Методические рекомендации к практическому занятию «Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева. Строение атома»


Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Фармацевтический колледж
Специальность 33.02.01 ‒ Фармация
Квалификация Фармацевт
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ № 1
Тема: «ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА. СТРОЕНИЕ АТОМА»
Составитель: Ростовцева Л.В.
преподаватель химии высшей квалификационной категории
Красноярск
2015
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1
Тема занятия «Периодический закон и периодическая система
Д.И. Менделеева. Строение атома»
Значение темы
Периодический и закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева – основа современной химии. С открытием периодического закона химия перестала быть описательной наукой – она получила инструмент научного предвидения. Закон помогает ученым создавать новые химические элементы и новые соединения элементов, получать вещества с нужными свойствами.
Открытие периодического закона способствовало развитию учения о строении атома. Изучение строения атома вскрывает физический смысл периодического закона и объясняет закономерности изменения свойств элементов в периодах и группах периодической системы. Знание строения атомов является необходимым для понимания причин образования химической связи. Природа химической связи в молекулах определяет свойства веществ.
Периодический закон играет важную роль в развитии всего естествознания (физики, биологии и других наук), имеет большое философское значение – он подтвердил наиболее общие законы природы.
Цели обучения
Общая цель:
Студент должен овладеть общими компетенциями:
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
Студент должен овладеть профессиональными компетенциями:
ПК 1.1. Организовывать прием, хранение лекарственных средств, лекарственного растительного сырья и товаров аптечного ассортимента в соответствии с требованиями нормативно-правовой базы.
ПК 1.6. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.
Учебная цель:
Актуализировать и систематизировать знания обучающихся по теме за курс средней школы, расширить знания о строении атома и состоянии электронов в атоме с позиций квантово-механических представлений.
Сформировать умения:
давать характеристику строения атома химического элемента на основании его положения в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева;
составлять электронные и электронно-графические формулы атомов элементов в основном и возбужденном состоянии;
определять валентные возможности и степени окисления атомов элементов по электронно-графическим формулам.
Метод обучения: репродуктивно-побуждающий
Тип занятия: закрепление знаний и формирование умений
Место проведения практического занятия: учебная комната
Оснащение занятия: методические рекомендации к практическому занятию, дидактический материал.
Таблицы: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
Схема хронокарты практического занятия
№№ п/п Этапы
практического занятия Продолжительность (мин) Содержание этапа и оснащенность
Организационный 2 Проверка посещаемости и внешнего вида обучающихся.
Формулировка темы и цели 3 Преподавателем объявляется тема и ее актуальность, цели занятия.
Контроль исходного уровня знаний 40 Устный опрос.
Методические указания для самостоятельной работы студентов 5 Раскрыть этапы выполнения самостоятельной работы.
Самостоятельная работа обучающихся (текущий контроль)
100 Выполнение заданий и упражнений:
1. Характеристика элементов по положению в периодической системе и строению атома.
2. Характеристика состояния электронов с помощью квантовых чисел.
3. Составление электронных и электронно-графических конфигураций атомов химических элементов в основном и возбужденном состоянии.
Итоговый контроль знаний 25 Тестирование
Подведение итогов 3 Подводится итог занятия. Выставляются отметки.
7 Задание на дом 2 Бабков, А. В. Общая и неорганическая химия : учеб. для мед. училищ и колледжей / А. В. Бабков, Т. И. Барабанова, В. А. Попков. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013, гл. 5, § 5.1, 5.2, 5.6
Самостоятельная внеаудиторная работа
1. Составление электронных и электронно-графических конфигураций атомов химических элементов в основном и возбужденном состоянии.
2. Заполнение таблицы: Виды химической связи.
Всего: 180 Краткое содержание темы.
1. Алгоритм составления схемы электронного строения и электронной формулы
Состояние электрона в атоме описывают:
- схема электронного строения - показывает количество уровней в атоме и распределение электронов по энергетическим уровням;
- электронная формула – показывает распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням;
- электронно-графическая формула – показывает распределение электронов по уровням, подуровням, а также спины электронов.
Последовательность действий Примеры
Определить общее число электронов в атоме (по порядковому номеру).
Общее число электронов в нейтральном атоме равно порядковому номеру, т.е. заряду ядра атома:

Определить число энергетических уровней (по номеру периода).
Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода, в котором находится химический элемент. Энергетические уровни условно обозначают так (например, для Al):

Определить число внешних электронов (по виду подгруппы и номеру группы).
число внешних электронов равно:
• для элементов главных подгрупп – номеру группы;
• для элементов побочных подгрупп оно не может быть больше двух.

