People's Education Press) Química de secundaria Optativa 3 "Estructura y propiedades de la materia" Todos los planes de lecciones
Capítulo 1 Estructura y propiedades atómicas
1. Objetivos de este capítulo
1. Comprender los principios estructurales de las estructuras atómicas, conocer la distribución del nivel de energía de los electrones fuera del núcleo atómico y ser capaz de utilizar configuraciones electrónicas para representar la disposición de los electrones fuera del núcleo atómico de elementos comunes (números del 1 al 36).
2. Comprenda el principio de energía mínima, conozca el estado fundamental y el estado excitado, y sepa que los electrones fuera del núcleo harán la transición bajo ciertas condiciones para producir espectros atómicos.
3. Comprender el estado de movimiento de los electrones fuera del núcleo y conocer la nube de electrones y las órbitas atómicas.
4． Comprender la relación entre la estructura atómica y el sistema periódico de elementos, y comprender el valor de aplicación del sistema periódico de elementos.
5. Ser capaz de decir el significado de la energía de ionización y la electronegatividad de los elementos, y poder utilizar la energía de ionización de los elementos para explicar ciertas propiedades de los elementos.
6. Experimente el proceso y los métodos de la investigación científica a partir de los hechos históricos de los científicos que exploran los misterios de la composición material y forme gradualmente valores científicos en el proceso de pensamiento abstracto y análisis teórico.
Análisis del conocimiento de este capítulo:
Basado en el conocimiento existente de los estudiantes sobre la estructura atómica, este capítulo estudia más a fondo la estructura de los átomos e introduce la estructura de los átomos desde la perspectiva de los principios de construcción. y el principio de energía mínima. La disposición de los electrones fuera del núcleo y el espectro atómico se describen con imágenes y textos que describen la nube de electrones y los orbitales atómicos basados en el conocimiento de la estructura atómica, el sistema periódico de los elementos, la tabla periódica de los elementos. y se introduce la ley periódica de los elementos. En resumen, este capítulo presenta la estructura atómica y las propiedades de los elementos de una manera relativamente sistemática y profunda de acuerdo con los requisitos de los estándares del curso, sentando las bases para el estudio de los capítulos siguientes. Aunque el contenido de este capítulo es relativamente abstracto y difícil de aprender, como primer capítulo del libro, el libro de texto presta atención a estimular y mantener el interés de los estudiantes en aprender tanto en el contenido como en la forma, y presta atención a cultivar la alfabetización científica de los estudiantes. , lo que favorece la mejora de la capacidad de los estudiantes para aprender química.
A través del estudio de este capítulo, los estudiantes pueden dominar el conocimiento de la estructura atómica de una manera relativamente sistemática, comprender las reglas de composición de sustancias a nivel atómico y utilizar el conocimiento de la estructura atómica para explicar algunas sustancias químicas. fenómenos.
Tenga en cuenta que este capítulo no se puede profundizar mucho, es una ligera expansión.
Repaso de conocimientos relacionados (curso obligatorio 2)
1. Número atómico: significado:
(1) La relación entre el número atómico y las partículas que lo componen. el átomo:
Número atómico = = = = .
(3) Método de representación de la composición atómica
a. Símbolo atómico: AzX A z
b. Diagrama esquemático de la estructura atómica:
c.
p>
El significado del símbolo d.: A B C D E (4) Resumen de partículas de estructura especial:
Sin partículas de electrones, sin partículas de neutrones
2-partículas 8-partículas
p>10-Partículas
18-Partículas
2. Tabla periódica de elementos: (1) Principio de disposición: elementos con el mismo número de capas de electrones están dispuestos en orden creciente de número atómico. La disposición de los elementos en filas horizontales de izquierda a derecha se denomina ciclo. Los elementos con el mismo número de electrones en la capa más externa en diferentes filas horizontales se organizan en filas verticales de; de arriba hacia abajo en el orden creciente de capas de electrones, lo que se denomina familia.
