작업 2 원자의 구조 옵션 1. 화학(원자의 구조)(발표)

"원자의 구조"

옵션 번호 1

연습 1.

4d; 3p; 3d; 4초; 5초; 4시

작업 2.

작업 3.

11셀 독립 작업 1번

옵션 번호 2

연습 1.

하위 레벨은 어떤 순서로 채워질까요?

4d; 3p; 3d; 4초; 5초; 4시

작업 2.

작업 3.

전자 구성을 갖는 요소의 원자를 결정합니다.

a) 4s 2 4p 5 b) 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2

11셀 독립 작업 1번

옵션 번호 1

연습 1.

하위 레벨은 어떤 순서로 채워질까요?

4d; 3p; 3d; 4초; 5초; 4시

운동 2.

아르곤과 티타늄 원자의 전자 및 그래픽 구성을 구성합니다. 이 요소는 어떤 가족에 속합니까?

작업 3.

전자 구성을 갖는 요소의 원자를 결정합니다.

a) 3s 2 3p 6 4s 2 b) 4s 2 4p 6 4d 1 5s 2

11셀 독립 작업 1번

옵션 번호 2

연습 1.

하위 레벨은 어떤 순서로 채워질까요?

4d; 3p; 3d; 4초; 5초; 4시

운동 2.

칼슘과 코발트 원자의 전자 및 그래픽 구성을 구성합니다. 이 요소는 어떤 가족에 속합니까?

작업 3.

전자 구성을 갖는 요소의 원자를 결정합니다.

가) 4초 2 4p 5 나) 3초 2 3p 6 3d 5 4초

실험실 작업

실용적인 수업

독립적인 교실 작업

독립숙제(표준계산)

제어(방어, 구어체, 테스트, 시험)

교과서 및 학습 가이드

N. V. Korovin. 일반 화학

일반화학 코스. 이론 및 문제(N.V. Korovin, B.I. Adamson 편집자)

N. V. Korovin 및 기타 화학 실험실 작업

캘린더 계획

전해질,

화학적 등가물

가수분해, PR

전기 형태-

13(2 )

GE, 전기분해,

27(13,16)

14(2 )

부식

양자수

17(2 )

18(2 )

화학 결합

단지

열역학

동력학.

6(2,3 )

평형

화학개론

Energy Institute의 화학은 근본적인 일반 이론 분야입니다.

화학은 물질의 구성, 구조, 특성 및 변형과 이러한 변형에 수반되는 현상을 연구하는 자연 과학입니다.

MV 로모노소프			DI 멘델레예프
"화학적인
			"화학의 기초" 1871
고려하다	속성
			d.) – “화학 –
변화
			원소의 교리와
설명하다
			그들의 연결."
		화학적인

변화가 일어나고 있다."

"화학의 황금기"(19세기 말~20세기 초)

D.I. Mendeleev의 정기법(1896)

E. Frankland(1853)가 도입한 원자가 개념

유기 화합물의 구조 이론 A.M.Butlerov (1861-1863)

복합 화합물 이론 A. Werner

M. Gultberg와 L. Waage의 대중 행동의 법칙

G.I. Hess가 주로 개발한 열화학

S. Arrhenius의 전해 해리 이론

A. Le Chatelier의 이동 평형 원리

JW Gibbs 위상 규칙

Bohr-Sommerfeld 원자의 복잡한 구조 이론(1913-1916)

현대 화학 발전 단계의 의의

화학 법칙과 그 적용을 이해하면 새로운 프로세스, 기계, 설치 및 장치를 만들 수 있습니다.

전기, 연료, 금속, 각종 재료, 식량 등 획득 화학 반응과 직접적인 관련이 있습니다. 예를 들어, 현재 전기 및 기계 에너지는 주로 천연 연료의 화학 에너지(연소 반응, 물 및 불순물과 금속의 상호 작용 등)를 변환하여 얻습니다. 이러한 프로세스에 대한 이해 없이 발전소와 내연기관의 효율적인 운영을 보장하는 것은 불가능합니다.

다음과 같은 경우 화학 지식이 필요합니다.

- 과학관 형성,

- 비 유적 사고의 개발을 위해,

- 미래 전문가의 창조적 성장.

화학 발전의 현대 단계는 물질 및 물질 시스템의 화학적 매개변수 해석 및 계산을 위한 양자(파동) 역학의 광범위한 사용을 특징으로 하며 원자 구조의 양자 역학 모델을 기반으로 합니다.

원자는 화학 원소의 특성을 전달하는 복잡한 전자기 마이크로 시스템입니다.

원자의 구조

동위 원소는 동일한 화학 물질의 다양한 원자입니다.

원자 번호는 같지만 원자 번호가 다른 원소

미스터 (Cl) \u003d 35 * 0.7543 + 37 * 0.2457 \u003d 35.491

양자역학의 기초

양자 역학- 움직이는 미세 물체의 거동 (전자 포함)는

입자의 특성과 파동의 특성이 동시에 나타나는 것은 이중(미립자 파동) 특성입니다.

