Строение атома

1.

2.

Модель атома Томсона (1904г.)
В 1904 г. в работе «О структуре атома»
Томсон
дал
описание
своей
модели
получившей название «сливового пудинга»
или «кекса с изюмом».
В этой модели атом подобен сферической
массе пудинга с положительным зарядом,
внутрь
сферы
вкраплены
отрицательно
заряженные «сливины» или «изюмины» как
капли - электроны. Поэтому модель Томсона
называется «капельная».
Электроны
совершают
колебательные
движения, благодаря которой атом излучает
энергию. Атом в целом электронейтрален.
Модель Томсона не была подтверждена
экспериментально
и
оставалась
только
гипотезой.
Представление о составе атома и движении
электронов в нем вошли в модель атома
Эрнеста Резерфорда.

3.

Планетарная модель
атома Резерфорда
(1911г.)
Планетарная модель атома Резерфорда ( 1911 г. )
согласно
которой
атом
состоит
из
положительного
заряженного
ядра,
вокруг
которого вращаются электроны по замкнутым
орбитам, подобно движению планет вокруг
Солнца.
Э.Резерфорд - основоположник современного
учения
об
атоме
построил
наглядную
теоретическую
модель
атома,
которой
формально мы пользуемся и сейчас.
Классическая теория
объяснить излучение
атомов.
Резерфорда не могла
и поглощение энергии

4.

Эксперимент
Гейгера и Марсдена
Модель Резерфорда, согласно которой
положительно
заряженное
ядро
окружено облаком электронов
Большинство частиц проходят сквозь фольгу без
отклонений, но отдельные частицы рикошетируют
обратно, по направлению к атому. Это наблюдение
заставило Резерфорда выдвинуть новую модель
атома.

5.

Модель атома Бора (1913г.)

6.

Протонно-нейтронная модель
атома (1932г.)
Д.Д. Иванченко (СССР) и Вернер Карл Гейзинберг (Германия)
Материя
Вещество
Поле
Молекулы
Атомы
Ядро +
Протоны
р+
Нейтроны
n0
Электроны е№ пор= заряд ядра = р+ = еn0 = Ar - № пор

7.

Квантово-механическая
теория строения атома
Электрон имеет двойственную природу
е
частица
волна (способность к дифракции и интерференции, длина волны )
Интерференция — это сложение двух распространяющихся в пространстве волн
одинаковой длины волны.
Дифракция — это отклонение распространения волны от прямолинейного, а также
огибание ею препятствий. Поскольку свет — это электромагнитная волна, он
демонстрирует оба этих явления.
Согласно принципам квантовой механики, состояние электрона в атоме описывается рядом
показателей об его энергии и положении в пространстве, т.е. характеризуется четырьмя
так называемыми квантовыми числами.

8.

Квантово-механическая теория
строения атома
Электронная оболочка-совокупность всех е- атома.
Главное квантовое число характеризует энергию и размер орбитали n=1,2,3,…∞
Энергетический уровень – совокупность орбиталей имеющих одинаковое главное квантовое
число (близки по размеру и энергии)
n
1
2
3
4
5
6
7
Энергетический уровень
K
L
M N О
P
Q
Совокупность электронов на одном энергетическом уровне – электронный слой
Число энергетических уровне = номеру периода
N=2n2 максимальное число электронов на энергетическом уровне

9.

Квантово-механическая теория
строения атома
Энергетические подуровни
В рамках уровня возможны подуровни,
близкие
по
энергии.
Подуровни
характеризуют
форму
электронной
орбитали(облака).
Атомная орбиталь – это область наиболее
вероятного
пребывания
электрона
(электронное облако) в электрическом поле
ядра атома.

10.

Квантово-механическая теория
строения атома
Форма орбиталей и облаков характеризуется побочным (орбитальным)
квантовым числом l (эль)
l=0
<
l=1
<
l=2
<
l=3
Для орбиталей одного энергетического уровня l принимает значения от 0 до n-1,
число орбиталей = n2
Уровень
n
l
K
1
0
L
2
0.1
M
3
0.1.2
N
4
0.1.2.3

11.

Квантово-механическая теория
строения атома
m
Магнитное квантовое число
i характеризует направление орбиталей в пространстве.
Может принимать значения целых чисел от –l через 0 до +l
Число значений mi определяет число орбиталей на подуровне
l
l
mi
0
0
1
-1, 0, +1
2
-2, -1, 0, +1, +2
3
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

12.

Квантово-механическая теория
строения атома
ms характеризует вращение электрона вокруг
своей оси и принимает значения:
+½ ↑ и -½ ↓
Спиновое квантовое число
↑
↓
↑
↑
↑↓
↑
↑
↓
↑
↑
↑
Правило Хунда. Электроны заполняют с одинаковой энергией орбитали одиночными электронами с
одинаково направленными спинами, лишь после этого идет заполнение этих орбиталей вторым
электроном.
Запись, отражающая распределение электронов в атоме химического элемента по энергетическим
уровням и подуровням, называется электронной конфигурацией этого атома.

13.

Принцип Паули:
В атоме не может быть двух электронов с
одинаковым набором всех четырех квантовых чисел, поэтому
на одной орбитале не может быть более двух электронов,
причем с противоположно направленными спинами (спин особое свойство электрона, не имеющее аналогов в
макромире, которое упрощенно можно представить, как
вращение электрона вокруг собственной оси).

14.

Квантово-механическая теория
строения атома
Правило Клечковского «Принцип наименьшей энергии»:
Электроны в основном состоянии заполняют орбитали в последовательности повышения
орбитальных энергетических уровней. Низшие, по энергии, орбитали всегда
заполняются первыми.
В Последовательность заполнения орбиталей зависит от значения главного квантового
числа (n) и побочного квантового числа (l).
2s
n+l
2
3s
3
4p
3d
5р
2p
5
5
6
3
5s
5
4f
7
4d
6

15.

Закрепление:
1
Напишите четыре квантовых числа для электронов 4p-подуровня:
2. Чем отличаются электроны:
n=4
l= 0
mi=0
ms=+1/2
n=3
l= 0
mi=0
ms=-1/2
3. В каком порядке заполнятся энергетические подуровни:
3s 3d 4s 4p 2s 3p
5p 5d 4d 3d 5s 4s
4. Что общего и в чем отличие атомов химических элементов № 11 и 19
5. Из приведенных ниже формул выберите те, которые соответствуют d-элементам 4 периода:
…3s23p63d54s1
…3s23p64s1
…3s23p63d104s2 4p3
…3s23p63d84s2
6. Изобразите схему электронного строения, электронную формулу, электронно-графическую формулу элементов № 63,104,87
7. Атом элемента имеет на 1e- меньше, иона алюминия. Назовите элемент.
Атом элемента имеет на 2e- больше, иона хлора. Назовите элемент.

16.

Домашнее задание: