Главные вкладки

    Распределение электронов по подуровням
    статья по химии (11 класс) по теме

    Громова Ольга Ильинична

     

    Первый способ: Электроны легко можно распределить по подуровням исходя из некоторых правил. Во первых нужна цветная таблица. Представим каждый элемент как один новый электрон, Каждый период – это соответствующий уровень, s.p-электроны всегда в своём периоде, d-электроны на уровень ниже (3 d-электроны в гостях в 4-ом периоде), f-электроны на 2 уровня ниже. Просто берём таблицу и читаем исходя из цвета элемента, у s, p- элементов номер уровня соответствует номеру периода, если доходим до d-элемента пишем уровень на один меньше, чем номер периода, в котором этот элемент находится (если элемент в 4-м периоде, следовательно, 3 d). Также поступаем и с f-элементом, только уровень указываем меньше чем номер периода на 2 значения (если элемент в 6-м периоде, следовательно, 4 f).

    Второй способ: Нужно отобразить все подуровни в виде одной клеточки, и уровни расположить друг под другом симметрично подуровень под подуровнем. В каждой ячейке написать максимальное количество электронов данного подуровня. И последним этапом нанизать подуровни по диагонали (от верхнего уголка к нижнему) стрелой. Считывать подуровни сверху вниз в сторону кончика стрелы, до количества электронов нужного атома.

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Microsoft Office document icon master_klass_raspredelenie_elektronov_po_podurovnyam.doc117 КБ

    Предварительный просмотр:

    Мастер класс на тему: «Порядок заполнения электронами энергетических уровней атомов».

    Цель занятия: Рассмотреть варианты более быстрой формы записи краткой электронной конфигурации атома.

    В зависимости от того, какой подуровень в атоме заполняется в последнюю очередь, все химические элементы делятся на 4 электронных семейства: s-, p-, d-, f-элементы. Элементы, у атомов которых в последнюю очередь заполняется s-подуровень внешнего уровня, называются s-элементами. У s-элементов валентными являются s-электроны внешнего энергетического уровня. У р-элементов последним заполняется р-подуровень внешнего уровня. У них валентные электроны расположены на p- и s-подуровнях внешнего уровня. У d-элементов в последнюю очередь заполняется d-подуровень предвнешнего уровня и валентными являются s-электроны внешнего и d-электроны предвнешнего энергетического уровней. У f-элементов последним заполняется f-подуровень третьего снаружи энергетического уровня.

    Электронная конфигурация атома может быть изображена также в виде схем размещения электронов в квантовых ячейках, которые являются графическим изображением атомной орбитали. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположно направленными спинами ↑↓ . Порядок размещения электронов в пределах одного подуровня определяется правилом Хунда: в пределах подуровня электроны размещаются так, чтобы их суммарный спин был максимальным. Иными словами, орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами.

    Для записи электронной конфигурации атома можно применить несколько способов.

    Первый способ:

    Для выбранного элемента по его местоположению в периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева можно записать матрицу строения электронной оболочки атома, соответствующую данному периоду.

    Например, элемент иод: 12753I 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f 

    По таблице, последовательно переходя от элемента к элементу, можно заполнить матрицу в соответствии с порядковым номером элемента и порядком заполнения подуровней:

    12753I 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f05s25p55d05f0 

    Но, подуровни заполняются в последовательности s-f-d-p, и при  использовании данного способа мы не наблюдаем поочерёдности в заполнении  электронных оболочек.

    Второй способ:

    Можно рассмотреть порядок заполнения уровней и подуровней электронами, используя понятия основного принципа - принципа наименьшего запаса энергии: наиболее устойчиво состояние атома, при котором его электроны имеют наименьшую энергию.

    Т.е. основываясь на Запрете Паули, Правилах Хунда и Клечковского

    Запрет Паули: в атоме не может быть двух электронов, четыре квантовых числа которых одинаковы (т.е. каждая атомная орбиталь не может быть заполнена более чем двумя электронами, причем с антипараллельными спинами.)

    Правило Хунда: электроны располагаются на одинаковых орбиталях таким образом, чтобы суммарное спиновое число их было максимальным, т.е. наиболее устойчивому состоянию атома соответствует максимально возможное число неспаренных электронов с одинаковыми спинами.

