحديد مستويات الطاقة بشكل تقليدي على النحو التالي (على سبيل المثال، لـ Al):
المهمة 3.4.تحديد عدد مستويات الطاقة في ذرات الأكسجين والمغنيسيوم والكالسيوم والرصاص.
يمكن أن يحتوي كل مستوى طاقة على عدد محدود من الإلكترونات:
الأول لا يحتوي على أكثر من إلكترونين؛
والثاني لا يزيد عن ثمانية إلكترونات؛
والثالث لا يزيد عن ثمانية عشر إلكترونًا.
توضح هذه الأرقام أن مستوى الطاقة الثاني، على سبيل المثال، يمكن أن يحتوي على 2 أو 5 أو 7 إلكترونات، لكنه لا يمكن أن يحتوي على 9 أو 12 إلكترونًا.
من المهم معرفة ذلك بغض النظر عن رقم مستوى الطاقة الموجود المستوى الخارجي(الأخير) لا يمكن أن يحتوي على أكثر من ثمانية إلكترونات. مستوى الطاقة الخارجي المكون من ثمانية إلكترونات هو الأكثر استقرارًا ويسمى الكامل. توجد مستويات الطاقة هذه في العناصر الأكثر خاملة - الغازات النبيلة.
كيفية تحديد عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي للذرات المتبقية؟ هناك قاعدة بسيطة لهذا: عدد الإلكترونات الخارجيةيساوي:
لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسية - رقم المجموعة؛
بالنسبة لعناصر المجموعات الفرعية الجانبية، لا يمكن أن يكون أكثر من اثنين.
على سبيل المثال (الشكل 5):
المهمة 3.5.حدد عدد الإلكترونات الخارجية للعناصر الكيميائية ذات الأعداد الذرية 15، 25، 30، 53.
المهمة 3.6.ابحث عن العناصر الكيميائية في الجدول الدوري التي تحتوي ذراتها على مستوى خارجي مكتمل.
من المهم جدًا تحديد عدد الإلكترونات الخارجية بشكل صحيح، لأنه وترتبط بها أهم خصائص الذرة. وهكذا، في التفاعلات الكيميائية، تسعى الذرات للحصول على مستوى خارجي ثابت وكامل (8 ه). ولذلك فإن الذرات التي تحتوي على عدد قليل من الإلكترونات في مستواها الخارجي تفضل التخلص منها.
تسمى العناصر الكيميائية التي تكون ذراتها قادرة على منح الإلكترونات فقط المعادن. من الواضح أنه يجب أن يكون هناك عدد قليل من الإلكترونات على المستوى الخارجي لذرة المعدن: 1، 2، 3.
إذا كان هناك العديد من الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي للذرة، فإن هذه الذرات تميل إلى قبول الإلكترونات حتى يكتمل مستوى الطاقة الخارجي، أي ما يصل إلى ثمانية إلكترونات. تسمى هذه العناصر غير المعادن.
سؤال. هل العناصر الكيميائية للمجموعات الفرعية الثانوية معادن أم لا فلزات؟ لماذا؟
الإجابة: يتم فصل المعادن وغير المعادن من المجموعات الفرعية الرئيسية في الجدول الدوري بخط يمكن رسمه من البورون إلى الأستاتين. فوق هذا الخط (وعلى الخط) توجد معادن غير معدنية. تظهر جميع عناصر المجموعات الفرعية الجانبية أسفل هذا الخط.
المهمة 3.7.حدد ما إذا كانت العناصر التالية فلزات أم لا فلزات: الفوسفور، الفاناديوم، الكوبالت، السيلينيوم، البزموت. استخدم موقع العنصر في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية وعدد الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي.
من أجل تجميع توزيع الإلكترونات على المستويات المتبقية والمستويات الفرعية، يجب عليك استخدام الخوارزمية التالية.
1. تحديد العدد الإجمالي للإلكترونات في الذرة (بالعدد الذري).
2. تحديد عدد مستويات الطاقة (حسب رقم الفترة).
3. تحديد عدد الإلكترونات الخارجية (حسب نوع المجموعة الفرعية ورقم المجموعة).
4. حدد عدد الإلكترونات في جميع المستويات ما عدا المستوى قبل الأخير.
