Периодический закон Д.И. Менделеева. Химическая связь и ее типы

Содержание

Слайд 2

План лекции 1. Сущность периодического закона. Причина периодической повторяемости химических свойств

План лекции

1. Сущность периодического закона. Причина периодической повторяемости химических свойств

и количественных характеристик атомов с увеличением зарядов их ядер.
2. Строение периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Характер и причины изменения металлических и неметаллических свойств, радиусов, энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности атомов в периодах и группах периодической системы.
3. Электронные s-, p-, d- и f – семейства.
4. Основные типы химической связи (ковалентная, ионная, металлическая, водородная), механизм их образования и свойства.

2

Слайд 3

3 п.1. Сущность периодического закона. Причина периодической повторяемости химических свойств и


3
п.1. Сущность периодического закона. Причина периодической повторяемости химических свойств и

количественных характеристик атомов с увеличением зарядов их ядер.
Электронная формула (конфигурация) атома – это условная запись, в которой все электроны атома распределены по энергетическим уровням и подуровням
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p
(n+l):
1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8
Слайд 4

4

4

Слайд 5

5

5

Слайд 6

Периодическая таблица Д.И. Менделеева 6

Периодическая таблица Д.И. Менделеева

6

Слайд 7

7

7

Слайд 8

Периодический закон "Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений

Периодический закон

"Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов

находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуют периодическую функцию) от величины атомных весов элементов».

МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович (8.02.1834 - 2.02.1907)

8

Слайд 9

Периодический закон сегодня: "Свойства химических элементов, а также образуемых ими простых

Периодический закон сегодня:

"Свойства химических элементов, а также образуемых ими простых и

сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядра".
Заряд ядра атома определяет число электронов.
Электроны заселяют атомные орбитали таким образом, что строение внешней электронной оболочки периодически повторяется.
Это выражается в периодическом изменении химических свойств элементов и их соединений.

9

Слайд 10

Периодическая система химических элементов Периодическая система химических элементов - естественная классификация

Периодическая система химических элементов

Периодическая система химических элементов - естественная классификация

химических элементов, являющаяся табличным выражением периодического закона Д.И. Менделеева.
Прообразом Периодической системы химических элементов послужила таблица, составленная Д.И. Менделеевым 1 марта 1869 г.
В 1870 г. Менделеев назвал систему естественной, а в 1871 г. - периодической.
Формы периодической таблицы: короткопериодная, длиннопериодная

10

Слайд 11

Периодичность Периодичность – это повторяемость химических и физических свойств элементов и

Периодичность

Периодичность – это повторяемость химических и физических свойств элементов и их

соединений по определенному направлению периодической системы при изменении порядкового номера элементов.
Виды периодичности: вертикальная, горизонтальная.

11

Слайд 12

12 п.2. Строение периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Характер и


12
п.2. Строение периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Характер и

причины изменения металлических и неметаллических свойств, радиусов, энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности атомов в периодах и группах периодической системы.
Свойства атомов
энергия ионизации
энергия сродства к электрону
электроотрицательность
атомный и ионный радиус
металлические свойства
неметаллические свойства
Слайд 13

Энергия ионизации Энергия (потенциал) ионизации атома Ei - минимальная энергия, необходимая

Энергия ионизации

Энергия (потенциал) ионизации атома Ei - минимальная энергия, необходимая для

удаления электрона из атома:
Х = Х+ + е−; Ei
Значения Ei (кДж/моль):
H 1312,1
K 418,7 F 1680,8 He 2372
Rb 403,0 Cl 1255,5 Ne 2080
Cs 375,7 Br 1142,6 Ar 1520

13

Слайд 14

Сродство к электрону Сродство атома к электрону Ee – способность атомов

Сродство к электрону

Сродство атома к электрону Ee – способность атомов присоединять

добавочный электрон и превращаться в отрицательный ион.
Мерой сродства к электрону служит энергия, выделяющая при присоединении электрона к нейтральному атому,
при этом: Х + е− = Х− ; Ee
Значения Ee (кДж/моль)
F −345,7
Cl −366,7

14

Слайд 15

Электроотрицательность (абсолютная электроотрицательность) Относительная электроотрицательность: χLi = 1 χF = 4

Электроотрицательность

(абсолютная электроотрицательность)

Относительная электроотрицательность:
χLi = 1 χF = 4

Лайнус-Карл ПОЛИНГ (28.02.1901

– 19.08.1994)

Одна из самых распространенных – шкала электроотрицательности Оллреда – Рохова

15

Слайд 16

Периодическая таблица Д.И. Менделеева 16

Периодическая таблица Д.И. Менделеева

16

Слайд 17

Периодичность Вертикальная периодичность заключается в повторяемости свойств химических элементов в вертикальных

Периодичность

Вертикальная периодичность
заключается в повторяемости свойств химических элементов в вертикальных столбцах Периодической

системы и обусловливает объединение элементов в группы. Элементы одной группы имеет однотипные электронные конфигурации.
Горизонтальная периодичность заключается в появлении максимальных и минимальных значений свойств простых веществ и соединений в пределах каждого периода.

Зависимость потенциала ионизации от атомного номера

17

Слайд 18

П.3 Электронные s-,p-,d и f- семейства это связь между положением элемента

П.3 Электронные s-,p-,d и f- семейства это связь между положением элемента в

периодической системе и электронным строением его атома; от того, какой энергетический подуровень заполняется последним, различают 4 электронных семейства: s-, p-, d- и f. S-Элементы – семейство химических элементов, у которых при заполнении электронных подуровней последний электрон заполняет s-подуровень внешнего энергетического уровня. Это главные подгруппы I и II групп. ns1,2; (n=1-7). 14 s-элементов. Р-Элементы – семейство химических элементов, у которых при заполнении электронных подуровней последний электрон заполняет р-подуровень внешнего энергетического уровня. Это элементы главных подгрупп III – VIII групп. ns2nр1-6 . (n=2-7). 36 р-элементов. d-Элементы – заполняется d-подуровень предвнешнего уровня. Это элементы побочных подгрупп; входят в 4-7 периоды. ns2(n-1)d1-10 ; (n=4-7). 40 d-элементов. f- Элементы – заполняется f-подуровень предпредвнешнего уровня (3-ий снаружи). Это элементы 6 и 7 периодов, соответственно, лантаноиды: № 58 (церий) - №71(лютеций) и актиноиды: №90 (торий) - №103 (лоуренсий). ns2(n-2)f1-14; (n=6,7). 28 f- элементов

18

Слайд 19

п.3. Основные типы химической связи (ковалентная, ионная, металлическая, водородная), механизм их

п.3. Основные типы химической связи (ковалентная, ионная, металлическая, водородная), механизм

их образования и свойства. Под химической связью понимают такое взаимодействие атомов, которое связывает их в молекулы, ионы, радикалы, кристаллы

19

Слайд 20

Ковалентная химическая связь это связь, возникающая между атомами за счет образования

Ковалентная химическая связь

это связь, возникающая между атомами за счет образования общих

электронных пар

20

Параметры и свойства ковалентной связи
Энергия связи характеризует прочность химической связи.
Длина связи – расстояние между ядрами атомов, образующих связь.
Насыщаемость. Способность атомов образовывать ограниченное число валентных связей. В соответствии с принципом Паули на перекрываемых орбиталях могут присутствовать не более двух электронов с противоположными спинами.
Направленность. Перекрываемые орбитали должны иметь одинаковую симметрию относительно межъядерной оси (вдоль σ-связей). Совокупность направленных, строго ориентированных в пространстве σ-связей создает структуру химической частицы.
Полярность связи характеризует смещение связующего электронного облака в сторону более ЭО элемента
Образование кратных связей при дополнительном перекрывании атомных орбиталей (π-связи).
Гибридизация - выравнивание электронных орбиталей по форме и энергии

Слайд 21

Обменный механизм 21 Механизмы образования ковалентной связи: обменный и донорно-акцепторный

Обменный механизм

21

Механизмы образования ковалентной связи: обменный и донорно-акцепторный

Слайд 22

22

22

Слайд 23

Способ перекрывания электронных орбиталей: σ- и π- связи 23

Способ перекрывания электронных орбиталей: σ- и π- связи

23

Слайд 24

Полярность ковалентной связи степень смещенности общих электронных пар к одному из

Полярность ковалентной связи

степень смещенности общих электронных пар к одному из связанных

ими атомов

электроотрицательность (ЭО) — свойство оттягивать к себе валентные электроны от других атомов

Ковалентную химическую связь, образующуюся между атомами с одинаковой электроотрицательностью, называют неполярной

Ковалентную химическую связь, образующуюся между атомами с разной электроотрицательностью, называют полярной

H H

H СL

24

Слайд 25

Кратность ковалентной связи число общих электронных пар, связывающих атомы 25

Кратность ковалентной связи

число общих электронных пар, связывающих атомы


25

Слайд 26

Донорно-акцепторный механизм 26

Донорно-акцепторный механизм

26

Слайд 27

Гибридизация атомных орбиталей Гибридизация – это выравнивание (усреднение) энергетических и геометрических

Гибридизация атомных орбиталей

Гибридизация – это выравнивание (усреднение) энергетических и геометрических характеристик

атомных орбиталей разных подуровней при образовании химических связей.

В результате появляются гибридные орбитали, которые ориентируются в пространстве таким образом, чтобы расположенные на них электронные пары (или неспаренные электроны) были максимально удалены друг от друга.

27

Слайд 28

Примеры гибридизации (sp) 4Be: [He]2s2 4Be*: [He]2s12p1 s-АО + p-АО = 2sp-АО 28

Примеры гибридизации (sp)

4Be: [He]2s2

4Be*: [He]2s12p1

s-АО + p-АО = 2sp-АО

28

Слайд 29

Примеры гибридизации (sp2) 5B: [He]2s22p1 5B*: [He]2s12p2 s-АО + 2p-АО = 3sp2-АО Плоский треугольник 29

Примеры гибридизации (sp2)

5B: [He]2s22p1

5B*: [He]2s12p2

s-АО + 2p-АО = 3sp2-АО

Плоский треугольник

29

Слайд 30

Примеры гибридизации (sp3) 6С: [He]2s22p2 6С*: [He]2s12p3 s-АО + 3p-АО = 4sp3-АО Тетраэдр 30

Примеры гибридизации (sp3)

6С: [He]2s22p2

6С*: [He]2s12p3

s-АО + 3p-АО = 4sp3-АО

Тетраэдр

30

Слайд 31

Ионная химическая связь это связь, образовавшаяся за счет электростатического притяжения катионов

Ионная химическая связь

это связь, образовавшаяся за счет
электростатического притяжения

катионов к анионам

31

Кристаллическая решетка хлорида натрия, состоящая из противоположно заряженных ионов натрия и хлорид-ионов

Слайд 32

Водородная связь Химическая связь между положительно поляризованными атомами водорода одной молекулы

Водородная связь

Химическая связь между положительно поляризованными атомами водорода одной молекулы (или

ее части) и отрицательно поляризованными атомами сильно электроотрицательных элементов, имеющих неподеленные электронные пары (F, О, N и реже С1 и S) другой молекулы (или ее части)
O H…..O H…..O H….
H H H

32

Слайд 33

Металлическая связь связь в металлах и сплавах, которую выполняют относительно свободные

Металлическая связь

связь в металлах и сплавах, которую выполняют относительно свободные электроны

между ионами металлов в металлической кристаллической решетке

о п+
М — пе М

Схема образования металлической связи:

.

33

Слайд 34

34 Вопросы к экзамену по общей и неорганической химии 1. Понятия:

34

Вопросы к экзамену
по общей и неорганической химии

1. Понятия: материя, вещество.

Предмет науки химия
2. Качественная и количественная характеристика состава атомов
3. Строение электронных оболочек атомов. Квантовые числа. Энергетические уровни и подуровни, атомные электронные орбитали.
4. Правила составления электронных формул и схем строения электронных оболочек атомов (принцип минимальной энергии, правила Клечковского, Хунда, принцип Паули)
5. Химические (окислительные, восстановительные) свойства атомов химических элементов и порядок их определения
6. Сущность периодического закона. Причина периодической повторяемости химических свойств и количественных характеристик атомов с увеличение зарядов их ядер
7. Строение периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. Характер и причины изменения металлических и неметаллических свойств, радиусов, энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности атомов в периодах и группах периодической системы
8. Основные типы химической связи (ковалентная, ионная, металлическая), механизм их образования и свойства
9. Классы сложных неорганических соединений. Состав, номенклатура, химические свойства и реакции оксидов, кислот, оснований и солей