Схема образования соединений магния и фтора. Ионная химическая связь

Ответ на вопрос 5.

Элемент с порядковым номером 35 - это бром (Br). Заряд ядра его атома равен 35. Атом брома содержит 35 протонов, 35 электронов и 45 нейтронов.

§ 7 . Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы

Ответ на вопрос 1.

Изотопы 40 19 K и40 18 Ar проявляют разные свойства, потому что имеют разный заряд ядра и разное количество электронов.

Ответ на вопрос 2.

Относительная атомная масса аргона близка к 40, т.к. в ядре его атома 18 протонов и 22 нейтрона, а в ядре атома калия 19 протонов и 20 нейтронов, поэтому его относительная атомная масса близка к 39. Так как число протонов в ядре атома калия больше, он стоит в таблице после аргона.

Ответ на вопрос 3.

Изотопы - это разновидности атомов одного элемента, имеющие одинаковое количество протонов и электронов и различное число нейтронов.

Ответ на вопрос 4.

Изотопы хлора схожи по свойствам, т.к. свойства определяются зарядом ядра, а не его относительной массой, даже при изменении относительной атомной массы изотопов хлора на 1 или 2 единицы масса изменяется незначительно, в отличие от изотопов водорода, где при добавлении одного или двух нейтронов масса ядра изменяется в 2 или 3 раза.

Ответ на вопрос 5.

Дейтериевая (тяжелая вода) - соединение, где 1 атом кислорода связан с двумя атомами изотопа водорода 2 1 D , формула D2 O. Сравнение свойств D2 O и Н2 О

Ответ на вопрос 6.

Вначале расположен элемент с большим значением относительной

атомной массы в парах:

Te-I (теллур-иод) 128 Te и127 I.

Th-Pa (торий-протактиний) 232 90 Th и231 91 Pa . U-Np (уран-нептуний) 238 92 U и237 93 Np .

§ 8 . Строение электронных оболочек атомов

Ответ на вопрос 1.

а) - схема строения атома алюминия; б) - схема строения атома фосфора; в) - схема строения атома кислорода.

Ответ на вопрос 2.

а) сравним строение атомов азота и фосфора.

Cтроение электронной оболочки этих атомов схоже, оба на последнем энергетическом уровне содержат 5 электронов. Однако у азота всего 2 энергетических уровня, а у фосфора их 3.

б) Сравним строение атомов фосфора и серы.

Атомы фосфора и серы имеют по 3 энергетических уровня, причем у каждого последний уровень незавершенный, но у фосфора на последнем энергетическом уровне 5 электронов, а у серы 6.

Ответ на вопрос 3.

Атом кремния содержит в ядре 14 протонов и 14 нейтронов. Число электронов, находящихся вокруг ядра, как и число протонов равно порядковому номеру элемента. Число энергетических уровней определяется номером периода и равно 3. Число внешних электронов определяется номером группы и равно 4.

Ответ на вопрос 4.

Количество содержащихся в периоде элементов равно максимально возможному числу электронов на внешнем энергетическом уровне и это число определяется по формуле 2n2 , где n - номер периода.

Поэтому в первом периоде содержится только 2 элемента (2 12 ), а во втором периоде 8 элементов (2 22 ).

Ответ на вопрос 5.

В астрономии - Период вращения Земли вокруг своей оси 24 часа.

В географии - Смена сезонов с периодом 1 год.

В физике - Периодические колебания маятника.

В биологии - Каждая клетка дрожжей в оптимальных условиях раз в 20 мин. делится.

Ответ на вопрос 6.

Электроны и строение атома были открыты в начале XX века, чуть позже было написано это стихотворение, которое отражает во многом нуклеарную, или планетарную, теорию строения атома, а также автор допускает возможность, что и электроны тоже сложные частицы, строение которых мы еще просто не изучили.

Ответ на вопрос 7.

Приведенные в учебнике 2 четверостишия говорят об огромном поэтическом таланте В. Брюсова и гибком уме его, раз он мог так легко понять и принять все достижения современной ему науки, а также, по всей видимости, просвещенности и образованности в данной области.

§ 9 . Изменение числа электронов на внешнем энергетическом уровне атомов химических элементов

Ответ на вопрос 1.

а) Сравним строение и свойства атомов углерода и кремния

По строению электронной оболочки эти элементы схожи: оба на последнем энергетическом уровне имеют по 4 электрона, но у углерода 2 энергетических уровня, а у кремния 3. Т.к. число электронов на внешнем уровне одинаково, то и свойства этих элементов будут похожи, но радиус атома кремния больше, поэтому по сравнению с углеродом он будет проявлять больше металлических свойств.

