Найман электрон. Атомын электрон бүрхүүл. Металлын цахилгаан дамжуулах чанарын квант онол. Ферми түвшин. Кристалын туузан онолын элементүүд

Хичээлийн сэдэв:Алкенууд. Баримт бичиг, химийн шинж чанарба алкенуудын хэрэглээ.

Хичээлийн зорилго, зорилтууд:

• этилен болон химийн өвөрмөц шинж чанарыг авч үзэх ерөнхий шинж чанаруудалкенууд;
• -бонд, химийн урвалын механизмын тухай ойлголтыг гүнзгийрүүлж, тодорхой болгох;
• полимержих урвал, полимерийн бүтцийн талаар анхны санаа өгөх;
• алкен үйлдвэрлэх лабораторийн болон үйлдвэрлэлийн ерөнхий аргуудыг шинжлэх;
• сурах бичигтэй ажиллах чадварыг үргэлжлүүлэн хөгжүүлэх.

Тоног төхөөрөмж:хий гаргах төхөөрөмж, KMnO 4 уусмал, этилийн спирт, баяжмал хүхрийн хүчил, шүдэнз, спиртийн чийдэн, элс, “Этилений молекулын бүтэц”, “Алкены химийн үндсэн шинж чанар” хүснэгт, “Полимер” үзүүлэх дээж.

ХИЧЭЭЛИЙН ЯВЦ

I. Зохион байгуулалтын мөч

Бид алкенуудын гомолог цувралуудыг үргэлжлүүлэн судалж байна. Өнөөдөр бид алкеныг бэлтгэх арга, химийн шинж чанар, хэрэглээг авч үзэх хэрэгтэй. Бид давхар холболтын химийн шинж чанарыг тодорхойлж, полимержих урвалын талаар анхан шатны ойлголттой болох, лаборатори болон аж үйлдвэрийн аргаалкенуудыг олж авах.

II. Оюутнуудын мэдлэгийг идэвхжүүлэх

1. Ямар нүүрсустөрөгчийг алкен гэж нэрлэдэг вэ?

1. Тэдний бүтцийн онцлог юу вэ?

1. Алкены молекулд давхар холбоо үүсгэдэг нүүрстөрөгчийн атомууд ямар эрлийз төлөвт байдаг вэ?

Доод шугам: алкенууд нь молекулуудад нэг давхар холбоо байдгаараа алкануудаас ялгаатай бөгөөд энэ нь алкены химийн шинж чанарын онцлог, тэдгээрийг бэлтгэх, ашиглах аргыг тодорхойлдог.

III. Шинэ материал сурах

1. Алкеныг гаргах арга

Алкен үйлдвэрлэх аргыг баталгаажуулах урвалын тэгшитгэлийг зур

– алкануудын хагарал C 8 H 18 ––> C 4 Х 8 + C 4 H 10; (400-700 o C температурт дулааны хагарал)
октан бутен бутан
– алканыг усгүйжүүлэх C 4 H 10 ––> C 4 H 8 + H 2; (t, Ni)
бутан бутен устөрөгч
– галоалканыг дегидрогалогенжүүлэх C 4 H 9 Cl + KOH ––> C 4 H 8 + KCl + H 2 O;
хлорбутан гидроксид бутен хлоридын ус
кали кали
- дихалоалкануудын дегидрогалогенжилт
– спиртийн шингэн алдалт C 2 H 5 OH ––> C 2 H 4 + H 2 O (өтгөрүүлсэн хүхрийн хүчилтэй орчинд халаах үед)
Санаж байна уу! Усгүйжүүлэх, усгүйжүүлэх, усгүйжүүлэх, усгүйжүүлэх урвалын үед устөрөгч нь бага устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомуудаас ялгардаг гэдгийг санах нь зүйтэй (Зайцевын дүрэм, 1875).

2. Алкены химийн шинж чанар

Нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн бондын шинж чанар нь химийн урвалын төрлийг тодорхойлдог органик бодис. Этилен нүүрсустөрөгчийн молекулуудад давхар нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбоо байгаа нь эдгээр нэгдлүүдийн дараах шинж чанарыг тодорхойлдог.
– давхар холбоо байгаа нь алкенуудыг ханаагүй нэгдлүүд гэж ангилах боломжийг олгодог. Тэдгээрийг ханасан болгон хувиргах нь зөвхөн нэмэлт урвалын үр дүнд боломжтой бөгөөд энэ нь олефины химийн шинж чанарын гол шинж чанар юм;
– давхар холбоо нь электрон нягтын ихээхэн концентрацийг илэрхийлдэг тул нэмэлт урвал нь электрофил шинж чанартай байдаг;
– давхар холбоо нь нэг ба нэг холбооноос бүрдэх ба туйлшралд амархан ордог.

Алкены химийн шинж чанарыг тодорхойлсон урвалын тэгшитгэл

a) Нэмэх урвал

Санаж байна уу! Орлуулах урвал нь зөвхөн нэг холбоо бүхий алканууд ба түүнээс дээш циклоалкануудын шинж чанар бөгөөд давхар ба гурвалсан холбоо бүхий алкен, диен, алкины шинж чанартай байдаг.

Санаж байна уу! Бондыг таслах дараахь механизмууд боломжтой.

a) хэрэв алкенууд болон урвалжууд нь туйлшралгүй нэгдлүүд бол чөлөөт радикал үүсэхийн тулд -бонд тасарна.

H 2 C = CH 2 + H: H ––> + +

б) хэрэв алкен ба урвалж нь туйлын нэгдлүүд бол -бондын хуваагдал нь ион үүсэхэд хүргэдэг.

в) молекул дахь устөрөгчийн атом агуулсан урвалжууд эвдэрсэн холбоо үүссэн газарт нэгдэх үед устөрөгч нь үргэлж илүү устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомтай холбогддог (Морковниковын дүрэм, 1869).

– полимержих урвал nCH 2 = CH 2 ––> n – CH 2 – CH 2 –– > (– CH 2 – CH 2 –)n
этилен полиэтилен

б) исэлдэлтийн урвал

Лабораторийн туршлага.Этилен авч, шинж чанарыг нь судлах (сурагчийн ширээн дээрх заавар)

Этилен авах заавар, түүнтэй туршилт хийх

1. Туршилтын хоолойд 2 мл өтгөрүүлсэн хүхрийн хүчил, 1 мл спирт, бага хэмжээний элс хийнэ.
2. Туршилтын хоолойг хийн гаралтын хоолой бүхий таглаагаар хааж, спиртийн чийдэнгийн дөлөөр халаана.
3. Гарсан хийг калийн перманганатын уусмалаар дамжуулна. Уусмалын өнгөний өөрчлөлтийг анхаарч үзээрэй.
4. Хийн гаралтын хоолойн төгсгөлд хийг асаана. Галын өнгөт анхаарлаа хандуулаарай.

- алкенууд гэрэлтдэг дөлөөр шатдаг. (Яагаад?)

C 2 H 4 + 3O 2 ––> 2CO 2 + 2H 2 O (бүрэн исэлдэлттэй үед урвалын бүтээгдэхүүнүүд нь нүүрстөрөгчийн давхар исэлба ус)

Чанарын урвал: "бага зэргийн исэлдэлт (усан уусмалд)"

- алкенууд калийн перманганатын уусмалыг өнгөгүй болгодог (Вагнерийн урвал)

Хүчиллэг орчинд илүү хүнд нөхцөлд урвалын бүтээгдэхүүн нь карбоксилын хүчил байж болно, жишээлбэл (хүчил байгаа тохиолдолд):

CH 3 – CH = CH 2 + 4 [O] ––> CH 3 COOH + HCOOH

- каталитик исэлдэлт

Гол зүйлийг санаарай!

1. Ханаагүй нүүрсустөрөгчнэмэлт урвалд идэвхтэй оролцдог.
2. Алкенуудын урвалд орох чадвар нь урвалжийн нөлөөгөөр холбоо амархан тасардагтай холбоотой.
3. Нэмэлтийн үр дүнд нүүрстөрөгчийн атомууд sp 2-оос sp 3 - эрлийз төлөвт шилждэг. Урвалын бүтээгдэхүүн нь хязгаарлах шинж чанартай байдаг.
4. Этилен, пропилен болон бусад алкенуудыг даралтын дор эсвэл катализаторын оролцоотойгоор халаахад тэдгээрийн бие даасан молекулууд нь урт гинжин хэлхээнд нэгддэг - полимер. Полимер (полиэтилен, полипропилен) нь практик ач холбогдолтой.

3. Алкенуудын хэрэглээ(дараах төлөвлөгөөний дагуу оюутны мессеж).

1 - өндөр октантай түлш үйлдвэрлэх;
2 - хуванцар;
3 - тэсрэх бодис;
4 - антифриз;
5 - уусгагч;
6 - жимс боловсорч гүйцэх явцыг хурдасгах;
7 - ацетальдегид үйлдвэрлэх;
8 - синтетик резин.

III. Сурсан материалыг бататгах

Гэрийн даалгавар:§§ 15, 16, жишээ нь. 1, 2, 3 х 90, жишээ нь. 4, 5 х 95.

Данийн нэрт физикч Нильс Бор (Зураг 1) атом дахь электронууд ямар ч тойрогт биш, харин хатуу тодорхойлогдсон тойрог замд хөдөлж чаддаг гэж үзсэн.

Энэ тохиолдолд атом дахь электронууд нь эрчим хүчээрээ ялгаатай байдаг. Туршилтаас харахад тэдний зарим нь цөмд илүү хүчтэй татагддаг, бусад нь бага байдаг. Гол шалтгаанЭнэ нь атомын цөмөөс электронуудын өөр өөр зайд оршдог. Электронууд цөмд ойртох тусам түүнтэй илүү нягт холбогдож, электрон бүрхүүлээс салгахад хэцүү байдаг. Ийнхүү электрон атомын цөмөөс холдох тусам электроны энергийн нөөц нэмэгддэг.

Цөмийн ойролцоо хөдөлж буй электронууд нь цөмд бага хүчтэй татагддаг, түүнээс хол зайд хөдөлдөг бусад электронуудаас цөмийг хааж (дэлгэдэг) мэт санагддаг. Ингэж электрон давхаргууд үүсдэг.

Электрон давхарга бүр нь ижил төстэй энергийн утгатай электронуудаас бүрддэг; Тиймээс электрон давхаргыг эрчим хүчний түвшин гэж бас нэрлэдэг.