فمثلاً وفقاً للفقرات من 1 إلى 4 بالنسبة لذرة المنغنيز يتم تحديد:
المجموع 25 ه; الموزعة (2 + 8 + 2) = 12 ه; وهذا يعني أنه في المستوى الثالث يوجد: 25 - 12 = 13 ه.
حصلنا على توزيع الإلكترونات في ذرة المنغنيز:
المهمة 3.8.قم بعمل الخوارزمية من خلال رسم مخططات لتركيب الذرات للعناصر رقم 16، 26، 33، 37. وضح ما إذا كانت معدنية أم غير معدنية. اشرح اجابتك.
عند تجميع المخططات المذكورة أعلاه لبنية الذرة، لم نأخذ في الاعتبار أن الإلكترونات الموجودة في الذرة لا تشغل مستويات فحسب، بل تشغل أيضًا مستويات معينة المستويات الفرعيةكل مستوى. يُشار إلى أنواع المستويات الفرعية بالأحرف اللاتينية: س, ص, د.
عدد المستويات الفرعية الممكنة يساوي رقم المستوى.المستوى الأول يتكون من واحد
س-المستوى الفرعي. المستوى الثاني يتكون من مستويين فرعيين - سو ر. المستوى الثالث – من ثلاثة مستويات فرعية – س, صو د.
يمكن أن يحتوي كل مستوى فرعي على عدد محدود للغاية من الإلكترونات:
على المستوى الفرعي s - لا يزيد عن 2e؛
في المستوى الفرعي p - لا يزيد عن 6e؛
في المستوى الفرعي d - لا يزيد عن 10e.
يتم ملء المستويات الفرعية من نفس المستوى بترتيب محدد بدقة: سصد.
هكذا، ر-لا يمكن للمستوى الفرعي أن يبدأ بالملء إذا لم يكن ممتلئًا س-المستوى الفرعي لمستوى طاقة معين، وما إلى ذلك. وبناءً على هذه القاعدة، ليس من الصعب إنشاء الترتيب الإلكتروني لذرة المنغنيز:
عمومًا التكوين الإلكتروني للذرةيتم كتابة المنغنيز على النحو التالي:
25 مليون 1 س 2 2س 2 2ص 6 3س 2 3ص 6 3د 5 4س 2 .
المهمة 3.9. تكوين التشكيلات الإلكترونية للذرات للعناصر الكيميائية أرقام 16، 26، 33، 37.
لماذا من الضروري إنشاء تكوينات إلكترونية للذرات؟ من أجل تحديد خصائص هذه العناصر الكيميائية. يجب أن نتذكر ذلك فقط إلكترونات التكافؤ.
توجد إلكترونات التكافؤ في مستوى الطاقة الخارجي وهي غير مكتملة
د-المستوى الفرعي للمستوى ما قبل الخارجي.
دعونا نحدد عدد إلكترونات التكافؤ للمنغنيز:
أو باختصار: من...3 د 5 4س 2 .
ما الذي يمكن تحديده من خلال صيغة التكوين الإلكتروني للذرة؟
1. ما هو هذا العنصر - معدني أم غير معدني؟
المنغنيز معدن لأنه المستوى الخارجي (الرابع) يحتوي على إلكترونين.
2. ما هي العملية المميزة للمعادن؟
دائمًا ما تتخلى ذرات المنغنيز عن الإلكترونات فقط في التفاعلات.
3. ما هي الإلكترونات وكم عدد الإلكترونات التي ستتخلى عنها ذرة المنغنيز؟
في التفاعلات، تتخلى ذرة المنغنيز عن إلكترونين خارجيين (هما الأبعد عن النواة والأضعف في جذبها)، بالإضافة إلى خمسة إلكترونات خارجية د-الإلكترونات. العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ هو سبعة (2 + 5). وفي هذه الحالة ستبقى ثمانية إلكترونات في المستوى الثالث للذرة، أي. يتم تشكيل المستوى الخارجي الكامل.
يمكن أن تنعكس كل هذه الحجج والاستنتاجات باستخدام الرسم التخطيطي (الشكل 6):
تسمى الشحنات التقليدية الناتجة للذرة الأكسدة.
وبالنظر إلى بنية الذرة، بطريقة مماثلة يمكن إثبات أن حالات الأكسدة النموذجية للأكسجين هي -2، وللهيدروجين +1.
سؤال. ما العنصر الكيميائي الذي يمكن للمنجنيز أن يشكل مركبات به، مع مراعاة حالات الأكسدة التي تم الحصول عليها أعلاه؟
الإجابة: فقط بالأكسجين، لأن ذرتها لها حالة أكسدة ذات شحنة معاكسة. صيغ أكاسيد المنغنيز المقابلة (هنا تتوافق حالات الأكسدة مع تكافؤ هذه العناصر الكيميائية):
يشير هيكل ذرة المنغنيز إلى أن المنغنيز لا يمكن أن يكون لديه درجة أعلى من الأكسدة، لأنه في هذه الحالة سيكون من الضروري أن نتطرق إلى المستوى المستقر، المكتمل الآن، قبل الخارجي. ولذلك، فإن حالة الأكسدة +7 هي الأعلى، وأكسيد Mn 2 O 7 المقابل هو أعلى أكسيد المنغنيز.
لتوحيد كل هذه المفاهيم، فكر في بنية ذرة التيلوريوم وبعض خصائصها:
وباعتبارها مادة غير معدنية، يمكن لذرة Te أن تقبل إلكترونين قبل إكمال المستوى الخارجي وتتخلى عن الإلكترونات الستة "الإضافية":
المهمة 3.10.ارسم التكوينات الإلكترونية لذرات Na، Rb، Cl، I، Si، Sn. تحديد خصائص هذه العناصر الكيميائية، وصيغ أبسط مركباتها (مع الأكسجين والهيدروجين).
استنتاجات عملية
1. فقط إلكترونات التكافؤ، التي يمكن أن تكون في المستويين الأخيرين فقط، هي التي تشارك في التفاعلات الكيميائية.
2. يمكن لذرات المعدن أن تمنح إلكترونات التكافؤ (كلها أو عدة منها) فقط، وتقبل حالات الأكسدة الإيجابية.
3. يمكن لذرات اللافلزات أن تستقبل إلكترونات (ما يصل إلى ثمانية إلكترونات مفقودة)، بينما تكتسب حالات أكسدة سلبية، وتتخلى عن إلكترونات التكافؤ (كلها أو عدة)، بينما تكتسب حالات أكسدة موجبة.
دعونا الآن نقارن خصائص العناصر الكيميائية لمجموعة فرعية واحدة، على سبيل المثال الصوديوم والروبيديوم:
نا...3 س 1 وروب...5 س 1 .
ما هو الشيء المشترك بين التركيب الذري لهذه العناصر؟ وفي المستوى الخارجي لكل ذرة، يوجد إلكترون واحد عبارة عن معادن نشطة. النشاط المعدنييرتبط بالقدرة على التخلي عن الإلكترونات: كلما كان من الأسهل أن تتخلى الذرة عن الإلكترونات، كانت خصائصها المعدنية أكثر وضوحًا.
ما الذي يحمل الإلكترونات في الذرة؟ جاذبيتهم حتى النخاع. كلما اقتربت الإلكترونات من النواة، كلما كانت نواة الذرة أقوى، كلما كان من الصعب "تمزيقها".
وبناء على ذلك سنجيب على السؤال: أي عنصر - Na أم Rb - يتخلى عن إلكترونه الخارجي بسهولة أكبر؟ أي عنصر هو المعدن الأكثر نشاطا؟ ومن الواضح أن الروبيديوم، لأن تكون إلكترونات التكافؤ الخاصة بها بعيدة عن النواة (وتحتفظ بها النواة بشكل أقل إحكامًا).
خاتمة. في المجموعات الفرعية الرئيسية، من الأعلى إلى الأسفل، تزداد الخصائص المعدنية، لأن يزداد نصف قطر الذرة، ويقل انجذاب إلكترونات التكافؤ إلى النواة.
دعونا نقارن خصائص العناصر الكيميائية للمجموعة السابعة أ: Cl...3 س 2 3ص 5 وأنا...5 س 2 5ص 5 .
كلا العنصرين الكيميائيين غير معدنيين، لأن هناك إلكترون واحد مفقود لإكمال المستوى الخارجي. سوف تجذب هذه الذرات الإلكترون المفقود بشكل فعال. علاوة على ذلك، كلما زادت قوة جذب الذرة غير المعدنية للإلكترون المفقود، ظهرت خصائصها غير المعدنية (القدرة على قبول الإلكترونات) بشكل أكثر وضوحًا.
ما الذي يسبب جاذبية الإلكترون؟ بسبب الشحنة الموجبة للنواة الذرية. بالإضافة إلى ذلك، كلما كان الإلكترون أقرب إلى النواة، كلما كان التجاذب المتبادل بينهما أقوى، وكلما كانت المادة اللافلزية أكثر نشاطًا.
سؤال. ما هو العنصر الذي له خواص غير معدنية أكثر وضوحًا: الكلور أم اليود؟
الإجابة: من الواضح، مع الكلور، لأنه وتقع إلكترونات التكافؤ الخاصة بها بالقرب من النواة.
خاتمة. يتناقص نشاط اللافلزات في المجموعات الفرعية من الأعلى إلى الأسفل، لأن يزداد نصف قطر الذرة ويصبح من الصعب أكثر فأكثر على النواة جذب الإلكترونات المفقودة.
دعونا نقارن بين خصائص السيليكون والقصدير: Si...3 س 2 3ص 2 و سن...5 س 2 5ص 2 .
يحتوي المستوى الخارجي لكلا الذرتين على أربعة إلكترونات. ومع ذلك، فإن هذه العناصر في الجدول الدوري تقع على طرفي نقيض من الخط الذي يربط البورون والأستاتين. لذلك، فإن السيليكون، الذي يقع رمزه فوق الخط B–At، له خصائص غير معدنية أكثر وضوحًا. على العكس من ذلك، فإن القصدير، الذي يقع رمزه أسفل الخط B–At، يظهر خصائص معدنية أقوى. ويفسر ذلك حقيقة أنه في ذرة القصدير تتم إزالة أربعة إلكترونات تكافؤ من النواة. ولذلك، فإن إضافة الإلكترونات الأربعة المفقودة أمر صعب. وفي الوقت نفسه، يحدث إطلاق الإلكترونات من مستوى الطاقة الخامس بسهولة تامة. بالنسبة للسيليكون، كلا العمليتين ممكنتان، مع غلبة العملية الأولى (قبول الإلكترونات).
استنتاجات الفصل 3.كلما قل عدد الإلكترونات الخارجية في الذرة وكلما ابتعدت عن النواة، كلما كانت الخواص المعدنية أقوى.
كلما زاد عدد الإلكترونات الخارجية في الذرة وكلما اقتربت من النواة، ظهرت خصائص غير معدنية أكثر.
وبناء على الاستنتاجات التي تم صياغتها في هذا الفصل، يمكن تجميع "خاصية" لأي عنصر كيميائي في الجدول الدوري.
خوارزمية وصف العقار
العنصر الكيميائي حسب موقعه
في الجدول الدوري
1. ارسم مخططًا لبنية الذرة، أي: تحديد تكوين النواة وتوزيع الإلكترونات عبر مستويات الطاقة والمستويات الفرعية:
تحديد العدد الإجمالي للبروتونات والإلكترونات والنيوترونات في الذرة (عن طريق العدد الذري والكتلة الذرية النسبية)؛
تحديد عدد مستويات الطاقة (حسب رقم الفترة)؛
تحديد عدد الإلكترونات الخارجية (حسب نوع المجموعة الفرعية ورقم المجموعة)؛
حدد عدد الإلكترونات في جميع مستويات الطاقة باستثناء المستوى قبل الأخير؛
2. تحديد عدد إلكترونات التكافؤ.
3. تحديد الخصائص - المعدنية أو غير المعدنية - الأكثر وضوحًا في عنصر كيميائي معين.
4. تحديد عدد الإلكترونات المعطاة (المستلمة).
5. تحديد أعلى وأدنى حالات الأكسدة للعنصر الكيميائي.
6. رسم الصيغ الكيميائية لأبسط المركبات مع الأكسجين والهيدروجين لحالات الأكسدة هذه.
7. تحديد طبيعة الأكسيد وإنشاء معادلة تفاعله مع الماء.
