Савчин Хімія 8 клас

Враховуючи існування ізотопів, можна зробити висновок:

^А т о м н а маса елемента дорівнює середньому значенню мас усіх його природних ізотопів з огляду на їхнє поширення.

Уперіодичну систему внесені середні атомні маси ізотопів кожного елемента. Протонно-нейтронна теорія дала змогу точніше сформулювати поняття хімічно­ го елемента.

^Хімічний елемент - це тип атомів з однаковим зарядом ядра.

І Самостійна робота

Завдання 1. У природі існують ізотопи:
І варіант			II	варіант
’V	"іг	V	36 Дг		38А,	40Дг
19 ’	19 ’	19	18	*	18	18

Обчисліть кількість нейтронів у ядрі.

Ядра атомів можуть перетворюватися внаслідок саморуйнування або їхньої вза­ ємодії з елементарними частинками. Такі реакції називають ядерними. Під час ядерних реакцій одні хімічні елементи перетворюються в інші. Наприклад:

14 . т 4	1т т	ґ	226	222	4 ТТ
7м + 2Не = 8° + іН		або	88ІІа = 86ЯП + 2Не

Першу ядерну реакцію здійснив Резерфорд 1919 р., штучно бомбардуючи ядра атомів Нітрогену атомами Гелію (а-частинками). Внаслідок ядерної реакції, Ніт­ роген перетворився в Оксиген з виділенням протона (|Н). З допомогою штучних ядерних реакцій вдалося добути різновиди атомів, яких не виявлено в природі. Від природних ізотопів вони відрізняються не тільки масовим числом, а й вели­ кою радіоактивністю.

(понад 1500 видів)	(близько 300)
Елементи, які складаються тіль­	З них складаються більшість
ки з радіоактивних ізотопів, на­	хімічних елементів періодичної
зивають радіоактивними.	системи.

118

Радіоактивні та стабільні ізотопи не відрізняються за хімічними властивостями. Ядерні реакції супроводжуються радіоактивним випромінюванням, яке має

велику проникну здатність, зокрема у живі системи з їхнім наступним руйнуван­ ням. Особливо негативно радіація впливає на здоров’я людей.

| Самостійна робота

І рівень
Завдання 1. Укажіть кількість нейтронів у ядрі нукліду 63Си:
А. ЗО. Б. 32. В. 36. Г. 34. Відповідь:______________ .
Завдання 2. Вставте пропущені слова:
1. Нукліди поділяють на:_______	та______________________ .

2.Перетворення, що відбуваються в ядрах атомів, називають________________

реакціями.

3.Елементи перетворюються або______________ , або внаслідок_____________

реакцій.

4. Ядерні реакції супроводжуються_______________________________________ , яке у великих дозах згубно впливає на організми_____________ ; ,

II рівень

Завдання 3. Прочитайте запис ^С1 та поясніть значення чисел:

17 - ______________________________ ; 35 - _______________________________. Завдання 4. Укажіть кількість нейтронів у ядрах нуклідів: 30Р, 31Р:

А. ЗО, 61. Б. 15,16. В. 16,16. Г. ЗО, 31. Відповідь:_____________ .

Завдання 5. Укажіть кількість протонів та нейтронів, відповідно, у ядрі нукліду 27АІ:

А. 13,14. Б. 13,27. В. 13,13. Г. 14,13. Відповідь:_____________ .

IIIрівень

Завдання 6. Укажіть, чим кількісно відрізняються атоми ізотопів одного еле­

мента:

А. Протонами. Б. Електронами. В. Нейтронами. Г. Зарядом ядра.

Відповідь:______________.

Завдання 7. Допишіть пропущені частинки в правій чи лівій частинах схем.

І варіант	II варіант
а) ^АІ + *Не —>_____________ ,Н;	а) 6С + 0п —>______________ + 2Не;
б)5> + : « ^ _____________ .	а ) > + --------------— -	шм<і-

119

Завдання 8. Порівняйте записи: 70Се; 73Се; 76Се. Поясніть, що подібне і відмінне.

Завдання 9. Природний Купрум складається з двох нуклідів 63Си і 65Си. Від­ носна атомна маса Купруму - 63,55. Обчисліть атомну частку важкого ізотопу в природному елементі.

^Перевірте свої знання

1.Наведіть приклади ізотопів Гідрогену та назвіть їх.

2.Сформулюйте визначення: а) ізотопів; б) хімічного елемента на о<рнові про- тонно-нейтронної теорії.

3.Поясніть, чому відносні атомні маси елементів у періодичній системі подано дробовими числами.

4.Узагальніть відомості про ізотопи та ядерні реакції.

5.Поясніть вплив на живі організми радіоактивного випромінювання.