Цөм нь элемент бүрийн атомын төвд байрладаг бөгөөд электрон бүрхүүлийг бүрдүүлдэг электронууд нь цөмийн эргэн тойронд давхаргад байрладаг.

Элементийн атом дахь электрон давхаргын тоо нь тухайн элементийн байрлах үеийн тоотой тэнцүү байна.

Жишээлбэл, натрийн Na нь 3-р үеийн элемент бөгөөд энэ нь түүний электрон бүрхүүл нь 3 энергийн түвшинг агуулдаг гэсэн үг юм. Бром нь 4-р үед байрладаг тул бромын атом Br нь 4 энергийн түвшинтэй байдаг (Зураг 2).

Натрийн атомын загвар: Бром атомын загвар:

Эрчим хүчний түвшний электронуудын хамгийн их тоог дараах томъёогоор тооцоолно: 2n 2, энд n нь энергийн түвшний тоо юм.

Тиймээс нэг электроны хамгийн их тоо:

3-р давхарга - 18 гэх мэт.

Үндсэн дэд бүлгүүдийн элементүүдийн хувьд тухайн элемент хамаарах бүлгийн тоо байна тоотой тэнцүү байнаатомын гадаад электронууд.

Гаднах электронууд нь сүүлийн электрон давхаргын электронууд юм.

Жишээлбэл, натрийн атом нь 1 гадаад электронтой (энэ нь IA дэд бүлгийн элемент учраас). Бром атом нь сүүлийн электрон давхаргад 7 электронтой (энэ нь VIIA дэд бүлгийн элемент юм).

Бүтэц электрон бүрхүүлүүд 1-3 үеийн элементүүд

Устөрөгчийн атомд цөмийн цэнэг нь +1 байх ба энэ цэнэгийг нэг электрон саармагжуулдаг (Зураг 3).

Устөрөгчийн дараа дараагийн элемент нь 1-р үеийн элемент болох гелий юм. Үүний үр дүнд гелийн атомд хоёр электрон агуулсан 1 энергийн түвшин байдаг (Зураг 4). Энэ нь эхний энергийн түвшний электронуудын хамгийн их боломжит тоо юм.

Элемент №3 нь лити юм. Лити атом нь 2-р үеийн элемент тул 2 электрон давхаргатай байдаг. Литийн атомын 1-р давхаргад 2 электрон (энэ давхарга бүрэн гүйцэд), 2-р давхаргад 1 электрон байна. Бериллий атом нь литийн атомаас 1 илүү электронтой (Зураг 5).

Үүний нэгэн адил хоёр дахь үеийн үлдсэн элементүүдийн атомын бүтцийн диаграммыг дүрсэлж болно (Зураг 6).

Хоёр дахь үеийн сүүлчийн элементийн атом - неон - эрчим хүчний сүүлчийн түвшин бүрэн (энэ нь 8 электронтой бөгөөд энэ нь 2-р давхаргын хамгийн их утгатай тохирч байна). Неон бол нэвтэрдэггүй инерт хий юм химийн урвал, тиймээс түүний электрон бүрхүүл нь маш тогтвортой байдаг.

Америкийн химич Гилберт Льюисэнэ талаар тайлбар өгч, дэвшүүлсэн Найман электрон давхарга тогтвортой байдаг октет дүрэм(1 давхаргыг эс тооцвол: 2-оос илүүгүй электрон агуулж болох тул хоёр электрон төлөв нь тогтвортой байх болно).

Неоны дараа 3-р үеийн элемент - натри ирдэг. Натрийн атом нь 3 электрон давхаргатай бөгөөд тэдгээрт 11 электрон байрладаг (Зураг 7).

Цагаан будаа. 7. Натрийн атомын бүтцийн схем

Натри нь 1-р бүлэгт багтдаг бөгөөд нэгдлүүдийн валент нь литийн адил I-тэй тэнцүү байна. Энэ нь натри, литийн атомуудын гаднах электрон давхаргад 1 электрон байдагтай холбоотой юм.

Элементүүдийн атомууд гаднах электрон давхарга дахь электронуудын тоог үе үе давтдаг тул элементүүдийн шинж чанарууд үе үе давтагддаг.

Гурав дахь үеийн үлдсэн элементүүдийн атомын бүтцийг 2-р үеийн элементүүдийн атомын бүтэцтэй адилтган дүрсэлж болно.

4-р үеийн элементүүдийн электрон бүрхүүлийн бүтэц

Дөрөв дэх үе нь 18 элементийг багтаасан бөгөөд тэдгээрийн дотор үндсэн (A) ба хоёрдогч (B) дэд бүлгийн элементүүд байдаг. Элементүүдийн атомын бүтцийн онцлог хажуугийн дэд бүлгүүдЭнэ нь тэдгээрийн гаднах электрон давхаргад бус харин өмнөх гадаад (дотоод) давхаргууд нь дараалан дүүргэгдсэн байдаг.

Дөрөв дэх үе нь калигаар эхэлдэг. Кали нь нэгдлүүдэд I валентыг харуулдаг шүлтлэг метал бөгөөд энэ нь түүний атомын дараах бүтэцтэй бүрэн нийцдэг. 4-р үеийн элементийн хувьд калийн атом нь 4 электрон давхаргатай. Калийн сүүлийн (дөрөв дэх) электрон давхарга нь 1 электрон агуулдаг бөгөөд калийн атом дахь электронуудын нийт тоо 19 (энэ элементийн серийн дугаар) (Зураг 8).

Цагаан будаа. 8. Калийн атомын бүтцийн схем

Калийн дараа кальци ордог. Кальцийн атом нь бериллий ба магнийн нэгэн адил гаднах электрон давхарга дээрээ 2 электронтой байх болно (тэдгээр нь II А дэд бүлгийн элементүүд).

Кальцийн дараа дараагийн элемент бол скандиум юм. Энэ нь хоёрдогч (B) дэд бүлгийн элемент юм. Хоёрдогч дэд бүлгийн бүх элементүүд нь металл юм. Тэдний атомын бүтцийн онцлог нь сүүлийн электрон давхаргад 2-оос илүүгүй электрон байх явдал юм. эцсийн өмнөх электрон давхарга нь электроноор дараалан дүүрнэ.

Тиймээс скандиумын хувьд атомын бүтцийн дараах загварыг төсөөлж болно (Зураг 9).

Цагаан будаа. 9. Скандиумын атомын бүтцийн схем

Гурав дахь давхаргад электроны зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 18, өөрөөр хэлбэл 3-р давхарга дахь найман электрон нь давхаргын тогтвортой, гэхдээ бүрэн биш төлөвтэй тул электронуудын ийм хуваарилалт боломжтой юм.

Скандиас цайр хүртэлх 4-р үеийн хоёрдогч дэд бүлгийн арван элементийн хувьд гурав дахь электрон давхаргыг дараалан дүүргэдэг.

Цайрын атомын бүтцийг дараах байдлаар илэрхийлж болно: гаднах электрон давхарга дээр хоёр электрон, гадна талд 18 электрон байдаг (Зураг 10).

Цагаан будаа. 10. Цайрын атомын бүтцийн схем

Цайрын дараах элементүүд нь үндсэн дэд бүлгийн элементүүдэд хамаарна: галли, германий гэх мэт криптон хүртэл. Эдгээр элементүүдийн атомуудад 4-р (өөрөөр хэлбэл гаднах) электрон давхарга дараалан дүүрдэг. Эрхэм хийн криптоны атомд гаднах бүрхүүл дээр октет, өөрөөр хэлбэл тогтвортой төлөв байх болно.

Хичээлийг дүгнэж байна

Энэ хичээлээр та атомын электрон бүрхүүл хэрхэн бүтэцтэй болох, үечилсэн үзэгдлийг хэрхэн тайлбарлах талаар олж мэдсэн. Бид атомын электрон бүрхүүлийн бүтцийн загваруудтай танилцаж, тэдгээрийн тусламжтайгаар шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж, тайлбарлаж болно. химийн элементүүдба тэдгээрийн холболтууд.

Лавлагаа

1. Оржековский П.А. Хими: 8-р анги: ерөнхий боловсрол. байгуулах / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М.: Astrel, 2013. (§44)
2. Рудзит Г.Е. Хими: органик бус. хими. Эрхтэн. хими: сурах бичиг. 9-р ангийн хувьд. / Г.Э. Рудзит, Ф.Г. Фельдман. - М.: Боловсрол, "Москвагийн сурах бичиг" ХК, 2009. (§37)
3. Хомченко И.Д. Химийн асуудал, дасгалын цуглуулга ахлах сургууль. - М .: РИА " Шинэ давалгаа": Нийтлэгч Умеренков, 2008. (х. 37-38)
4. Хүүхдэд зориулсан нэвтэрхий толь бичиг. Боть 17. Хими / Бүлэг. ed. В.А. Володин, Вед. шинжлэх ухааны ed. И.Линсон. - М.: Аванта+, 2003. (х. 38-41)

1. Chem.msu.su ().
2. Dic.academic.ru ().
3. Krugosvet.ru ().

Гэрийн даалгавар

1. -тай. 250 дугаар 2-4сурах бичгээс П.А. Оржековский "Хими: 8-р анги" / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. - М .: Астрел, 2013 он.
2. Аргон ба криптон атомын давхаргууд дахь электронуудын тархалтыг бич. Эдгээр элементүүдийн атомууд яагаад байдгийг тайлбарла маш их бэрхшээлтэйхимийн харилцан үйлчлэлд орох.

Атом гэдэг нь цөм ба электронуудаас бүрдэх бодисын хамгийн жижиг бөөмс юм. Атомын электрон бүрхүүлийн бүтцийг Д.И.

Атомын электрон ба электрон бүрхүүл

Ерөнхийдөө төвийг сахисан атом нь эерэг цэнэгтэй цөм ба сөрөг цэнэгтэй электрон бүрхүүлээс (электрон үүл) бүрдэх ба нийт эерэг ба сөрөг цэнэг үнэмлэхүй утгаараа тэнцүү байна. Харьцангуйг тооцоолохдоо атомын массэлектроны массыг тооцохгүй, учир нь энэ нь протон эсвэл нейтроны массаас 1840 дахин бага бөгөөд бага байдаг.

Цагаан будаа. 1. Атом.

Электрон бол хоёрдмол шинж чанартай туйлын өвөрмөц бөөм юм: долгион болон бөөмийн шинж чанарыг хоёуланг нь агуулдаг. Тэд цөмийг тойрон тасралтгүй хөдөлдөг.

