User33 в 04:44, 2 июля 2012

2012-07-02T04:44:50Z

ВикторияМора: Создана новая страница размером '''Гипермаркет знаний>>[[Химия|Химия]...

2010-06-22T07:42:52Z

Создана новая страница размером '''Гипермаркет знаний>>[[Химия|Химия]...

Новая страница

'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Химия|Химия]]>>[[Химия 10 класс|Химия 10 класс]]>> Химия: Строение атома углерода<metakeywords>химия, 10 класс, класс, урок химии, на тему, урок на тему, урок для 10 класса, Строение атома углерода</metakeywords>'''

В настоящее время органическую химию рассматривают как химию соединений углерода, но, отдавая дань уважения истории, по-прежнему продолжают называть ее органической химией. Поэтому так важно более подробно рассмотреть строение атома этого элемента, характер и пространственное направление образуемых им химических связей. Атом углерода состоит из ядра, имеющего положительный заряд +6 (так как содержит шесть протонов), и электронной оболочки, на которой находятся шесть электронов, расположенных на двух энергетических уровнях (слоях): 

[[Image:aahim10-8.jpg]]

Реальное строение атома углерода гораздо сложнее, чем представлено на приведенной схеме. Дело в том, что «живущий» в пространстве вокруг ядра электрон обладает одновременно свойствами и частицы (имеет массу 1/1840 от массы протона или нейтрона), и волны (способен к огибанию препятствий — дифракции, характеризуется определенной амплитудой, длиной волны, частотой колебаний и т. д.). Нельзя точно определить положение электрона в пространстве вокруг ядра. Поэтому говорят о большей или меньшей вероятности пребывания электрона в данной области пространства. Если бы мы могли сфотографировать атом и на снимке положение электрона отражалось бы в виде точки, то при наложении огромного числа таких снимков мы получили бы картину электронного облака. Чем больше плотность этого облака, тем с большей вероятностью электрон находится в этой области. Пространство вокруг ядра, в котором заключено 90% электронного облака, называется орбиталью. Это означает, что 90% времени электрон находится в этом ограниченном пространстве. В дальнейшем мы будем понимать термины «орбиталь» и «облако» как равноценные.

[[Image:aahim10-9.jpg]]

Атом углерода имеет два вида орбиталей: я-орбитали сферической формы и р-орбитали в форме гантели или объемной восьмерки (рис. 2). Эти орбитали отличаются друг от друга не только формой, но и удаленностью от ядра атома. Чем более удалена от ядра орбиталь, тем большую энергию имеет электрон на этой орбитали. Энергия электрона — важнейшая характеристика его состояния. Причем, и это очень важно, энергия электрона в атоме может принимать только определенные значения, а сам электрон может занимать орбиталь на определенном расстоянии от ядра. Эти орбитали отличаются запасом (уровнем) энергии. Чтобы различать энергетические уровни, их нумеруют в порядке удаления от ядра. Ближайший к ядру — первый (1), затем второй (2) и т. д. В атоме углерода первый уровень составляет одна я-орби-таль, на которой находятся два электрона. Второй энергетический уровень атома углерода также содержит s-орбиталь, но большего размера, так как запас энергии электронов на ней выше, чем у электронов первого уровня, а также три р-орбитали. Это гантелеобразные орбитали одного размера, которые взаимно перпендикулярны, подобно осям координат х, у и 2 (см. рис. 2). Каждую орбиталь могут занимать два электрона, но с противоположными значениями спинов. Спин (от англ. to spin — вращаться) — это собственный магнитный момент электрона (при введении понятия «спин» в 1925 г. предполагали, что магнитные свойства электрона как заряженной частицы вызваны его вращением вокруг собственной оси). Спин электрона появляется лишь при взаимодействии его с другими электронами и с внешним магнитным полем. Спин может иметь только два значения — положительное и отрицательное. Чтобы представить расположение электронов в атоме, надо помнить, что каждый электрон занимает энергетически наиболее выгодное положение, при котором запас его энергии будет наименьшим. Он всегда стремится занять наиболее близкое к ядру положение и попасть на орбиталь более простой формы (например, сначала на s-, а уж потом на р-орбиталь). А если в пределах одного уровня имеется несколько одинаковых орби-талей, электроны размещаются вначале каждый на отдельной орбитали с одинаковыми спинами, а уж затем попарно, но с противоположными спинами. Соответственно электронная формула атома углерода будет иметь вид 1s22s22p2. Очень часто строение электронных оболочек атомов отображают с помощью электронно-графических формул. В них каждая орбиталь обозначается одной клеткой; каждый электрон — стрелкой; направление стрелки соответствует направлению спина. Изобразим электронно-графические формулы атомов углерода и водорода:

[[Image:aahim10-10.jpg]]

