Тема: Строение атомов, химическая связь и строение молекул
Скачать 62.46 Kb.
|
| ЗАНЯТИЕ № Тема: Строение атомов, химическая связь и строение молекул. Мотивация изучения темы: Термодинамика не отвечает на вопрос «Почему и как быстро протекает процесс?». Решение этого вопроса основано на знании законов атомно-молекулярного строения вещества, которые необходимы для того, чтобы предсказать биохимические процессы, протекающие в организме. Наблюдаемые свойства разнообразных объектов окружающего мира определяются в конечном счете свойствами атомов - мельчайших частиц вещества. Эта идея была высказана еще учеными древности и до настоящего времени является одним из важнейших положений научного познания природы. Квантово-механическая теория строения атома служит основой для рассмотрения на молекулярном уровне многих процессов, происходящих в живых организмах. Периодический закон Д.И. Менделеева является одним из руководящих начал для научных изысканий в самых разнообразных областях науки, не исключая, конечно, биологию и медицину. Физиологическое действие того или иного вещества, входящего в состав организма, а также фармакологическое действие препарата зависит от его химической природы, состава, электронной конфигурации, характера химических связей. Особую роль в биохимических процессах играет водородная связь между атомами водорода и гетероатомами, более электроотрицательными, чем водород (O, N, S, P). Наличие водородных связей между пептидными группами в полипептидной цепи -аминокислотных остатков обуславливает вторичную и третичную структуру белков. Внутримолекулярные водородные связи во многом определяют структуры ДНК и РНК. Немалую роль водородная связь в процессах растворения, кристаллизации. Вещества, способные образовывать водородные связи с молекулами растворителя, хорошо в нем растворяются. Цель: На основе квантово-механической теории раскрыть сложность строения атома и углубить знания о периодическом законе и периодической системе Д.И. Менделеева. На основе современных представлений о строении атома закрепить знания об электронном механизме образования основных видов химической связи. Задачи изучения: 1. На основе квантовой механики научиться строить схему электронной оболочки атомов элементов и описывать строение атомов с помощью электронных форму, энергетических диаграмм и атомных орбиталей. 2. На основе строения атомов прогнозировать их свойства и формулировать периодический закон Д.И. Менделеева. 3. Характеризовать понятия «орбитальный радиус», «энергия ионизации», «относительная электроотрицательность атома». 4. Формулировать понятие химической связи и характеризовать ее прочность, длину, полярность, валентный угол. 5. формулировать положения методов валентных связей (ВС) и молекулярных орбиталей (МО) и на их основе строить диаграммы молекул различных соединений биогенных элементов. 6. Прогнозировать отдельные физико-химические свойства биогенных соединений на основе их молекулярного строения. Продолжительность занятия - 90 минут.  Место проведения занятия - учебный практикум (кафедра общей химии) Задания для самостоятельной работы студента во внеучебное время (самоподготовка). А. Контрольные вопросы 1. Квантово - механическая модель атома. Квантовые числа. 2. Строение электронных оболочек атомов. 3. Принцип минимума энергии. Принцип Паули. Правило Гунда. Правило Клечковского. 4. Электронные и электронно-графические формулы атомов. 5. Основное и возбужденное состояние атома. 6. Энергетическая характеристика атома. Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Изменение этих величин в периодической системе в периодах и группах. 7. Периодическая система и периодический закон Д.И. Менделеева. Определения периода и группы. 8. Определение химической связи. Типы химической связи. 9. Ковалентная связь. 9.1. Механизм образования ковалентной связи. Метод валентных связей (ВС). 9.2. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность, поляризуемость, длина связи, энергия связи, дипольный момент. Эффективные заряды атомов. 9.3. Разрыв химической связи (гомо- и гетеролитический). 9.4. Гибридизация атомных орбиталей. Типы гибридизации (sр3-, sр2-, sр-). Геометрия молекулы. 10. Понятие ионной связи. Механизм образования ионной связи. Свойства ионной связи: ненасыщаемость, ненаправленность. 11. понятие металлической связи. Механизм образования. 12. Водородная связь. Роль водородной связи в биологических системах. Б. Список рекомендуемой литературы: 1. текст лекций. 2. Ленский А.С., Белавин И.Ю., Быликин С.Ю. Биофизическая и бионеорганическая химия./ М.: Медицинское информационное агентство, 2008. 3. Попков А.В., Пузаков С.А. Общая химия./ М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. 4. Пузаков С.А., Попков В.А., Филиппова А.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. - М.:Высшая школа, 2007. В. Обучающий материал. Таблица 1. относительная электроотрицательность атомов.
Г. Обучающие задачи Задача 1. Каковы значения квантовых чисел (n, l, m) для орбиталей, входящих в 3d-подуровень? Решение. Электроны находятся на третьем уровне, значит n=3. Орбитальный подуровень d есть величина l=2. Магнитное квантовое число примет пять значений: ml = +2, +1, 0, -1,-2. Задача 2. Какой подуровень будет заполняться вслед за подуровнем 4s? Решение. Подуровню 4s соответствует сумма n+l = 4+0=4. Такой же суммой n+l характеризуется 3p, но заполнение этого подуровня предшествует заполнению подуровня 4s, т.к. последнему отвечает большее значение главного квантового числа. Следовательно, после подуровня 4s будет заполняться подуровень с суммой n+l =5. Вслед за подуровнем 4s будет заполняться подуровень 3d. Задача 3. На каком основании хлор и марганец помещают в одной группе периодической системы элементов? Почему их помещают в разных подгруппах? Решение. Электронные конфигурации атомов: 17Cl 1s22s22p63s23p5; 25Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 Валентные электроны хлора - 3s23p5, а марганца - 3d54s2. Таким образом эти элементы не являются электронными аналогами и не должны размещаться в одной и той же подгруппе. Но на валентных орбиталях атомов этих элементов находится одинаковое число электронов - 7. На этом основании оба элемента помещают в одну и ту же седьмую группу периодической системы, но в разные подгруппы. Задача 4. Cоставить электронную формулу атома кремния и графическую схему заполнения электронами валентных орбиталей этого атома в нормальном и возбужденном состояниях. Решение. Электронная формула атома 14Si 1s22s22p63s23p2. Валентными орбиталями являются 3s-, 3p и незаполненные 3d-орбитали. Графически схема заполнения электронами этих орбиталей имеет следующий вид: При затрате некоторой энергии электрон с s-подуровня переходит на р-подуровень, при этом энергия атома возрастает. Электронная конфигурация 1s22s22p63s13p3. Графически схема заполнения электронами имеет вид: Задача 5. Сколько электронов находится на 3d-подуровне атомов а) никеля, б) меди? Решение. а) 8 электронов, б) 10 электронов Задача 6. Какова электронная структура уровня с n=3 атомов а) никеля, б) меди? Решение. а) …3s23p23d8 б)… 3s23p23d10 Задача 7. Изобразите льюисовскую формулу а) атома азота; б) молекулы азота; в) молекулы гидразина N2H4; г) молекулы аммиака. Решение. Электронная формула атома азота 147N 1s22s22p3 На 2-ом уровне находится 5 электронов. . .. .. .. а) :N. б) :N N: в) H:N:N:H г) H:N:H . . . . . .. H Формула Льюиса не способна дифференцировать ковалентную связь на - и -связь. Д. Задачи для самостоятельного решения. Задача 1. Каковы значения квантовых чисел (n, m, l) для орбиталей, входящих в 4р-подуровень? Задача 2. Какой подуровень будет заполняться вслед за подуровнем 5р? Задача 3. Сколько электронов находится на 4-d-подуровне атома а) рутения; б) серебра? Задача 4. Какова электронная структура уровня с n=4 атома а) рутения; б) серебра? Задача 5. Составьте электронную формулу атома брома и графическую схему заполнения электронами валентных орбиталей этого атома в нормальном и возбужденном состояниях. Задача 6. Изобразите льюисовскую формулу а) атома кремния; б) силана SiH4 и скажите: способна ли эта формула дифференцировать ковалентную связь на - и -связи. Тесты № 1-34 |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Конспект по теме «Химическая связь. Строение вещества» Основные понятия Электроотрицательность(Лайнус Полинг, 1932г) –способность атомов притягивать к себе электроны | | Темы рефератов по дисциплине Строение вещества для группы ах-07-1 Татевский В. М. Строение молекул и физико-химические свойства молекул и веществ. М.: Изд. Московского университета, 1993 |
| Урок в 8 классе по теме «Ковалентная связь» Ребята! Сегодня мы начинаем изучение новой темы «Химическая связь. Строение вещества» | | Реферат Тема: Содержание понятия «строение вещества», «структура... Тема: Содержание понятия «строение вещества», «структура вещества», «строение молекул». Упорядоченные и неупорядоченные структуры... |
 | Примерный шаблон технологической карты урока Типы химических связей. Основополагающий урок, закладывающий необходимые знания для изучения следующих тем: строение вещества, формирующий... | | Примерный шаблон технологической карты урока Типы химических связей. Основополагающий урок, закладывающий необходимые знания для изучения следующих тем: строение вещества, формирующий... |
| Примерный шаблон технологической карты урока Типы химических связей. Основополагающий урок, закладывающий необходимые знания для изучения следующих тем: строение вещества, формирующий... | | Примерный шаблон технологической карты урока Типы химических связей. Основополагающий урок, закладывающий необходимые знания для изучения следующих тем: строение вещества, формирующий... |
| Тема: Ионная химическая связь Сформировать представление об идеале прочности энергетического уровня на примере строения атомов инертных газов | | Название раздела. Тема урока Химическое строение как порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности |
| Строение атома. Химическая связь «свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величин атомных весов... | | Урок-аукцион: «обобщение знании по теме: химическая связь. Строение вещества» Задачи урока: Систематизировать и обобщить знания учащихся о типах химической связи, видах кристаллических решеток, степени окисления,... |
| Презентация рассказ о строение семени, условиях прорастания семян,... Взять семена гороха и фасоли. Разрезать на семядоли и рассмотреть строение (п 48, стр123 ). Зарисовать строение семядоли и с помощью... | | Конспект урока радиоактивность как свидетельство сложного строения... Тема и номер урока в теме «Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов.» №53 п/п, а в теме «Строение атома и атомного... |
| Тема: «Атмосфера. Строение атмосферы» Цель Тема и номер урока в теме: «Атмосфера. Атмосфера: строение, значение, изучение», урок №1 | | Тема: Ланцетник, его внешнее и внутреннее строение Прочитать в учебнике и пересказать соседу по парте раздел : «Среда обитания и внешнее строение ланцетника» |