에너지 양자화:막스 플랑크(1900, 독일) -

물질은 불연속 부분(양자)에서 에너지를 방출하고 흡수합니다. 양자의 에너지는 복사(진동) ν의 주파수에 비례합니다.

h는 플랑크 상수(6.626 10-34 J s)이고; ν=с/λ , с – 빛의 속도, λ – 파장

알버트 아인슈타인(1905): 모든 방사선은 에너지 양자(광자)의 플럭스입니다. E = m v 2

루이 드 브로이(1924, 프랑스): 전자도 특징입자파이중성 - 방사선은 파동처럼 전파되며 작은 입자(광자)로 구성됩니다.

		입자 - m,		mv , E=mv 2

	파도 - ,			이자형 2 \u003d h \u003d hv /
	질량 및 속도와 연결된 파장:
		E1 = E2;		시/분
	불확실성			베르너 하이젠베르크(1927,
독일)		일하다	불확실성		식량
(좌표)		입자 x와	운동량(mv) 아님		아마도

h/2 미만

x (mv) h/2 (- 오류, 불확실성) 즉 입자의 위치와 운동량은 절대적인 정확도로 원칙적으로 언제든지 결정될 수 없습니다.

전자 구름 원자 궤도(AO)

저것. 입자(전자)의 정확한 위치는 특정 부피(핵 근처) 공간에서 입자를 찾을 통계적 확률 개념으로 대체됩니다.

무브먼트 e-는 파동 특성을 가지며 다음과 같이 설명됩니다.

2dv는 핵 공간 근처의 특정 부피에서 e-를 찾을 확률 밀도입니다. 이 공간은 원자 궤도(AO).

1926년 슈뢰딩거는 원자의 e 상태를 수학적으로 설명하는 방정식을 제안했습니다. 그것을 해결

파동함수를 구하라. 간단한 경우에는 3개의 좌표에 따라 달라집니다.

전자는 음전하를 띠고 있으며, 전자의 오비탈은 특정 전하 분포를 나타내며 전자라고 합니다. 전자구름

양자수

Schrödinger 방정식에 따라 원자 내 전자의 위치를 특성화하기 위해 도입됨

1. 주 양자수(N)

전자의 에너지 결정 - 에너지 준위

전자 구름(오비탈)의 크기를 보여줍니다.

1에서 값을 취합니다

n(에너지 레벨 번호): 1 2 3 4 등

2. 궤도 양자수(l) :

결정 - 전자의 궤도 각 운동량

오비탈의 모양을 보여줍니다.

값을 취합니다 - 0에서 (n -1)까지

그래픽으로 AO는 궤도 양자수(0 1 2 3 4)로 표시됩니다.

에너지 하위 수준: s p d f g

E 증가


l=0	s-하위 수준 s-AO

	p-하위 수준 p-AO

각 n은 특정 수의 l 값에 해당합니다. 각 에너지 수준은 하위 수준으로 나뉩니다. 하위 수준의 수는 수준 번호와 같습니다.

1차 에너지 레벨 → 1 서브레벨 → 1s 2차 에너지 레벨 → 2 서브레벨 → 2s2p 3차 에너지 레벨 → 3 서브레벨 → 3s 3p 3d

4 에너지 수준 → 4 하위 수준 → 4s 4p 4d 4f 등

3. 자기양자수(ml)

정의 – 임의로 선택된 축에서 전자의 궤도 각 운동량의 투영 값

쇼 - AO의 공간 방향

값을 취합니다 – -l에서 + l까지

l의 모든 값은 자기 양자 수의 (2l +1) 값, 즉 (2l +1) 공간에서 주어진 유형의 전자 구름의 가능한 위치.

s - 상태 - 하나의 궤도(2 0+1=1) - m l = 0, 왜냐하면 내가 = 0

p - 상태 - 3개의 오비탈(2 1+1=3)

m l : +1 0 -1, 왜냐하면 l=1

ml =+1

ML=0

밀리리터 = -1

동일한 하위 수준에 속하는 모든 궤도는 동일한 에너지를 가지며 축퇴라고 합니다.

결론: AO는 n, l, m l의 특정 집합을 특징으로 합니다. 공간의 특정 크기, 모양 및 방향.

4. 스핀양자수(ms)

"스핀" - "스핀들"

결정 - 축을 중심으로 한 회전과 관련된 전자의 고유한 기계적 모멘트

값을 취합니다 - (-1/2 h/2) 또는 (+1/2 h/2)

n=3

내가 = 1

ML = -1, 0, +1

ms = + 1/2

원칙과 규칙

원자의 전자 구성

(전자 구성 공식의 형태로)

에너지 레벨 번호의 숫자를 나타냅니다.

문자는 에너지 하위 수준(s, p, d, f)을 나타냅니다.

하위 수준 지수는 숫자를 의미합니다.

주어진 하위 수준의 전자

19 케이 1s2 2s2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

최저한의

원자의 전자는 가장 안정한 상태에 해당하는 가장 낮은 에너지 상태를 차지합니다.

1초 2초 2p 3초 3p 3d 4초 4p 4d 4f

E 증가

클레츠코프스키

전자는 주 양자수와 궤도 양자수의 합이 증가하는 것을 특징으로 하는 궤도에 순차적으로 배치됩니다(n + l) ; 이 합계의 동일한 값에 대해 주 양자 수 n의 값이 더 낮은 궤도가 더 일찍 채워집니다.