(2) Estructura: Número de elementos en cada período, número atómico de elementos del grupo 0
Primer período 2 2
Segundo período 8 10
p>
Tercer ciclo 8 18
Cuarto ciclo 18 36
Quinto ciclo 18 54
Sexto ciclo 32 86
El séptimo período del ciclo incompleto 26 118
②El número ordinal familiar está representado por números romanos; la familia principal está representada por A;
7 grupos principales
7 subgrupos
El grupo VIII es la 8ª, 9ª y 10ª columna
Grupo cero Es el 18.ª columna
Números arábigos: 1 2 3 4 5 6 7 8
Números romanos: I II III IV V VI VII VIII
(3 ) La relación entre la tabla periódica de elementos y la estructura atómica:
①Número periódico = número de capas de electrones ②Número del grupo principal = número de electrones en la capa más externa del átomo = número de valencia positivo más alto del elemento
(4 )Nombres alternativos para grupos de elementos: ① Grupo IA: metales alcalinos Grupo IIA: metales alcalinotérreos ② Grupo VIIA: elementos halógenos
③Grupo 0: elementos de gases raros
3 , Conceptos relacionados:
(1) Número de masa:
(2) Número de masa ( ) = ( ) + ( )
(3) Elemento: tiene un término general para átomos idénticos.
(4) Nuclido: tiene un número determinado de y un número determinado de átomos.
(5) Isótopos: Los átomos idénticos pero diferentes de un mismo elemento se denominan isótopos.
(6) Propiedades de los isótopos: ①Las propiedades químicas de los isótopos son casi idénticas ②En ciertos elementos naturales,
Ya sea en estado libre o en estado combinado, las propiedades de varios elementos El porcentaje se mantiene sin cambios.
(7) Masa atómica relativa de los elementos:
a. Masa atómica relativa de un determinado nucleido =
b. p>
Ejercicio: Complete los siguientes espacios en blanco con A el número de protones B el número de neutrones C el número de electrones fuera del núcleo D el número de electrones en la capa más externa E el número de capas de electrones.
①El tipo de átomo está determinado por ②El tipo de elemento está determinado por
③La presencia o ausencia de isótopos de un elemento está determinada por ④La masa atómica relativa de los isótopos está determinada por
⑤El radio atómico de un elemento está determinado por Determinar ⑥La valencia del elemento está determinada por
⑦Las propiedades químicas del elemento están determinadas por
4. ley de los elementos:
(1) La disposición de los electrones fuera del núcleo: Capa electrónica.
Utilice n= o para representar la capa de electrones desde el interior hacia el exterior respectivamente.
(2) Principio de disposición: los electrones fuera del núcleo generalmente se alinean desde y luego se llenan cuando una capa está llena.
5. Base para juzgar la resistencia de la metalicidad o la no metalicidad de un elemento
Resistencia de la metalicidad y la resistencia de la no metalicidad
1. oxidación La sustancia corresponde a la alcalinidad del hidrato. El óxido de mayor valencia corresponde a la acidez del hidrato.
2. La dificultad de desplazar el H al reaccionar con agua o ácido, la dificultad de combinarse con el H2. y la dificultad del hidruro gaseoso. Estabilidad
3. Los metales activos pueden reemplazar a los metales inactivos de las soluciones salinas. Los elementos no metálicos activos pueden reemplazar a los elementos no metálicos menos activos.
6. el tamaño de los radios de las partículas
(1) Para partículas con la misma carga nuclear, cuantos más electrones, mayor será el radio.
Por ejemplo: H ＜ H＜ H-; ＞ Fe2 ＞ Fe3 Na Na; Cl Cl-
(2) Para partículas con el mismo número de electrones, cuanto mayor es la carga nuclear, mayor es el radio. Por ejemplo:
①Partículas con la misma estructura de capas de electrones que He: H->Li>Be2
②Partículas con la misma estructura de capas de electrones que Ne: O2->F->Na > Mg2 > Al3
③ Partículas con la misma estructura de capas electrónicas que Ar: S2->Cl->K >Ca2
7.
(1) Elementos del mismo grupo principal, el radio es de arriba a abajo
(2) En el mismo período: el radio atómico disminuye de izquierda a derecha. Por ejemplo. : Na Cl Cl- Na
p>
(3) Compara los radios de Ge, P y O
8. Las reglas de disposición de los electrones fuera del núcleo:
(1)
(2)
(3)
Capítulo 1 Estructura y propiedades atómicas
Sección 1 Estructura Atómica: (Primera Lección)
Conocimientos y habilidades:
1. Comprender mejor la disposición jerárquica de los electrones fuera del núcleo
2. distribución y relación energética de los electrones fuera del núcleo
3. Conocer la distribución del nivel de energía y la relación energética de los electrones fuera del núcleo atómico
4. niveles fuera del núcleo atómico, y conocer inicialmente el significado de los números cuánticos
5. Comprender los principios estructurales de la estructura atómica y ser capaz de utilizar los principios estructurales para comprender la disposición de los electrones fuera del núcleo de los átomos. /p>
6. Ser capaz de utilizar la disposición electrónica para expresar la disposición electrónica fuera del núcleo de elementos comunes (números 1 al 36).