Цөмийн эргэн тойронд электрон олох магадлал хамгийн өндөр байдаг орон зайг электрон орбитал буюу электрон үүл гэж нэрлэдэг. Энэ орон зай нь s-, p-, d-, f- үсгээр тэмдэглэгдсэн тодорхой хэлбэртэй байдаг. S-электрон тойрог зам нь бөмбөрцөг хэлбэртэй, p-орбитал нь дамббелл эсвэл гурван хэмжээст найм хэлбэртэй, d ба f-орбиталуудын хэлбэр нь илүү төвөгтэй байдаг.

Цагаан будаа. 2. Электрон орбиталуудын хэлбэрүүд.

Цөмийн эргэн тойронд электронууд электрон давхаргад байрладаг. Давхарга бүр нь цөмөөс алслагдсан зай, эрчим хүчээр тодорхойлогддог тул электрон давхаргыг ихэвчлэн электрон энергийн түвшин гэж нэрлэдэг. Яаж илүү ойр түвшинцөм рүү орох тусам доторх электронуудын энерги бага байх болно. Нэг элемент нь атомын цөм дэх протоны тоо, үүний дагуу электронуудын тоогоор нөгөөгөөсөө ялгаатай байдаг. Тиймээс төвийг сахисан атомын электрон бүрхүүл дэх электронуудын тоо нь энэ атомын цөмд агуулагдах протоны тоотой тэнцүү байна. Дараагийн элемент бүр цөмдөө нэг протон, электрон бүрхүүлд нэг электрон байдаг.

Шинээр орж ирж буй электрон нь хамгийн бага энергитэй тойрог замыг эзэлдэг. Гэсэн хэдий ч нэг түвшинд электроны хамгийн их тоог дараах томъёогоор тодорхойлно.

Энд N нь электронуудын хамгийн их тоо, n нь энергийн түвшний тоо юм.

Эхний түвшинд зөвхөн 2 электрон, хоёр дахь нь 8, гурав дахь нь 18, дөрөв дэх нь 32 электронтой байж болно. Асаалттай гадаад түвшинАтом 8-аас илүү электрон агуулж болохгүй: электронуудын тоо 8-д хүрмэгц цөмөөс цааш дараагийн түвшин дүүрч эхэлдэг.

Атомын электрон бүрхүүлийн бүтэц

Элемент бүр тодорхой хугацаанд зогсож байна. Хугацаа гэдэг нь атомуудын цөмийн цэнэгийн нэмэгдлийн дарааллаар байрласан элементүүдийн хэвтээ цуглуулга юм. шүлтлэг металл, мөн инертийн хийгээр төгсдөг. Хүснэгтийн эхний гурван үе нь жижиг, дараагийнх нь эхлэн дөрөв дэх үе- том, хоёр эгнээнээс бүрдэнэ. Элемент байрлаж буй хугацааны дугаар байна физик утга. Энэ нь тухайн үеийн аль ч элементийн атомд хэдэн электрон энергийн түвшин байгааг илтгэнэ. Тиймээс хлорын Cl элемент нь 3-р үед, өөрөөр хэлбэл түүний электрон бүрхүүл нь гурван электрон давхаргатай байдаг. Хлор нь хүснэгтийн VII бүлэгт багтдаг бөгөөд үндсэн дэд бүлэгт багтдаг. Үндсэн дэд бүлэг 1 эсвэл 2-р үеэс эхэлдэг бүлэг тус бүрийн багана гэж нэрлэдэг.

Тиймээс хлорын атомын электрон бүрхүүлийн төлөв байдал дараах байдалтай байна: хлорын элементийн атомын дугаар нь 17 бөгөөд энэ нь атом нь цөмд 17 протон, электрон бүрхүүлд 17 электронтой гэсэн үг юм. 1-р түвшинд зөвхөн 2 электрон, 3-р түвшинд - 7 электрон байж болно, учир нь хлор нь VII бүлгийн үндсэн дэд бүлэгт багтдаг. Дараа нь 2-р түвшинд: 17-2-7 = 8 электрон байна.

Атом дахь электронуудын тоо нь цөмийн цэнэгтэй тэнцүү байна. Цөмийн цэнэг нь үечилсэн систем дэх элементийн атомын дугаар юм. Үүний үр дүнд үечилсэн систем дэх дараагийн химийн элемент бүрийн атомууд өмнөхөөсөө нэг илүү электронтой байна.

Атомын электрон бүтцийг тайлбарлахдаа түүний электронууд энергийн түвшинд хэрхэн тархаж байгааг харуулдаг. Электронууд эхлээд бага энергитэй, дараа нь илүү их энергитэй түвшинг эзэлдэг. Тэгэхээр эхлээд эхний энергийн түвшин дүүрдэг, хэрэв электронууд байгаа бол хоёр дахь, гурав дахь гэх мэт. .

Эхний энергийн түвшин нь зөвхөн хоёр электронтой байж болно. Тиймээс эхний үед устөрөгч ба гели гэсэн хоёр л химийн элемент байдаг. Түвшин нь зөвхөн хамгийн их электроныг агуулж байвал энэ түвшинг бүрэн гэж үзнэ. Тиймээс устөрөгчөөс бусад бүх элементүүдийн эрчим хүчний эхний түвшин дуусна.