1초<2 s < 2 p = 3 s < 3 p = 4 s < 3 d = 4 p и т. д

옵션 1

파트 A.

1.원자핵(39K)이 형성된다.

1) 양성자 19개와 전자 20개 2) 중성자 20개와 전자 19개

3) 양성자 19개와 중성자 20개 4) 양성자 19개와 중성자 19개

에이 2. 원소 인의 원자는 전자 공식에 해당합니다.

1) 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 2 2) 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 3 3) 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 4 4) 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 5

A 3. 화학 원소는 원자 반지름이 작은 순서대로 배열됩니다.

1) Ba, Cd, Sb 2) In, Pb, Sb 3) Cs, Na, H 4) Br, Se, As

A 4.화학 원소에 대한 다음 설명이 맞습니까?

A. 모든 화학 원소인 금속은 S-원소와 d-원소에 속합니다.

B. 화합물의 비금속은 음의 산화 상태만 나타냅니다.

5.그룹 II의 주요 하위 그룹 금속 중에서 가장 강력한 환원제는

1) 바륨 2) 칼슘 3) 스트론튬 4) 마그네슘

6.크롬 원자의 에너지층의 수와 외부 에너지층의 전자의 수는 각각,

7.더 높은 수산화 크롬 전시

8.원소의 전기 음성도는 계열에서 왼쪽에서 오른쪽으로 증가합니다.

1) O-S-Se-Te 2) B-Be-Li-Na 3) O-N-P-As 4) Ge-Si-S-Cl

9. Ba(ClO 3) 2에서 염소의 산화 상태는

1) +1 2) +3 3) +5 4) +7

10.비소가 속한 원소

작업에 대한 답변 B1-B2

안으로 1.고급 산화물의 산성 특성의 증가는 다음과 같은 시리즈에서 발생합니다.

1) CaOSiO2SO3 2) CO2Al2O3MgO 3) Li2OCO2N2O5

4) As 2O 5 P 2O 5 N 2O 5 5) BeOCaOSrO 6) SO 3 P 2O 5 Al 2O 3

AT 2. 일치를 설정합니다.

핵심 구성 전자식

가. 7p + 1, 7n 0 1 1. 2S 2 2p 3

나. 15p + 1, 16n 0 1 2. 2S 2 2p 4

나. 9p + 1 , 10n 0 1 3. 3S 2 3p 5

D. 34p + 1, 45n 0 1 4. 2S 2 2p 5

1부터.고급 산화물 및 고급 브롬 수산화물에 대한 공식을 작성하십시오. 바닥 및 여기 상태에서 브롬 원자의 전자 구성을 기록하고 가능한 원자가를 결정하십시오.

브롬 원자의 전자 공식을 최대 및 최소 전력으로 작성하십시오.

"원자의 구조"주제에 대한 시험 번호 1

옵션 2

파트 A. 하나의 정답을 선택하십시오

1. 90 Sr 동위 원소의 양성자, 중성자 및 전자의 수는 각각

1. 38, 90, 38 2. 38, 52, 38 3. 90, 52, 38 4. 38, 52,90

에이 2. 전자 공식 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 6 4S 1은 원소의 원자에 해당합니다.

1. 황 2. 브롬 3. 칼륨 4. 망간

A 3.원소는 원자 반경이 감소하는 순서로 배열됩니다.

1) 붕소, 알루미늄, 갈륨 3) 붕소, 탄소, 규소

2) 칼륨, 나트륨, 리튬 4) 크립톤, 크세논, 라돈

A 4.계열 요소의 속성 변경에 대한 다음 판단이 올바릅니까?

Be-Mg-Ca-Sr-Ba?

A. 금속성이 향상됩니다.

B. 원자의 반지름과 원자가 전자의 수는 변하지 않는다.

1) A만 참이다 2) B만 참이다 3) 두 판단 모두 옳다 4) 두 판단 모두 틀리다

5.제3기 비금속 중에서 가장 강력한 산화제는

1) 인 2) 규소 3) 황 4) 염소

6.망간 원자의 에너지층 수와 외부 에너지층의 전자 수는 각각

1) 4, 2 2) 4, 1 3) 4, 6 4) 4, 5

7.더 높은 수산화 망간 전시회

1) 산성 특성 3) 기본 특성

2) 양성 특성 4) 산-염기 특성을 나타내지 않음

8.원소의 전기 음성도는 행을 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 감소합니다.

1) O-Se-S-Te 2) Be-Be-Li-H 3) O-N-P-As 4) Ge-Si-S-Cl

9. Ba(NO 2) 2에서 질소의 산화 상태는

1) +1 2) +3 3) +5 4) +7

10.망간이 속하는 원소

1) s-요소 2) p-요소 3) d-요소 4) 전환 요소

작업에 대한 답변 B1-B2정답의 숫자에 해당하는 일련의 숫자입니다.

안으로 1.고급 수산화물 기본 특성의 증가는 이를 형성하는 일련의 원소에서 발생합니다.

1) MgAl ) AsР 3) PSCl

4) BBeLi 5) MgCaBa 6)CaKCs

AT 2. 일치를 설정합니다.

핵심 구성 전자식

A. 19p + 1, 20n 0 1 1. 4S 1

나. 20p + 1, 20n 0 1 2. 4S 2

나. 14p + 1, 14n 0 1 3. 5S 1

D. 35p + 1, 45n 0 1 4. 4S 2 4p 5

작업 C 1을 완료하면 솔루션 과정과 얻은 결과를 자세히 기록하십시오.

1부터.고급 산화물과 고급 수산화 비소에 대한 공식을 작성하십시오. 바닥 상태와 여기 상태에서 비소 원자의 전자 구성을 기록하고 가능한 원자가를 결정하십시오.

비소 원자의 전자 공식을 최대 및 최소 전력으로 작성하십시오.

CONTROL WORK 1번 주제 "원자의 구조" 11학년

옵션 1

1. 주기율 체계의 기간 수는 다음에 의해 결정됩니다.

A. 원자핵의 전하

B. 원자의 바깥층에 있는 전자의 수.

B. 원자의 전자층 수

D. 원자의 전자 수.

A. S 및 Cl B. Be 및 B C. Kr 및 Xe D. Mo 및 Se

3. p - 요소는 다음과 같습니다.

A. 스칸듐.

B. 바륨.

나. 비소

G. 헬륨

10 4초 2 다음 요소와 일치합니다.

가. 칼슘.

B. 크립톤.

V. 카드뮴.

G. 징쿠.

가. Zn(OH)2

B. Mg(OH)2

나. Ca(OH)2

D. Cr(OH)2

A. Mg - Ca - Zn.

B.Al - Mg - Ca.

B.Sr - Rb - K.

G.Ge - Si - Sb.

2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 1

AE 2 O

B.E 2O 3

V.EO 2

지오 3

8. 핵에 22개의 중성자를 포함하는 칼슘 동위 원소는 다음과 같이 표시됩니다.

A. 20 40 Ca

B. 20 42 CaV. 20 44 Ca

G. 20 48 사

9. 경기:

요소:

알류미늄. II. 칼륨. III. 셀렌. IV. 마그네슘.

전자 공식:

A.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

B.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2

B.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4

D.1s 2 2s 2 3s 2 3p 6 4s 1

우수한 산화물 공식:

E 2 O 2.E 2 O 3 3.EO 4.EO 3

더 높은 수산화물 공식:

ㅏ. 영겁. 비. E(OH)2. V. E(OH) 3g H 2 EO 4

10. 주기율표의 위치에 따라 게르마늄, 비소, 황, 인의 원소를 산화성 내림차순으로 배열하십시오. 대답을 설명하십시오.

11. 주기율표에서 금속 특성은 어떻게 그리고 왜 변합니까?

A. 기간 내.

B. 주요 하위 그룹 내.

12. 주기율표에서 일련 번호가 30인 원소에 대한 전자 공식을 만드십시오. 이 원소가 금속에 속하는지 비금속에 속하는지에 대해 결론을 내립니다. 더 높은 산화물과 수산화물의 공식을 적고 그 성질을 나타냅니다.

13. 주기율표 VI 족의 주요 하위 족인 제 3주기 원소의 가장 높은 산화물의 화학적 특성은 무엇입니까? 반응 방정식을 작성하여 답을 뒷받침하십시오.

테스트 1번 주제 "원자의 구조" 11학년

옵션 2

주기율표의 그룹 번호(주 하위 그룹의 요소에 대한)는 다음을 결정합니다.

A. 원자의 양성자 수.

B. 원자의 바깥층에 있는 전자의 수.

B. 원자의 전자층 수.

D. 원자의 중성자 수.

2. 외부 및 사전 외부 에너지 수준의 유사한 구조를 가진 한 쌍의 요소:

A.Ba 및 K B.Ti 및 Ge

B.Sb 및 Bi G.Kr 및 Fe

3. p - 요소는 다음과 같습니다.

A.칼리

B. 실리콘

V.아르곤

G.Copper

4. 전자 구성. . .3d 5 4초 2 다음 요소와 일치합니다.

A. 브로마

나. 칼슘

V. 망간

G. 염소

5. 양성 산화물은 화학식이 다음과 같은 물질입니다.

A. CrO B.Cr 2 O 3 C. CrO 3 D. FeO

6. 금속 특성을 강화하는 순서대로 배열된 여러 요소:

A. Al-Ga-Ge.

B. Ca-Sr-Ba.

B. K-Na-Li.

G. Mg - Ca - Zn.

7. 전자 공식 1s가 있는 요소 E 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 다음 공식에 해당하는 더 높은 산화물이 형성됩니다.

A.EO

B.E 2O 3

V.E 2 오 5

지오 3

8. 핵에 30개의 중성자를 포함하는 철의 동위원소는 다음을 나타냅니다.

A. 26 54 페

B. 26 56 철

B. 26 57 Fe

D. 26 58 Fe

9. 경기:

요소:

보르. II. 브롬. III. 인. IV. 리튬.

