Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

05.10.2015

§ 9. Будова електронних оболонок атомів

Ми з’ясували, що серце атома — це його ядро. Навколо нього розташовуються електрони. Вони не можуть бути нерухомі, так як негайно упали б на ядро.

На початку XX ст. була прийнята планетарна модель будови атома, згідно з якою навколо дуже малого за розмірами позитивного ядра рухаються електрони, подібно до того як обертаються планети навколо Сонця. Подальші дослідження показали, що будова атома значно складніше. Проблема будови атома залишається актуальною і для сучасної науки.

Елементарні частинки, атом, молекула — все це об’єкти мікросвіту, не спостережуваного нами. У ньому діють інші закони, ніж у макросвіті, об’єкти якого ми можемо спостерігати або безпосередньо, або за допомогою приладів (мікроскоп, телескоп і т. д.). Тому, обговорюючи далі будова електронних оболонок атомів, будемо розуміти, що ми створюємо своє уявлення (модель), яка значною мірою відповідає сучасним поглядам, хоча і не є абсолютно таким же, як у вченого-хіміка. Наша модель спрощена.

Електрони, рухаючись навколо ядра атома, в сукупності утворюють його електронну оболонку. Число електронів в оболонці атома одно, як ви вже знаєте, числу протонів у ядрі атома, йому відповідає порядковий, або атомний номер елемента в таблиці Менделєєва Д. І.. Так, електронна оболонка атома водню складається з одного електрона, хлору — з сімнадцяти, золота — з сімдесяти дев’яти.

Як же рухаються електрони? Хаотично, подібно до мошка навколо палаючої лампочки? Або ж у якомусь певному порядку? Виявляється, саме в певному порядку.

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Електрони в атомі розрізняються своєю енергією. Як показують досліди, одні з них притягуються до ядра сильніші, інші — слабші. Головна причина цього полягає в різному видаленні електронів від ядра атома. Чим ближче електрони до ядра, тим вони міцніші пов’язані з ним і їх важче вирвати з електронної оболонки, а от чим далі вони від ядер, тим легше їх відірвати. Очевидно, що по мірі віддалення від ядра атома запас енергії електрона (Е) збільшується (рис. 38).

Електрони, що рухаються поблизу ядра, як би загороджують (екранують) ядро від інших електронів, які притягуються до ядра слабше і рухаються на більшій відстані від нього. Так утворюються електронні шари в електронній оболонці атома. Кожний електронний шар складається з електронів з близькими значеннями енергії, тому електронні шари називають ще енергетичними рівнями. Далі ми так і будемо говорити: «Електрон знаходиться на певному енергетичному рівні».

Кількість заповнених електронами енергетичних рівнів в атомі дорівнює номеру періоду таблиці Менделєєва Д. І., в якому знаходиться хімічний елемент. Отже, електронна оболонка атомів 1-го періоду містить один енергетичний рівень, 2-го періоду — два, 3-го — три і т. д. Наприклад, в атомі азоту вона складається з двох енергетичних рівнів, а в атомі магнію — з трьох:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Максимальне (найбільшу) кількість електронів, що знаходяться на енергетичному рівні, можна визначити за формулою: 2n 2 , n — номер рівня. Отже, перший енергетичний рівень заповнений при наявності на ньому двох електронів (2 — 1 2 = 2); другий — при наявності восьми електронів (2 — 2 2 = 8); третій — вісімнадцяти (2 — З 2 = 18) і т. д. В курсі хімії 8-9 класів ми будемо розглядати тільки елементи перших трьох періодів, тому з завершеним третім енергетичним рівнем у атомів ми не зустрінемося.

Число електронів на зовнішньому енергетичному рівні електронної оболонки атома для хімічних елементів головних підгруп дорівнює номеру групи.

Тепер ми можемо скласти схеми будови електронних оболонок атомів, керуючись планом:

а) визначимо загальне число електронів в оболонці по порядковому номеру елемента;

б) визначимо число заповнених електронами енергетичних рівнів в електронній оболонці за номером періоду;

в) визначимо число електронів на кожному енергетичному рівні (на 1-м — не більше двох; на 2-му — не більше восьми, на зовнішньому рівні число електронів дорівнює номеру групи — для елементів головних підгруп).

Ядро атома водню має заряд +1, тобто містить тільки один протон, відповідно тільки один електрон на єдиному енергетичному рівні:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Це записують за допомогою електронної формули наступним чином: 2 Н 1Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян
.

Наступний елемент 1-го періоду гелій. Ядро атома гелію має заряд +2. У нього на першому енергетичному рівні є вже два електрона:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

На першому енергетичному рівні можуть поміститися тільки два електрони і ніяк не більше — він повністю завершено. Тому-то 1-й період таблиці Менделєєва Д. І. і складається з двох елементів.

У атома літію, елементів 2-го періоду, з’являється ще один енергетичний рівень, на який і «відправиться» третій електрон:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

У атома берилію на другий рівень «потрапляє» ще один електрон:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Атом бору на зовнішньому рівні має три електрона, а атом вуглецю — чотири електрона. атом фтору — сім електронів, атомів неону — вісім електронів:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Другий рівень може вмістити лише вісім електронів, і тому він завершений у неону.

У атома натрію, елемента 3-го періоду, з’являється третій енергетичний рівень (зверніть увагу — атом елемента 3-го періоду містить три енергетичних рівня!), і на ньому знаходиться один електрон:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Зверніть увагу: натрій — елемент I групи, на зовнішньому енергетичному рівні в нього один електрон!

