Презентация на тему: СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории

СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
Ученые древности о строении вещества
Атом
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
Факты, указывающие на сложность строения атома.
Джозеф Джон Томсон(1856-1940)
Модель атома Томсона
Эрнест Резерфорд(1871-1937)
Схема опыта Резерфорда
Планетарная модель атома Резерфорда
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
Изотопы.
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
Атом х лора
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории
1/51
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 1)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1626 Кб)
1

Первый слайд презентации

СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории строения атома. Современные представления о природе химической связи и строении молекул.

Изображение слайда
2

Слайд 2: Ученые древности о строении вещества

Древнегреческий ученый Демокрит 2500 лет назад считал, что любое вещество состоит из мельчайших частиц, которые впоследствии были названы «атомами», что в переводе на русский язык означает « неделимый » Долгое время считалось, что атом является неделимой частицей.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Атом

Наименьшая электронейтральная частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом

Изображение слайда
4

Слайд 4

В 1808 г. английский химик Дальтон сформулировал атомистическую теорию. «Все вещества состоят из атомов, мельчайших неделимых частиц, которые не могут быть ни созданы, ни уничтожены». ~ 1900 г Фотоэффект - испускание электронов металлами и полупроводниками при их освещении. (Столетов А.Г. 1889г.) Радиоактивность – самопроизвольный распад атомов, сопровождающийся испусканием различных частиц. (А. Беккерель, 1896 г.)

Изображение слайда
5

Слайд 5: Факты, указывающие на сложность строения атома

В конце 19-го века появились данные, указывающие на сложность строения атома: Открыт электрон Открыто явление фотоэффекта Открыты линейчатые спектры Открыто явление радиоактивности и т.д. свет Электрон С п е к т р Фотоэффект

Изображение слайда
6

Слайд 6: Джозеф Джон Томсон(1856-1940)

В конце 19-го века открыл электрон. Масса электрона оказалась примерно в две тысячи раз меньше массы самого “ лёгкого ” атома, а это означало, что электроны каким-то образом входят в состав атомов, то есть атомы должны быть составными объектами.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Модель атома Томсона

Внутри положительно заряженного шара диаметром около 10 м находятся отрицательно заряженные электроны. -10 - - - - - - - - - - -

Изображение слайда
8

Слайд 8: Эрнест Резерфорд(1871-1937)

В начале 20-го века английский физик Эрнест Резерфорд открыл атомное ядро. Оказалось, что в ядре сосредоточена почти вся масса атома.

Изображение слайда
9

Слайд 9: Схема опыта Резерфорда

Расходящийся пучок α -частиц экран После рассеяния на атомах фольги фольга параллельный пучок α -частиц свинцовый блок радиоактивный образец На пути α - частиц, вылетающих из канала, просверленного в свинцовом блоке, помещают тонкую фольгу, а за ней – экран, покрытый специальным веществом : при попадании α - частицы на экран там появлялась светящаяся точка. Наблюдая экран в микроскоп, можно было определять, как отклоняются α - частицы, пролетая сквозь атомы металла.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Планетарная модель атома Резерфорда

в центре атома - положительно заряженное ядро : заряд ядра q = Z· e, где Z-порядковый номер элемента в таблице Менделеева, e =1.6·10 -19 Кл - элементарный заряд; размер ядра 10 -13 см; масса ядра фактически равна массе атома. электроны движутся вокруг ядра по круговым и эллиптическим орбитам, как планеты вокруг Солнца : электроны удерживаются на орбите кулоновской силой притяжения к ядру, создающей центростремительное ускорение. число электронов в атоме равно Z ( порядковый номер элемента) электроны движутся с большой скоростью, образуя электронную оболочку атома.

Изображение слайда
11

Слайд 11

В 1913 г Нильс Бор (Дания) предположил, что электрон движется не по любым, а лишь по строго определённым («разрешённым»,«стационарным») орбитам, при этом не излучая и не поглощая энергии. Излучение происходит при перескоке с одной стационарной орбиты на другую порциями - квантами.