전자 공식:

A.1s 2 2s 2 2p 1

B.1s 2 2s 1

나. 1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 3

D. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5

우수한 산화물 공식:

E 2 O 2.E 2 O 3 3.E 2 O 5 4.E 2 O 7

더 높은 수산화물 공식:

ㅏ. 영겁. 비. 그물 3 . V. N 3 EO 3 g.NET 4

PART B. 자유 답변 과제

10. 주기율표의 위치에 따라 알루미늄, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 원소를 환원성 오름차순으로 정렬합니다. 대답을 설명하십시오.

11. 주기율표에서 일련 번호의 오름차순으로 배열된 원소의 원자핵 전하가 단조롭게 변하고 원소의 특성이 주기적으로 변하는 이유는 무엇입니까?

12. 주기율표에서 일련 번호가 38인 원소의 전자 공식을 만드십시오. 이 원소가 금속에 속하는지 비금속에 속하는지에 대해 결론을 내립니다. 더 높은 산화물과 수산화물의 공식을 적고 그 성질을 나타냅니다.

13. 금속 수산화물의 화학적 특성은 무엇입니까? 반응 방정식을 작성하여 답을 뒷받침하십시오.

옵션 3

1. 원소 원자의 총 전자 수는 주기적 시스템을 사용하여 숫자로 결정됩니다.

A. 그룹.

나. 기간.

V. 행.

G. 주문.

2. 외부 및 사전 외부 에너지 수준의 유사한 구조를 가진 한 쌍의 요소:

A. Sn 및 Si B. As 및 Se C. Zn 및 Ca D. Mo 및 Te

3. f - 요소는 다음과 같습니다.

가. 게르마늄.

B. 칼륨.

V. 셀레늄.

G. 천왕성.

4. 전자 구성. . .4초 24시6분 다음 요소와 일치합니다.

A. 브롬.

B. 철.

V. 네온.

G. 크립톤.

5. 양쪽성 수산화물은 화학식이 다음과 같은 물질입니다.

A. 가(OH) 3.

B. Mg(OH)2.

나. LiOH.

D. Sc(OH)2

6. 금속 특성을 강화하는 순서대로 배열된 여러 요소:

A. K - Rb - Sr.

B.Al - Mg - Ca.

B. Be - Li - Cs.

G.Ge - Sn - Sb.

7. 전자 공식 1s가 있는 요소 E 2 2초 2 2p 6 3초 1 다음 공식에 해당하는 더 높은 산화물이 형성됩니다.

AE 2 O

B.E 2O 3

V.EO 2

지오 3

8. 핵에 24개의 중성자를 포함하는 칼슘 동위 원소는 다음과 같이 표시됩니다.

A. 20 40 Ca

나. 20 42 사

B. 20 44 Ca

G. 20 48 사

9. 경기:

요소:

질소. II. 칼슘. III. 규소. IV. 황.

전자 공식:

A.1s 2 2s 2 2p 3

B.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

B.1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

D.1s 2 2s 2 3s 2 3p 6 4s 2

우수한 산화물 공식:

EO 2.EO 2 3.E 2 O 5 4.EO 3

더 높은 수산화물 공식:

ㅏ. H2OE4. 비. E(OH)2. V. N 2 EO 3 g.NET 3

PART B. 자유 답변 과제

10. 주기율표의 위치에 따라 산소, 비소, 황, 인의 원소를 산화성 내림차순으로 배열하십시오. 대답을 설명하십시오.

11. 요소 원자의 전자 껍질에서 레벨, 하위 레벨 및 궤도가 전자로 채워지는 기본 규칙 (법칙)을 나열하십시오.

12. 주기율표에서 일련 번호가 34인 원소의 전자 공식을 만드십시오. 이 원소가 금속에 속하는지 비금속에 속하는지에 대해 결론을 내립니다. 더 높은 산화물과 수산화물의 공식을 적고 그 성질을 나타냅니다.

13. 비금속 수산화물의 화학적 특성은 무엇입니까? 반응 방정식을 작성하여 답을 뒷받침하십시오.

전자

원자의 개념은 물질의 입자를 나타내기 위해 고대 세계에서 유래되었습니다. 그리스어로 원자는 "분할할 수 없는"을 의미합니다.

아일랜드의 물리학자 Stoney는 실험을 바탕으로 모든 화학 원소의 원자에 존재하는 가장 작은 입자에 의해 전기가 운반된다는 결론에 도달했습니다. 1891년에 스토니는 이 입자를 그리스어로 "호박"을 의미하는 전자라고 부를 것을 제안했습니다. 전자가 그 이름을 얻은 지 몇 년 후, 영국 물리학자 Joseph Thomson과 프랑스 물리학자 Jean Perrin은 전자가 음전하를 띤다는 것을 증명했습니다. 이것은 화학에서 단위 (-1)로 간주되는 가장 작은 음전하입니다. Thomson은 심지어 전자의 속도를 결정하는 데 성공했습니다(궤도에서 전자의 속도는 궤도 번호 n에 반비례합니다. 궤도의 반경은 궤도 번호의 제곱에 비례하여 증가합니다. 원자(n=1; Z=1), 속도는 ≈ 2.2 · 106 m/c, 즉 빛의 속도 c=3 · 108 m/s보다 약 100배 느리고 전자의 질량( 수소 원자의 질량보다 거의 2000배 작습니다.)

