Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева в свете учения о строении атома
презентация к уроку

Слайд 1

Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева в свете учения о строении атома Воронежский авиационный техникум им. В.П. Чкалова Преподаватель химии Селезнева С.С.

Слайд 2

Периодический закон был открыт Д. И. Менделеевым в 1869 г. Современная формулировка закона : “ свойства элементов и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов ” 1) заряд ядра определяет электронное строение атома , а электронное строение – химические свойства элемента ; 2) электронное строение атомов периодически повторяется , поэтому периодически повторяются химические свойства элементов ; Периодический закон позволяет предвидеть открытие новых элементов , предсказывать их свойства .

Слайд 3

Периодическая система элементов (ПСХЭ) отображение закона в виде таблицы . Состоит из периодов – малых и больших . Период - горизонтальный ряд , начинается щелочным металлом и заканчивается галогеном и инертным газом . В группе – элементы расположены в вертикальном столбце . Главную подгруппу (а) образуют элементы малых периодов ; Побочную подгруппу (б) – образуют элементы больших периодов . Номер группы отвечает за высшую валентность элементов . Формула высших оксидов : для элементов 1 группы – R 2 O и далее по возрастанию валентности элементов группы до R 2 O 7 . Формула водородного летучего соединения для неметаллов главных подгрупп , начиная с IV группы : RH 4; RH 3 ; RH 2 ; RH.

Слайд 4

Изменение свойств элементов и их соединений по группам и периодам ПСХЭ В периоде с ростом порядкового номера ослабляются металлические свойства и усиливаются неметаллические . Растет способность принимать электроны для завершения внешнего энергетического уровня , то есть усиливаются неметаллические свойства элементов и возрастают кислотные свойства их оксидов и гидроксидов . В подгруппах с ростом порядкового номера ослабевают неметаллические свойства и усиливаются металлические . Атомы легче отдают электроны , проявляя металлические свойства . Возрастают основные свойства их оксидов и гидроксидов . Самые сильные металлические свойства у щелочных металлов ; самые сильные неметаллические свойства у галогенов

Слайд 6

Строение атома Атом электронейтральный . В ядре находятся протоны и нейтроны . Вокруг ядра вращаются электроны . Вся масса атома сосредоточена в ядре : A r = Z + N; где Z – число протонов , он же заряд ядра , число электронов в атоме и порядковый номер элемента . В природе атомы одного и того же элемента имеют различные атомные массы , но одинаковое число протонов (Z), такие атомы называются изотопами , например , изотопы водорода 1 1 H; 2 1 H; 3 1 H имеют одинаковый заряд ядра +1. Больше всего нейтронов (N) в атомах трития .

Слайд 7

Строение атома Состояние электронов в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами: n , l , m l , m s . n – главное квантовое число определяет энергию электрона, число и энергию уровня, соответствует номеру периода. У атомов элементов первого периода – один энергетический уровень: n = 1; у атомов элементов второго периода n =2; всего в периодической таблице 7 периодов. Наибольшее число электронов на энергетическом уровне равно N =2 n 2 ; Так, на первом уровне n =1 наибольшее число электронов 2, на втором уровне – 8 электронов, на третьем – 18 электронов и т.д. .

Слайд 8

Строение атома Число подуровней ( орбиталей ) на уровне соответствует номеру уровня . Уровни и подуровни распределяются так 1s2s2p3s3p3d4s4p… l – орбитальное ( побочное ) квантовое число показывает форму орбитали и энергию электрона на ней ; принимает значения n-1; Всего известно 4-ре разной формы и энергии орбитали : s, p, d, f. Если n=1, то l =0 или s - орбиталь первый подуровень состоит из s – орбитали шаровидной формы , равномерно распределена в пространстве . В электронных схемах изображается одной клеткой  . Дальше от ядра расположена p – орбиталь (l=1) гантелеобразная имеет три ориентации по оси X, Y, Z; в электронных схемах обозначается тремя клетками  p – орбиталь в пространстве имеет три направления : p x , p y , p z .

Слайд 9

Строение атома Более сложная гантель у d – орбитали ( l =2), схематично d - орбиталь изображают 5-тью клеточками  . За ориентацию атомных орбиталей в магнитном поле отвечает - магнитное квантовое число – m l ; принимает значения: - l , O , + l . m s – спиновое квантовое число характеризует спин электрона – вращение электрона вокруг собственной оси. Принимает значения +1/2 или –1/2. В электронных схемах изображается двумя противоположно направленными стрелками.

Слайд 10

Принцип Паули и правило Клечковского Принцип Паули: в каждой орбитали может находиться не более двух электронов с разными спинами +1/2 и –1/2. Запас энергии электрона (правило Клечковского ): заполнение электронами энергетических уровней и подуровней идет по принципу наименьшей энергии n + l : 1 s 2 s 2 p 3 s 3 p 4 s 3 d 4 p 5 s 4 d 5 p 6 s 4 f 5 d 6 p - т.е., сначала заполняется электронами 4 s орбиталь , затем 3 d .

Слайд 11

Пример Электронная формула атома натрия : +11 Na n=3 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Заполняется электронами s – подуровень внешнего уровня , показывает число валентных электронов и соответствует номеру группы . Натрий находится в первой группе главной подгруппы . Валентность его в соединениях равна единице . Для p- элементов заполняется p- подуровень внешнего уровня и общая сокращенная электронная формула имеет вид : ns 2 np 1-6 для элементов главных подгрупп с III по VIII групп . d – элементы - элементы побочных подгрупп больших периодов ; заполняется предвнешний подуровень , а на внешнем 4s уровне остается 1 или 2 электрона . Краткая формула d – элементов : …4s 1-2 3d 1-10 .

Слайд 12

Важное соответствие Согласно периодическому закону и положению элементов в таблице Д. И. Менделеева установлено соответствие: Порядковый номер элемента - равен заряду ядра и количеству электронов . Номер периода – равен количеству энергетических уровней в атоме. Номер группы – соответствует высшей валентности элемента. Периодичность химических свойств элементов объясняется тем, что заряд ядра определяет электронное строение атома, а электронное строение – химические свойства элемента. Электронное строение атомов периодически повторяется, поэтому периодически повторяются и химические свойства.

Слайд 13

Пример

Слайд 14

Задачи для самостоятельного решения 1. Назовите положение элемента с порядковым номером №17 в ПСХЭ; состав ядра и положение электронов в атоме. Металлические или неметаллические свойства проявляет элемент? 2. Назовите элементы, атомы которых имеют строение: …3 d 7 4 s 2 ? 3. Какой атом больше: Na или K ? Какой металл химически активней и почему? 4. Обозначьте квантовые числа электронов …3 s 2 . 5. Выведите формулу вещества, в котором массовые доли водорода – 1, 58%, азота – 22, 22% и кислорода – 76,2%. 6. Рассчитайте относительную плотность фтора по воздуху при одинаковой температуре.