Схема определения числавнешних электронов атомов
Указать число электронов на всех уровнях, кроме предпоследнего.
На каждом энергетическом уровне может находиться ограниченное число электронов:
• на первом – не более двух электронов;
• на втором – не более восьми электронов;
• на третьем – не более восемнадцати электронов.
998220601980
Рассчитать число электронов на предпоследнем уровне.
Всего 25е; распределили (2 + 8 + 2) = 12e; значит, на третьем уровне находится: 25 – 12 = 13e.
Получили распределение электронов в атоме марганца:

Распределить электроны по энергетическим подуровням.
Число возможных подуровней равно номеру уровня. Первый уровень состоит из одногоs-подуровня.
Второй уровень состоит из двух подуровней – s и р.
Третий уровень – из трех подуровней – s, p и d.
На каждом подуровне может находиться строго ограниченное число электронов:
на s-подуровне – не больше 2е-
на р-подуровне – не больше 6е;
на d-подуровне – не больше 10е-
Подуровни одного уровня заполняются в строго определенном порядке:
s p d.
114300179070
В целом электронная конфигурация атома марганца записывается так:
25Мn 1s22s22p63s23p63d54s2.
Здесь и далее приняты следующие обозначения:

7. Определить число валентных электронов.
Валентные электроны находятся на внешнем энергетическом уровне (для элементов главных подгрупп) и незавершенном d-подуровне предвнешнего уровня (для элементов побочных подгрупп).
Определим число валентных электронов для марганца:

или сокращенно: Мn … 3d54s2.

2. Характеристика состояния электронов в атоме
Энергетический
уровень n Подуровни Значение ml Число АО
буквенное
обозначение значение
l К 1 s 0 0 1
L 2 s
р 0
1 0
-1, 0, +1 1
3
M 3 s
р
d 0
1
2 0
-1, 0, +1
-2, -1, 0, +1, +2 1
3
5
N 4 s
p
d
f 0
1
2
3 0
-1, 0, +1
-2, -1, 0, +1, +2
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 1
3
5
7
3. Зависимость свойств элементов от строения их атомов
малый период

заряд ядер атомов ↑
число электронных слоев атомов не изменяется
число электронов на внешнем слое атомов ↑ от 1 до 8
радиус атомов ↓
прочность связи электронов внешнего слоя с ядром ↑
электроотрицательность ↑
энергия ионизации ↑
сродство к электрону ↑
металлические свойства ↓
неметаллические свойства ↑
главная подгруппа
заряд ядер атомов ↑
число электронных слоев атомов ↑
число электронов на внешнем слое атомов не изменяется
радиус атомов ↑
прочность связи электронов внешнего слоя с ядром ↓
электроотрицательность ↓
энергия ионизации ↓
сродство к электрону ↓
металлические свойства ↑
неметаллические свойства ↓
Контроль исходного уровня:
Как сформулировал Д.И. Менделеев периодический закон? Какова современная формулировка периодического закона?
Что является графическим изображением периодического закона? Расскажите о структуре периодической системы.
Каков физический смысл порядкового номера химического элемента, номера периода, номера группы? Приведите примеры.
Как изменяются радиус атома, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, металличность и неметалличность элементов в малых периодах и главных подгруппах?
Что называется атомной орбиталью? Что такое электронное облако?
Что характеризует и какие значения принимает главное квантовое число?
Что такое энергетический уровень? Чему равно число электронов на данном энергетическом уровне?
Что характеризует и какие значения принимает побочное квантовое число?
Что такое энергетический подуровень? Чему равно число электронов на данном энергетическом подуровне?
Что характеризует и какие значения принимает магнитное квантовое число?
Что характеризует и какие значения принимает спиновое квантовое число?
Охарактеризуйте основные правила и принципы заполнения орбиталей электронами:
а) принцип минимальной энергии,
б) правило Клечковского,
в) принцип запрета Паули,
г) правило Гунда
Самостоятельная работа студентов
Дать характеристику элемента с порядковым номером ___ (по вариантам) по положению в периодической системе и строению атома по плану.
План характеристики элемента, простого вещества и соединений элемента:
1. Положение элемента в периодической системе
- название элемента
- символ
- порядковый номер
- относительная атомная масса
- номер периода (малый, большой)
- номер группы (главная, побочная подгруппа)
2. Строение атома
- заряд ядра
- число протонов, электронов, нейтронов
- электронная и электронно-графическая формула.
3. Высший оксид, гидрат высшего оксида, характер их свойств.
4. Летучее водородное соединение: формула, тип связи.
Вариант 1. Дать характеристику элемента с порядковым номером 33.
Вариант 2. Дать характеристику элемента с порядковым номером 19.
Вариант 3. Дать характеристику элемента с порядковым номером 21.
Вариант 4. Дать характеристику элемента с порядковым номером 14.
Какой из двух элементов обладает более выраженными неметаллическими свойствами: а) C и Si; б) Cl и I; в) N и As; г) S и Se? Поясните свой ответ.
Расположите элементы K, Li, Na в порядке убывания их металлических свойств. Поясните свой ответ.
Чему равны все квантовые числа для двух электронов, которые находятся на 3s-подуровне?
Напишите наборы всех четырех квантовых чисел для всех электронов, которые находятся на 4р-подуровне
↑ ↑ ↑