(Домашнє завдання

1. Укажіть назви частинок, з яких складаються атомні ядра:

А.Нейтронів та електронів. Б. Протонів та нейтронів. В. Протонів та електро­ нів. Г. Лише з протонів. Відповідь:_______________ .

2. Позначте число протонів у ядрі нукліду 56Бе:

А.26. Б. 56. В. ЗО. Г. 82. Відповідь:_______________ .

3.Позначте правильне твердження: Масове число вказує на кількість: А. Протонів. Б. Електронів. В. Нейтронів. Г. Суму протонів та нейтронів. Відповідь:________________.

4.Укажіть число протонів та нейтронів, відповідно, у ядрі нукліду 52Сг:

А. 26 і 26. Б. 52 і 24. В. 24 і 52. Г. 24 і 28. Відповідь: _____________ .

5. Порівняйте, чим подібні та чим відрізняються ізотопи 36Аг,38Аг, "“Аг.

120

РУХ ЕЛЕКТРОНІВ В АТОМАХ. БУДОВА ЕЛЕКТРОННИХ ОБОЛОНОК АТОМІВ ЕЛЕМЕНТІВ М И ПЕРІОДІВ

Стан електронів в атомах характеризується:

1.Запасом енергії електрона - відстань, на якій наймовірніше перебування елек­ трона від ядра. Позначається цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Електрони з однаковим за­ пасом енергії утворюють енергетичні рівні.

2.Певною формою електронної хмари - орбіталлю. За формою орбіталі поді­ ляються на $, р, сі,/.

<ё

3.Наявністю електронів з різними орбіталями на одному і тому ж енергетично­ му рівні - утворення підрівнів.

4.Спіном - рухом навколо власної осі. На одній орбіталі може бути лише два електрони, що мають протилежні (антипаралельні) спіни.

Стан електронів в атомі можна зображати за допомогою електронних формул

ісхем. Наприклад:

					------------—^З^форма орбіталі
				Н -	Не —^
					►число електронів
		т		енергетичнии ршень
					клітинка - орбіталь
	Н		Не	Т і	стрілка - електрон
					дві протилежні стрілки -
	Схеми розподілу електронів				спарені електрони з
	за енергетичними комірками				антипаралельними спінами

Заповнюються енергетичні рівні поступово, із зростанням зарядів атомних ядер. Будову електронних оболонок можна подати так:

	Енергетичні рівні (я)	Число орбіталей	Форма орбіталей	Максимальне число
		рівня		електронів (ДО
	1	1	£	2(52)
	2	2	Ї.Р	8(? + р 6)
	3	3		Щ !?+р6 + (І10)
	4*7	4	ї,р,< іл	32^ +р6 + <Р° +/ 4)

121

Висновок. Найбільше число електронів (ДО на енергетичному рівні дорівнює по­ двоєному квадрату номера рівня (я):

N = 2и2

Розподіл електронів за енергетичними рівнями в атомах елементів малих періодів можна подати так:

Періоди	І
	•Н
І	+1)
	1
	ь 1
	3ІЛ
II	+32>)

		Г Р У П И
II	III	IV	V	VI	VII ,	VIII
						2Не
						+2)
						2
				8о	9р	и2
4Ве	5В	6С	7К
V	+Ф	+Ф	5	+Ф	V	8
+4))			* 7} )		+9))	+10))
и 22і2	іл & р 1	Ь22^2р2	І!?2!?2р3	и г2з22р4	І522і22р5	1?2!?2р6
12Мд	13А1	14Бі	15Р		17С1	18Аг

III " Ф81	+І$) +1?))+ 14>))
Ь22522/)6Зї‘	2	3	4
	... 352	... 35*3р'	... 3$23р2

Висновок

+152)))		+1?))
V	+162>))		+1*1))
	8б	7	8
... 3$23р3	... 3^3р*	... 3і23р5	... 3^3р6

1.Перший період складається з двох елементів: Гідрогену та Гелію. У атома Ге­ лію електронна оболонка завершена і виявляє особливу стійкість.

2.У елементів другого періоду заповнюється другий енергетичний рівень, спо­ чатку орбіталь 5-підрівня, потім три орбіталі р-підрівня.

	и	ш	Ве ЦІ)
		25і	2І2
		о	•
с Птм	N	ТІТІТ	Б ІТ4.ІТ4.І ї 1	Ые ІТІІТ4ІТІ
2Р		2Ґ	2р$	2р'

е е

Із зростанням заряду атомного ядра на одиницю, на зовнішній енергетичний рі­ вень прибуває по одному електрону. Інакше кажучи, відбувається плавне нагро­ мадження електронів від 1 до 8.

122

3. В елементів третього періоду з’являється новий, третій енергетичний рівень, заповнення якого електронами відбувається як і в елементів другого періоду, про­ те на відстані, дальшій від ядра.

