Niveluri de energie externă: caracteristici structurale și rolul lor în interacțiunile dintre atomi. Chimie Care este nivelul de energie al unui atom în chimie

1 (2 puncte). Distribuția electronilor în funcție de nivelurile de energie în atomul de potasiu:

A. 2e, 8e, 8e, 1e B. . 2e, 8e,

18, 8, 1
B. 2e, 1e D. 2e, 8e, 1e

2 (2 puncte). Numărul de electroni din stratul exterior de electroni al unui atom de aluminiu:

A. 1 B. 2 C. 3 D.4

3 (2 puncte). O substanță simplă cu cele mai pronunțate proprietăți metalice:

A. Calciu B. Bariu C. Stronţiu D. Radiu

4 (2 puncte). Tip de legătură chimică într-o substanță simplă - aluminiu:

A. Ionic B. Polar covalent

B. Metalic D. Covalent nepolar

5 (2 puncte). Numărul de niveluri de energie ale elementelor unui subgrup de sus în jos:

A. Modificări periodice. B. Nu se schimbă.

B. Creșteri. D. Scăderi.

6 (2 puncte). Un atom de litiu diferă de un ion de litiu:

A. 3-lângă nucleu. B. Numărul de electroni la nivelul energiei externe.

B. Numărul de protoni. D. Numărul de neutroni.

7 (2 puncte). Reactioneaza cel mai putin viguros cu apa:

A. Bariu. B. Magneziu.

B. Calciu. G. Stronţiu

8 (2 puncte). Nu interacționează cu soluția de acid sulfuric:

A. Aluminiu. B. Sodiu

B. Magneziu. G. Cupru

9 (2 puncte). Hidroxidul de potasiu nu reacționează cu o substanță a cărei formulă este:

A. Na2O B. AlCl3

B. P2O5 D. Zn(NO3)2

10 (2 puncte). O serie în care toate substanțele reacţionează cu fierul:

A. HCI, CO2, CO

B. CO2, HCI, S

B. H2, O2, CaO

G. O2, CuS04, H2SO4

11 (9 puncte). Sugerați trei moduri de a obține hidroxid de sodiu. Confirmați răspunsul cu ecuații de reacție.

12 (6 puncte). Efectuați un lanț de transformări chimice prin întocmirea ecuațiilor de reacție în forme moleculare și ionice, denumiți produșii de reacție:

FeCl2 → Fe(OH)2 → FeSO4 → Fe(OH)2

13 (6 puncte). Cum, folosind orice reactivi (substanțe) și zinc, să obțineți oxidul, baza, sarea acestuia? Scrieți ecuațiile de reacție în formă moleculară.

14 (4 puncte). Scrieți o ecuație pentru reacția chimică dintre litiu și azot. Identificați agentul reducător și agentul de oxidare în această reacție

1 Repetarea periodică a numărului de electroni la nivelul exterior al unui atom explică _______________ 2. Numărul de niveluri de energie ale unui atom poate fi

determinat de:
A. numărul grupului;
B. numărul perioadei;
B. număr de serie.

4. Care dintre caracteristicile elementelor chimice nu se modifică în principalele subgrupe:
Și raza atomului;
B numărul de electroni la nivelul exterior;
B. numărul de niveluri energetice.

5. Structura atomilor elementelor cu numerele de serie 7 și 15 are ceva în comun:

A. numărul de electroni la nivelul exterior, B. sarcina nucleului;

B. numărul de niveluri energetice.

Stabiliți o corespondență între simbolul unui element chimic (într-o ordine dată) și numărul de electroni din nivelul energetic exterior al atomului său

Pe baza răspunsurilor corecte, vei crea numele unei instalații care va permite umanității să înțeleagă și mai profund structura atomului (9 litere).

Numărul e pe simbolul elementului

Energie

nivel Mg Si I F C Ba Sn Ca Br

2 picături de sem

4 a o v k a t d h i

7 v y l l n g o l r

1 (3 puncte). Distribuția electronilor în funcție de nivelurile de energie în atomul de sodiu -

A. 2 ē, 1 ē B. 2 ē, 4 ē C. 2 ē, 8 ē, 1 ē. G. 2 ē, 8 ē, 3 ē.

2 (4 puncte) Numărul perioadei din Tabelul periodic al lui D. I. Mendeleev, în care nu există elemente chimice-metale: A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.

