Урок 14

Тема: Взаємозв’язок між будовою електронних оболонок і властивостями хімічних елементів. Поняття про радіус атома.

Мета:

-                     сформувати уявлення про залежність між властивостями елементів та їх положенням у Періодичній системі;

-                     сформувати уявлення про радіус атома; визначити залежність радіуса атомів від різних чинників та зміну радіуса елементів у групах і періодах;

-                     розвивати логічне мислення, інтелектуальні та творчі здібності;

-                     виховувати любов до предмета та хімічну культуру.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання та засоби наочності: Періодична система хімічних елементів.

Форми роботи: бесіда, розповідь, усне опитування.

Структура уроку

І. Організаційний етап......................................... 1-2хв.

ІІ. Актуалізація опорних знань........................... 5-7 хв.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.......................... 20 хв

Закріплення знань................................................. 15-20хв.

Домашнє завдання................................................ 1-2хв.

Підбиття підсумків уроку…………………….…1-2хв.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП.

ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ. ВІДТВОРЕННЯ ТА КОРЕКЦІЯ ЗНАНЬ.

-          Які орбіталі і можуть бути в елементів 1 періоду? 2 періоду? 3 та 4 періоду?

-          Яка максимальна кількість електронів може бути на s, p, d і f орбіталях?

-          Назвати d-елементи 4 періоду.

-          Навести приклади електронних аналогів.

Декілька учнів біля дошки зображають будови атомів хімічних елементів 1 та 2 періодів.

ІІІ. ПОВІДОМЛЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ, ЗАВДАНЬ І ЦІЛЕЙ УРОКУ. ВИКЛАД НОВОГО МАТЕРІАЛУ.

Радіус   атома

     Електронна  оболонка  не  має  чіткої  межі,  тому  радіус  атомів  визначають  за  відстанню  між  ядрами  сполучених  атомів.  Розмір  ядра атома в порівнянні з розміром атома мізерний, тому розмір атомного  ядра  жодним  чином  не  впливає  на  розмір  атомів.  Радіус атомів  повністю  зумовлений  числом  електронних  шарів  (енергетичних  рівнів).

     У  головних  підгрупах  зі  збільшенням  порядкового  номера  елемента  (зверху  вниз)  зростає  число  зайнятих  енергетичних  рівнів.  Тому  радіус  атомів  хімічних  елементів  однієї  групи  збільшується

В  атомів  хімічних  елементів  одного  періоду  число  електронних шарів, що заповнюється, однакове. Це означає, що і радіус їхніх атомів  має  бути  однаковим.  Але  в  періоді  зі  збільшенням  порядкового номера хімічного елемента заряд ядра поступово зростає. Електрони  зі збільшенням заряду ядра притягуються до нього сильніше, і тому в  періоді  радіус  атомів  поступово  зменшується.

Причина інертності інертних елементів.

В  атомів  Гелію  на  зовнішньому  рівні  містяться  два  електрони.  Це  максимальна  ємність  першого  енергетичного  рівня,  отже в  атомів  Гелію  електронна  оболонка  повністю  заповнена.  У  атомів  Неону електронна оболонка також містить максимальне число електронів  —  вісім.  Атоми  інших  інертних  елементів  (Аргон,  Криптон тощо) на зовнішньому рівні містять по 8 електронів. Їхній зовнішній  енергетичний  рівень  хоча  й  не  повністю  заповнений,  але  це  відповідає  заповненим  s-  та p - орбіталям  на  зовнішньому  шарі.  Саме  цим і  пояснюється  хімічна  інертність  цих  елементів:  вони  взагалі  не вступають  у  хімічні  реакції.

Отже,  атоми  із  завершеними  енергетичними  рівнями,  або  на  зовнішньому  рівні  яких  міститься  вісім  електронів,  мають  підвищену хімічну  стійкість.