Хоёр дахь үеийн элементүүдийн хувьд хоёр дахь эрчим хүчний түвшинг аажмаар дүүргэдэг. Хоёр дахь энергийн түвшин хамгийн ихдээ 8 электронтой байж болно. Тиймээс хоёрдугаар үед найман химийн элемент байдаг.

Гурав дахь энергийн түвшин хамгийн ихдээ 18 электрон агуулж болно. Гэсэн хэдий ч, гурав дахь үед энэ түвшин гадаад байна. Ямар ч гадаад түвшинд 8-аас илүү электрон байж болохгүй. Тиймээс гурав дахь үе шатанд гурав дахь энергийн түвшин нь зөвхөн 8 хүртэлх электроноор дүүрдэг тул гурав дахь үе нь хоёр дахь шиг зөвхөн 8 химийн элемент агуулдаг.

Дөрөв дэх үед гурав дахь энергийн түвшин гадаад байхаа больсон тул 18 хүртэлх электроныг багтаасан болно. 4-р үеийн эхний хоёр элемент (K, Ca) нь гаднах энергийн түвшинг дүүргэдэг. Тиймээс кали нь нэг электронтой, кальци нь 2. Дараа нь скандиум (Sc) -ээс цайр (Zn) хүртэлх элементүүдийн хувьд гурав дахь энергийн түвшин дүүрч, гадна талд 2 электрон үлддэг. Галли (Ga) бүхий цайрын дараа дөрөв дэх энергийн түвшинг криптон (Kr) -ийн хувьд 8 электрон хүртэл дахин дүүргэнэ.

Ер нь дээд хэмжэээнергийн түвшин тус бүрийн электроныг 2n2 томьёогоор тодорхойлно, энд n нь түвшний тоо юм. Тэгэхээр, хэрэв түвшин хоёр дахь бол 2 * 2 2 = 8, хэрэв түвшин 3 бол 2 * 3 2 = 18 байна.

бүхий электронууд хамгийн их энергиатомын химийн шинж чанарыг тодорхойлох ба валент шинж чанар гэж нэрлэдэг. Үндсэн дэд бүлгүүдэд валентийн электронууд нь гадаад түвшний электронууд бөгөөд тэдгээрийн тоог бүлгийн дугаараар тодорхойлно. Тийм ч учраас нэг дэд бүлгийн элементүүдийн шинж чанарууд ижил төстэй байдаг.

Атомын шинж чанар нь валентийн электронуудын тооноос хамаардаг. Металлуудад цөөхөн байдаг, харин металл бусд олон байдаг.

Атомын зүрх нь түүний цөм гэдгийг бид олж мэдсэн. Түүний эргэн тойронд электронууд байрладаг. Тэд хөдөлгөөнгүй байж чадахгүй, учир нь тэд шууд цөм рүү унах болно.

20-р зууны эхэн үед. атомын бүтцийн гаригийн загварыг баталсан бөгөөд үүний дагуу гаригууд нарны эргэн тойронд эргэлддэг шиг электронууд маш жижиг эерэг цөмийг тойрон хөдөлдөг. Цаашдын судалгаагаар атомын бүтэц илүү төвөгтэй болохыг харуулсан. Атомын бүтцийн асуудал орчин үеийн шинжлэх ухаанд хамааралтай хэвээр байна.

Энгийн тоосонцор, атом, молекул - энэ бүхэн нь бидний ажиглах боломжгүй бичил ертөнцийн объектууд юм. Энэ нь макро сансар огторгуйгаас өөр хуультай бөгөөд тэдгээрийн объектуудыг бид шууд эсвэл багажийн тусламжтайгаар (микроскоп, дуран гэх мэт) ажиглаж болно. Тиймээс атомын электрон бүрхүүлийн бүтцийн талаар цаашид ярилцахдаа бид химичтэй огт адилгүй ч гэсэн орчин үеийн үзэл бодолтой ихээхэн нийцэж байгаа өөрсдийн дүрслэлийг (загвар) бүтээж байгааг ойлгох болно. Манай загвар нь хялбаршуулсан.

Атомын цөмийг тойрон хөдөлж буй электронууд хамтдаа түүний электрон бүрхүүлийг бүрдүүлдэг. Атомын бүрхүүл дэх электронуудын тоо нь атомын цөм дэх протонуудын тоотой тэнцүү байна, энэ нь Д.И. Тиймээс устөрөгчийн атомын электрон бүрхүүл нь нэг электрон, хлор - арван долоо, алт - далан есөөс бүрдэнэ.

Электронууд хэрхэн хөдөлдөг вэ? Эмх замбараагүй, шатаж буй чийдэнгийн эргэн тойронд дундах шиг? Эсвэл тодорхой дарааллаар уу? Энэ нь тодорхой дарааллаар явагддаг нь харагдаж байна.

Атом дахь электронууд нь эрчим хүчээрээ ялгаатай байдаг. Туршилтаас харахад тэдний зарим нь цөмд илүү хүчтэй татагддаг, бусад нь бага байдаг. Үүний гол шалтгаан нь атомын цөмөөс электронууд өөр өөр зайд оршдог. Электронууд цөмд ойртох тусам түүнтэй илүү нягт холбогдож, электрон бүрхүүлээс салгахад хэцүү байдаг ч цөмөөс хол байх тусам тэдгээрийг таслахад хялбар байдаг. Атомын цөмөөс холдох тусам электроны энергийн нөөц (Е) нэмэгдэх нь тодорхой байна (Зураг 38).