원자의 전자 상태

원자의 전자 상태는 특정 전자의 에너지와 전자가 위치한 공간에 대한 일련의 정보. 원자 속의 전자는 운동 궤적을 가지고 있지 않습니다. 핵 주위의 공간에서 그것을 발견할 확률.

그것은 핵을 둘러싼 이 공간의 어느 부분에나 위치할 수 있으며, 그 다양한 위치의 총체는 일정한 음전하 밀도를 가진 전자 구름으로 간주됩니다. 비 유적으로 이것은 다음과 같이 상상할 수 있습니다. 사진 마감에서와 같이 원자의 전자 위치를 100 분의 1 또는 100 만분의 1 초에 촬영할 수 있다면 그러한 사진의 전자는 점으로 표시됩니다. 그러한 사진을 무수히 겹쳐보면 이러한 지점이 가장 많은 곳에 가장 밀도가 높은 전자 구름 사진이 생성됩니다.

전자가 가장 많이 발견되는 원자핵 주변의 공간을 오비탈이라고 합니다. 그것은 대략 포함합니다 90% 전자 구름, 이것은 전자가 공간의 이 부분에 있는 시간의 약 90%를 의미합니다. 모양으로 구별 현재 알려진 4가지 유형의 오비탈, 라틴어로 표시 문자 s, p, d 및 f. 일부 형태의 전자 궤도를 그래픽으로 표현한 것이 그림에 나와 있습니다.

특정 궤도에서 전자 운동의 가장 중요한 특성은 핵과의 연결 에너지. 비슷한 에너지 값을 가진 전자는 단일 전자층 또는 에너지 준위를 형성합니다. 에너지 준위는 핵에서 시작하여 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7로 번호가 매겨집니다.

에너지 준위의 수를 나타내는 정수 n을 주양자수라고 합니다. 주어진 에너지 수준을 차지하는 전자의 에너지를 특성화합니다. 핵에 가장 가까운 첫 번째 에너지 준위의 전자는 에너지가 가장 낮습니다.첫 번째 수준의 전자와 비교할 때 다음 수준의 전자는 많은 양의 에너지를 특징으로 합니다. 결과적으로 외부 수준의 전자는 원자핵에 가장 적게 결합됩니다.

에너지 준위에서 가장 많은 수의 전자는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

N = 2n2,

여기서 N은 최대 전자 수입니다. n은 레벨 번호 또는 주요 양자 번호입니다. 결과적으로 핵에 가장 가까운 첫 번째 에너지 준위는 2개 이하의 전자를 포함할 수 있습니다. 두 번째 - 8 이하; 세 번째 - 18 이하; 네 번째 - 32 이하.

두 번째 에너지 준위(n=2)부터 시작하여 각 준위는 핵과의 결합 에너지에서 서로 다소 다른 하위 준위(sublayers)로 세분된다. 하위 수준의 수는 주 양자 수의 값과 같습니다. 첫 번째 에너지 수준에는 하나의 하위 수준이 있습니다. 두 번째 - 둘; 셋째 - 셋; 넷째 - 4개의 하위 수준. 차례로 하위 수준은 궤도에 의해 형성됩니다. 각 값n은 n과 같은 궤도의 수에 해당합니다.

s, p, d, f로 구성되는 궤도의 모양뿐만 아니라 라틴 문자로 하위 수준을 지정하는 것이 일반적입니다.

양성자와 중성자

모든 화학 원소의 원자는 작은 태양계와 비슷합니다. 따라서 E. Rutherford가 제안한 이러한 원자 모델은 지구의.

원자의 전체 질량이 집중되어 있는 원자핵은 두 가지 유형의 입자로 구성됩니다. 양성자와 중성자.

양성자는 전하가 전자와 같지만 부호는 반대(+1)이고 질량은 수소 원자의 질량과 같습니다(화학에서 단위로 인정됨). 중성자는 전하를 띠지 않고 중성이며 양성자와 같은 질량을 가집니다.

양성자와 중성자는 총칭하여 핵자(라틴어 핵 - 핵)라고 합니다. 원자의 양성자와 중성자 수의 합을 질량수라고 한다.. 예를 들어 알루미늄 원자의 질량수는 다음과 같습니다.

13 + 14 = 27

양성자 수 13, 중성자 수 14, 질량수 27

무시할 수 있는 전자의 질량은 무시할 수 있으므로 원자의 전체 질량이 핵에 집중되어 있음은 자명하다. 전자는 e-를 나타냅니다.

원자 때문에 전기적으로 중성, 원자의 양성자와 전자의 수가 같다는 것도 명백합니다. 주기율표에서 할당된 화학 원소의 일련 번호와 같습니다. 원자의 질량은 양성자와 중성자의 질량으로 구성됩니다. 원소(Z)의 일련번호, 즉 양성자의 수와 양성자와 중성자의 수의 합과 같은 질량수(A)를 알면 다음을 사용하여 중성자(N)의 수를 찾을 수 있습니다. 공식:

N=A-Z

예를 들어, 철 원자의 중성자 수는 다음과 같습니다.