Очевидно, неважко буде записати будову енергетичних рівнів атома сірки, елемента VIA групи 3-го періоду:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Завершує 3-й період аргон:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Атоми елементів 4-го періоду звичайно ж мають четвертий рівень, на якому у атома калію знаходиться один електрон, а в атома кальцію — два електрона.

Тепер, коли ми познайомилися з спрощеними уявленнями про будову атомів елементів 1-го та 2-го періодів Періодичної системи Менделєєва Д. І., можна внести уточнення, що наближають нас до більш вірного погляду на будову атома.

Почнемо з аналогії. Подібно тому, як швидко рухома голка швейної машинки, пронизуючи тканину, вишиває на ній візерунок, так і незмірно швидше рухається в просторі навколо атомного ядра електрон «вишиває», тільки не плоский, а об’ємний малюнок електронного хмари. Так як швидкість руху електрона в сотні тисяч разів більше швидкості руху швейної голки, то говорять про ймовірність знаходження електрона в тому чи іншому місці простору. Припустимо, що нам вдалося, як на спортивному фотофініші, встановити положення електрона в якомусь місці біля ядра і відзначити це положення крапкою. Якщо такий «фотофініш» зробити сотні, тисячі разів, то вийде модель електронного хмари.

Іноді електронні хмари називають орбіталей. Поступимо так і ми. В залежності від енергії електронні хмари, або орбіталі, що відрізняються розмірами. Зрозуміло, що чим менший запас енергії електрона, тим сильніше він притягається до ядра і тим менше за розмірами його орбіталь.

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Електронні хмари (орбіталі) можуть мати різну форму. Кожен енергетичний рівень в атомі починається з s-орбіталі, має сферичну форму. На другому і наступних рівнях після однієї s-орбіталі з’являються р-орбіталі гантелеобразної форми (рис. 39). Таких орбіталей три. Будь-орбіталь займають не більше двох електронів. Отже, на s-орбіталі їх може бути тільки два, а на трьох різних р-орбиталях — шість.

Використовуючи для позначення рівня арабські цифри і позначаючи орбіталі літерами s та р, а число електронів даної орбіталі арабською цифрою вгорі праворуч над буквою, ми можемо зобразити будову атомів більш повними електронними формулами.

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Запишемо електронні формули атомів 1-го та 2-го періодів:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Якщо елементи мають подібні за будовою зовнішні енергетичні рівні, то і властивості цих елементів подібні. Наприклад, аргон і неон містять на зовнішньому рівні за вісім електронів, і тому вони інертні, тобто майже не вступають в хімічні реакції. У вільному вигляді аргон і неон — гази, молекули яких одноатомны. Атоми літію, натрію та калію містять на зовнішньому рівні по одному електрону і володіють схожими властивостями, тому вони поміщені в одну і ту ж групу Періодичної системи Менделєєва Д. І..

Зробимо узагальнення: однакову будову зовнішніх енергетичних рівнів періодично повторюється, тому періодично повторюються і властивості хімічних елементів. Ця закономірність відображена в назві Періодичної системи хімічних елементів Менделєєва Д. І..

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

1. Зверніться до електронного додатком. Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані завдання.

2. Знайдіть в Інтернеті електронні адреси, які можуть служити додатковими джерелами, що розкривають зміст ключових слів і словосполучень параграфа. Запропонуйте свою допомогу вчителю в підготовці нового уроку — зробіть повідомлення за ключовими словами і словосполученнями наступного параграфа.

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

1. Зобразіть схеми будови електронної оболонки атомів: а) алюмінію; б) фосфору; в) кисню.

2. Порівняйте будову електронної оболонки атомів: а) азоту і фосфору; б) фосфору і сірки.

3. Впишіть пропущені слова в речення: «Атом кремнію містить в ядрі. протонів в. нейтронів. Число електронів, що знаходяться навколо ядра, як і число протонів, одно. елемента. Число енергетичних рівнів визначається номером. і одно. Число електронів на зовнішньому електронному шарі визначається номером. і одно. ».

4. Визначте положення хімічного елемента в Періодичній системі Менделєєва Д. І. за його електронної формулою:

Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

5. Чому в 1-му періоді Періодичної системи Менделєєва Д. І. міститься тільки два елементи, а в 2-му — лише вісім?

6. Наведіть приклади періодично повторюваних явищ, з якими ви познайомилися при вивченні інших навчальних предметів.

7. Спробуйте дати власне тлумачення наступних рядків з вірша Ст. Брюсова «Світ електрона»:

можливо, ці електрони —

Світи, де п’ять материків,

Мистецтва, званья, війни, трони

І пам’ять сорока століть.

Ще, може бути, кожен атом —

Всесвіт, де сто планет;

Там все, що тут, в стислому обсязі,

Але також те, чого тут немає.

8. Про якому поетичному дар говорять наведені вище рядки, якщо врахувати, що вірш було написано в 1922 р.

  • Будова електронних оболонок атомів. Відповіді

Короткий опис статті: електронна будова атома Будова електронних оболонок атомів. Хімія. 8 клас. Габрієлян. ГДЗ Підручник, хімія, 8 клас, будова електронних оболонок атомів, ГДЗ

Джерело: Будова електронних оболонок атомів. Хімія 8 клас. ГДЗ. Габрієлян

Також ви можете прочитати