Изображение слайда
12

Слайд 12

Строение ядра Ядра всех атомов состоят из протонов (элементарный заряд + е, масса m p =1,675*10 -27 кг) нейтронов (заряд ядра равен нулю, масса m n =1,675*10 -27 кг). Общее название протонов и нейтронов – нуклоны. Между нуклонами действует короткодействующие силы притяжения – ядерные силы. Число протонов в ядре обозначается Z, и совпадает с порядковым номером элемента в таблице Менделеева. Заряд ядра равен Ze. Число нейтронов в ядре обозначается N. Общее число нейтронов и протонов в ядре обозначается А и называется массовым числом: А= Z+N Обозначение ядер : A Z X, где Х обозначение химического элемента. Например 1 1 Н – ядро атома водорода

Изображение слайда
13

Слайд 13: Изотопы

Так называются атомы, имеющие одинаковый заряд ядра, но различную массу. Все изотопы одного и того же элемента обладают одинаковыми химическими свойствами, но могут отличаться радиоактивностью. Например, 1 2 Н- дейтерий и 1 3 Н- тритий являются изотопами водорода (тритий радиоактивен)

Изображение слайда
14

Слайд 14

Атомы изотопов водорода Ядра изотопов водорода

Изображение слайда
15

Слайд 15

В 1924 г французский учёный Луи де Бройль высказал предположение о двойственной природе материальных частиц, в частности электрона. В 1926 г Э. Шредингер теорию движения микрочастиц – квантовая (волновую) механику создание современной квантово-механической модели строения атома. Эта модель не наглядная ! ( очень условное изображение) λ =10 -8 см

Изображение слайда
16

Слайд 16

1. Электрон в атоме можно рассматривать как частицу, которая при движении проявляет волновые свойства. Т.е. нельзя описать движение электрона в атоме определенной траекторией (орбитой). 2. Электрон в атоме может находиться в любой точке пространства вокруг ядра, однако вероятность его пребывания в разных местах атомного пространства различна.

Изображение слайда
17

Слайд 17

… электронным облаком. … атомной орбиталью (АО) (или электронной плотностью). Термин "орбита" (из модели Бора) в волновой модели теперь полностью уступил место термину "орбиталь". Орбиталь имеет чисто вероятностный смысл и её просят не путать с орбитой, т.е. траекторией движения электрона. «Неужели действительно были такие идиоты, которые думали, что электрон вращается по орбите?» Н. Бор

Изображение слайда
18

Слайд 18

Э. Шредингер рассматривая волновое поведение движущегося электрона в атоме применил математический аппарат, описывающий движение волны в трехмерном пространстве - уравнение Шредингера. Решение этого уравнения, т.е. математическое описание орбитали (указание трех пространственных координат), возможно лишь при определенных значениях набора трех целых чисел n, l, m l, которые называют квантовыми. Комбинация чисел n, l, и m l не одна, поэтому и решений уравнения Шредингера тоже несколько. Т.о, квантовые числа n, l, и m l (точнее их приемлемые комбинации) определяют геометрические особенности электронной плотности (АО).

Изображение слайда
19

Слайд 19

Уравнение Шредингера Очень сложный математический аппарат!

Изображение слайда
20

Слайд 20

Важным следствием теории квантовой механики является то, что вся совокупность сложных движений электрона в атоме описывается четырьмя квантовыми числами.

Изображение слайда
21

Слайд 21

Главное квантовое число n – определяет номер энергетического уровня Принимает целочисленные значения от 1 до ∞. Равно номеру периода Чем ↑ n, тем ↑ энергией обладает электрон, и тем слабее он связан с ядром….. n 1 2 3 4 5 6 7 Обозначение энергетического слоя K L M N O P Q … можно говорить о существовании в атоме энергетических уровней (электронных слоев или оболочек), отвечающих определенным значениям главного квантового числа - n. Характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень

Изображение слайда
22

Слайд 22

Побочное (орбитальное) квантовое число l – определяет форму электронного облака (энергетический подуровень) сложн. сложн. Форма орбитали g f d p s Буквенное обозначение подуровня 4 3 2 1 0 l Принимает целочисленные значения от 0 до (n-1)

Изображение слайда
23

Слайд 23

Число подуровней, на которые расщепляется энергетический уровень равно номеру уровня. Например, n l Обозначение подуровня 1 0 (одно значение) 1 s 2 0 ;1 (два) 2 s ; 2р 3 0 ;1;2 (три) 3 s ; 3р; 3 d Т.о., энергетический подуровень – это совокупность электронных состояний, характеризующихся определенным набором квантовых чисел n и l.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Магнитное квантовое число m l – Оно принимает все целочисленные значения от – l до + l. Например, при l =0 m l = 0; при l =1 m l = -1; 0 ; +1; при l =2 m l = -2; -1; 0 ; +1; +2 ; Любому значению l соответствует (2 l +1) возможных расположений электронного облака данного типа в пространстве. Характеризует ориентацию электронного облака в пространстве

Изображение слайда
25

Слайд 25

Следовательно, можно сказать, что число значений m l указывает на число орбиталей с данным значением l. s - c остоянию соответствует одна орбиталь, p -состоянию – три, d -состоянию – пять, f -состоянию – семь и т.д. Число орбиталей на подуровне равно (2 l +1), а общее число орбиталей на энергетическом уровне равно n 2. Все орбитали, принадлежащие одному подуровню данного энергетического уровня, имеют одинаковую энергию в отсутствии магнитного поля (вырожденные).