Métodos y procesos: revisión y ampliación, analogía. e inducción, los niveles de energía son análogos a los pisos y los niveles de energía son análogos a las escaleras.
Emociones y valores: Comprender plenamente que el proceso de desarrollo de la teoría de la estructura atómica es un proceso de perfección paso a paso.
Proceso de enseñanza:
1. Desarrollo de la teoría de la estructura atómica
Desde los átomos simples de los antiguos filósofos griegos Leucipo y Demócrito hasta la teoría cuántica moderna El modelo mecánico y El modelo de estructura atómica en el pensamiento humano ha evolucionado muchas veces y nos ha inspirado en muchos aspectos.
La teoría cosmológica moderna del Big Bang sostiene que nuestro universo nació en un Big Bang. Aproximadamente dos horas después del Big Bang, se creó una gran cantidad de hidrógeno, una pequeña cantidad de helio y una cantidad muy pequeña de litio. Posteriormente, tras un largo o corto proceso de desarrollo, el hidrógeno, el helio, etc. sufren reacciones de fusión de los núcleos atómicos, y otros elementos se sintetizan por etapas y lotes.
〖Revisión〗Leyes de disposición de los electrones fuera del núcleo aprendidas en cursos obligatorios:
Reglas de disposición de los electrones fuera del núcleo parecidas a cadáveres
(1) Electrones fuera del núcleo Siempre trate de organizarlos primero en la capa de electrones con menor energía y luego colóquelos en la capa de electrones con energía gradualmente más alta desde adentro hacia afuera (principio de menor energía).
(2) Cada capa de electrones fuera del núcleo puede albergar hasta 29’ electrones.
(3) El número de electrones en la capa más externa original no puede exceder de 8 (cuando la capa K es la capa más externa, no puede exceder los 2 electrones)
(4) El número El número de electrones en la capa subexterna no puede exceder más de 18 (no más de 2 cuando la capa K es la segunda capa externa), y el número de electrones en la tercera capa desde abajo hacia arriba no puede exceder 32.
Nota: Las reglas anteriores están interconectadas. No se pueden entender de forma aislada. Por ejemplo, cuando la capa M es la capa más externa, se pueden descargar hasta 8 electrones; cuando la capa M no es la capa más externa, se pueden descargar hasta 18; los electrones se pueden descargar.
〖Pensamiento〗¿Cómo se resumen estas reglas?
2. conoce el núcleo de los átomos multielectrónicos Las energías de los electrones externos son diferentes y se pueden dividir de adentro hacia afuera:
La primera, segunda, tercera, cuarta, quinta, sexta, séptima... energía. niveles
Representación de símbolos K, L, M, N, O, P, Q...
Energía de menor a mayor
Por ejemplo: un sodio El átomo tiene 11 electrones, distribuidos en tres energías diferentes. Hay 2 electrones en la primera capa, 8 electrones en la segunda capa y 1 electrón en la tercera capa. Dado que los electrones del átomo están en el campo gravitacional del núcleo, el Los electrones siempre se descargan de la capa interna tanto como sea posible. Cuando una capa está llena, la siguiente capa se llena. La investigación teórica ha demostrado que el número máximo de electrones que se pueden acomodar en cada capa fuera del núcleo es el siguiente:
Capas de energía uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete...
El símbolo K L M N O P Q...
El número máximo de electrones es 2 8 18 32 50...
Es decir, el número máximo de electrones acomodados en cada capa es: 2n2 (n: capa de energía Número ordinal)
Pero los electrones en la El mismo nivel de energía puede tener diferentes energías. También se pueden dividir en niveles de energía (S, P, d, F), al igual que el nivel de energía es un piso y el nivel de energía es una escalera. Los niveles de energía en cada nivel de energía son. diferentes
Los símbolos de los niveles de energía y el número máximo de electrones que pueden albergar son los siguientes:
Nivel de energía K L M N O…
Niveles de energía 1s 2s. 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f...
El número máximo de electrones es 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14...
Cada energía El número de electrones en la capa es 2 8 18 32 50…
(1) En cada capa de energía, el orden de los símbolos de nivel de energía es ns, np, nd, nf…
(2 ) Para cualquier nivel de energía, el número de niveles de energía = el número de niveles de energía
(3) El número de electrones que pueden acomodar s, p, d, f... son 1, 3, 5, 7... Veces
3. Principio de construcción
Según el principio de construcción, siempre que conozcamos el número atómico, podemos escribir la configuración electrónica de casi todos los átomos de los elementos.
Es decir, la secuencia de niveles de energía de los electrones: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s...
La configuración electrónica del elemento átomos: (1 —No. 36)
Hidrógeno H 1s1
……
Sodio Na 1s22s22p63s1
……
Potasio K 1s22s22p63s23p64s1 Ar4s1
......
La configuración electrónica de los átomos en estado fundamental de algunos elementos tiene una desviación electrónica del principio de construcción, como como:
Cromo 24Cr [ Ar]3d54s1
Cobre 29Cu [Ar]3d104s1
[Ejercicio de clase]
1. (cloro), 21Sc (escandio), 35Br (configuración electrónica del bromo)
Cloro: 1s22s22p63s23p5
Escanodio: 1s22s22p63s23p63d14s2
Bromo: 1s22s22p63s23p63d104s24p5
De acuerdo con los principios estructurales, siempre que conozcamos los átomos. Con el número de serie, se puede escribir la configuración electrónica de los átomos del elemento. Esta configuración electrónica es la del átomo en estado fundamental.
2. Escribe la configuración electrónica extranuclear de los elementos 1-36.
3. Escribe la configuración electrónica extranuclear simplificada de los elementos 1-36.
Resumir y recordar cómo escribir.
4. Dibuja el diagrama estructural de los siguientes átomos: Be, N, Na, Ne, Mg
Responde las siguientes preguntas:
Entre los átomos de estos elementos, el número de electrones en la capa más externa es mayor que el número de electrones en la siguiente capa externa, el número de electrones en la capa más externa es igual al número de electrones en la siguiente capa externa, y el número de electrones en la capa más externa es igual al número de capas de electrones;
La capa L tiene la mayor cantidad de electrones, y la capa K y la capa M tienen la misma cantidad de electrones.
5. Los siguientes símbolos representan la energía de algunas capas o niveles de energía. Organícelos de menor a mayor energía:
(1) EK EN EL EM,
p>
(2)E3S E2S E4S E1S,
(3)E3S E3d E2P E4f.
6. La capa de electrones M del átomo del elemento A tiene 2 electrones menos que la siguiente capa exterior. El número de electrones en la capa L exterior del núcleo del elemento B es 7 electrones más que en la capa más externa.
(1) El símbolo del elemento A es, y el diagrama de estructura atómica del elemento B es ______________;
(2) La fórmula química y el nombre del compuesto formado por el; dos elementos A y B son respectivamente __ _____
Sección 1 Estructura Atómica: (Segunda Lección)
Conocimientos y Habilidades:
Comprender los principios de construcción de. estructura atómica y ser capaz de utilizar Comprender los principios estructurales de la disposición de los electrones fuera del núcleo de los átomos
2 Ser capaz de utilizar la fórmula de disposición de los electrones para expresar la disposición de los electrones fuera del núcleo de elementos comunes (. números 1 al 36)
3. Saber La disposición de los electrones fuera del núcleo sigue el principio de energía mínima
4. Conocer el significado del estado fundamental y estado excitado del átomo.
5. Conocer preliminarmente el espectro de transición y absorción o emisión de electrones fuera del núcleo, comprender su aplicación sencilla
Proceso de enseñanza:
[Ejercicios previos a la clase] ] 1. La investigación teórica demuestra que en los átomos multielectrónicos, la disposición de los electrones se divide en diferentes niveles de energía. Los electrones de la capa también se pueden dividir en diferentes niveles de energía. Los símbolos de las capas y niveles de energía y el número máximo de electrones que se pueden acomodar son los siguientes:
(1) Dependiendo del tipo, los electrones fuera del núcleo se pueden dividir en diferentes capas de energía, y los electrones fuera del núcleo se pueden organizar en cada capa de energía. El número máximo de electrones es, excepto en la capa K, cuando otras capas de energía son la capa más externa, solo puede haber como máximo electrones.
(2) Se pueden encontrar muchas reglas en la tabla anterior, como que el nivel de energía s solo puede acomodar 2 electrones y el número de niveles de energía en cada nivel de energía es igual a . Por favor escribe otra regla.
2. A, B, C y D son todos elementos del grupo principal. Se sabe que el número de electrones en la capa L del átomo A es tres veces mayor que el de la capa K; en las capas K y L fuera del núcleo del elemento B están La suma de los números es igual a la suma del número de electrones en las capas M y N el ion C2+ formado por el elemento C tiene exactamente la misma disposición de electrones; fuera del núcleo del átomo de neón, y hay 5 electrones más fuera del núcleo del átomo de D que fuera del núcleo del átomo de C. Entonces
(1) La posición del elemento A en la tabla periódica es, y el número atómico del elemento B es;
(2) Escribe la ecuación química para la reacción del elementos C y D.
〖Introducción〗¿Se puede describir el movimiento de los electrones en el espacio fuera del núcleo mediante las leyes macroscópicas del movimiento de Newton?
4. Nubes de electrones y órbitas atómicas:
(1) Características del movimiento de electrones: ① masa extremadamente pequeña ② espacio de movimiento extremadamente pequeño ③ movimiento de velocidad extremadamente alta.
Por lo tanto, el movimiento de los electrones sólo puede describirse mediante las leyes del movimiento de Newton, pero sólo desde un punto de vista estadístico. Nos resulta imposible determinar cómo se encuentra un electrón extranuclear en un determinado estado en el espacio fuera del núcleo en un momento determinado, como podemos hacerlo al describir objetos macroscópicos en movimiento. Sólo podemos determinar la probabilidad de que aparezca en todas partes fuera del núcleo.
El diagrama de distribución de probabilidad parece una nube, por lo que se le llama vívidamente nube de electrones. El espacio donde aparece la probabilidad de que aparezcan electrones suele estar rodeado por un círculo, y la gente se refiere a este contorno de nube de electrones como orbitales atómicos.
El orbital atómico de S es esférico. Cuanto mayor es el número del nivel de energía, mayor es el radio del orbital atómico.
Los orbitales atómicos de P tienen forma de huso, y cada nivel de energía de P tiene tres órbitas, que son perpendiculares entre sí y están simbolizadas por Px, Py y Pz respectivamente. El radio promedio de los orbitales atómicos P también aumenta con el aumento del número de niveles de energía.
Las órbitas atómicas de los electrones son todas esféricas (el núcleo está situado en el centro de la esfera). Cuanto mayor sea el número del nivel de energía 2, mayor será el radio de la órbita atómica. Esto se debe a que la energía de los electrones aumenta sucesivamente en 1s, 2s, 3s... y la probabilidad de que los electrones aparezcan en regiones más alejadas del núcleo aumenta gradualmente, y la nube de electrones se expande a un espacio mayor.
Esto no es difícil de entender, para usar una analogía, Shenzhou 5 debe depender de la propulsión (proporcionando energía) para superar la gravedad de la tierra e ir al cielo. Los electrones 2s tienen mayor energía que los electrones 1s y superan la atracción de los átomos. /p>
núcleo. La probabilidad de aparecer en el espacio más lejano es mayor que la de los 1s, por lo que la nube de electrones 2s debe ser más difusa que la nube de electrones 1s.
(2) [Puntos clave y dificultades] Principio de Pauli y regla de Hundt
La mecánica cuántica nos dice: cada nivel de energía ns tiene un orbital y cada nivel de energía np tiene 3 orbitales. El nivel de energía nd tiene cada uno 5 orbitales, y el nivel de energía nf tiene cada uno 7 orbitales. Cada orbital puede acomodar hasta 2 electrones, generalmente llamados pares de electrones, representados por flechas " ↑ ↓ " en direcciones opuestas.
Una órbita atómica sólo puede albergar hasta 2 electrones, y sus direcciones de espín son opuestas. Este principio se convierte en el principio de Pauli.
Razona el número de orbitales y el número de electrones acomodados en cada capa electrónica.
Cuando los electrones están dispuestos en diferentes órbitas del mismo nivel de energía, siempre ocupan preferentemente una sola órbita y tienen la misma dirección de giro. Esta regla es la regla de Hundt.
〖Ejercicio〗Escribe las fórmulas orbitales de los electrones extranucleares de los elementos 5, 6, 7, 8 y 9. Y recuerde las características de la disposición orbital de los electrones más externos de cada elemento del grupo principal: el número de pares de electrones apareados, el número de electrones no apareados y los orbitales que ocupa.
〖Pensamiento〗Lo siguiente representa El Configuración electrónica extranuclear de algunos átomos en el segundo ciclo. Indique el significado de cada símbolo y alguna información obtenida de él.
〖Pensando〗Escriba la configuración electrónica de los elementos No. 24 y No. 29. Fórmula. , fórmula orbital de disposición de electrones de valencia, lea la tabla periódica, ¿cuál es la diferencia y por qué? Descubra la disposición de las capas de electrones periféricos del cobre, la plata y el oro de la tabla periódica de elementos.
