Тема 3. Строение атомов и молекул

Теоретический материал:

- модели атома (Томсона, Резерфорда, современная), изотопы;

- строение атома; квантовые числа; принципы заполнения орбиталей электронами;

- периодический закон и структура периодической системы элементов Д.И. Менделеева; s-,p-,d-элементы, их валентные электроны, положение в периодической системе; периодичность изменения свойств элементов и их соединений в периоде и подгруппе;

- свойства химической связи; типы химической связи;

- типы кристаллических решеток и свойства веществ с различным типом кристаллической решетки;

- основы метода валентных связей: понятие валентности, механизмы образования ковалентной связи, σ- и π-связи, гибридизация атомных орбиталей и геометрическая форма молекул и ионов.

1. СТРОЕНИЕ АТОМА

Состояние электрона в атоме описывается набором четырех квантовых чисел.

Главное квантовое число n характеризует энергию орбитали; может принимать только целые значения: 1; 2; 3…

Орбитальное квантовое число l характеризует форму орбитали и может принимать значения: 0; 1; 2; 3… (n-1). Численным значениям соответствуют буквенные:s,p,d,fи т.д.:

n	l	обозначение орбитали
1	0	1s
2	0; 1	2s, 2p
3	0; 1; 2	3s, 3p, 3d
4	0; 1; 2; 3	4s, 4p, 4d, 4f

Магнитное квантовое число m_l определяет число орбиталей с данным значением орбитального квантового числа и может принимать значения: 0; ±1; ±2; ±3…± l.

l	ml	число орбиталей с заданным l
0	0	1
1	0; ±1	3
2	0; ±1; ±2	5
3	0; ±1; ±2; ±3	7

Спиновое квантовое число m_sхарактеризует вращение электрона вокруг собственной оси и принимает значения ±1/2.

Правила заполнения электронных орбиталей:

- Принцип Паули: В атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором четырех квантовых чисел. Отсюда следует: два электрона, находящиеся на одной орбитали, имеют противоположные спины.

- Принцип минимума энергии: электроны в атоме сначала заполняют уровни с наименьшим значением главного квантового числа, а в пределах уровня сначала заполняются орбитали с наименьшим значением орбитального квантового числа.

- Правило Хунда:Суммарное спиновое число электронов данного подуровня должно быть максимальным. Следствия:

- на орбиталях данного подуровня размещается сначала по одному, а затем по второму электрону;

- электроны, по одиночке занимающие орбитали данного подуровня, имеют одинаковые спины.

Последовательность заполнения электронных орбиталей: 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s…

Правила Клечковского:

1. Уровни и подуровни заполняются электронами в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел.

2. Если эта сумма одинакова, сначала заполняются орбитали с меньшим значением главного квантового числа.

ПЛАН характеристики элемента по Периодической системе элементов Д.И. Менделеева:

а) № периода; группа; подгруппа; число энергетических уровней

б) масса атома, число протонов, нейтронов, электронов в атоме

в) к каким элементам относится (s,p,d,f)

г) валентные электроны (s,p,d,f), их число

д) высшая степень окисления

е) металл или неметалл