Висновок

1.В елементів II і III періодів,будова зовнішніх електронних рівнів атомів повто­ рюється, а тому й спостерігається подібність їхніх властивостей.

2.Номер періоду вказує на кількість енергетичних рівнів в атомі.

3.Для елементів малих періодів та елементів головних підгруп великих періо­ дів номер групи співпадає з кількістю електронів на зовнішньому енергетичному рівні й відповідає вищій валентності елемента за Оксигеном.

4.Валентність неметалів у летких сполуках з Гідрогеном легко знайти, якщо від

8 відняти число, що відповідає номеру групи.

І Самостійна робота

I рівень

Завдання 1. Позначте елемент, який на зовнішньому енергетичному рівні має чотири електрони:

А.В. Б. СІ. В. С. Г. Р. Відповідь:_______________ . Завдання 2. Позначте вищий оксид елемента II періоду:

А.В20 3. Б. Ма20. В. СЮ. Г. Вг2Ог Відповідь:________________. Завдання 3. Укажіть максимальне число електронів на 2р-підрівні:

А.2. Б. 12. В. 8. Г. 6. Відповідь:________________.

II рівень

Завдання 4. Позначте два вищих оксиди другого і третього періодів: А. С 02. Б. К20. В. БеО. Г. БО,. Відповідь:________________.

Завдання 5. Укажіть формулу леткої сполуки з Гідрогеном елемента головної підгрупи V групи, III періоду:

А.СН . Б. РН,. В. Н,0. Г. НВг. Відповідь:________________. Завдання 6. Позначте максимальне число електронів однієї орбіталі:

А.Лише 1. Б. 2 з антипаралельними спінами. В. Лише 8.

Г. 2 з паралельними спінами. Відповідь:________________.

IIIрівень

Завдання 7. Укажіть назву орбіталі сферичної форми:

А./-орбіталь. Б. р-орбіталь. В. 5-орбіталь. Г. (і-орбіталь. Відповідь:____________. Завдання 8. Назвіть елементи, що мають такі електронні формули: І522522р4,

І^ і р ^ 2:

А.С, Бі. Б. О, М§. В. О, АІ. Г. Б, Са. Відповідь:________________.

123

Завдання 9. Напишіть електронні формули елементів 6,9,15.

IV рівень

Завдання 10. Назвіть елементи, що мають такі електронні формули: І522$22р2, І522і22р63523р1. Напишіть формули їхніх оксидів та гідроксидів, укажіть їх харак­ тер та підтвердіть рівняннями реакцій.

?Перевірте свої знання

1.Охарактеризуйте рух електронів в атомі.

2.Поясніть поняття «орбіталь» та класифікуйте його за формою.

3.Запропонуйте спосіб визначення максимального числа електронів на енер­ гетичному рівні.

4.Порівняйте заповнення електронами зовнішніх енергетичних рівнів в еле­ ментів другого і третього періодів. Що подібне і чим відрізняються? Зробіть висновок.

(Домашнє завдання

1. Напишіть хімічні символи, формули простих речовин, вищих оксидів та лет­ ких сполук з Гідрогеном для елементів з протонними числами:

І варіант	II варіант
а) 3; б) 13; в) 17.	а) 7; б) 12; в) 16.
а) ______________________________ ;	а ) _____________________________ ;
б) ______________________________;	б ) _____________________________ ;
в) _____________________________ в )	_____________________________ .

2. Зобразіть будову електронних оболонок цих елементів електронними фор­ мулами й схемами розподілу електронів за енергетичними комірками.

V

3. Впишіть у вільні квадрати хімічні символи елементів III періоду, орбіталі 5- і »-підрівнів, їхні електронні формули й схеми розподілу електронів за енергетичіими комірками.

[Поясніть порядок заповнення електронами орбіталей. Порівняйте ваші дані з заІповненням другого енергетичного рівня в елементів другого періоду. Зробіть висІновки.

4. Елементи А і Б належать до І групи періодичної системи, а елемент В - до VII. ІСполука АВ широко застосовується як харчовий продукт. Сполука БВ - речовина,

іерозчинна у воді та кислотах. Назвіть елементи А, Б, В. Напишіть рівняння реакІцій утворення сполук АВ і БВ, назвіть їх.

ЗАЛЕЖНІСТЬ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЕЛЕМЕНТІВ ВІД ПЕРІОДИЧНОЇ ЗМІНИ ЕЛЕКТРОННИХ СТРУКТУР АТОМІВ

|Учення про будову атомів розкрило фізичний зміст періодичного закону. Зрос- [тання позитивних зарядів атомних ядер від 1 до 112 спричиняє періодичне пов-

I торення будови зовнішнього енергетичного рівня. Оскільки властивості елементів іта їх сполук залежать від числа електронів на зовнішньому енергетичному рівні, Іто вони теж періодично повторюються. Електрони зовнішнього енергетичного [рівня віддаленіші від ядра, мають здатність спарюватися з електронами іншого І атома. їх називають валентними.