б) Сравним строение и свойства атомов кремния и фосфора:

Атомы кремния и фосфора имеют по 3 энергетических уровня, причем у каждого последний уровень незавершенный, но у кремния на последнем энергетическом уровне 4 электрона, а у фосфора 5, поэтому радиус атома фосфора меньше и он в большей степени проявляет неметаллические свойства, чем кремний.

Ответ на вопрос 2.

а) Рассмотрим схему образования ионной связи между алюминием и кислородом.

1. Алюминий - элемент главной подгруппы III группы, металл. Его атому легче отдать 3 внешних электрона, чем принять недостающие

Al0 – 3e– → Al+ 3

2. Кислород - элемент главной подгруппы VI группы, неметалл. Его атому легче принять 2 электрона, которых не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать 6 электронов с внешнего уровня.

O0 + 2e– → О− 2

3. Сначала найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 6(3 2). Чтобы атомы Al отдали 6

электронов, их нужно взять 2(6:3), чтобы атомы кислорода смогли принять 6 электронов, их нужно взять 3(6:2).

4. Схематично образование ионной связи между атомами алюминия и кислорода можно записать так:

2Al0 + 3O0 → Al2 +3 O3 –2 → Al2 O3

6e–

б) Рассмотрим схему образования ионной связи между атомами лития и фосфора.

1. Литий - элемент I группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 1 внешний электрон, чем принять недостающие 7:

Li0 – 1e– → Li+ 1

2. Фосфор - элемент главной подгруппы V группы, неметалл. Его атому легче принять 3 электрона, которых не хватает до завершения вешнего уровня, чем отдать 5 электронов:

Р0 + 3e– → Р− 3

3. Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 3(3 1). Чтобы атомы лития отдали

3 электронов, их нужно взять 3(3:1), чтобы атомы фосфора смогли принять 5 электронов, нужно взять только 1 атом (3:3).

4. Схематично образование ионной связи между атомами лития и фосфора можно записать так:

3Li0 – + P0 → Li3 +1 P–3 → Li3 P

в) Рассмотрим схему образования ионной связи между атомами магния и фтора.

1. Магний - элемент II группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 2 внешних электрона, чем принять недостающие

Mg0 – 2e– → Mg+ 2

2. Фтор - элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его атому легче принять 1 электрон, которого не хватает до завершения вешнего уровня, чем отдать 7 электронов:

F0 + 1e– → F− 1

3. Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2(2 1). Чтобы атомы магния отдали 2 электрона, нужен только один атом, чтобы атомы фтора смогли принять 2 электрона, их нужно взять 2(2:1).

4. Схематично образование ионной связи между атомами лития и фосфора можно записать так:

Mg0 +– 2F0 → Mg+2 F2 –1 → MgF2

Ответ на вопрос 3.

Самые типичные металлы расположены в периодической системе

в начале периодов и в конце групп, таким образом, самым типичным металлом является франций (Fr). Типичные неметаллы расположены

в конце периодов и в начале групп. Таким образом, самый типичный неметалл фтор (F). (Гелий не проявляет каких-либо химических свойств).

Ответ на вопрос 4.

Инертные газы стали называть благородными, так же как и металлы, потому что в природе они встречаются исключительно в свободном виде и с большим трудом образуют химические соединения.

Ответ на вопрос 5.

Выражение «Улицы ночного города были залиты неоном» химически неверно, т.к. неон - инертный, малораспространенный газ, в воздухе его содержится очень мало. Однако неоном заполняют неоновые лампы и лампы дневного света, которые часто используются для подсветки вывесок, афиш, реклам ночью.

§ 10 . Взаимодействие атомов элементов-неметаллов между собой

Ответ на вопрос 1.

Электронная схема образования двухатомной молекулы галогена будет выглядеть так:

а + а→ аа

А структурная формула

Ответ на вопрос 2.

а) Схема образования химической связи для AlCl3 :

Алюминий - элемент III группы. Его атому легче отдать 3 внешних электрона, чем принять недостающие 5.

Al° - 3 e→ Al+3

Хлор - элемент VII группы. Его атому легче принять 1 электрон, которого не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать 7 электронов.

Сl° + 1 e → Сl–1

Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 3(3:1). Чтобы атомы алюминия отдали 3 электрона надо взять только 1 атом (3:3), чтобы атомы хлора смогли принять 3 электрона, их нужно взять 3(3:1)

Al° + 3Сl° → Al+3 Cl–1 → AlСl3

3 e –

Связь между атомами металла и неметалла носит ионный характер. б) Схема образования химической связи для Cl2 :

Хлор – элемент главной подгруппы VII группы. Его атомы имеют 7 электронов на внешнем уровне. Число непарных электронов равно

Связь между атомами одного и того же элемента ковалентна.

