Презентация на тему: Основы строения вещества

Реклама. Продолжение ниже
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Строение атома
Квантово-механическая модель атома
Квантово-механическая модель атома
Основы строения вещества
Квантовые числа
Форма орбиталей
Форма орбиталей
Форма орбиталей
Основные принципы заполнения орбиталей электронами
Распределение орбиталей водородоподобного атома по энергиям
Основные принципы заполнения орбиталей электронами
Основные принципы заполнения орбиталей электронами
Примеры построения электронных конфигураций атомов
Основы строения вещества
Основные характеристики атомов
Атомные радиусы
Магнитный момент
Потенциал ионизации
Основы строения вещества
Известные к середине 19в. элементы
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Основы строения вещества
Основы строения вещества
1/31
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 84)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1101 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: Основы строения вещества

Кафедра физической химии СПбГЭТУ Осенний семестр 201 7 -201 8 уч.год. Периодический закон в свете учения о строении атома

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
2

Слайд 2

Строение атома Атом – мельчайшая неделимая частица вещества V век до нашей эры Демокрит Э. Резерфорд В 1911 г. – планетарная модель Н. Бор В 1913 г. – постулаты Бора … Размещение электронов на стационарных орбитах было очень важным шагом в понимании строения атома… электрон двигается по стационарным орбитам вокруг ядра при нормальных условиях не поглощал и не испускал энергию. …при движении электрона по орбите он должен был терять потенциальную энергию и в конце концов "упасть" на ядро и атом должен был прекратить свое существование… противоречие с классической механикой: 1920 -е годы – Л. де Бройль, В. Гейзенберг, Э. Шреденгер, П. Дирак

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/5
3

Слайд 3: Строение атома

Атом – сложная электромагнитная система, включающая элементарные частицы - нуклоны (протоны, нейтроны) и электроны Частица Символ Масса, а.е.м Масса, г Заряд, e Протон Нейтрон Электрон Позитрон 1 1 p 1 0 n e - e + 1.0073 1.0087 0.00055 0.00055 1.67·10 -24 1.67·10 -24 9.1·10 -28 9.1·10 -28 +1 0 -1 +1 10 -11, м 10 -15, м Электроны – определяют химические свойства Ядро (протоны и нейтроны) – определяют массу атома, заряд ядра и радиоактивные свойства Изотопы – разновидности атомов одного и того же химического элемента, различающиеся массовыми числами, но имеющие одинаковый заряд ядра Устойчивость атомного ядра: «число нейтронов / число протонов» Легкие элементы: ~ 1 Тяжелые элементы: ~ 1.6

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4: Квантово-механическая модель атома

Л. де Бройль 1924 г. …волновые и корпускулярные свойства квантовой частицы фундаментальным образом взаимосвязаны… В. Гейзенберг 1927 г. Принцип неопределенности

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
5

Слайд 5: Квантово-механическая модель атома

Величина, пропорциональная вероятности нахождения электрона в некотором объеме, окружающем точку с координатами x, y, z. Электронная плотность Уравнение Шредингера Состояние электрона в атоме полностью определяется четырьмя квантовыми числами, три из которых ( n, l, m l ) характеризуют электронную орбиталь, а четвертое ( m s ) – собственный момент электрона Область пространства, в которой вероятность нахождения электрона составляет не менее 95%, называется атомной орбиталью, она характеризуется определенной формой и расстоянием от ядра ψ( x, y, z ) =  R ( r ) Θ(θ) Φ(φ)

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
6

Слайд 6

E  = −2π 2 me 4  /  n 2 h 2  = −1312,1 /  n 2  (кДж/моль) Решение уравнения Шрёдингера для атома водорода

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
7

Слайд 7: Квантовые числа

Квантовое число Принимаемые значения Характеризуемое свойство Примечание Главное ( n ) 1, 2, 3, …, ∞ Энергия ( E ) уровня Среднее расстояние от ядра n= ∞ - отсутствует взаимодействие с ядром. E = 0 Орбитальное ( l ) 0, 1, …, ( n-1 ) Всего n значений для данного n Орбитальный момент количества движения – форма орбитали Обычно используются буквенные символы: l : 0 1 2 3 4 s p d f g Магнитное ( m l ) -l, …,0, …, +l Всего 2 l+ 1 значение для данного l Ориентация момента количества движения – расположение орбитали в пространстве При помещение в магнитное поле орбитали с разными m l имеют разную энергию Спиновое ( m s ) ±1/2 Не зависит от свойств орбитали Ориентация собственного магнитного момента электрона Обозначают ↑ или ↓