Валентность химического элемента чаще всего определяется числом неспаренных электронов. Атом углерода, как видно из электронно-графической формулы, имеет два неспаренных электрона, поэтому с их участием могут образоваться две электронные пары, осуществляющие две ковалентные связи. Однако в органических соединениях углерод не двух-, а всегда четырехвалентен. Это можно объяснить тем, что в возбужденном (получившем дополнительную энергию) атоме происходит распаривание 2«-электронов и переход одного из них на 2р-орбиталь: [[Image:aahim10-11.jpg]]

Такой атом имеет четыре неспаренных электрона и может принимать участие в создании четырех ковалентных связей. Для образования ковалентной связи необходимо, чтобы ор-биталь одного атома перекрывалась с орбиталью другого. При этом чем больше перекрывание, тем прочнее связь. В молекуле водорода Н2 образование ковалентной связи происходит за счет перекрывания s-орбиталей (рис. 3). Расстояние между ядрами атомов водорода, или длина связи, составляет 7,4 * 10-2 нм, а ее прочность — 435 кДж/моль. Для сравнения: в молекуле фтора F2 ковалентная связь образуется за счет перекрывания двух р-орбиталей. 

[[Image:aahim10-12.jpg]]

Длина связи фтор—фтор равна 14,2 • 10-2 нм, а прочность (энергия) связи — 154 кДж/моль. Химические связи, образующиеся в результате перекрывания электронных орбиталей вдоль линии связи, называются а-связями (сигма-связями). Линия связи — прямая, соединяющая ядра атомов. Для в-орбиталей возможен лишь единственный способ перекрывания — с образованием а-связей. р-Орбитали могут перекрываться с образованием а-связей, а также могут перекрываться в двух областях, образуя ковалентную связь другого вида — за счет «бокового» перекрывания:

[[Image:aahim10-13.jpg]]

Химические связи, образующиеся в результате «бокового» перекрывания электронных орбиталей вне линии связи, т. е. в двух областях, называются п-связями (пи-связями).

 Рассмотренный вид связи характерен для молекул этилена С2Н4, ацетилена С2Н2. Но об этом более подробно вы узнаете из следующего параграфа. 1. Запишите электронную формулу атома углерода. Объясните смысл каждого символа в ней. Каковы электронные формулы атомов бора, бериллия и лития? Составьте электронно-графические формулы, соответствующие атомам этих элементов. 

2.    Запишите электронные формулы: а)    атома натрия и катиона Nа+; б)    атома магния и катиона Мg2+; в)    атома фтора и аниона F-; г)    атома кислорода и аниона О2-; д)    атома водорода и ионов Н+ и Н-. Составьте электронно-графические формулы распределения электронов по орбиталям в этих частицах. 3.    Атому какого химического элемента соответствует электронная формула 1s22s22р6? Какие катионы и анионы имеют такую же электронную формулу? Составьте электронно-графическую формулу атома и этих ионов. 4.    Сравните длины связей в молекулах водорода и фтора. Чем вызвано их различие? 5.    Молекулы азота и фтора двухатомны. Сравните числа и характер химических связей между атомами в них.

 презентация урока [[Химия_10_класс|химии 10 класса]], практикумы [[Химия|по химии]], мультимедиа [[Гипермаркет_знаний_-_первый_в_мире!|по всем предметам]]

'''Содержание урока'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] конспект урока '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] опорный каркас
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] презентация урока
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] акселеративные методы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] интерактивные технологии

'''Практика'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] задачи и упражнения
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] самопроверка
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] практикумы, тренинги, кейсы, квесты
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] домашние задания
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] дискуссионные вопросы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] риторические вопросы от учеников

'''Иллюстрации'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] фотографии, картинки
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] графики, таблицы, схемы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] юмор, анекдоты, приколы, комиксы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

'''Дополнения'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] рефераты'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] статьи
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] фишки для любознательных
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] шпаргалки
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] учебники основные и дополнительные
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] словарь терминов
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] прочие
''''''
Совершенствование учебников и уроков
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] исправление ошибок в учебнике'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] обновление фрагмента в учебнике
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] элементы новаторства на уроке
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] замена устаревших знаний новыми
http://school.xvatit.com/index.php?title=%D0%A5%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B0_%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B8_%D0%B5%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%B2_%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B5_%D0%94._%D0%98._%D0%9C%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B5%D0%B2%D0%B0&action=edit
'''Только для учителей'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] идеальные уроки '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] календарный план на год
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] методические рекомендации
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] программы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] обсуждения

'''Интегрированные уроки'''


 

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам].

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].

Строение атома углерода - История изменений

User33 в 04:44, 2 июля 2012

ВикторияМора: Создана новая страница размером '''Гипермаркет знаний>>[[Химия|Химия]...