¿Se ajustan a? ¿La estructura? ¿Principio?
2. La configuración electrónica se puede simplificar. Por ejemplo, la configuración electrónica del sodio se puede escribir como [Ne]3S1. ? Configuración electrónica simplificada del átomo de sodio. ¿Puedes escribir la configuración electrónica simplificada del elemento 8, oxígeno, elemento 14, silicio y elemento 26, hierro?
Caso especial de la regla de Hundt: para el mismo nivel de energía. es relativamente estable cuando la configuración electrónica está completamente llena, medio llena o completamente vacía
Ejercicios en el aula
1 Utilice expresiones orbitales para expresar la siguiente configuración electrónica de valencia. p>
(1)N (2)Cl (3)O (4)Mg
2. A continuación se enumeran los niveles de energía 2p y 3d de algunos átomos. La disposición de los electrones en los niveles de energía. Intente determinar cuáles violan el principio de exclusión de Pauli y cuáles violan la regla de Hund
(1) (2) (3)
(4) (5) (6)<. /p>
Hay violaciones del principio de exclusión de Pauli y hay violaciones de la regla de Hund
3. La disposición de los electrones periféricos de los siguientes átomos ¿Qué estado en la tela tiene menor energía? .
(1) Átomo de nitrógeno: A. B.
2s 2p 2s 2p
;
(2) Átomo de sodio: A. 3s1B. 3p1
;
(3) Átomo de cromo: A. 3d54s1 B. 3d44s2
.
4. La configuración electrónica fuera del núcleo y la expresión orbital son dos formas diferentes de expresar la configuración electrónica fuera del núcleo. Compare las similitudes y diferencias entre estas dos expresiones.
5. ¿Cuáles son las características del movimiento de los electrones fuera del núcleo atómico? ¿Cómo describen los científicos el estado del movimiento de los electrones? Tomemos como ejemplo el átomo de nitrógeno para ilustrar los principios que sigue la disposición de los electrones en el exterior. el núcleo atómico.
Sección 1 Estructura Atómica: (Lección 3)
Conocimientos y habilidades:
Saber que la disposición de los electrones fuera del núcleo sigue el principio de mínimo. energía
2. Conocer el significado del estado fundamental y estado excitado de los átomos
3 Conocer previamente el espectro de transición y absorción o emisión de los electrones fuera del núcleo, y comprender sus componentes simples. aplicaciones
[Puntos clave y dificultades] Principio de energía mínima, estado fundamental, estado excitado, espectro
Proceso de enseñanza:
〖Introducción〗 En la vida diaria, Veo mucha luz visible como luces, luces de neón. ¿Cuál es la relación entre los láseres, los fuegos artificiales y la estructura atómica?
Cree escenarios problemáticos: utilice reproducción de vídeo o ordenadores para demostrar algunos fenómenos lumínicos de la vida diaria, como luces de neón, láseres, fuegos artificiales coloridos lanzados durante festivales, etc.
Haga la pregunta: ¿Cómo ocurren estos fenómenos de luz?
Pregunta de consulta: guíe a los estudiantes a leer el libro de texto y guíelos para que comprendan las causas de la generación de luz desde la perspectiva de los cambios de energía. de electrones en los átomos.
Resolución de problemas: conecte los principios estructurales seguidos por la disposición electrónica de los átomos, comprenda los conceptos de estado fundamental atómico, estado excitado y transición electrónica, y utilice estos conceptos para explicar las razones de la generación de espectros.
Comentarios sobre la aplicación: proporcione ejemplos de la aplicación del análisis espectral. Por ejemplo, los científicos descubrieron el gas raro helio mediante el análisis del espectro solar. El análisis espectral se utiliza para detectar la presencia y el contenido de algunas sustancias en sustancias químicas. La investigación también puede permitir a los estudiantes. Después de clase, consultarán información relevante sobre métodos y aplicaciones de análisis espectral para ampliar sus conocimientos.
〖Resumen〗
La disposición electrónica de los átomos sigue el principio estructural de mantener la energía de todo el átomo en el estado más bajo, lo que se conoce como el principio de energía mínima.
El átomo de menor energía se llama átomo en estado fundamental.
Cuando los electrones del átomo en estado fundamental absorben energía, los electrones saltarán a un nivel de energía más alto y se convertirán en átomos en estado excitado. Cuando los electrones pasan de un estado excitado de mayor energía a un estado excitado de menor energía o incluso al estado fundamental, se libera energía. La luz (radiación) es una de las formas importantes de energía liberada por los electrones.