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8: Форма орбиталей

y x z l=0 (s) s + + y x z p x l=1 (p) y x z p y l=1 (p) y x z p z l=1 (p)

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9: Форма орбиталей

l=2 (d) + y x z d x 2 -y 2 y x z p y y x z + - - + y x d xy + - - z d xz + + - - y x z d yz + + - - + - +

Изображение слайда
1/1
10

Слайд 10: Форма орбиталей

l=3 (f) y x z f y 3 -3yx 2 Пример ОДНОЙ из семи орбиталей

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11: Основные принципы заполнения орбиталей электронами

Z эфф – на электрон внешнего уровня действует заряд меньшего истинного заряда ядра В многоэлектронном атоме подуровни имеют различную энергию. Для одноэлектронного приближения их распределение по энергиям показано далее… Зависимость энергии орбитали от заряда ядра носит сложный немонотонный характер

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
12

Слайд 12: Распределение орбиталей водородоподобного атома по энергиям

E n= ∞ n= 6 n= 5 n= 4 n= 3 n= 2 n= 1 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 5s 6s 5p 4p 4d 4f

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13: Основные принципы заполнения орбиталей электронами

Принцип наименьшей энергии В многоэлектронном атоме стабильной является такая конфигурация, для которой достигается минимум полной энергии. В первую очередь заполняются орбитали с наименьшей энергией, т.е. выполняется последовательность: 1 s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<6d<5f Энергия орбиталей увеличивается в порядке возрастания суммы квантовых чисел n+l, а при одинаковой сумме этих чисел – в порядке возрастания главного квантового числа ( Правило Клечковского )

Изображение слайда
1/1
14

Слайд 14: Основные принципы заполнения орбиталей электронами

Принцип Паули В атоме не существует двух электронов, состояние которых описывается одинаковым набором квантовых чисел ( n, l, m l, m s ). Следовательно на одной орбитали (она характеризуется тремя квантовыми числами ( n, l, m l ) может находится не более двух электронов с разными значениями спинового квантового числа ( ↑ и ↓ ). Правило Хунда В пределах одного подуровня (т.е. на орбиталях с одним и тем же значением l ) Электроны распределяются так, чтобы суммарный спин ( Σ m s ) был максимален.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15: Примеры построения электронных конфигураций атомов

Элемент Электронная конфигурация Применяемые правила 2 He 1s 2 Принцип наименьшей энергии Принцип Паули 3 Li 1s 2 2s 1 Принцип наименьшей энергии Принцип Паули 7 N 1s 2 2s 2 2p 3 Правило Хунда : на 2 p - орбитали расположены три электрона с одинаковыми спиновыми квантовыми числами 19 K 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 Принцип наименьшей энергии: E 4s <E 3d 24 Cr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 Правило Хунда «Проскок электрона» - переход одного s- электрона на d- орбиталь, так как симметричные конфигурации d5 и d10 очень устойчивы 57 La [ Xe ] 5d 1 6s 2 Указываются только валентные электроны. «Аномалия» (5 d 1, а не 4 f 1 ) связана с близостью по энергии соответствующих орбиталей

Изображение слайда
1/1
16

Слайд 16

Распределение электронов по орбиталям

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
17

Слайд 17: Основные характеристики атомов

Размер атома Энергетические характеристики, включая потенциал ионизации и сродство к электрону Спектральные характеристики (спектры испускания и поглощения) Магнитные свойства

Изображение слайда
1/1
18

Слайд 18: Атомные радиусы

d r + = b-a/2 Ван-дер-Ваальсов радиус ( r в ) b Ковалентный радиус ( r к ) r в = d/2 b – длина связи Металлический радиус ( r в ) d r м = d/2 - - - - + a b Ионные радиусы r - = a/2