Ответ на вопрос 3.

Сера - элемент главной подгруппы VI группы. Ее атомы имеют 6 электронов на внешнем уровне. Число непарных электронов равно (8–6)2. В молекулах S2 атомы связаны двумя общими электронными парами, поэтому связь двойная.

Схема образования молекулы S2 будет выглядеть следующим образом:

Ответ на вопрос 4.

В молекуле S2 связь двойная, в молекуле Cl связь одинарная, в молекуле N2 - тройная. Поэтому самой прочной молекулой будет N2 , менее прочной S2 , а еще слабее Cl2 .

Длина связи самая маленькая в молекуле N2 , больше в молекуле S2 , еще больше в молекуле Cl2 .

§ 11 . Ковалентная полярная химическая связь

Ответ на вопрос 1.

Так как значения ЭО водорода и фосфора одинаковы, то химическая связь в молекуле PH3 будет ковалентной неполярной.

Ответ на вопрос 2.

1. а) в молекуле S2 связь ковалентная неполярная, т.к. она образована атомами одного и того же элемента. Схема образования связи будет следующей:

Сера - элемент главной подгруппы VI группы. Ее атомы имеют по 6 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет: 8 – 6 = 2.

Обозначим внешние электроны S

б) в молекуле K2 O связь ионная, т.к. она образована атомами элементов металла и неметалла.

Калий - элемент I группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 1 электрон, чем принять недостающие 7:

K0 – 1e– → K+ 1

Кислород - элемент главной подгруппы VI группы, неметалл. Его атому легче принять 2 электрона, которых не хватает до завершения уровня, чем отдать 6 электронов:

O0 + 2e– → O− 2

Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2(2 1). Чтобы атомы калия отдали 2 электрона, их нужно взять 2, чтобы атомы кислорода смогли принять 2 электрона, необходим только 1 атом:

2K2e 0 – + O0 → K2 +1 O–2 → K2 O

в) в молекуле H2 S связь ковалентная полярная, т.к. она образована атомами элементов с различной ЭО. Схема образования связи будет следующей:

Сера - элемент главной подгруппы VI группы. Ее атомы имеют по 6 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет: 8– 6=2.

Водород - элемент главной подгруппы I группы. Его атомы содержат по 1 электрону на внешней оболочке. Непарным является 1 электрон (для атома водорода завершенным является двухэлектронный уровень). Обозначим внешние электроны:

Общие электронные пары смещены к атому серы, как более электроотрицательному

H δ+→ S 2 δ−← H δ+

1. а) в молекуле N2 связь ковалентная неполярная, т.к. она образована атомами одного и того же элемента. Схема образования связи следующая:

Азот - элемент главной подгруппы V группы. Его атомы имеют 5 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов: 8 – 5 = 3.

Обозначим внешние электроны: N

N ≡ N

б) в молекуле Li3 N связь ионная, т.к. она образована атомами элементов металла и неметалла.

Литий - элемент главной подгруппы I группы, металл. Его атому легче отдать 1 электрон, чем принять недостающие 7:

Li0 – 1e– → Li+ 1

Азот - элемент главной подгруппы V группы, неметалл. Его атому легче принять 3 электрона, которых не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать пять электронов с внешнего уровня:

N0 + 3e– → N− 3

Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 3(3 1). Чтобы атомы лития отдали 3 электрона, необходимо 3 атома, чтобы атомы азота смогли принять 3 электрона, необходим только один атом:

3Li0 + N0 → Li3 +1 N–3 → Li3 N

3e–

в) в молекуле NCl3 связь ковалентная полярная, т.к. она образована атомами элементов-неметаллов с различными значениями ЭО. Схема образования связи следующая:

Азот - элемент главной подгруппы V группы. Его атомы имеют по 5 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет: 8– 5=3.

Хлор - элемент главной подгруппы VII группы. Его атомы содержат по 7 электронов на внешней оболочке. Непарным остается

Помощь уже в пути, держи.
а) Рассмотрим схему образования ионной связи между натрием и
кислородом.
1. Натрий - элемент главной подгруппы I группы, металл. Его атому легче отдать I внешний электрон, чем принять недостающие 7:

1. Кислород- элемент главной подгруппы VI группы, неметалл.
Его атому легче принять 2 электрона, которых не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать 6 электронов с внешнего уровня.