Cuando los átomos de diferentes elementos hacen transición, absorberán o liberarán luz diferente. Se puede utilizar un espectrómetro para capturar el espectro de absorción o el espectro de emisión de electrones de varios elementos, lo que colectivamente se denomina espectro atómico. Muchos elementos fueron descubiertos mediante espectroscopia atómica. En la química moderna, las líneas características de los espectros atómicos se utilizan a menudo para identificar elementos, lo que se denomina análisis espectral.
〖Análisis de lectura〗 Analice el espectro de emisión y el espectro de absorción del libro de texto p8 y comprenda las características de los dos espectros.
Leer p8 Historia de la ciencia y comprender el desarrollo del espectro.
〖Ejercicios en el aula〗
1. Compara el estado fundamental y el estado excitado del mismo átomo ( )
A. que en el estado excitado B. El estado fundamental es relativamente estable
C La energía en el estado fundamental es menor que en el estado excitado D. El estado excitado es relativamente estable
2. Los siguientes fenómenos en la vida están relacionados con la transición de electrones fuera del núcleo. Relevante ( )
A. El acero se oxida después de un uso prolongado B. Fuegos artificiales durante los festivales
C. Los cables metálicos pueden conducir la electricidad D. Las pastillas sanitarias desaparecen después de dejarlas durante mucho tiempo
3. La base para comparar la energía de los electrones en los átomos con la de muchos electrones es ( ).
A. La carga nuclear del átomo B de un elemento. Cuantos electrones hay fuera del núcleo
C. La distancia de los electrones al núcleo D. El tamaño de los electrones fuera del núcleo
4. Cuando los electrones en el átomo de hidrógeno pasan del nivel de energía 2p a otros niveles de energía bajos ( )
El espectro producido es. el espectro de absorción B. El espectro producido es un espectro de emisión
C El número de líneas espectrales producidas puede ser 2. D. La energía potencial del electrón aumentará.
Capítulo. 1 Estructura atómica y propiedades
Sección 2 Estructura atómica y propiedades de los elementos (Lección 1)
Conocimientos y habilidades
1. en la tabla periódica, la relación entre el estado de valencia, el número de elementos, etc.
2. Conocer el significado de la disposición de los electrones periféricos y la capa de electrones de valencia.
3. períodos y grupos de elementos en la tabla periódica Las reglas de disposición de los electrones fuera del núcleo atómico
4 Conocer la relación entre la estructura atómica y la posición de los elementos en cada región, período y grupo de la tabla periódica. tabla
Proceso de enseñanza
〖Repaso〗¿Qué es la ley periódica de los elementos en el curso obligatorio? ¿Cuáles son las propiedades de los elementos? ¿Cuál es la razón fundamental de los cambios periódicos en las propiedades de los elementos?
〖Ejercicios previos a la clase〗Escribe la configuración electrónica simplificada de los átomos en estado fundamental de litio, sodio, potasio, rubidio y cesio y la configuración electrónica simplificada de helio, neón, argón, criptón y xenón.
1. Estructura atómica y tabla periódica
1. Sistema periódico:
A medida que aumenta la carga nuclear de los átomos del elemento, cada vez que aparece un metal alcalino, A Comienza a construirse una nueva capa de electrones y luego el número de electrones en la capa más externa aumenta gradualmente hasta llegar finalmente a 8 electrones y aparece un gas raro. Luego se comienza desde los metales alcalinos hasta los gases raros, y así sucesivamente: estos son los ciclos en el sistema periódico de los elementos. Por ejemplo, la disposición electrónica más externa del elemento n.° 11, sodio, al elemento n.° 18, argón, repite la disposición electrónica más externa del elemento n.° 3, litio, al elemento n.° 10, neón: de 1 electrón a 8 electrones ; Más tarde, aunque la situación se vuelve más complicada, la capa electrónica más externa del átomo del primer elemento en cada ciclo siempre tiene 1 electrón, y la capa electrónica más externa del átomo del último elemento siempre tiene 8 electrones. Se puede observar que la formación del sistema periódico de elementos se debe a la repetición periódica de la disposición de los electrones fuera del núcleo del elemento.
2. Tabla periódica
¿Hoy seguiremos discutiendo la relación entre la estructura atómica y las propiedades de los elementos? Todos los elementos están ordenados en la tabla periódica de elementos, entonces, ¿cuál es la relación entre la disposición electrónica extranuclear de los átomos de los elementos y la tabla periódica de elementos?