Изображение слайда
1/1
19

Слайд 19: Магнитный момент

μ эфф – Эффективный магнитный момент Z <30 – основной вклад: собственный магнитный момент электрона Z>> 30 – основной вклад: спин-орбитальное взаимодействие – суммарный спин атома Т.к. в суммарный спин атома вклад вносят только неспаренные электроны ( n ), то μ эфф =0 (атом или ион, все электроны которого спарены) ДИАМАГНЕТИК μ эфф ≠0 (атом или ион, имеющий неспаренные электроны) ПАРАМАГНЕТИК

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20: Потенциал ионизации

Сродство к электрону Минимальная энергия, которую необходимо затратить для удаления электрона из атома, находящегося в основном состоянии X → X + + e - I 1 < I 2 < I 3 … < I n - ПЕРВЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ИОНИЗАЦИИ ( I 1 ) Способность атома присоединять электрон с образованием отрицательно заряженного иона количественно характеризуется изменением энтальпии (энергии) процесса X + e - →X - - СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ( A e ) Электроотрицательность Способность атома химического элемента смещать в свою сторону электронное облако при образовании химической связи. χ = 1/2 ( I i  + A e )

Изображение слайда
1/1
21

Слайд 21

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
22

Слайд 22: Известные к середине 19в. элементы

Элемент Атомный вес Элемент Атомный вес Азот 14.008 Натрий 22.991 Алюминий 26.98 Никель 58.71 Барий 137.36 Ниобий 92.91 Бериллий 9.013 Олово 118.70 Бор 10.82 Осмий 190.2 Бром 79.916 Палладий 106.4 Ванадий 50.95 Платина 195.09 Висмут 209.00 Родий 102.91 Водород 1.0080 Ртуть 200.61 Вольфрам 183.86 Свинец 207.21 Железо 55.85 Селен 78.96 Золото 197.0 Сера 32.066 Иридий 192.2 Серебро 107.88 Иттрий 88.92 Стронций 87.63 Иод 126.91 Сурьма 121.76 Кадмий 112.41 Тантал 180.95 Калий 39.100 Теллур 127.61 Кальций 40.08 Титан 47.90 Кислород 16.0000 Торий 232.05 Кобальт 58.94 Углерод 12.011 Кремний 28.09 Уран 238.07 Литий 6.940 Фосфор 30.975 Магний 24.32 Хлор 35.457 Марганец 54.94 Хром 52.01 Медь 63.54 Церий 140.13 Молибден 95.95 Цинк 65.38 Мышьяк 74.91 Цирконий 91.22 Известные к середине 19в. элементы ИТОГО: 54 элемента

Изображение слайда
1/1
23

Слайд 23

№ № № № № № № № H 1 F 8 Cl 15 Co Ni 22 Br 29 Pd 36 I 42 Pt Ir 50 Li 2 Na 9 K 16 Cu 23 Rh 30 Ag 37 Cs 44 Tl 53 Ga 3 Mg 10 Ca 17 Zn 25 Sr 31 Cd 38 Ba V 45 Pb 54 B 4 Al 11 Cr 19 Y 24 Ce La 33 U 40 Ta 46 Th 56 C 5 Si 12 Ti 18 In 26 Zr 32 Sn 39 W 47 Hg 52 N 6 P 13 Mn 20 As 27 Di Mo 34 Sb 41 Nb 48 Bi 55 O 7 S 14 Fe 21 Sc 28 Ro Ru 35 Te 43 Au 49 Cs 51 Приведение элементов в порядок «Закон октав» Ньюлендса (1864 г.) «Винтовой график» Бегуйе де Шанкуртуа (1864 г.) График Мейера (кривая атомных объемов элементов) (1870 г.)