56 — 26 = 30

동위원소

동일한 핵전하를 가지지만 질량수가 다른 동일한 원소의 다양한 원자를 호출합니다. 동위원소. 자연에서 발견되는 화학 원소는 동위 원소의 혼합물입니다. 따라서 탄소에는 질량이 12, 13, 14인 세 개의 동위원소가 있습니다. 산소 - 질량이 16, 17, 18 등인 3개의 동위원소. 주기율표에서 일반적으로 주어지는 화학 원소의 상대 원자 질량은 주어진 원소의 동위원소의 자연 혼합물의 원자 질량의 평균값입니다. 본질적으로 상대적인 내용을 고려합니다. 대부분의 화학 원소의 동위 원소의 화학적 특성은 정확히 동일합니다. 그러나 수소 동위 원소는 상대적인 원자 질량의 급격한 증가로 인해 특성이 크게 다릅니다. 그들은 심지어 개별 이름과 화학 기호가 주어졌습니다.

첫 번째 기간의 요소

수소 원자의 전자 구조도:

원자의 전자 구조 구조는 전자 층(에너지 준위)에 대한 전자의 분포를 보여줍니다.

수소 원자의 그래픽 전자 공식(에너지 수준 및 하위 수준에 대한 전자 분포를 보여줌):

원자의 그래픽 전자 공식은 수준과 하위 수준뿐만 아니라 궤도에서도 전자의 분포를 보여줍니다.

헬륨 원자에서는 첫 번째 전자층이 완성됩니다. 여기에는 2개의 전자가 있습니다. 수소와 헬륨은 s 원소입니다. 이 원자의 경우 s-오비탈은 전자로 채워집니다.

두 번째 기간의 모든 요소 첫 번째 전자층이 채워진다., 그리고 전자는 최소 에너지의 원리(먼저 s, 그 다음 p)와 Pauli 및 Hund의 규칙에 따라 두 번째 전자층의 s- 및 p-오비탈을 채웁니다.

네온 원자에서 두 번째 전자층이 완성됩니다. 여기에는 8개의 전자가 있습니다.

3주기 원소의 원자에 대해서는 1, 2차 전자층이 완성되어 3s-, 3p-, 3d-서브레벨을 전자가 점유할 수 있는 3차 전자층이 채워진다.

3s 전자 오비탈은 마그네슘 원자에서 완성됩니다. Na와 Mg는 s 원소입니다.

알루미늄 및 후속 원소의 경우 3p 하위 수준은 전자로 채워집니다.

세 번째 기간의 요소에는 채워지지 않은 3d 궤도가 있습니다.

Al에서 Ar까지의 모든 요소는 p 요소입니다. s- 및 p-요소는 주기율표에서 주요 하위 그룹을 형성합니다.

네 번째 - 일곱 번째 기간의 요소

네 번째 전자층은 칼륨과 칼슘 원자에 나타나고 4s 하위 수준은 3d 하위 수준보다 에너지가 적기 때문에 채워집니다.

K, Ca - 주요 하위 그룹에 포함된 s-요소. Sc에서 Zn까지의 원자의 경우 3d 하위 수준은 전자로 채워집니다. 이들은 3d 요소입니다. 그들은 보조 하위 그룹에 포함되며 외부 전자층이 미리 채워져 있으며 전이 요소라고합니다.

크롬과 구리 원자의 전자 껍질 구조에 주목하십시오. 그들에서 4s-에서 3d 하위 수준까지 하나의 전자의 "실패"가 발생하며 이는 결과 전자 구성 3d 5 및 3d 10의 더 큰 에너지 안정성으로 설명됩니다.

아연 원자에서 세 번째 전자 층이 완성됩니다. 모든 3s, 3p 및 3d 하위 수준이 채워지고 총 18 개의 전자가 있습니다. 아연 다음의 원소에서는 네 번째 전자층인 4p 하위 준위가 계속 채워져 있습니다.

Ga에서 Kr까지의 요소는 p-요소입니다.

크립톤 원자의 외층(4번째)은 완전하고 8개의 전자를 가지고 있습니다. 그러나 네 번째 전자층에는 32개의 전자만 있을 수 있습니다. 크립톤 원자의 4d 및 4f 하위 수준은 여전히 채워지지 않은 상태로 남아 있으며, 다섯 번째 주기의 요소는 5s - 4d - 5p의 순서로 하위 수준을 채우고 있습니다. 그리고 "와 관련된 예외도 있습니다. 실패» 전자, y 41 Nb, 42 Mo, 44 Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag.

제6주기 및 제7주기에는 f-요소, 즉 제3외부 전자층의 4f- 및 5f-서브레벨이 채워진 요소가 각각 나타난다.

4f 원소는 란타넘족이라고 합니다.

5f 원소를 악티늄족이라고 합니다.