Изображение слайда
26

Слайд 26

сложные структуры -3;-2;-1;0; +1;+2;+3 3 (f) сложные структуры -2;-1; 0; +1;+2 2 (d) -1 0 +1 1 (p) 0 0 (s) Направление в пространстве Число АО на подуровне = = (2 l +1) m l l

Изображение слайда
27

Слайд 27

Состояние электрона в атоме, характеризующееся определенными значениями чисел n, l, m l называется атомной орбиталью.

Изображение слайда
28

Слайд 28

Спиновое квантовое число s. характеризует собственный механический момент электрона, связанный с вращением его вокруг своей оси - по часовой стрелке и против часовой стрелки. Спиновое квантовое число может принимать, следовательно, только два значения и в квантовой механике они приняты такими: s = +1/2 и s = -1/2.

Изображение слайда
29

Слайд 29

Общая характеристика состояния электрона в многоэлектронном атоме определяется принципом Паули : в атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковыми. На одной орбитали могут находиться не более двух электронов, отличающихся друг от друга спинами. Максимальная емкость энергетического подуровня – 2(2+ l ) электронов, а уровня – 2 n 2.

Изображение слайда
30

Слайд 30

Электронные конфигурации атомов (порядок заполнения атомных орбиталей) Принцип min энергии – электроны занимают в первую очередь орбитали, имеющие наименьшую энергию. Этот принцип подтверждается двумя правилами Клечковского: 1. С ростом атомного номера элемента электронов размещаются последовательно на орбиталях, характеризуемых возрастанием суммы главного и орбитального квантовых чисел - ( n + l ). 2. При одинаковых значениях этой суммы раньше заполняется орбиталь с меньшим значением n

Изображение слайда
31

Слайд 31

Может быть заполнение электронами энергетических уровней и подуровней идет в следующем порядке: … 3s 3p 3d 4s 4p … (3+0) (3+1) (3+2) (4+0) (4+1) 3 4 5 4 5 применяем правила Клечковского … 3s 3p 4s 3d 4p … Увеличение Е

Изображение слайда
32

Слайд 32

Последовательность заполнения электронами уровней и подуровней : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 …

Изображение слайда
33

Слайд 33

При наличии однотипных орбиталей их заполнение происходит в соответствии с правилом Хунда: в пределах энергетического подуровня электроны располагаются так, чтобы их суммарный спин был максимальным. Например, 2 p 2 1 2 1 2 1 2 1 = + ч ш ц з и ж - + 2 p 2 1 2 1 2 1 2 1 = + ч ш ц з и ж - + 2 p 2 3 2 1 2 1 2 1 = + + 2 p 2 1 2 1 2 1 2 1 = ч ш ц з и ж - + + 2 p 2 1 2 1 2 1 2 1 - = ч ш ц з и ж - + + ч ш ц з и ж - m ax суммарныйспин

Изображение слайда
34

Слайд 34: Атом х лора

34 +17 Cl ) 2 ) 8 ) 7 схема строения атома. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 это электронная формула. Атом располагается в III периоде, и имеет три энергетических уровня. Атом располагается в VII группе, главной подгруппе - на внешнем энергетическом уровне 7 электронов.

Изображение слайда
35

Слайд 35

«Проскок» электрона Установлено, что у d -орбиталей особо устойчивыми конфигурациями являются d 5 и d 10, а у f -орбиталей f 7 и f 14. Всвязи с этим в основном состоянии атома наблюдается проскок электрона с ns -подуровня на ( n -1) d -подуровень: С r : ….3 d 4 4 s 2 – неправильно С r : ….3 d 5 4 s 1 – правильно

Изображение слайда
36

Слайд 36

Периодический закон Д.И. Менделеева. Открыт в 1869 г. великим русским ученым Д.М. Менделеевым. “Свойства элементов и свойства образуемых ими простых и сложных соединений стоят в периодической зависимости от их атомного веса”. Это определение немного ошибочно. Современная формулировка ПЗ гласит: Свойства химических элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда атомных ядер в результате периодического повторения электронных конфигураций внешнего энергетического уровня.