    Правила Клечковского: А) Заполнение электронных слоев электронами начинается с уровней и подуровней, обладающими самыми низкими значениями n и l, и идет в порядке возрастания n+l;

    Б) Если для двух орбиталей сумма n+l окажется одинаковой, то в первую очередь электронами заполняется орбиталь с меньшим значением n.

    Первый случай не показывает последовательность заполнения подуровней, а второй- требует время для построения таблицы.

    Таблица № 2

    Порядок заполнения электронами энергетических уровней атомов.

    Квантовые числа

    Сумма квантовых чисел

    n + l

    Заполняемая орбиталь

    n

    l

    1

    0

    1

    1s

    2

    0

    1

    2

    3

    2s

    2p

    3

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    3s

    3p

    3d

    4

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    4s

    4p

    4d

    4f

    5

    0

    1

    2

    3

    5

    6

    7

    8

    5s

    5p

    5d

    5f

    6

    0

    1

    2

    6

    7

    8

    6s

    6p

    6d

    7

    0

    1

    7

    8

    7s

    7p

    При распределении электронов в атоме К в соответствии с правилом Клечковского предпочтение отдается орбитали 4s

    Следовательно, для атома калия распределение электронов по орбиталям (электронно-графическая формула) имеет вид

    Скандий относится к d-элементам, и его атом характеризуется следующим распределением электронов по орбиталям:

    Исходя из правила Клечковского мы видим порядок последовательного заполнения подуровней. Первый случай не показывает последовательность заполнения подуровней, а второй - требует время для построения таблицы. Поэтому я вам предлагаю более приемлемые варианты последовательного заполнения орбиталей.

    Первый способ: Электроны легко можно распределить по подуровням исходя из некоторых правил. Во первых нужна цветная таблица. Представим каждый элемент как один новый электрон, Каждый период – это соответствующий уровень, s.p-электроны всегда в своём периоде, d-электроны на уровень ниже (3 d-электроны в гостях в 4-ом периоде), f-электроны на 2 уровня ниже. Просто берём таблицу и читаем исходя из цвета элемента, у s, p- элементов номер уровня соответствует номеру периода, если доходим до d-элемента пишем уровень на один меньше, чем номер периода, в котором этот элемент находится (если элемент в 4-м периоде, следовательно, 3 d). Также поступаем и с f-элементом, только уровень указываем меньше чем номер периода на 2 значения (если элемент в 6-м периоде, следовательно, 4 f).

    Второй способ: Нужно отобразить все подуровни в виде одной клеточки, и уровни расположить друг под другом симметрично подуровень под подуровнем. В каждой ячейке написать максимальное количество электронов данного подуровня. И последним этапом нанизать подуровни по диагонали (от верхнего уголка к нижнему) стрелой. Считывать подуровни сверху вниз в сторону кончика стрелы, до количества электронов нужного атома.

                               1 S

    2

    2S

    2P

    2

    6

    3S

    3P

    3d

    2

    6

    10

    4S

    4P

    4d

    4f

    2

    6

    10

    14

    5S

    5P

    5d

    5f

    2

    6

    10

    14

    6S

    6P

    6d

    2

    6

    10

    7S

    7P

    2

    6

    Приятной Вам работы!


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Презентация. Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней в атомах ХЭ малых периодов

    Данная презентация может быть полезна в качестве иллюстрации при изучении строения атома. В презентации показана последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней в атомах химических э...

    Презентация: МАПГ / Распределение учебного материала по разделам и темам/ 2 часть

    С целью развитияи поддержания интереса детей к разным занятиям по физической культуре важно позаботиться о подборе физкультурного оборудования и пособий. Рациональный подбор физкультурного оборудовани...

    Рабочий план-график распределения учебного материала для 5 кл. Гимнастика.

    Тематическое планирование урока 5 кл. по гимнастике....

    Урок географии в 6 классе на тему "Распределение света и тепла по земной поверхности".

    Рекомендации для проведения урока по географии в 6 классе...

    Презентация "Порядок заполнения электронами уровней и подуровней"

    Презентация позволяет правильно составить электронную формулу атома, показать распределение электронов по уровням....

    Распределение электронов в атоме

    Презентация для 8-го класса. Содержит объяснение о типах орбиталей, числа электронов на них, электронных и электронно-графических формулах. А  также содержит тестовые задания.  Материал под...