Цагаан будаа. 38.
Нэг энергийн түвшинд электроны хамгийн их тоо

Цөмийн ойролцоо хөдөлж буй электронууд нь цөмд бага хүчтэй татагддаг, түүнээс хол зайд хөдөлдөг бусад электронуудаас цөмийг хааж (дэлгэдэг) мэт санагддаг. Атомын электрон бүрхүүлд электрон давхаргууд ингэж үүсдэг. Электрон давхарга бүр ижил энергийн утгатай электронуудаас бүрддэг.

Тиймээс электрон давхаргыг эрчим хүчний түвшин гэж бас нэрлэдэг. Цаашид бид: "Электрон нь тодорхой энергийн түвшинд байна."

Атом дахь электронуудаар дүүрсэн энергийн түвшний тоо нь Д.И.Менделеевийн хүснэгтийн химийн элемент байрлах үеийн тоотой тэнцүү байна. Энэ нь 1-р үеийн атомуудын электрон бүрхүүлд нэг энергийн түвшин, 2-р үеийн - хоёр, 3-р үеийн - гурав гэх мэтийг агуулна. Жишээлбэл, азотын атомд энэ нь хоёр энергийн түвшнээс, магнийн атом - гурван:

Эрчим хүчний түвшинд байрлах электронуудын хамгийн их (хамгийн их) тоог дараах томъёогоор тодорхойлж болно: 2n 2, энд n нь түвшний тоо юм. Үүний үр дүнд хоёр электрон (2 × 1 2 = 2) байх үед эхний энергийн түвшин дүүрдэг; хоёр дахь нь - найман электрон (2 × 2 2 = 8) байгаа тохиолдолд; гурав дахь - арван найм (2 × 3 2 = 18) гэх мэт. 8-9-р ангийн химийн хичээл дээр бид зөвхөн эхний гурван үеийн элементүүдийг авч үзэх тул атомын гурав дахь энергийн түвшинтэй тулгарахгүй.

Үндсэн дэд бүлгүүдийн химийн элементүүдийн атомын электрон бүрхүүлийн гаднах энергийн түвшний электронуудын тоо нь бүлгийн тоотой тэнцүү байна.

Одоо бид төлөвлөгөөний дагуу атомын электрон бүрхүүлийн бүтцийн диаграммыг зурж болно.

1. тодорхойлъё нийт тооэлементийн атомын дугаарын дагуу бүрхүүл дээрх электронууд;
2. Электрон бүрхүүл дэх электронуудаар дүүргэсэн энергийн түвшний тоог хугацааны дугаараар тодорхойлъё;
3. Эрчим хүчний түвшин тус бүр дэх электронуудын тоог тодорхойлъё (1-д - хоёроос ихгүй; 2-т - наймаас ихгүй; гадна түвшинд электронуудын тоо бүлгийн дугаартай тэнцүү байна - үндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн хувьд. ).

Устөрөгчийн атомын цөм нь +1 цэнэгтэй, өөрөөр хэлбэл энэ нь зөвхөн нэг протон, нэг энергийн түвшинд зөвхөн нэг электрон агуулдаг.

Үүнийг цахим томъёогоор дараах байдлаар бичнэ.

1-р үеийн дараагийн элемент нь гелий юм. Гелийн атомын цөм нь +2 цэнэгтэй. Энэ нь эхний энергийн түвшинд аль хэдийн хоёр электронтой байна:

Эхний эрчим хүчний түвшин нь зөвхөн хоёр электроныг багтаах боломжтой бөгөөд үүнээс илүүгүй - энэ нь бүрэн дууссан. Тийм ч учраас Д.И.Менделеевийн хүснэгтийн 1-р үе нь хоёр элементээс бүрддэг.

2-р үеийн элемент болох литийн атом нь өөр нэг энергийн түвшинтэй бөгөөд гурав дахь электрон "явдаг":

Бериллий атомд дахин нэг электрон хоёр дахь түвшинд "авдаг":

Гаднах түвшний борын атом гурван электронтой, нүүрстөрөгчийн атом дөрвөн электронтой ... фторын атом долоон электронтой, неон атом найман электронтой:

Хоёрдахь түвшин нь зөвхөн найман электроныг агуулж чаддаг тул неоноор бүрэн дүүрэн байдаг.

3-р үеийн элемент болох натрийн атом нь эрчим хүчний гуравдах түвшинтэй (3-р үеийн элементийн атом нь гурван энергийн түвшнийг агуулна!) бөгөөд нэг электрон агуулдаг:

Анхаарна уу: натри нь I бүлгийн элемент бөгөөд гаднах энергийн түвшинд нэг электронтой байдаг!

3-р үеийн VIA бүлгийн элемент болох хүхрийн атомын энергийн түвшний бүтцийг бичих нь тийм ч хэцүү биш байх нь ойлгомжтой.

3-р үе нь аргоноор төгсдөг:

Мэдээжийн хэрэг 4-р үеийн элементүүдийн атомууд дөрөв дэх түвшинтэй байдаг бөгөөд энэ үед калийн атом нь нэг электронтой, кальцийн атом нь хоёр электронтой байдаг.

Одоо бид 1, 2-р үеийн элементүүдийн атомын бүтцийн талаархи хялбаршуулсан санаатай танилцсан. Үелэх хүснэгтД.И.Менделеев, бид атомын бүтцийн талаар илүү зөв ойлголттой болохуйц тодруулга хийж чадна.

Нэг зүйрлэлээр эхэлцгээе. Хурдан хөдөлдөг оёдлын машины зүү даавууг цоолж, түүн дээр хээ хатгадаг шиг атомын цөмийг тойрсон орон зайд хэмжээлшгүй хурдан хөдөлж буй электрон зөвхөн хавтгай биш, гурван хэмжээст хээг "хатгадаг". электрон үүл. Электроны хөдөлгөөний хурд нь оёдлын зүүний хөдөлгөөний хурдаас хэдэн зуун мянга дахин их байдаг тул тэд орон зайд нэг эсвэл өөр газраас электрон олох магадлалын тухай ярьдаг. Бид спортын зураг авалтын нэгэн адил цөмийн ойролцоох зарим газарт электроны байрлалыг тогтоож, энэ байрлалыг цэгээр тэмдэглэж чадсан гэж бодъё. Хэрэв ийм "зураг дуусгах" ажлыг хэдэн зуун, хэдэн мянган удаа хийвэл та электрон үүлний загварыг авах болно.

Заримдаа электрон үүлорбитал гэж нэрлэдэг. Үүнтэй адил зүйл хийцгээе. Эрчим хүчээс хамааран электрон үүл буюу тойрог зам нь өөр өөр хэмжээтэй байдаг. Электроны энергийн нөөц бага байх тусам цөмд татагдах хүч, тойрог зам нь бага байх нь ойлгомжтой.

Электрон үүл (орбитал) нь янз бүрийн хэлбэртэй байж болно. Атом дахь энергийн түвшин бүр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй s орбиталаас эхэлдэг. Хоёр дахь болон дараагийн түвшинд нэг s-орбиталийн дараа дамббелл хэлбэртэй p-орбиталууд гарч ирдэг (Зураг 39). Ийм гурван тойрог зам байдаг. Аливаа орбиталыг хоёроос илүүгүй электрон эзэлдэг. Иймээс s-орбиталд зөвхөн хоёр нь, гурван p-орбиталд зургаа нь байж болно.

Цагаан будаа. 39.
s ба p-орбиталуудын хэлбэрүүд (электрон үүл)

Араб тоогоор түвшинг, орбиталуудыг s ба p үсгээр, мөн тухайн орбиталын электронуудын тоог үсгийн баруун дээд талд араб тоогоор тэмдэглэснээр атомын бүтцийг илүү бүрэн гүйцэд дүрсэлж болно. электрон томъёо.

1 ба 2-р үеийн атомуудын электрон томъёог бичье.

Хэрэв элементүүд нь бүтцийн хувьд ижил төстэй гадаад энергитэй бол эдгээр элементүүдийн шинж чанарууд ижил төстэй байдаг. Жишээлбэл, аргон ба неон нь гаднах түвшинд найман электрон агуулдаг тул тэдгээр нь идэвхгүй, өөрөөр хэлбэл химийн урвалд ордоггүй. Чөлөөт хэлбэрээрээ аргон ба неон нь молекулууд нь нэг атомт байдаг хий юм. Лити, натри, калийн атомууд нь гаднах түвшинд нэг электрон агуулдаг бөгөөд ижил төстэй шинж чанартай байдаг тул тэдгээрийг Д.И.Менделеевийн үелэх системийн нэг бүлэгт оруулсан болно.

Ерөнхий дүгнэлт хийцгээе: гадаад энергийн түвшний ижил бүтэц үе үе давтагддаг тул химийн элементүүдийн шинж чанарууд үе үе давтагддаг. Энэ зүй тогтол нь Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн системд тусгагдсан байдаг.

Түлхүүр үг, хэллэг

1. Атом дахь электронууд энергийн түвшинд байрладаг.
2. Эхний эрчим хүчний түвшин нь зөвхөн хоёр электрон, хоёр дахь нь найман агуулсан байж болно. Ийм түвшинг дууссан гэж нэрлэдэг.
3. Дүүрсэн энергийн түвшний тоо нь тухайн элементийн байрлаж буй үеийн тоотой тэнцүү байна.
4. Химийн элементийн атомын гаднах түвшний электронуудын тоо нь түүний бүлгийн тоотой тэнцүү байна (үндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн хувьд).
5. Химийн элементүүдийн шинж чанарууд нь үе үе давтагддаг, учир нь тэдгээрийн атомуудын гадаад энергийн түвшний бүтэц үе үе давтагддаг.

Компьютертэй ажиллах

1. Цахим өргөдөлд хандана уу. Хичээлийн материалыг судалж, өгсөн даалгавраа гүйцэтгэнэ.
2. Догол мөр дэх түлхүүр үг, хэллэгийн агуулгыг илчлэх нэмэлт эх сурвалж болж чадах цахим шуудангийн хаягуудыг интернетээс олоорой. Шинэ хичээл бэлтгэхэд багшдаа тусламжаа санал болго - мессеж илгээнэ үү түлхүүр үгсболон дараагийн догол мөр дэх хэллэгүүд.

Асуулт, даалгавар