Изображение слайда
37

Слайд 37

Первым вариантом системы элементов, предложенным Д. И. Менделеевым 1 марта 1869 г., был так называемый вариант длинной формы, В этом варианте периоды располагались одной строкой. В декабре 1870 г. он опубликовал второй вариант периодической системы — так называемую короткую форму. В этом варианте периоды разбиваются на ряды, а группы — на подгруппы (главную и побочную).

Изображение слайда
38

Слайд 38

Изображение слайда
39

Слайд 39

Изображение слайда
40

Слайд 40

Периодом в ПС называется – горизонтальный ряд элементов, в пределах которого свойства элементов изменяются последовательно. Элементы –аналоги, т.е. расположенные в одной подгруппе ПС, имеют одинаковое строение внешних электронных оболочек атомов при различных значениях n и поэтому проявляют сходные химические свойства. В вертикальных колонках, называемых группами, объединены элементы, имеющие сходное электронное строение.

Изображение слайда
41

Слайд 41

Периодически меняющиеся свойства атомов Атомные и ионные радиусы 2. Энергия ионизации 3. Сродство к электрону 4. Электроотрицательность

Изображение слайда
42

Слайд 42

Эффективный атомный радиус – радиус сферы действия атома или иона Атомные радиусы – характеристика атома, позволяющая приближенно оценивать межатомные (межъядерные) расстояния в молекулах и кристалла уменьшение увеличение при этом в группах А такое увеличение происходит в большей степени, чем в группах В.

Изображение слайда
43

Слайд 43

2. Энергия ионизации (Е ион ) [кДж/моль] или [эВ/атом] (1эВ/атом= 100 кДж/моль. ) – минимальная энергия, необходимая для отрыва наиболее слабосвязанного электрона от невозбужденного атома Характер изменения в периодах одинаков:

Изображение слайда
44

Слайд 44

Энергии ионизации атомов элементов 2-го и 3-го периодов Увеличивается немонотонно уменьшение

Изображение слайда
45

Слайд 45

1 2 3 4 5 6 8 7 0 500 1000 1500 2000 I, кДж / моль Na Li Be Mg B Al C Si P N O S F Cl Ne Ar Энергии ионизации элементов II- го и III- го периодов

Изображение слайда
46

Слайд 46

Анализ изменения Е ион позволяет сделать некоторые выводы: 1. В периодах Е ион ↑, что вызвано сжатием электронной оболочки вследствие увеличения эфф. заряда ядра. 2. Атомы щелочных Ме (ns 1 ) имеют самые низкие Е ион 3. Атомы благородных газов (ns 2 np 6 ) имеют max Е ион

Изображение слайда
47

Слайд 47

2. Сродство к электрону (Е ср. ) [кДж/моль] или [эВ/атом] - энергетический эффект присоединения электрона к нейтральному атому Характер изменения в периодах одинаков:

Изображение слайда
48

Слайд 48

100 200 300 400 -100 -200 1 2 3 4 5 6 7 8 Li Na Be Mg B Al Si C P N O S Cl F Ne Ar группа Е ср, кДж / моль II период III период

Изображение слайда
49

Слайд 49

Анализ изменения СЭ позволяет сделать некоторые выводы: 1. Min (отрицательное ) СЭ наблюдается у атомов, имеющих завершенные ns 2 и ns 2 np 6 подуровни. 2. Незначительно СЭ у атомов с конфигурацией np 3 (устойчивый наполовину заполненный подуровень) 3. Мах СЭ обладают атомы 7(А) группы – ns 2 np 5

Изображение слайда
50

Слайд 50

3. Электроотрицательность (  ) [кДж/моль] или [эВ/атом] – характеризует способность атома в химическом соединении притягивать к себе электроны.

Изображение слайда
51

Последний слайд презентации: СТРОЕНИЕ АТОМА ПЗ и ПС Д.И. Менделеева в свете квантово-механической теории

увеличение уменьшение ОЭО элементов по Л.Полингу Группа Период Iа IIа IIIа IVа Vа VIа VIIа VIIIа 1 (H) H 2,1 He 2 Li 1,0 Be 1,6 B 2,1 С 2,6 N 3,0 O 3,4 F 4,0 Ne 3 Na 0,9 Mg 1,3 Al 1,6 Si 1,9 P 2,2 S 2,6 Cl 3,0 Ar 4 K 0,8 Ca 1,0 Ga 1,8 Ge 2,0 As 2,2 Se 2,4 Br 2,8 Kr 5 Rb 0,8 Sr 1,0 In 1,8 Sn 2,0 Sb 2,1 Te 2,1 I 2,5 Xe

Изображение слайда