Металічні   й   неметалічні   властивості   хімічних   елементів

Атоми  всіх  інших  хімічних  елементів  прагнуть  мати  таку  електронну  оболонку,  як  в  інертних  елементів.  Для  цього  вони  втрачають або приєднують електрони, щоб їхня електронна оболонка стала такою,  як  в  атомів  найближчого  інертного  елемента.

Втрачаючи  чи  приєднуючи  електрони,  атом  перетворюється  на заряджену  частинку,  яку  називають  йоном.  Розрізняють катіони  —  йони  з  позитивним  зарядом,  і  аніони  —  негативно  заряджені  йони. 

Атоми  металічних  елементів здатні  тільки  віддавати  електрони,  а  неметалічних  —  і  віддавати  приймати.

Розглянемо приклади утворення катіонів і аніонів.

Хімічні елементи, атоми яких містять на зовнішньому рівні число електронів  проміжне  між  металічними  та  неметалічними  (зазвичай  це  три-чотири),  можуть  утворювати  амфотерні  сполуки.

Зміна металічних і неметалічних властивостей

У  різних  хімічних  елементів  —  металічних  чи  неметалічних  —  різна  хімічна  активність.  Це  також  зумовлено  числом  валентних  електронів  на  зовнішньому  електронному  шарі  їхніх  атомів.

Чим  більше  електронів  на  зовнішньому  електронному  рівні,  тим  атомам  складніше  їх  віддавати,  тому  зі  збільшенням  числа  електронів  на зовнішньому  рівні  (у  періодах)  металічні  властивості  елементів  послаблюються.

Чим більше електронів бракує до завершення електронного шару, тим  важче  їх  приєднувати,  тож,  чим  менше  електронів  на  зовнішньому шарі, тим слабше виявлені неметалічні властивості елементів.

Отже:

      •  у  періодах  металічні властивості послаблюються, а неметалічні  —  посилюються;

      •  у  групах  металічні властивості посилюються, а неметалічні  — послаблюються.

     Можна  стверджувати,  що  серед  усіх  хімічних  елементів  найактивнішим металічним елементом є Францій (оскільки Францій у природі  не  трапляється,  а  добуто  штучно  ядерним  синтезом,  то  серед існуючих  елементів  найактивніший  металічний  елемент  —  Цезій). А  найактивніший  неметалічний  елемент  —  Флуор.

IV. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ.

1. Випишіть із наведеного переліку окремо символи: а) атомів; б) катіонів; в) аніонів; г)молекул.

2. Запишіть   електронну   конфігурацію:   а)   атома   Хлору   і   йону     Cl⁻ ;   б)   атома  магнію і  йону Mg^2+.

3. Скільки протонів  і  електронів  містить: а) атом алюмінію; б) йон  Al³⁺  ?

4. Атом якого елемента містить   стільки   ж   електронів,   скільки  їх  у  йоні Na⁺ ?

5. Порівняєте   електронну   будову   йонів   S ^2- ,   Cl^-,   K⁺,   Ca²⁺  з   будовою   атома               аргону.

6.   Скільки електронів бракує до завершення зовнішнього енергетичного рівня  атомам: а) Оксигену; б) Хлору; в) Фосфору?

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ.

1. Вивчити §15 (підручник О.В.Григорович)

2. Відповісти на пит.2-4(ст.85)

3. Виконати завдання№10, 11 (ст.86)

VІ. ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ.

1. Радіус   атомів   визначається   розміром   електронної   оболонки.   У   періодах радіус атомів зменшується,   а   в  групах   —  збільшується.

2.   Властивості елементів та  їхніх сполук зумовлені будовою електронних оболонок     атомів. Металічні  властивості   виявляють    переважно елементи, в атомів яких на зовнішніх   рівнях  міститься  не  більше  ніж чотири  електрони. Атоми неметалічних елементів містять на   зовнішньому рівні чотири   й більше електронів.

3.   У  періодах  металічні  властивості  елементів  зі  збільшенням  порядкового номера  послаблюються,  а  в  групах   —   посилюються. Неметалічні властивості,  навпаки,  у  періодах   посилюються,  а  в  групах   —   послаблюються.