1. Сначала найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2(2∙1). Чтобы атомы Naотдали 2 электрона, их надо взять 2(2:1), чтобы атомы кислорода смогли принять 2 электрона, их нужно взять 1.
2. Схематично образование ионной связи между атомами натрия и кислорода можно записать так:

б) Рассмотрим схему образования ионной связи между атомами лития и фосфора.
I. Литий - элемент I группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 1 внешний электрон, чем принять недостающие 7:

2. Хлор- элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его
атому легче принять 1 электрон, чем отдать 7 электронов:

2. Наименьшее общее кратное 1, т.е. чтобы 1 атом лития отдал, а атом хлора принял 1 электрон, надо взять их по одному.
3. Схематично образование ионной связи между атомами лития и хлора можно записать так:

в) Рассмотрим схему образования ионной связи между атомами
магния и фтора.
1. Магний- элемент II группы главной подгруппы, металл. Его
атому легче отдать 2 внешних электрона, чем принять недостающие 6:

2. Фтор - элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его
атому легче принять 1 электрон, которого не хватает до завершения вешнего уровня, чем отдать 7 электронов:

2. Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2(2∙1). Чтобы атомы магния отдали 2 электрона, нужен только один атом, чтобы атомы фтора смогли принять 2 электрона, их нужно взять 2(2:1).
3. Схематично образование ионной связи между атомами лития и фосфора можно записать так:

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока :

• Сформировать понятие об химических связях на примере ионной связи. Добиться понимания образования ионной связи как крайнего случая полярной.
• Обеспечить в ходе урока усвоение следующих основных понятий: ионы (катион, анион), ионная связь.
• Развивать умственную деятельность учащихся через создание проблемной ситуации при изучении нового материала.

Задачи:

• научить распознавать виды химической связи;
• повторить строение атома;
• исследовать механизм образования ионной химической связи;
• научить составлять схемы образования и электронные формулы ионных соединений, уравнения реакций с обозначением перехода электронов.

Оборудование : компьютер, проектор, мультимедийный ресурс, периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, таблица «Ионная связь».

Тип урока: Формирование новых знаний.

Вид урока: Мультимедиа урок.

Х од урока

I. Организационный момент .

II. Проверка домашнего задания .

Учитель: Как атомы могут принимать устойчивые электронные конфигурации? Каковы cпособы образования ковалентной связи?

Ученик: Полярная и неполярная ковалентные связи образованы по обменному механизму. К обменному механизму относят случаи, когда в образовании электронной пары от каждого атома участвует по одному электрону. Например, водород: (слайд 2)

Связь возникает благодаря образованию общей электронной пары за счет объединения неспаренных электронов. У каждого атома есть по одному s-электрону. Атомы Н равноценны и пары одинаково принадлежат обоим атомам. Поэтому же принципу происходит образование общих электронных пар (перекрывание р-электронных облаков) при образовании молекулы F 2 . (слайд 3)

Запись H· означает, что у атома водорода на внешнем электронном слое находится 1 электрон. Запись показывает, что на внешнем электронном слое атома фтора находится 7 электронов.

При образовании молекулы N 2 . Образуются 3 общие электронные пары. Перекрываются р-орбитали. (слайд 4)

Связь называется неполярная.

Учитель: Мы сейчас рассмотрели случаи, когда образуются молекулы простого вещества. Но вокруг нас множество веществ, сложного строения. Возьмем молекулу фтороводорода. Как в этом случае происходит образование связи?

Ученик: При образовании молекулы фтороводорода перекрывается орбиталь s-электрона водорода и орбиталь р-электрона фтора Н-F. (слайд 5)

Связывающая электронная пара смещена к атому фтора, в результате чего образуется диполь . Связь называется полярная .

III. Актуализация знаний .

Учитель: Химическая связь возникает вследствие изменений, которые происходят с наружными электронными оболочками соединяющихся атомов. Это возможно потому, что наружные электронные слои не завершены у элементов, кроме инертных газов. Химическая связь объясняется стремлением атомов приобрести устойчивую электронную конфигурацию, подобную конфигурации «ближайшего» к ним инертного газа.

Учитель: Записать схему электронного строения атома натрия (у доски). (слайд 6)

Ученик: Атому натрия для достижения устойчивости электронной оболочки необходимо либо отдать один электрон, либо принять семь. Натрий легко отдаст свой далекий от ядра и слабо связанный с ним электрон.

Учитель: Составить схему отдачи электрона.

Nа° - 1ē → Nа+ = Ne

Учитель: Записать схему электронного строения атома фтора (у доски).

Учитель: Как добиться завершения заполнения электронного слоя?

Ученик: Атому фтора для достижения устойчивости электронной оболочки необходимо либо отдать семь электронов, либо принять один. Энергетически выгоднее фтору принять электрон.

Учитель: Составить схему приема электрона.