125

Простежимо зміну властивостей елементів та їх сполук, залежно від будови |

атомів, на прикладі III періоду.

!

III період

Хімічні сим­ воли Схеми будови атомів

Зміни у будові

Зміни у влас­ тивостях

Формули ви­ щих оксидів та їх характер

Зміни

Формули гід­ роксидів та їх характер

Зміни

Формули лет­ ких сполук неметалів з Гідрогеном

Характер їх водних роз­ чинів

			ГРУ П И
І	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
Ыа	Мд	А1	Бі	Р	Б	СІ	Аг

© ) ) ) © ) ) ) © ) ) ) © ) ) ) © ) ) ) © ) ) ) © ) ) ) © ) ) )

2 8 І

2 82

2 83

2 84

2 85

2 86

2 87

2 88

1.Зростає заряд ядра атома на одиницю.

2.Збільшується число електронів на зовнішньому енергетичному рівні від 1 до 8, при майже незмінному радіусі атома.

Металічні властивості послаблюються, неметалічні - посилюються.

Звідси: метали - це елементи, які на зовнішньому рівні мають мале число електронів. Неметали - це елементи, які на зовнішньому рівні мають велике число електронів.

Иа2о	МёО	аі2о ,	бю2	рА	Б03	сі2о 7	-
Оснбвні		Амфотер.			Кислотні

1.Зростає вища валентність за Оксигеном від 1 до 7.

2.Характер оксидів змінюється від оснбвних через амфотерні до кислотних.

ЫаОН	М8(ОН)2 АІ(ОН)3 н 2а о 3	н 3ро 4 Н ^ 04 н е ю ,	-
	Н3А103	4
Луг	Основа Амфотер.	Кислоти

Послаблюється сила основ через амфотерні гідроксиди, посилюються кис­ лотні властивості оксигеновмісних кислот.

	-	-	-	IV	III	II	І	-
				БіН4	РН3	Н2^	н е ї
					Основа	Слабка	Сильна
						кислота	кислота

Висновок

1.Плавне нагромадження електронів на зовнішньому енергетичному рівні спричиняє плавну зміну металічних властивостей елементів на неметалічні.

2.З цієї ж причини змінюється характер оксидів та гідроксидів.

Простежимо зміну властивостей елементів у вертикальному стовпці на прикладі головної підгрупи II групи.

126

і

	Протон­	Хімічний	Схеми будови		Подібність та від­	Формули оксидів		Зміна влас­
	не число	символ	атомів		мінність у будові	та гідроксидів		тивостей
						II
	4	Ве	т	22	На зовнішньому	ВеО	Be(OH)2	Амфотерні
					енергетичному
						II
			т		рівні 2 електрони
	12	Mg		282		MgO	Mg(OH)2	Оснбвні
			®	т		II
	20	Са				CaO	Ca(OH)2
				288 2	Зростає радіус
						II		Розчинні
			@	т	атома, властивість		Sr(OH)2
	38	Sr						У воді,
					віддавати електро­	SrO
				281882				луги
					ни посилюється
						II
			л л Ш Ш
	56	Ва				BaO	Ba(OH)2
			У Т Т Т Ш Т
				28181882

Висновок

1.У елементів головних підгруп є стале число електронів на зовнішньому енер­ гетичному рівні, яке відповідає номеру групи. В цьому полягає фізичний зміст номера групи. Крім цього, номер групи вказує на число електронів, які можуть утворювати хімічні зв’язки.

2.Зростання радіуса атома спричиняє посилення металічних властивостей еле­ ментів і послаблення неметалічних.

3.Оснбвні властивості оксидів та гідроксидів посилюються зверху донизу, кис­ лотні ж - послаблюються. З усього викладеного вище випливає висновок: влас­ тивості елементів та їх сполук залежать від будови їх атомів.

!Самостійна робота

Ірівень

Завдання 1. Вставте пропущені слова, щоб вираз став завершеним.

1.У періодах, із зростанням заряду ядра атома,__________________ властивості елементів послаблюються, а __________________посилюються.

2.Плавна зміна____________________ елементів у періоді пояснюється плавним

____________________електронів на___________________ енергетичний рівень.

3.Оксиди та гідроксиди, утворені елементами одного періоду теж ____________

властивості: від________________ через_________________до ________________ .

4.У головних підгрупах на зовнішньому_____________ рівні є ______________

число електронів.

5.Для металічних елементів головних підгруп зверху донизу_______________

властивості______ ; ;.

127