8. بالنسبة للمواد المشار إليها في الفقرة 6، قم بإنشاء معادلات التفاعلات المميزة (انظر الفصل 2).
المهمة 3.11.باستخدام المخطط أعلاه، قم بإنشاء أوصاف لذرات الكبريت والسيلينيوم والكالسيوم والسترونتيوم وخصائص هذه العناصر الكيميائية. ما الخصائص العامة التي تظهرها أكاسيدها وهيدروكسيداتها؟
إذا أكملت التمارين 3.10 و3.11، فمن السهل أن تلاحظ أنه ليس فقط ذرات عناصر نفس المجموعة الفرعية، ولكن أيضًا مركباتها لها خصائص مشتركة وتركيبة مماثلة.
القانون الدوري لـ D.I.Mendeleev:تعتمد خصائص العناصر الكيميائية، وكذلك خصائص المواد البسيطة والمعقدة التي تشكلها، بشكل دوري على شحنة نوى ذراتها.
المعنى المادي للقانون الدوري: تتكرر خصائص العناصر الكيميائية بشكل دوري لأن تكوينات إلكترونات التكافؤ (توزيع إلكترونات المستويين الخارجي وقبل الأخير) تتكرر بشكل دوري.
وبالتالي، فإن العناصر الكيميائية من نفس المجموعة الفرعية لها نفس توزيع إلكترونات التكافؤ، وبالتالي لها خصائص مماثلة.
على سبيل المثال، تحتوي المجموعة الخامسة من العناصر الكيميائية على خمسة إلكترونات تكافؤ. وفي الوقت نفسه، في الذرات الكيميائية عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية- جميع إلكترونات التكافؤ موجودة في المستوى الخارجي : ... نانوثانية 2 n.p. 3 حيث ن– رقم الفترة .
عند الذرات عناصر المجموعات الفرعية الجانبيةلا يوجد سوى 1 أو 2 إلكترون في المستوى الخارجي، والباقي في الداخل د-المستوى الفرعي للمستوى ما قبل الخارجي : ...( ن – 1)د 3 نانوثانية 2 حيث ن– رقم الفترة .
المهمة 3.12.قم بتأليف صيغ إلكترونية مختصرة لذرات العنصرين الكيميائيين رقم 35 و 42، ثم قم بتركيب توزيع الإلكترونات في هذه الذرات حسب الخوارزمية. تأكد من أن توقعاتك تتحقق.
تمارين للفصل 3
1. صياغة تعريفات لمفاهيم "الفترة"، "المجموعة"، "المجموعة الفرعية". ما هو القاسم المشترك بين العناصر الكيميائية التي يتكون منها: أ) الدورة؟ ب) المجموعة؛ ج) مجموعة فرعية؟
2. ما هي النظائر؟ ما هي الخصائص - الفيزيائية أو الكيميائية - التي تمتلك فيها النظائر نفس الخصائص؟ لماذا؟
3. صياغة القانون الدوري لـ D. I. Mendeleev. اشرح معناها المادي ووضحها بالأمثلة.
4. ما هي الخصائص المعدنية للعناصر الكيميائية؟ كيف يتغيرون داخل المجموعة وعلى مدى فترة؟ لماذا؟
5. ما هي الخصائص غير المعدنية للعناصر الكيميائية؟ كيف يتغيرون داخل المجموعة وعلى مدى فترة؟ لماذا؟
6. اكتب صيغًا إلكترونية قصيرة للعناصر الكيميائية رقم 43، 51، 38. أكد افتراضاتك من خلال وصف بنية ذرات هذه العناصر باستخدام الخوارزمية المذكورة أعلاه. حدد خصائص هذه العناصر.
7. وفق صيغ إلكترونية مختصرة
أ) ...4 س 2 4ص 1 ;
ب) ...4 د 1 5س 2 ;
على الساعة 3 د 5 4ث 1
حدد موضع العناصر الكيميائية المقابلة في الجدول الدوري لـ D.I. Mendeleev. قم بتسمية هذه العناصر الكيميائية. أكد افتراضاتك من خلال وصف بنية ذرات هذه العناصر الكيميائية وفقًا للخوارزمية. وضح خصائص هذه العناصر الكيميائية.
يتبع