Hablando de la tabla periódica de elementos, los estudiantes deberían estar relativamente familiarizados con ella.
La primera tabla periódica de elementos fue creada por Mendeleev. Hasta ahora, existen muchos tipos de tablas periódicas: electrónica en capas, piramidal, de grupo arquitectónico, en espiral (página 15 del libro de texto) hasta la actual tabla periódica de elementos. mejora adicional.
En primer lugar, recordemos ¿cuál es la estructura de la tabla periódica larga de elementos? En la tabla periódica, los elementos con el mismo número de niveles de energía están ordenados en filas horizontales de izquierda a derecha en orden creciente de número atómico, lo que se denomina período. Hay 7 elementos con el mismo número de electrones más externos en diferentes. filas, Según el orden de aumento de los niveles de energía, están dispuestas en filas verticales de arriba a abajo y se denominan familias. Hay 18 filas verticales y 16 familias en total. Los 16 clanes se pueden dividir en clan principal, clan subsidiario y clan 0.
〖Pensar〗¿Qué determina en qué fila se ordenan los elementos de la tabla periódica? ¿Qué es la disposición electrónica periférica? ¿Qué es la capa de electrones de valencia? ¿Qué es un electrón de valencia? Pida a los estudiantes que memoricen estos términos. ¿Qué determina en qué columna se coloca un elemento en la tabla periódica?
La lectura y el análisis de la tabla periódica se centran en la disposición de los electrones periféricos de los átomos de los elementos y en la relación entre el número total de electrones de valencia y el número de grupo.
〖Resumen〗La posición de un elemento en la tabla periódica está determinada por la estructura atómica: el número de capas de electrones fuera del núcleo determina el período del elemento, y el número total de electrones de valencia del El átomo determina el grupo del elemento.
〖Análisis y exploración〗¿Es igual el número total de electrones en la capa de electrones de valencia de cada columna? Según la disposición de los electrones, los elementos de la tabla periódica se pueden dividir en 5 áreas excepto. para el área ds, el nombre proviene del símbolo del nivel de energía del electrón que se completa en último lugar según el principio de construcción. ¿Cuántas columnas hay en el bloque s, el bloque d y el bloque p? ¿Por qué los elementos del bloque s, el bloque d y el bloque ds son todos metales?
¿Qué grupos pueden formar? ¿En qué se divide la tabla periódica de elementos? ¿Por qué los elementos de subgrupo también se conocen como elementos de transición? ¿Cuáles son las características estructurales de las capas de electrones de valencia de los elementos de cada región?
[Puntos básicos] Cuadro de análisis 1-16
s área p área d área ds área f
Principio de partición
Longitudinal Número de columnas
Si son todas metálicas
El área está llena de elementos metálicos y los elementos no metálicos se concentran principalmente en el área. El grupo principal contiene principalmente el área, el subgrupo contiene principalmente el área y los elementos de transición contienen principalmente el área.
[Piensa] La disposición externa de los electrones en la tabla periódica se llama "capa de electrones de valencia" porque la cantidad de electrones en estos niveles de energía puede cambiar durante las reacciones químicas. ¿Tiene cada columna de la tabla periódica la misma cantidad de electrones?
〖Inducción〗La disposición característica de los electrones de valencia de los elementos en el bloque S es nS1~2, y el número de electrones de valencia es igual al número del grupo. La configuración electrónica característica del elemento del bloque d es (n-1)d1~10ns1~2; el número total de electrones de valencia es igual al número del subgrupo; la configuración electrónica característica del elemento del bloque ds es;
(n-1)d10ns1~ 2. El número total de electrones de valencia es igual al número de columnas; la disposición electrónica característica de los elementos del bloque p es
ns2np1~6; Los electrones de valencia son iguales al número del grupo principal. Existe una cierta relación entre la estructura atómica y la posición de los elementos en la tabla periódica.
(1) El número total de electrones fuera del núcleo determina el número de período
Número de período = número máximo de capas de energía (excepto paladio)
46Pd [ Kr] 4d10, máximo El número de niveles de energía es 4, pero en el quinto ciclo.
(2) El número total de electrones periféricos determina en qué grupo se clasifica.
Por ejemplo: 29Cu 3d104s1
10 1=11. es 1, entonces es IB.
La tabla periódica de los elementos es una manifestación concreta de la estructura atómica de los elementos y de la ley del gradiente.
Estructura atómica y propiedades de los elementos (Lección 2)
Conocimientos y habilidades:
1 Dominar las reglas cambiantes del radio atómico
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