3 (3 puncte). Tipul de legătură chimică în substanța simplă calciu:

A. Ionic. B. Polar covalent. B. Covalent nepolar. G. Metal.

4 (3 puncte). O substanță simplă cu cele mai pronunțate proprietăți metalice:

A. Aluminiu. B. Siliciu. B. Magneziu. G. Sodiu.

5 (3 puncte). Raza atomilor elementelor din perioada a 2-a cu sarcina nucleară crescândă de la un metal alcalin la un halogen: A. Se modifică periodic. B. Nu se schimbă. B. Creșteri. D. Scăderi.

6 (3 puncte). Un atom de magneziu diferă de un ion de magneziu:

A. Sarcina nucleară. B. Sarcina particulei. B. Numărul de protoni. D. Numărul de neutroni.

7 (3 puncte). Reacţionează cel mai puternic cu apa:

A. Potasiu. B. Litiu. B. Sodiu. G. Rubidium.

8 (3 puncte). Nu reacționează cu acidul sulfuric diluat:

A. Aluminiu. B. Bariu. B. Fierul. G. Mercur.

9 (3 puncte). Hidroxidul de beriliu nu interacționează cu o substanță a cărei formulă este:

A. NaOH(p p). B. NaCI(p_p). B. NS1(r_r). G. H2SO4.

10 (3 puncte). O serie în care toate substanțele reacţionează cu calciul:

A. CO2, H2, HC1. B. NaOH, H20, HCI. B. C12, H2O, H2S04. G. S, H2S04, S03.

PARTEA B. Întrebări cu răspuns liber

11 (9 puncte). Sugerați trei moduri de a obține sulfat de fier (II). Confirmați răspunsul cu ecuații de reacție.

12 (6 puncte). Identificați substanțele X, Y, Z, notați-le formulele chimice.

Fe(OH)3(t)= X(+HCI)= Y(+NaOH)=Z(t) Fe2O3

13 (6 puncte). Cum, folosind orice reactivi (substanțe) și aluminiu, pentru a obține un oxid, hidroxid amfoter? Scrieți ecuațiile de reacție în formă moleculară.

14 (4 puncte). Aranjați metalele: cupru, aur, aluminiu, plumb în ordinea creșterii densității.

15 (5 puncte). Calculați masa metalului obținut din 160 g de oxid de cupru (II).

Răspuns de la Ksenia Gareeva[guru]
numărul perioadei

Răspuns de la Slava mikailov[incepator]

Răspuns de la Pariu[guru]
Nivel de energie
Material de pe Wikipedia - enciclopedia liberă
Nivel de energie - valorile energetice posibile ale sistemelor cuantice, adică sisteme formate din microparticule (electroni, protoni și alte particule elementare, nuclee atomice, atomi, molecule etc.) și supuse legilor mecanicii cuantice. Caracterizează o anumită stare a microparticulei. Există niveluri de energie electronică și intranucleară.
[Editați | ×]
Nivelurile de energie electronică
Conceptul modern al modelului orbital al unui atom, în care electronii se deplasează de la un nivel de energie la altul, iar diferența dintre nivelurile de energie determină dimensiunea cuantumului emis sau absorbit. În acest caz, electronii nu pot fi localizați în golurile dintre nivelurile de energie. Aceste goluri sunt numite zonă de energie interzisă.
Un exemplu este un electron în modelul orbital al unui atom - în funcție de valorile numărului cuantic principal n și ale numărului cuantic orbital l, nivelul de energie deținut de electron se modifică. În consecință, fiecare pereche de valori ale numerelor n și l corespunde unui anumit nivel de energie.
[Editați | ×]
Nivelurile de energie intranucleară
Termenul provine din cercetarea radioactivității. Radiația este împărțită în trei părți: raze alfa, raze beta și raze gamma. Cercetările au arătat că radiația alfa consta din atomi de heliu, radiația beta este un flux de electroni care se mișcă rapid, iar cercetările asupra razelor gamma au arătat că energia nivelurilor electronice nu este suficientă pentru a le produce. A devenit clar că sursa de radiații radioactive (razele gamma) trebuie căutată în interiorul nucleului atomic, adică există niveluri de energie intranucleară, a căror energie este convertită în fotoni de radiații gamma. Razele gamma au extins spectrul undelor electromagnetice cunoscute, iar toate undele mai scurte de 0,01 nm sunt raze gamma.

Astăzi vom vorbi despre care este nivelul de energie al unui atom, când o persoană întâlnește acest concept și unde este aplicat.

Fizica școlară

Oamenii întâlnesc pentru prima dată științele naturii la școală. Și dacă în al șaptelea an de studiu copiii încă găsesc noile cunoștințe în biologie și chimie interesante, atunci în liceu încep să le fie frică de ele. Când vine rândul fizicii atomice, lecțiile din această disciplină inspiră deja doar dezgust pentru sarcini de neînțeles. Cu toate acestea, merită să ne amintim că toate descoperirile care s-au transformat acum în materii școlare plictisitoare au o istorie nebanală și un întreg arsenal de aplicații utile. A afla cum funcționează lumea este ca și cum ai deschide o cutie cu ceva interesant înăuntru: vrei mereu să găsești compartimentul secret și să descoperi o altă comoară acolo. Astăzi vom vorbi despre una dintre fizica de bază, structura materiei.

Indivizibil, compus, cuantic

Din limba greacă veche, cuvântul „atom” este tradus ca „indivizibil, cel mai mic”. Această idee este o consecință a istoriei științei. Unii greci și indieni antici credeau că totul în lume este alcătuit din particule minuscule.

În istoria modernă, cercetarea fizică a fost efectuată mult mai devreme. Savanții din secolele al XVII-lea și al XVIII-lea au lucrat în primul rând pentru a crește puterea militară a țării, a regelui sau a ducelui. Și pentru a crea explozibili și praf de pușcă, a fost necesar să înțelegem în ce constau acestea. Drept urmare, cercetătorii au descoperit că unele elemente nu pot fi separate dincolo de un anumit nivel. Aceasta înseamnă că există cei mai mici purtători de proprietăți chimice.

Dar s-au înșelat. Atomul s-a dovedit a fi o particulă compozită, iar capacitatea sa de a se schimba este de natură cuantică. Acest lucru este evidențiat și de tranzițiile în nivelurile de energie ale atomului.

Pozitiv și negativ

La sfârșitul secolului al XIX-lea, oamenii de știință au fost aproape de a studia cele mai mici particule de materie. De exemplu, era clar: un atom conține atât componente încărcate pozitiv, cât și negative. Dar era necunoscut: locația, interacțiunea și raportul de greutate al elementelor sale au rămas un mister.

Rutherford a efectuat un experiment privind împrăștierea particulelor subțiri alfa. El a descoperit că în centrul atomilor există elemente pozitive grele, iar la margini sunt situate unele negative foarte ușoare. Aceasta înseamnă că purtătorii diferitelor sarcini sunt particule care nu sunt similare între ele. Aceasta explica încărcarea atomilor: li se putea adăuga un element sau putea fi îndepărtat unul. Echilibrul care menținea neutralitatea întregului sistem a fost perturbat, iar atomul a căpătat o sarcină.

Electroni, protoni, neutroni

Mai târziu s-a dovedit că particulele negative ușoare sunt electroni, iar un nucleu pozitiv greu este format din două tipuri de nucleoni (protoni și neutroni). Protonii diferă de neutroni doar prin faptul că primii erau încărcați pozitiv și grei, în timp ce cei din urmă aveau doar masă. Modificarea compoziției și a încărcăturii nucleului este dificilă: necesită o energie incredibilă. Dar un atom este divizat mult mai ușor de un electron. Există mai mulți atomi electronegativi care sunt mai dispuși să „lueze” un electron și mai puțini atomi electronegativi care sunt mai predispuși să „renunte” la el. Așa se formează sarcina unui atom: dacă există un exces de electroni, atunci este negativ, iar dacă există o deficiență, atunci este pozitiv.

Viață lungă a universului

Dar această structură atomică i-a nedumerit pe oamenii de știință. Conform fizicii clasice predominante din acele vremuri, un electron, care se mișca constant în jurul nucleului, ar fi trebuit să emită în mod continuu unde electromagnetice. Deoarece acest proces înseamnă o pierdere de energie, toate particulele negative își vor pierde în curând viteza și vor cădea pe miez. Cu toate acestea, universul există de foarte mult timp și încă nu a avut loc o catastrofă la nivel mondial. Paradoxul că materia este prea veche se făcea.

postulatele lui Bohr

Postulatele lui Bohr au putut explica discrepanța. Atunci acestea erau pur și simplu afirmații, salturi în necunoscut, care nu erau susținute de calcule sau teorie. Conform postulatelor, în atom existau niveluri de energie ale electronilor. Fiecare particulă încărcată negativ ar putea fi doar la aceste niveluri. Tranziția între orbitali (cum sunt numite nivelurile) se realizează printr-un salt, în care o cantitate de energie electromagnetică este eliberată sau absorbită.

Descoperirea lui Planck a cuantumului a explicat mai târziu acest comportament al electronilor.

Lumină și atom

Cantitatea de energie necesară pentru tranziție depinde de distanța dintre nivelurile de energie ale atomului. Cu cât sunt mai departe unul de celălalt, cu atât cuantumul emis sau absorbit este mai mare.

După cum știți, lumina este un cuantum al câmpului electromagnetic. Astfel, atunci când un electron dintr-un atom se mișcă de la un nivel superior la un nivel inferior, acesta creează lumină. În acest caz, se aplică și legea opusă: atunci când o undă electromagnetică cade pe un obiect, îi excită electronii, iar aceștia se deplasează către un orbital superior.

În plus, nivelurile de energie ale unui atom sunt individuale pentru fiecare tip de element chimic. Modelul distanțelor dintre orbitali diferă pentru hidrogen și aur, wolfram și cupru, brom și sulf. Prin urmare, analiza spectrelor de emisie ale oricărui obiect (inclusiv stele) determină fără ambiguitate ce substanțe sunt prezente în el și în ce cantitate.

Această metodă este folosită incredibil de larg. Se utilizează analiza spectrală:

• în criminologie;
• în controlul calității alimentelor și apei;
• în producția de mărfuri;
• în crearea de noi materiale;
• în îmbunătățirea tehnologiei;
• în experimente științifice;
• în studiul stelelor.

Această listă arată doar cât de utilă s-a dovedit a fi descoperirea nivelurilor electronice în atom. Nivelele electronice sunt cele mai aspre, cele mai mari. Există niveluri de vibrație mai fine și chiar mai fine de rotație. Dar sunt relevanți numai pentru compuși complecși - molecule și solide.

Trebuie spus că structura nucleului nu a fost încă studiată pe deplin. De exemplu, nu există niciun răspuns la întrebarea de ce un anumit număr de protoni corespunde exact aceluia număr de neutroni. Oamenii de știință sugerează că nucleul atomic conține, de asemenea, niște analogi ale nivelurilor electronice. Cu toate acestea, acest lucru nu a fost încă dovedit.

– particule care formează molecule.

Încercați să vă imaginați cât de mici sunt atomii în comparație cu dimensiunea moleculelor în sine folosind acest exemplu.

Să umplem mingea de cauciuc cu gaz. Dacă presupunem că un milion de molecule pe secundă vor ieși din minge printr-o puncție subțire, atunci va dura 30 de miliarde de ani pentru ca toate moleculele să scape din minge. Dar o moleculă poate conține doi, trei sau poate câteva zeci sau chiar câteva mii de atomi!

Tehnologia modernă a făcut posibilă fotografiarea atât a moleculei, cât și a atomului folosind un microscop special. Molecula a fost fotografiată la o mărire de 70 de milioane de ori, iar atomul la o mărire de 260 de milioane de ori.

Multă vreme, oamenii de știință au crezut că atomul este indivizibil. Chiar și un cuvânt atom tradus din greacă înseamnă "indivizibil". Cu toate acestea, mulți ani de cercetări au arătat că, în ciuda dimensiunilor lor mici, atomii constau din părți și mai mici ( particule elementare).

Nu este adevărat că structura unui atom seamănă? sistem solar ?

ÎN centrul atomului – nucleu în jurul căruia electronii se mișcă la o anumită distanță

Miez- partea cea mai grea a atomului, masa atomului este concentrată în ea.

Nucleul și electronii au sarcini electrice care sunt opuse ca semn, dar egale ca mărime.

Nucleul are o sarcină pozitivă, electronii au o sarcină negativă, deci atomul în ansamblu nu este încărcat.

Tine minte

Toți atomii au un nucleu și electroni. Atomii diferă între ei: în masa și sarcina nucleului; numărul de electroni.

Exercițiu

Numărați numărul de electroni din atomii de aluminiu, carbon și hidrogen. Completați tabelul.

· Numele atomului	Numărul de electroni dintr-un atom
Atom de aluminiu
atom de carbon
Atom de hidrogen

Vrei să afli mai multe despre structura atomului? Apoi citește mai departe.

Sarcina nucleului unui atom este determinată de numărul atomic al elementului.

De exemplu , numărul atomic al hidrogenului este 1 (determinat din Tabelul periodic al lui Mendeleev), ceea ce înseamnă că sarcina nucleului atomic este +1.

Numărul atomic al siliciului este 14 (determinat din Tabelul periodic al lui Mendeleev), ceea ce înseamnă că sarcina nucleului unui atom de siliciu este +14.

Pentru ca un atom să fie neutru din punct de vedere electric, numărul de sarcini pozitive și negative din atom trebuie să fie egal

(totalul va fi zero).

Numărul de electroni (particule încărcate negativ) este egal cu sarcina nucleului (particule încărcate pozitiv) și este egal cu numărul atomic al elementului.

Un atom de hidrogen are 1 electron, un atom de siliciu are 14 electroni.

Electronii dintr-un atom se deplasează prin niveluri de energie.

Numărul de niveluri de energie dintr-un atom este determinat de numărul perioadei,în care se află elementul (determinat și din Tabelul periodic al lui Mendeleev)

De exemplu, hidrogenul este un element al primei perioade, ceea ce înseamnă că are

1 nivel de energie, iar siliciul este un element de a treia perioadă, prin urmare 14 electroni sunt distribuiți pe trei niveluri de energie. Oxigenul și carbonul sunt elemente din perioada a treia, astfel încât electronii se deplasează prin trei niveluri de energie.

Exercițiu

1.Care este sarcina nucleară în atomii elementelor chimice prezentate în figură?

2. Câte niveluri de energie există într-un atom de aluminiu?

2. Structura nucleelor ​​și învelișurilor de electroni ale atomilor

2.6. Niveluri și subniveluri de energie

Cea mai importantă caracteristică a stării unui electron dintr-un atom este energia electronului, care, conform legilor mecanicii cuantice, nu se modifică continuu, ci brusc, adică. poate lua doar valori foarte specifice. Astfel, putem vorbi despre prezența unui set de niveluri de energie într-un atom.

Nivel de energie- un set de AO cu valori energetice similare.

Nivelurile de energie sunt numerotate folosind numărul cuantic principal n, care poate lua numai valori întregi pozitive (n = 1, 2, 3, ...). Cu cât valoarea lui n este mai mare, cu atât energia electronului și acel nivel de energie sunt mai mari. Fiecare atom conține un număr infinit de niveluri de energie, dintre care unele sunt populate de electroni în starea fundamentală a atomului, iar altele nu (aceste niveluri de energie sunt populate în starea excitată a atomului).

Stratul electronic- un set de electroni situati la un nivel de energie dat.

Cu alte cuvinte, stratul de electroni este un nivel de energie care conține electroni.

Colecția de straturi electronice formează învelișul de electroni a unui atom.

În cadrul aceluiași strat de electroni, electronii pot diferi ușor în energie și, prin urmare, ei spun asta nivelurile de energie sunt împărțite în subniveluri de energie(substraturi). Numărul de subniveluri în care este împărțit un anumit nivel de energie este egal cu numărul numărului cuantic principal al nivelului de energie:

N (subur) = n (nivel) . (2,4)

Subnivelurile sunt descrise folosind numere și litere: numărul corespunde numărului nivelului de energie (stratul electronic), litera corespunde naturii AO care formează subnivelurile (s -, p -, d -, f -), de exemplu: 2p -subnivel (2p -AO, 2p -electron).

Astfel, primul nivel de energie (Fig. 2.5) constă dintr-un subnivel (1s), al doilea - din doi (2s și 2p), al treilea - din trei (3s, 3p și 3d), al patrulea din patru (4s, 4p, 4d și 4f), etc. Fiecare subnivel conține un anumit număr de societăți pe acțiuni:

N(AO) = n2. (2,5)

Orez. 2.5. Diagrama nivelurilor și subnivelurilor de energie pentru primele trei straturi electronice

1. AO de tip s sunt prezente la toate nivelurile energetice, tipurile p apar începând cu al doilea nivel energetic, tipul d - de la al treilea, tipul f - de la al patrulea etc.

2. La un nivel de energie dat pot exista un orbitali s-, trei p-, cinci d-, șapte f-orbitali.

3. Cu cât numărul cuantic principal este mai mare, cu atât este mai mare dimensiunea SA.

Deoarece un AO nu poate conține mai mult de doi electroni, numărul total (maxim) de electroni la un anumit nivel de energie este de 2 ori mai mare decât numărul de AO și este egal cu:

N (e) = 2n2. (2,6)

Astfel, la un nivel de energie dat pot exista maximum 2 electroni de tip s, 6 electroni de tip p și 10 electroni de tip d. În total, la primul nivel de energie numărul maxim de electroni este de 2, la al doilea - 8 (2 de tip s și 6 de tip p), la al treilea - 18 (2 de tip s, 6 de tip p și 10 tip d). Este convenabil să rezumați aceste concluzii în tabel. 2.2.

Tabelul 2.2

Legătura dintre numărul cuantic principal, numărul e