여섯 번째 기간의 요소 원자에서 전자 하위 수준을 채우는 순서: 55 Cs 및 56 Ba - 6s 요소; 57 La … 6s 2 5d x - 5d 요소; 58 Ce - 71 Lu - 4f 원소; 72 Hf - 80 Hg - 5d 요소; 81 T1 - 86 Rn - 6d 요소. 그러나 여기에도 전자 궤도를 채우는 순서가 "위반"되는 요소가 있습니다. 예를 들어 nf 7 및 nf 14와 같이 절반 및 완전히 채워진 f- 하위 수준의 더 큰 에너지 안정성과 관련이 있습니다. 마지막으로 전자로 채워지는 원자의 하위 수준에 따라 모든 요소는 4개의 전자 계열 또는 블록으로 나뉩니다.

s-요소. 원자 외부 준위의 s 하위 준위는 전자로 채워져 있습니다. s-요소에는 수소, 헬륨 및 그룹 I 및 II의 주요 하위 그룹 요소가 포함됩니다.

p-요소. 원자 외부 준위의 p 하위 준위는 전자로 채워져 있습니다. p-요소에는 III-VIII 그룹의 주요 하위 그룹 요소가 포함됩니다.

d-요소. 원자의 외부 수준 이전 수준의 d 하위 수준은 전자로 채워져 있습니다. d-요소는 그룹 I-VIII의 2차 하위 그룹의 요소, 즉 s-요소와 p-요소 사이에 위치한 큰 기간의 윤간 요소를 포함합니다. 전환 요소라고도 합니다.

f-요소. 원자의 세 번째 외부 수준의 f 하위 수준은 전자로 채워져 있습니다. 여기에는 란타나이드 및 안티노이드가 포함됩니다.

1925년 스위스 물리학자 W. Pauli는 하나의 궤도에 있는 원자에서 반대(반평행) 스핀(영어에서 번역됨 - "스핀들")을 갖는 전자가 2개 이하일 수 있음을 확립했습니다. 가상 축을 중심으로 한 전자의 회전: 시계 방향 또는 시계 반대 방향.

이 원리를 파울리 원리. 궤도에 하나의 전자가 있으면 짝을 이루지 않은 전자라고하고 두 개가 있으면 짝을 이룬 전자, 즉 반대 스핀을 가진 전자입니다. 그림은 에너지 수준을 하위 수준으로 나누는 다이어그램과 채워지는 순서를 보여줍니다.

종종 원자의 전자 껍질 구조는 에너지 또는 양자 셀을 사용하여 묘사됩니다. 소위 그래픽 전자 공식을 기록합니다. 이 기록에는 다음 표기법이 사용됩니다. 각 양자 셀은 하나의 궤도에 해당하는 셀로 표시됩니다. 각 전자는 스핀 방향에 해당하는 화살표로 표시됩니다. 그래픽 전자 수식을 작성할 때 두 가지 규칙을 기억해야 합니다. Pauli 원리와 F. Hund의 법칙, 전자가 자유 셀을 차지하는 것에 따라 한 번에 하나씩 동시에 동일한 스핀 값을 가지며 그 다음에만 쌍을 이루지 만 Pauli 원리에 따르면 스핀은 이미 반대 방향으로 향합니다.

훈트의 법칙과 파울리의 법칙

훈트의 법칙- 특정 하위층의 오비탈을 채우는 순서를 결정하고 다음과 같이 공식화되는 양자 화학의 규칙: 이 하위층 전자의 스핀 양자 수의 총 값은 최대여야 합니다. 1925년 프리드리히 훈트가 공식화했습니다.

이것은 하위층의 각 오비탈에서 하나의 전자가 먼저 채워지고 채워지지 않은 오비탈이 소진된 후에야 두 번째 전자가 이 오비탈에 추가됨을 의미합니다. 이 경우 하나의 궤도에 반대 부호의 반정수 스핀을 가진 두 개의 전자가 있으며, 이 쌍은 (2 전자 구름을 형성) 결과적으로 궤도의 총 스핀이 0이 됩니다.

기타 문구: 에너지 아래에는 두 가지 조건이 만족되는 원자 용어가 있습니다.

다중도가 최대
다중도가 일치하면 총 궤도 운동량 L이 최대가 됩니다.

p-하위 수준의 오비탈을 채우는 예를 사용하여 이 규칙을 분석해 봅시다. 피- 두 번째 기간의 요소(즉, 붕소에서 네온까지(아래 다이어그램에서 수평선은 궤도를 나타내고 수직 화살표는 전자를 나타내고 화살표 방향은 스핀의 방향을 나타냄).

Klechkovsky의 규칙

Klechkovsky의 규칙 -원자의 총 전자 수가 증가함에 따라(핵의 전하 또는 화학 원소의 서수가 증가함에 따라) 원자 오비탈은 고에너지 오비탈에서 전자의 출현이 오직 주양자수 n이고 다른 모든 양자수에 의존하지 않습니다. 물리적으로 이것은 수소와 같은 원자(전자간 반발력이 없는 경우)에서 전자의 궤도 에너지는 핵으로부터의 전자 전하 밀도의 공간적 원격성에 의해서만 결정되며 그 운동의 특징에 의존하지 않는다는 것을 의미합니다. 핵 분야에서.

Klechkovsky의 경험적 규칙과 동일한 유형의 두 가지 경우에서만 발생하는 원자 궤도의 다소 모순되는 실제 에너지 시퀀스의 시퀀스 시퀀스: 원자 Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, 전자의 "실패"가 있습니다. s - 외부 층의 하위 수준에서 이전 층의 d- 하위 수준까지의 하위 수준으로 원자의 에너지 적으로보다 안정적인 상태, 즉 궤도 6을 2로 채운 후 전자 에스

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