Изображение слайда
1/1
24

Слайд 24

Но въ ней, мн Ђ кажется, уже ясно выражается примђнимость выставляемаго мною начала ко всей совокупности элементов, пай которыхъ извђетень съ достовђрност i ю. На этотъ разъ я и желалъ преимущественно найдти общую систему элементовъ. Вотъ этотъ опытъ: Ti =5 0 Zr =90 ?=180. V=51 Nb =94 Ta=182. Cr=52 Mo=96 W=186. Mn=55 Rh =104,4 Pt=197,4 Fe=56 Ru=104,4 Ir =198. Ni=Co=59 Pl=106 Os=199. H=1 Cu=63,4 Ag=108 Hg=200. Be=9,4 Mg=24 Zn=65,2 Cd=112 B=11 Al=27,4 ?=68 Ur=116 Au=197 ? C=12 Si=28 ?=70 Sn=118 N=14 P=31 As=75 Sb=122 Bi=210 O=16 S=32 Se=79,4 Te=128 ? F=19 Cl=35,5 Br=80 I =127 Li=7 Na=23 K=39 Rb =85,4 Cs=133 Tl =204 Ca=40 Sr =87,6 Ba=137 Pb =207 ?= 45 Ce=92 ? Er =56 La=94 ? Yt =60 Di=95 ? In=75,4 Th =118 ? Приведение элементов в порядок 1869 г. – статья в «Журнале русского химического общества» Д.И. Менделеев впервые подробно изложил основы Периодической системы элементов Li Na K Cu Rb Ag Cs - Tl 7 23 36 63,4 85,4 108 133 204 Be Mg Ca Zn Sr Cd Ba - Pb B Al - - - Ur - - Bi C Si Ti - Zr Sn - - - N P V As Nb Sb - Ta - O S - Se - Te - W - F Cl - Br - J - - - 19 35,5 58 80 190 127 160 190 220

Изображение слайда
1/1
25

Слайд 25

Периодический закон Д.И. Менделеева « Свойства простых тел, а так же формы и свойства соединений элементов находятся в прямой зависимости от атомных весов элементов»

Изображение слайда
1/1
26

Слайд 26

Но въ ней, мн Ђ кажется, уже ясно выражается примђнимость выставляемаго мною начала ко всей совокупности элементов, пай которыхъ извђетень съ достовђрност i ю. На этотъ разъ я и желалъ преимущественно найдти общую систему элементовъ. Вотъ этотъ опытъ: Ti =5 0 Zr=90 ?=180. V=51 Nb=94 Ta=182 Cr=52 Mo=96 W=186 Mn=55 Rh=104,4 Pt=197,4 Fe=56 Ru=104,4 Ir =198 Ni=Co=59 Pl=106 Os=199 H=1 Cu=63,4 Ag=108 Hg=200. Be=9,4 Mg=24 Zn=65,2 Cd=112 B=11 Al=27,4 ?=68 Ur=116 Au=197 ? C=12 Si=28 ?=70 Sn =118 N=14 P=31 As=75 Sb =122 Bi=210 O=16 S=32 Se=79,4 Te=128 ? F=19 Cl=35,5 Br=80 I =127 Li=7 Na=23 K=39 Rb =85,4 Cs=133 Tl=204 Ca=40 Sr =87,6 Ba =137 Pb =207 ?= 45 Ce=92 ? Er =56 La=94 ? Yt=60 Di=95 ? In=75,4 Th=118 ? 1869 г. – статья в журнале Русского Химического общества» Li Na K Cu Rb Ag Cs - Tl 7 23 36 63,4 85,4 108 133 204 Be Mg Ca Zn Sr Cd Ba - Pb B Al - - - Ur - - Bi C Si Ti - Zr Sn - - - N P V As Nb Sb - Ta - O S - Se - Te - W - F Cl - Br - J - - - 19 35,5 58 80 190 127 160 190 220 Периодический закон Д.И. Менделеева « Свойства простых тел, а так же формы и свойства соединений элементов находятся в прямой зависимости от атомных весов элементов»

Изображение слайда
1/1
27

Слайд 27

Периодический закон Д.И. Менделеева «Свойства простых веществ, а так же формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов» « Свойства простых тел, а так же формы и свойства соединений элементов находятся в прямой зависимости от атомных весов элементов» 1869 г. – статья в «Журнале русского химического общества»

Изображение слайда
1/1
28

Слайд 28

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
29

Слайд 29

Периодическая система элементов

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
30

Слайд 30

Периодическая система элементов

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
31

Последний слайд презентации: Основы строения вещества

Спасибо за внимание

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже