9059
.pdfЮ.И. СКОПИНА
Х И М И Я
Учебное пособие для иностранных граждан
Федеральноее ааггееннттссттввоо ппоо ооббррааззооввааннииюю Государственное обррааззооввааттееллььннооее ууччрреежжддееннииее ввыыссшшееггоо прооффеессссииооннааллььннооггоо
ооббррааззоовваанниияя «Нижегородский государрссттввеенннныыйй ааррххииттееккттууррнноо--ссттррооииттееллььнныыйй
ууннииввееррссииттеетт»»
Ю..ИИ.. ССккооппииннаа
Х ИИ ММ ИИ ЯЯ
Учебное пособииее ддлляя ииннооссттрраанннныыхх ггрраажжддаанн
Нижжнниийй ННооввггоорроодд
ННННГГААССУУ
22001111
УДК 54(075.8)
ББК 24 я 73
С 44
Научный редактор Яблоков В.А. – доктор химических наук, профессор ННГАСУ
Рецензенты Федюшкин И.Л. – доктор химических наук, зав. лаб. ИМОХ РАН
Карпов Г.М. – кандидат педагогических наук, доцент ННГПУ
Скопина Ю.И.
С 44 Химия. [Текст]: учебное пособие /Ю.И. Скопина, Нижегород. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2011. – 95 с.
В данном учебном пособии изложены представления о строении атомов, молекул, кристаллических веществ, о типах химических связей, о классификации химических реакций, о классах неорганических и органических соединений. Рассмотрены физикохимические превращения вещества с позиций термодинамики и кинетики. Учебный материал изложен с учетом уровня владения иностранными гражданами русским языком. Пособие ориентирует иностранных учащихся на осмысленное овладение курсом на русском языке как иностранном и развитие основных понятий при изучении химии на дальнейших этапах обучения.
Пособие рассчитано на иностранных слушателей подготовительного отделения технических специальностей.
УДК 54(075.8)
ББК 24 я 73
Охраняется законом об авторском праве. Воспроизведение всей книги или любой ее части запрещается без письменного разрешения издателя.
© ННГАСУ, 2011
©Ю.И. Скопина, 2011
1. АТОМЫ. СТТРРООЕЕННИИЕЕ ИИ ССВВООЙЙССТТВВАА
11..11.. ААттооммыы
|
ННооввыыее ссллоовваа |
|
Атом |
atomm |
aattoommee |
Заряд |
chaarrggee |
cchhaarrggee |
Заряженный |
chaarrggeedd |
cchhaarrggéé |
Нейтрон |
neuuttrroonn |
nneeuuttrroonn |
Отрицательный |
neggaattiivvee |
nnééggaattiiff |
Поле |
fielldd |
cchhaammppss |
Положительный |
possiittiivvee |
ppoossiittiiff |
Протон |
prottoonn |
pprroottoonn |
Электрон |
eleccttrroonn |
éélleeccttrroonn |
Ядро |
nucclleeuuss |
nnooyyaauu |
Атом – |
микррооссииссттееммаа,, |
ккооттооррааяя ссооссттооиитт иизз |
положительно заряжееннннооггоо яяддрраа ии ооттррииццааттееллььнноо заряженных электроновв,, ддввиижжуущщииххссяя вв ппооллее яяддрраа ((рриисс..11))..
Ядро атома – ммииккррооссииссттееммаа,, |
ккооттооррааяя ссооссттооиитт иизз |
|||
протонов и нейтронов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заряд ядра атома (Zя) равенн ччииссллуу ппррооттоо-- |
|
Z = N(p |
++ |
-- |
нов в ядре и числу электронов в атоме |
|
|||
ов в атоме |
|
) = N(e ) |
||
Порядковый номер = Zя |
|
Zяя = N(p ) = N(e ) |
||
|
|
|
|
|
Массовое число (А) – общеее ччииссллоо ппррооттоо-- |
|
|
00 |
|
|
|
A = Z + N(n ) |
|
|
нов (Zя) и нейтронов (N) в аттооммнноомм яяддррее |
|
A = Zяя |
+ N(n ) |
|
H LLii FF
Рис.1. Модели атомов ввооддооррооддаа,, ллииттиияя,, ффттоорраа.. ВВ ааттооммее ффттоорраа стрелками указаны электронныы,, рраассппооллоожжеенннныыее ттооллььккоо ннаа pp--ооррббииттаалляяхх
33
1.Что такое атом?
2.Дайте определение ядру атома.
3.В чем физический смысл порядкового номера элемента?
4.Какие геометрические формы имеют s-, p- орбитали?
1.2. Квантовые числа
Новые слова и словосочетания
Вращение |
rotation |
rotation |
Главное |
principal |
principal |
Заполнение |
filling |
remplissement |
Заполнять |
fill |
remplir |
Значение |
value |
valeur |
Квантовое |
quantum |
quantique |
Количество |
quantity |
quantité |
Магнитное |
magnetic |
magnétique |
Определять |
define |
definer |
Орбиталь |
orbital |
orbitale |
Орбитальное |
orbital |
orbitale |
Подуровень |
sub - level |
sous - niveau |
Принцип |
principle |
principe |
Порядковый |
ordinal |
d ̀ordre |
Противоположный |
opposite |
oppose |
Распределение |
distribution |
distribution |
Спин |
spin |
spin |
Спиновое |
spin |
de spin |
Увеличение |
increase |
accroissement |
Уровень |
level |
niveau |
Характеризовать |
characterize |
caractériser |
Число |
number |
number |
Главное квантовое число (n) определяет энергию электрона в атоме [1, с. 79] .
n = 1, 2, 3, 4 … Чем больше значение n, тем больше энергия электрона в атоме.
4
Рис.2. Энеррггееттииччеессккииее ууррооввннии ааттооммаа
Энергетический ууррооввеенньь –– ссооввооккууппннооссттьь ооррббииттааллеейй с одинаковым значеннииеемм ггллааввннооггоо ккввааннттооввооггоо ччииссллаа
(рис.2).
Орбитальное ккввааннттооввооее ччииссллоо ((ll)) ооппррееддеелляяеетт
форму орбитали и энерггииюю ппооддууррооввнняя:: ll ииззммеенняяееттссяя оотт 00 ддоо
(n – 1).
Орбиталь – ооттррииццааттееллььнноо ззаарряяжжееннннааяя ооббллаассттьь атома, в которой веерроояяттннооссттьь ппррееббыывваанниияя ээллееккттррооннаа
максимальна (рис.3).
s - орбиталь |
Три p – орбитали |
ППяяттьь dd –– ооррббииттааллеейй
Рис.3. Геометрическиее ффооррммыы ааттооммнныыхх ооррббииттааллеейй [[11,, сс.. 8800]]
По мере увеличеенниияя ззннааччеенниияя ггллааввннооггоо ккввааннттооввооггоо числа n увеличиваютсяя ррааззммееррыы ооррббииттааллеейй ии ввооззннииккааеетт разнообразие форм орббииттааллеейй.. ООррббииттааллии ииммееюютт ррааззннууюю геометрическую форму.. ДДлляя ааттооммнныыхх ооррббииттааллеейй ппрриинняяттыы
обозначения:
s-орбиталь имеет фооррммуу ссффееррыы,,
55
р-орбиталь имеет форму поверхности гантели или
восьмерки,
d- и f-орбитали имеют более сложные формы.
Энергетический подуровень – группа орбиталей с
одинаковыми значениями орбитального квантового числа.
Обозначения подуровней, соответствующие главному и орбитальному квантовым числам, представлены в табл.1.
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
Обозначение подуровней |
|
|
|
|
Значения n |
Значения l |
Обозначения подуровней |
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 (ml) определяет число орбиталей для данного значения l: ml = - l, 0, + l. Число орбиталей с данным значением l представлены в табл.2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2 |
||||
|
Число орбиталей с данным значение l |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения |
Значения m |
Число |
орбита- |
Условное обозначение |
||||||||||
l |
|
лей с |
данным |
|
|
орбиталей |
||||||||
|
|
значением l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 (s) |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(s) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 (p) |
-1, 0, +1 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(p) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 (d) |
-2,-1,0,+1,+2 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(d) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 (f) |
-3, -2,-1, 0, +1, |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
+2, +3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спиновое квантовое число (ms) характеризует собственный момент количества движения электрона: ms=±½. Квантовый принцип запрета Паули означает: на одной орбитали не может находиться больше двух
электронов. Спины их должны быть противоположны, как
показано в табл. 3.
6
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
7p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nn ++ ll |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Седьмоойй ппееррииоодд 3322 ээллееммееннттаа |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77 ++ 11 == 88 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
7s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55ff |
|
|
|
|
|
66 ++ 22 == 88 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 ++ 33 == 88 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77 ++ 00 == 77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6p |
|
|
|
|
|
|
Шесттоойй ппееррииоодд 3322 ээллееммееннттаа |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66 ++ 11 == 77 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5d |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44ff |
|
|
|
|
|
|
55 ++ 22 == 77 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 ++ 22 == 66 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66 ++ 00 == 66 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 ++ 11 == 66 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ППяяттыыйй ппееррииоодд |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4d |
|
|
|
|
|
|
|
44 ++ 22 == 66 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1188 ээллееммееннттоовв |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 ++ 00 == 55 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4p |
|
|
|
|
3d |
|
|
|
|
ЧЧееттввееррттыыйй ппееррииоодд |
|
|
44 ++ 11 == 55 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1188 ээллееммееннттоовв |
|
|
44 ++ 00 == 44 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 ++ 00 == 44 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 ++ 11 == 44 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТТррееттиийй ппееррииоодд |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88 ээллееммееннттоовв |
|
|
33 ++ 00 == 33 |
|
|||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВВттоорроойй ппееррииоодд |
|
|
22 ++ 11 == 33 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88 ээллееммееннттоовв |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 ++ 00 == 22 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ППееррввыыйй ппееррииоодд |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 ээллееммееннттаа |
|
|
11 ++ 00 == 11 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
33 |
ll |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ns np |
(n – 1)d |
((nn –– 22)) ff |
|
|
|
|
элементы |
Перехоодднныыее ээллееммееннттыы |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Рис.4. Порядок заполненияя ээллееккттррооннааммии ээннееррггееттииччеессккиихх ууррооввннеейй вв многооээллееккттрроонннныыхх ааттооммаахх
77
Т а б л и ц а 3
Правила заполнения энергетических уровней электронами в многоэлектронном атоме
Принцип |
Электроны заполняют орбитали от низшего к высшему |
наименьшей |
энергетическому уровню (в порядке увеличения |
энергии |
энергии). |
|
Заполнение происходит по мере роста суммы квантовых |
|
чисел (n+l). |
|
Если сумма (n+l) имеет одинаковые значения, то |
|
сначала заполняется уровень с меньшим значением n. |
|
(рис.4) |
|
|
Принцип |
На одной орбитали может быть максимум два электрона |
запрета |
с противоположными спинами (m = +½, -½) |
Паули |
|
|
|
Правило |
В стабильном состоянии атома сумма спиновых чисел |
Гунда |
должна быть максимальна ( ∑ms = max) |
|
|
Электронная конфигурация (формула) атома –
распределение электронов атома по уровням, подуровням, орбиталям. В табл. 4 показан алгоритм составления электронных формул атомов.
8
ТТ аа бб лл ии цц аа 44
Алгоритм составления элееккттрроонннныыхх ффооррммуулл ааттооммоовв ((ннаа ппррииммееррее ййооддаа))
Операция |
РРееззууллььттаатт |
1.Определите положенииее
|
элемента в периодичеесс-- |
ППееррииоодд 55--йй,, 1177 ггррууппппаа |
|
|
кой системе (периодд,, |
|
|
|
группа) |
|
|
2. |
Определите количестввоо |
|
|
|
электронов по порядкоо-- |
5533 |
|
|
вому номеру элемента |
|
|
3. |
Следуйте порядку ззаа-- |
11ss2222ss2222pp6633ss2233pp66 44ss2233dd110044pp66 55ss2244dd110055pp55→→ |
|
|
полнения электронаммии |
||
|
энергетических уровнеейй |
11ss2222ss2222pp6633ss2233pp6633dd110044ss2244pp6644dd110055ss2255pp55 |
|
|
(рис.4) |
|
|
4. |
Отметьте |
валентныыее |
11ss2222ss2222pp6633ss2233pp6633dd110044ss2244pp6644dd110055ss2255pp55 |
|
электроны |
|
|
Валентные электтрроонныы –– ээллееккттрроонныы,, ккооттооррыыее ммооггуутт принимать участие в ооббррааззооввааннииии ааттооммоомм ххииммииччеессккиихх
связей.
Внешние электтрроонныы –– ээллееккттрроонныы ввннеешшннееггоо
энергетического уровняя..
1.Что определяет главвннооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
2.Какие значения приннииммааеетт ггллааввннооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
3.Что такое энергетичеессккиийй ууррооввеенньь??
4.По какой формуле моожжнноо ввыыччииссллииттьь ммааккссииммааллььннооее ччииссллоо
электронов на энерггееттииччеессккоомм ууррооввннее??
5.Орбиталь – это …
6.Что определяет орбииттааллььннооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
7.Какие значения приннииммааеетт ооррббииттааллььннооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
8.Что такое энергетичеессккиийй ппооддууррооввеенньь??
9.Что описывает магнииттннооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
10.Какие значения приннииммааеетт ммааггннииттннооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
11.Что характеризует сппииннооввооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
12.Какие значения приннииммааеетт ссппииннооввооее ккввааннттооввооее ччииссллоо??
13.Перечислите правиллаа ззааппооллннеенниияя ооррббииттааллеейй..
14.Принцип наименьшеейй ээннееррггииии..
99
15.Принцип запрета Паули.
16.Правило Гунда.
17.Валентные электроны – это …
18.Что такое внешние электроны?
1. Для атомов алюминия и серы запишите: а) электронные формулы;
б) распределение электронов по энергетическим уровням.
2.Напишите значения главного, орбитального и магнитного квантовых чисел для электронов:
а) 4р подуровня; б) 5s-подуровня
3.Сколько орбиталей содержит 3d-подуровень и сколько электронов максимально может находиться на этом подуровне?
4.Сколько электронов может находиться на четвертом энергетическом уровне?
5.Какая электронная конфигурация соответствует иону О-2?
6.Чему равно число валентных электронов атома с электронной конфигурацией 1s22s22p63d23p63d104s24p4?
1.3. Периодический закон и периодическая система элементов
Новые слова и словосочетания
Актиноид |
actinide |
actinide |
Валентный |
valence |
valent |
Вертикальный |
vertical |
vertical |
Внешний |
external |
extérieur |
Горизонтальный |
horizontal |
horizontal |
Группа |
group |
groupe |
Зависимость |
dependence |
dépendence |
Лантаноид |
lanthanide |
lanthanide |
Переходный |
transition |
de transition |
Период |
period |
période |
Периодический |
periodic low |
loi périodique |
закон |
|
|
Периодическая |
periodic system |
systéme |
система |
|
périodique |
|
10 |
|
Подгруппа |
sub--ggrroouupp |
Последний |
lastt |
Предпоследний |
lastt bbuutt oonnee |
Ряд |
row,, sseerriieess |
Свойствo |
proppeerrttyy |
В табл. 5 показана ссттррууккттуурраа
ssoouuss-- ggrroouuppee ddeerrnniieerr aavvaanntt--ddeerrnniieerr rraannggee,, sséérriiee
pprroopprriiééttéé
ппееррииооддииччеессккоойй ссииссттееммыы..
ТТ аа бб лл ии цц аа 55
Периодический закон Д.ИИ.. ММееннддееллеееевваа ии ппееррииооддииччеессккааяя ссииссттееммаа ээллееммееннттоовв
Свойства элементов и их ссооееддииннеенниийй ннааххооддяяттссяя вв ппееррииооддииччеессккоойй зависимости от ззаарряяддаа яяддрраа ааттооммоовв ээллееммееннттоовв
Период |
Горизонталььнныыйй рряядд ээллееммееннттоовв,, вв ааттооммаахх ккооттооррыыхх |
|
|
электроны зааппооллнняяюютт nnss-- ии ззааккааннччииввааюютт ззааппооллннееннииее |
|
|
np-орбиталейй |
|
Номер |
Число энергееттииччеессккиихх ууррооввннеейй,, ззааппооллннеенннныыхх |
|
периода |
электронамии |
|
Группа |
Вертикальныыйй рряядд,, вв ккооттоорроомм ннааххооддяяттссяя ааттооммыы |
|
|
химических ээллееммееннттоовв сс ооддииннааккооввыымм ччииссллоомм |
|
|
электронов ннаа ввннеешшннеейй ооррббииттааллии |
|
Блок |
Заполняемыее ппооддууррооввннии |
ППооллоожжееннииее вв |
элементов |
|
ппееррииооддииччеессккоойй ссииссттееммее |
s-элементы |
Заполняется ss--ппооддууррооввеенньь |
11 ии 22 ггррууппппыы –– ммееттааллллыы,, |
|
последнего ээннееррггееттииччеессккооггоо |
ккррооммее HH ии HHee |
|
уровня (ns) |
|
p-элементы |
Заполняется pp--ппооддууррооввеенньь |
1133 –– 1188 ггррууппппыы –– |
|
последнего ээннееррггееттииччеессккооггоо |
ннееммееттааллллыы |
|
уровня (np) |
|
d-элементы |
Заполняется dd--ппооддууррооввеенньь |
33 –– 1122 ггррууппппыы –– |
|
предпоследннееггоо ээннееррггееттииччее-- |
ппееррееххоодднныыее ммееттааллллыы |
|
ского уровняя ((nn–– 11))dd |
|
f-элементы |
Заполняется ff--ппооддууррооввеенньь |
ЛЛааннттааннооииддыы ии |
|
второго с коннццаа ээннееррггееттии-- |
ааккттииннооииддыы |
|
ческого уроввнняя ((nn–– 22))ff |
|
1.Дайте современную ффооррммууллииррооввккуу ппееррииооддииччеессккооггоо ззааккооннаа..
2.Что такое период?
3.В чем физический сммыысслл ннооммеерраа ппееррииооддаа??
4.Дайте определение ггррууппппее??
5.Что показывает номеерр ггррууппппыы??
1111
6.Какие группы элементов вы знаете?
7.s-элементы – это …
8.Дайте определение p-элементам.
9.Что такое d-элементы?
10.f-элементы – это …
1. В какой группе и каком периоде периодической системы химических элементов находится элемент с порядковым номером 42? Определите тип этого элемента.
2.Определите состав атомов, если порядковый номер элементов:
а) 15; б) 35; в) 63.
3.Какой заряд ядра имеет химический элемент, у которого: а) на 2p-подуровне находится 3 электрона;
б) на 3s-орбитали находится 1 электрон [2, с.18].
4.Почему во втором периоде только восемь химических элементов? Объясните число элементов в периоде, используя значения квантовых чисел и правила заполнения орбиталей.
5.Составьте электронные формулы химических элементов с порядковыми номерами:
а) 20; б) 53; в) 25
Определите тип этих элементов.
|
1.4. Свойства атомов |
|
|
Новые слова |
|
Возбужденное |
excited state |
état excité |
состояние |
|
|
Восстанови- |
reducing |
réductible |
тельный |
|
|
Выделение |
emission of |
liberation |
энергии |
energy |
d'énergie |
Выделять(ся) |
emit, produce |
liberer, |
|
|
roduir |
Геометрическая |
geometrical form |
forme |
форма |
|
géométrique |
|
12 |
|
Ионная связь |
ioniicc bboonndd |
Ковалентная |
covvaalleenntt bboonndd |
связь |
|
Неполярная |
nonn--ppoollaarr bboonndd |
связь |
|
Обменивать(ся) |
excchhaannggee |
Образование |
formmaattiioonn |
Образовать(ся) |
formm |
Окислительный |
oxiiddiizziinngg |
Окружающая |
envviirroonnmmeenntt |
среда |
|
Отдавать |
releeaassee |
Отрыв |
sepaarraattiioonn |
Отрывать(ся) |
sepaarraattee |
Присоединять(ся) joinn |
|
Притягивать(ся) |
attrraacctt |
Радиус атома |
radiiuuss ooff aattoomm |
Размер |
dimeennssiioonn |
Разрыв |
breaakk |
Реакция |
reaccttiioonn |
Соударение |
colllliissiioonn |
Сродство к |
affiinniittyy ttoo |
электрону |
elleeccttrroonn |
Увеличивать(ся) |
incrreeaassee |
Уменьшать(ся) |
deccrreeaassee |
Устойчивая |
stabbllee |
конфигурация |
coonnffiigguurraattiioonn |
Химическая |
cheemmiiccaall |
связь |
boonndd |
Электроотрица- |
eleccttrroo |
тельность |
neeggaattiivviittyy |
Энергия |
eneerrggyy ooff |
ионизации |
ionniissaaiittiioonn |
|
1133 |
lliiaaiissoonn iioonniiqquuee lliiaaiissoonn
ccoovvaalleenntt lliiaaiissoonn nnoonn ppoollaaiirree
éécchhaannggeerr ffoorrmmaattiioonn ffoorrmmeerr ooxxyyddaanntt eennvviirroonnnneemmeenntt
ddoonnnneerr ddééttaacchheemmeenntt ddeettaacchheerr ((ssee)) aaddjjooiinnddrree ((ss)) aattttiirree ((ss))
rraayyoonn ddee ll''aattoomm ddiimmeennssiioonn rruuppttuurree rrééaaccttiioonn ccoolllliissiioonn aaffffiinniittééāā
ll''éélleeccttrroonn aauuggmmeenntteerr ddiimmiinnuueerr ccoonnffiigguurraattiioonn
ssttaabbllee lliiaaiissoonn
cchhiimmiiqquuee éélleettccttrroo--
nnééggaattiivviittéé éénneerrggiiee
dd''iioonniissaaiittiioonn
1. Атомы проявляют свойство отдавать и присоединять
электроны [3, с. 14].
Энергия ионизации (Еи, кДж/моль) – количество энергии, необходимое для отрыва электрона от атома
(рис.5), например:
Li ¾Е¾®и = Li+ + ē.
Еи
+ е−
Рис.5. Энергии ионизации атомов элементов первого-пятого периодов
Наблюдается периодически повторяющаяся тенденция увеличения энергии ионизации (Еи) в периодах.
Сродство к электрону (Есэ, кДж/моль) – количество
энергии, которое нужно для отрыва электрона от
отрицательного иона (аниона), например:
Cl- ¾Е¾сэ = ® Cl + ē.
Наибольшим сродством к электрону обладают
атомы галогенов (17 группа).
Отрыв или присоединение электронов атомами
происходит в процессе химического взаимодействия. Для
того чтобы решить вопрос, какая способность у
взаимодействующих друг с другом атомов преобладает, надо учитывать энергию ионизации и энергию сродства к
электрону. Такой комплексной характеристикой является электроотрицательность элемента.
Электроотрицательность (ЭО) – параметр,
характеризующий способность атома притягивать к себе электрон (табл.6).
14
ТТ аа бб лл ии цц аа 66
Электроотрицаттееллььннооссттьь ааттооммоовв,, ппоо ППооллииннггуу
H |
|
|
|
|
|
|
2,1 |
|
|
|
|
|
|
Li |
Be |
B |
CC |
NN |
OO |
FF |
0,98 |
1,5 |
2,0 |
22,,55 |
33,,00 |
33,,55 |
44,,00 |
Na |
Mg |
Al |
SSii |
PP |
SS |
CCll |
0,93 |
1,2 |
1,6 |
11,,88 |
22,,11 |
33,,22 |
33,,55 |
K |
Ca |
Ga |
GGee |
AAss |
SSee |
BBrr |
0,91 |
1,0 |
1,8 |
11,,88 |
22,,00 |
22,,44 |
22,,88 |
Rb |
Sr |
In |
SSnn |
SSbb |
TTee |
II |
0,82 |
0,95 |
1,7 |
11,,88 |
11,,88 |
22,,11 |
22,,66 |
|
|
|
|
|
|
|
2. Атомы участвуют в ррееааккцциияяхх ооббррааззоовваанниияя ххииммииччеессккиихх
связей.
Н + Н → Н2 (Н– Н ккооввааллееннттннааяя ннееппоолляяррннааяя ссввяяззьь)) Li + F → LLiiFF ((LLii++FF-- ииооннннааяя ссввяяззьь))
3. Атомы обмениваютссяя ээннееррггииеейй сс ооккрруужжааюющщеейй ссррееддоойй
(рис.6).
H |
HH** |
Рис.6. Модель атома водоррооддаа,, ддееммооннссттррииррууюющщааяя ооббммеенн ээннееррггииии сс окружающей средой при перрееххооддее вв ввооззббуужжддееннннооее ссооссттоояяннииее:: ЕЕ==ЕЕ22--ЕЕ11
В результате соуддаарреенниияя сс ддррууггииммии ммииккррооччаассттииццааммии атом переходит в вооззббуужжддееннннооее ссооссттоояяннииее.. ООддиинн иизз электронов получает ддооппооллннииттееллььннууюю ээннееррггииюю ии переходит на более выссооккууюю ооррббииттаалльь.. ВВ ссооооттввееттссттввииии сс
1155
законом сохранения энергии обратный процесс
сопровождается выделением энергии в том же количестве в виде излученного фотона или соударения с микрочастицей. 4. Атомы проявляют свойство изменять геометрическую
форму и размеры (рис.6).
Характер изменения некоторых свойств атомов представлен в табл.7.
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
Изменение свойств атомов в Периодической системе |
||
|
|
|
|
|
Свойство |
Направленность изменения свойств |
|
|
|
В периоде (слева |
В группе (сверху |
|
|
направо) |
вниз) |
1. |
Число энергетических |
Не изменяется |
Увеличивается |
|
уровней |
|
|
2. |
Радиус атома |
Уменьшается |
Увеличивается |
3. |
Заряд ядра |
Увеличивается |
Увеличивается |
4. |
Энергия ионизации |
Увеличивается |
Уменьшается |
7. |
Металлические свойства |
Уменьшаются |
Увеличиваются |
8. |
Неметаллические свойства |
Увеличиваются |
Уменьшаются |
1.Назовите четыре свойства атома.
2.Энергия ионизации – это…
3.Энергия сродства к электрону – это…
4.Электроотрицательность – это…
5.Какой атом сильнее отрывает электроны от соседних атомов: кислород или фтор? Почему?
6.Какие свойства атомов вы еще знаете?
1. Расположите атомы элементов Na, Al, Mg, Si, Cl, Ar, S в порядке увеличения радиуса атома.
2. Расположите атомы элементов K, Kr, As, Br, Cr, Mn Sc в порядке уменьшения их сродства к электрону.
3.Какой из элементов O, S, Se, Te является типичным неметаллом?
4.Какой атом Sr, Ba, Ca, Ra обладает наименьшим значением энергии ионизации?
5.У какого элемента – натрия или цезия – наиболее выражены металлические свойства?
16
2. МОЛЕКУЛЫ И ИОНННЫЫЕЕ ККРРИИССТТААЛЛЛЛЫЫ,, ССТТРРООЕЕННИИЕЕ ИИ ССВВООЙЙССТТВВАА
2.1. Химичессккааяя ссввяяззьь.. ВВааллееннттннооссттьь
|
ННооввыыее ссллоовваа |
|
|
Вакантный |
vaccaanntt |
|
vvaaccaanntt |
Валентность |
valleennccee |
|
vvaalleennccee |
Взаимодействие |
inteerraaccttiioonn |
|
iinntteerraaccttiioonn |
Внешний |
extteerrnnaall |
|
eexxttéérriieeuurr |
Возбуждение |
excciittaattiioonn |
|
eexxcciittaattiioonn |
Возбужденное |
excciitteedd ssttaattee |
|
ééttaatt eexxcciittéé |
состояние |
|
|
|
Высший |
highheesstt |
|
hhaauutt |
Неподеленная |
unddiivviiddeedd ppaaiirr |
|
ccoouuppllee |
пара |
|
|
iinnddiivviisséé |
Неспаренный |
nott ppaaiirreedd eelleeccttrroonn |
eelleeccttrroonn nnoonn |
|
электрон |
|
|
ccoouupplléé |
Низший |
lowestest |
|
basbas |
Переменная |
varriiaabbllee |
|
vvaarriiaabbllee |
Постоянная |
connssttaanntt |
|
ccoonnssttaanntt |
Противоположный |
opppoossiittee |
|
ooppppoosséé |
Удерживать |
retaaiinn |
|
rreetteenniirr |
Электромагнит- |
eleccttrroommaaggnneettiicc |
éélleeccttrroo-- |
|
ный |
|
|
mmaaggnnééttiiqquuee |
Химическая |
ссввяяззьь |
–– |
ээллееккттррооммааггннииттннооее |
взаимодействие, которрооее ууддеерржжииввааеетт ссииссттееммуу яяддеерр ии электронов в молекулахх ии ккррииссттааллллаахх..
Условия образзоовваанниияя ххииммииччеессккоойй ссввяяззии
1. Химическая связь обррааззууееттссяя вв ррееззууллььттааттее ппееррееккррыывваанниияя атомных орбиталей ппррии ууччаассттииии ппааррыы ээллееккттрроонноовв сс противоположными спииннааммии ((ккооввааллееннттннааяя ссввяяззьь))..
1177
2. В результате перехода электронов от одного атома к
другому с образованием противоположно заряженных ионов (ионная связь).
Валентность – число связей, которое образует
атом в химическом соединении.
1.Что такое химическая связь?
2.Назовите условия образования химической связи.
3.Что такое валентность?
1. Какова электронная структура третьего слоя возбужденного атома фосфора, который образует три ковалентные связи?
2.Почему валентность углерода в большинстве соединений равна четырем?
2.2.Ковалентная химическая связь в молекулах.
Механизмы образования связи
Новые слова и словосочетания
Акцептор |
acceptor |
accepteur |
Гибридизация |
hybridization |
hybridation |
Донор |
donor |
donneur |
Ковалентная |
covalent |
covalent |
Молекула |
molecule |
molécule |
Область |
region of overlap |
region de |
перекрывания |
|
chevauchement |
(не)Полярная |
polar |
polaire d´applique |
Притягивать |
attract |
attirer |
Связь |
bond |
liaison |
Молекула – микросистема, которая состоит из двух или большего числа ядер и электронов, которые двигаются в поле ядер, и которая содержит ковалентные связи.
Ковалентная химическая связь образуется в результате электромагнитного взаимодействия между
18
положительно заряженннныыммии яяддррааммии ии ооттррииццааттееллььнныымм зарядом, который наххооддииттссяя вв ооббллаассттии ппееррееккррыывваанниияя атомных орбиталей. ММееххааннииззммыы ооббррааззоовваанниияя ии ттииппыы
ковалентной связи показзаанныы вв ттаабблл.. 88 ии 99..
ТТ аа бб лл ии цц аа 88
Механизмы обррааззоовваанниияя ккооввааллееннттнноойй ссввяяззии
Обменный |
ДДооннооррнноо--ааккццееппттооррнныыйй |
|
|
Перекрывание двух орбииттааллеейй |
ППееррееккррыыввааннииее |
ввааккааннттнноойй |
|
соседних атомов, на каждоойй иизз |
ооррббииттааллии ээллееккттррооннооааккццееппттоорраа |
сс |
|
которых есть один электрон |
ооррббииттааллььюю ээллееккттррооннооддоонноорраа,, |
ннаа |
|
А ↑ + ↓ В = А ↑↓ В |
ккооттоорроойй еессттьь ппаарраа ээллееккттрроонноовв.. |
|
|
|
ААккццееппттоорр ээллееккттрроонноовв –– ааттоомм,, уу |
||
|
ккооттооррооггоо еессттьь ввааккааннттннааяя ооррббииттаалльь.. |
||
|
ДДоонноорр ээллееккттрроонноовв –– |
ааттоомм,, |
уу |
|
ккооттооррооггоо еессттьь ооддннаа ооррббииттаалльь сс |
||
|
ппаарроойй ээллееккттрроонноовв |
|
|
|
АА ++ ↑↑↓↓ ДД == АА ↑↑↓↓ ДД |
|
|
NH3 + H+ |
|
NH4+ |
|
+
H |
H |
H2 |
ТТ аа бб лл ии цц аа 99
Типы ккооввааллееннттнноойй ссввяяззии
Кооввааллееннттннааяя ссввяяззьь
Неполярная |
ППоолляяррннааяя |
∆(ЭО) = 0 |
00 << ∆∆((ЭЭОО)) << 22 |
F— F |
HH----FF |
1199