Теория строения атома

План.

Тема: Строение атома. Периодический закон Д.И. Менделеева.

1. Освоить основные положения современной квантово-механической теории строения атома.

2. Применять значение квантовых чисел, правил и принципы, что определяют последовательность заполнения электронами атомных орбиталей, для изображения электронно-графических формул атомов и ионов элементов.

3. Усвоить современное определение периодического закона.

4. Трактовать периодичность изменения атомных радиусов, энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности и химических свойств простых веществ и соединений элементов на основе электронного строения их атомов.

1. Основные этапы и диалектика развития учения о строении атома.

2. Корпускулярно-волновой характер микрочастиц. Уравнивание де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга.

3. Квантовые числа. Их физический смысл.

4. Формы s-, ρ-, d- орбиталей атома. Принцип и правила заполнения атомных орбиталей. Принцип Паули, правило Хунда, правило Клечковского.

5. Электронные и электронно-графические формулы атомов элементов и их ионов.

6. Радиоактивность. Виды. Радиофармацевтические препараты.

7. Периодический закон Д.И. Менделеева.

8. Основные свойства элементов:

· атомный радиус и атомный объем,

· энергия ионизации,

· электроотрицательность,

· сродство к электрону.

Строение атома.

В 1974г. Известный американский ученый Лайнус Полинг в своей книге «Общая химия» писал, что «величайшую помощь всякому изучающему химию прежде всего окажет хорошее знание атома».

Созданию современной научной модели строения атома предшествовал ряд открытий:

1.М.Фарадей (Англия), 80-е гг. XIX в.: опыты доказывали, что электричество существует в виде отдельных единичных зарядов.

Отрицательно заряженные частицы позже были названы электронами.

2.А.Беккерель (Франция), 1896г., М.Складовская, П.Кюри – открытие радиоактивности – самопроизвольного распада атомов некоторых элементов.

3.Э.Э.Резенфорд (Англия), 1899г. – установление природы α, β, γ – лучей при радиоактивном распаде; 1909-1911гг. – открытие ядер атомов; 1920г. – открытие протонов.

4.Р.Милликен (США), 1909–1914гг.: определение заряда электрона.

5.Дж.Франк, Г.Герц (Германия), 1912г.: доказательство дискретности энергии электрона в атоме.

6.Г.Мозли (Англия), 1913г.: доказательство соответствия заряда атома порядковому номеру элемента в ПСЭ Д.И.Менделеева.

7.Дж.Чедвик (Англия), 1932г.: открытия нейтронов.

I. Планетарная модель Резерфорда (1911г.):

1. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее незначительную часть пространства внутри атома. (10^-15м: размер ядра;10^-10м – размер атома).

2. Весь положительный заряд и масса атома сосредоточена в его ядре.

3. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Число протонов равно порядковому номеру элемента. Сумма протонов и нейтронов равна его массовому числу.

4. Вокруг ядра вращаются электроны. Их число равно положительному заряду ядра.

5. Различные виды атомов называют нуклидами. Они характеризуются массовым числом (А), зарядом ядра (Z), числом нейтронов (N).

A = Z + N

Недостатки теории: электрон, двигаясь вокруг ядра, должен был бы непрерывно излучать энергию и упасть на ядро. Но никакого излучения не происходит.

II. Теория Бора (1913г., Дания) основана на основных постулатах:

1. Электрон может вращаться вокруг ядра не по произвольным, а только по строго определенным (стационарным) круговым орбиталям.

2. При движении по орбиталям электрон не излучает и не поглощает энергии. Излучение или поглощение энергии определяется переходом с одной стационарной орбиты на другую.

∆Е = Е₁ – Е₂ = hυ,

где ∆Е – энергия, υ – частота излучения, h = 6,62∙10^-34Дж.∙ с

Недостатки теории Бора: теория не давала удовлетворительных результатов для сложных атомов.

III. Квантовая теория строения атома.

Основные положения квантовой механики сформулировали: Л.Де Бройль (Франция), В.Гейзенберг (Германия), Э.Шредингер (Австрия), П.Дирак (Англия, 1925-1926гг.).

Для электрона невозможно одновременно точно измерить координату и скорость

; (∆x – неопределенность положения координаты, ∆υ – погрешность измерения скорости, m – масса электрона, ћ – постоянная Планка).

Принцип неопределенности В.Гейзенберга.

Дата добавления: 2014-01-13