F° + 1ē → F- = Ne

IV. Изучение нового материал.

Учитель обращается с вопросом к классу, в котором ставится задача урока:

Возможны ли другие варианты, при которых атомы могут принимать устойчивые электронные конфигурации? Каковы пути образования таких связей?

Сегодня мы рассмотрим один из видов связей – ионную связь. Сопоставим строение электронных оболочек уже названных атомов и инертных газов.

Беседа с классом.

Учитель: Какой заряд имели атомы натрия и фтора до реакции?

Ученик: Атомы натрия и фтора электронейтральны, т.к. заряды их ядер уравновешиваются электронами, вращающимися вокруг ядра.

Учитель: Что происходит между атомами при отдаче и принятии электронов?

Ученик: Атомы приобретают заряды.

Учитель дает пояснения: В формуле иона дополнительно записывают его заряд. Для этого используют верхний индекс. В нем цифрой указывают величину заряда (единицу не пишут), а потом – знак (плюс или минус). Например, ион Натрия с зарядом +1 имеет формулу Na + (читается «натрий-плюс»), ион Фтора с зарядом -1 – F - («фтор-минус»), гидроксид-ион с зарядом -1 – ОН - («о-аш-минус»), карбонат-ион с зарядом -2 – CO 3 2- («цэ-о-три-два-минус»).

В формулах ионных соединений сначала записывают, не указывая зарядов, положительно заряженные ионы, а потом - отрицательно заряженные. Если формула правильная, то сумма зарядов всех ионов в ней равна нулю.

Положительно заряженный ионназывается катионом ,аотрицательно заряженный ион- анионом.

Учитель: Записываем определение в рабочие тетради:

Ион - это заряженная частица, в которую превращается атом в результате принятия или отдачи электронов.

Учитель: Как определить величину заряда иона кальция Ca 2+ ?

Ученик: Ио́н - электрически заряженная частица, образующаяся в результате потери или присоединения одного или нескольких электронов атомом. У кальция на последнем электронном уровне находятся два электрона, ионизация атома кальция происходит при отдаче двух электронов. Ca 2+ - двухзарядный катион.

Учитель: Что происходит с радиусами этих ионов?

При переходе электронейтрального атома в ионное состояние размер частицы сильно изменяется. Атом, отдавая свои валентные электроны, превращается при этом в более компактную частицу - катион. Например, при переходе атома натрия в катион Na+, имеющий, как указано выше, структуру неона, радиус частицы сильно уменьшается. Радиус аниона всегда больше радиуса соответствующего электронейтрального атома.

Учитель: Что происходит с разноименно заряженными частицами?

Ученик: Разноименно заряженные ионы натрия и фтора, возникающие в результате перехода электрона от атома натрия к атому фтора, взаимно притягиваются и образуют фторид натрия. (слайд 7)

Nа + + F - = NаF

Рассмотренная нами схема образования ионов показывает, как между атомом натрия и атомом фтора образуется химическая связь, которую называют ионной.

Ионная связь – химическая связь, образованная электростатическим притяжением друг к другу разноименно заряженных ионов.

Соединения, которые при этом образуются, называют ионными соединениями.

V. Закрепление нового материала .

Задания для закрепления знаний и умений

1. Сравните строение электронных оболочек атома кальция и катиона кальция, атома хлора и хлорид - аниона:

Прокомментируйте схему образования ионной связи в хлориде кальция:

2. Для выполнения данного задания необходимо разделиться на группы по 3–4 человека. Каждый участник группы рассматривает один пример и результаты представляет всей группе.

Ответ учащихся:

1. Кальций – это элемент главной подгруппы II группы, металл. Его атому легче отдать два внешних электрона, чем принять недостающие шесть:

2. Хлор – это элемент главной подгруппы VII группы, неметалл. Его атому легче принять один электрон, которого ему не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать семь элект­ронов с внешнего уровня:

3. Сначала найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2 (2x1). Затем определим, сколько атомов кальция нужно взять, чтобы они отдали два электрона, то есть надо взять один атом Са и два атома CI.

4. Схематично образование ионной связи между атомами кальция и хлора можно записать: (слайд 8)

Са 2+ + 2СI - → СаСI 2

Задания для самоконтроля

1. На основе схемы образования химического соединения составьте уравнение химической реакции: (слайд 9)

2. На основе схемы образования химического соединения составьте уравнение химической реакции: (слайд 10)

3. Дана схема образования химического соединения: (слайд 11)

Выберите пару химических элементов, атомы которых могут взаимодействовать в соответствии с этой схемой:

а) Na и O ;
б) Li и F ;
в) K и O ;
г) Na и F