На каком энергетическом уровне и подуровне находится электрон, для которого n = 4, l = 1?
Чем отличается электронное облако, которое характеризуется n = 4, l = 0,
ml = 0 от электронного облака, которое характеризуется n = 3, l = 0, ml = 0?
По строению внешнего электронного слоя определите положение элемента в периодической системе химических элементов, назовите элементы:
а) … 2s22p3
б) ….4s23d1
в) … 4s23d5
г) … 5s1
д) …3s23p6
Составьте электронные и электронно-графические формулы атомов элементов с порядковыми номерами 11, 16, 26, 35 в основном и возбужденном состоянии. К какому электронному семейству относится каждый элемент? Определите валентные возможности и степени окисления элементов.
Атом элемента имеет на пять электронов меньше, чем ион магния. Назовите элемент, составьте электронные и электронно-графические формулы его атома в возбужденном и невозбужденном состоянии. Укажите валентные возможности атома.
Атом элемента имеет на два электрона больше, чем ион калия. Назовите элемент, составьте электронные формулы его атома и иона.
Итоговый контроль знаний. Тестирование.
ВАРИАНТ 1
Выберите один правильный вариант ответа
1. ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ НА 3р-ПОДУРОВНЕ В ОСНОВНОМ СОСТОЯНИИ АТОМА ФОСФОРА
5
3
7
1
2.ЭЛЕКТРОННАЯ ФОРМУЛА 1s22s22p63s1 ОТРАЖАЕТ СТРОЕНИЕ АТОМА
магния
цинка
натрия
скандия
3. ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, АТОМНОЕ ЯДРО КОТОРОГО СОДЕРЖИТ 33 ПРОТОНА И 42 НЕЙТРОНА
молибден
мышьяк
рений
такого элемента нет
4. ЧИСЛО ПРОТОНОВ В ИОНЕ F-
19
20
9
10
5. ФОРМУЛА ВЫСШЕГО ОКСИДА ЭЛЕМЕНТА III ПЕРИОДА, В АТОМЕ КОТОРОГО НА ПОСЛЕДНЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ УРОВНЕ СОДЕРЖИТСЯ ТРИ ЭЛЕКТРОНА
Э2О3
Э2О5
ЭО2
Э2О7
6. ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР ЭЛЕМЕНТА ПОКАЗЫВАЕТ ЧИСЛО
энергетических уровней
нейтронов в атоме
валентных электронов
протонов в атоме
7. КВАНТОВОЕ ЧИСЛО, ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЕ РАЗМЕР И ЭНЕРГИЮ ЭЛЕКТРОННЫХ ОРБИТАЛЕЙ
главное
орбитальное
магнитное
спиновое
8. ЗНАЧЕНИЯ МАГНИТНОГО КВАНТОВОГО ЧИСЛА ДЛЯ ОРБИТАЛЕЙ
d- ПОДУРОВНЯ
0, 1, 2
-1, 0 +1
-2, -1, 0, +1, +2
1, 2, 3
9. ЭЛЕМЕНТ С НАИМЕНЬШИМ РАДИУСОМ АТОМА
Sn
As
S
Р
10. ЭЛЕМЕНТ, ОБЛАДАЮЩИЙ НАИБОЛЕЕ ВЫРАЖЕННЫМИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
С
N
O
F
11. ЧИСЛО ОРБИТАЛЕЙ НА р-ПОДУРОВНЕ
1
3
5
7
12. ЧИСЛО НЕСПАРЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ НА ВНЕШНЕМ УРОВНЕ В ОСНОВНОМ СОСТОЯНИИ АТОМА УГЛЕРОДА
1
2
4
6
13. ОБОЗНАЧЕНИЕ ПОДУРОВНЯ, ДЛЯ КОТОРОГО n=4 и l =0
4f
4d
4p
4s
14.ВЫСШАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ ЭЛЕМЕНТА С ПОРЯДКОВЫМ НОМЕРОМ 53
III
V
VII
I
15. МАКСИМАЛЬНОЕ ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ НА 3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ УРОВНЕ
18
8
2
10
16. ЗНАЯ ФОРМУЛУ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОННОГО УРОВНЯ АТОМА ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА – 4s24p5, ОПРЕДЕЛИТЕ:
а) заряд ядра атома,
б) положение элемента в периодической системе Д.И.Менделеева,
в) к каким элементам (s-, p-, d-, f-) он принадлежит,
г) напишите формулу его высшего оксида, определите характер его свойств.
ВАРИАНТ 2
Выберите один правильный вариант ответа
1. ЭЛЕМЕНТ С ЭЛЕКТРОННОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ ВНЕШНЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ … 4s24р4
кремний
германий
селен
хром
2. ЧИСЛО НЕЙТРОНОВ В АТОМЕ ФОСФОРА 15 31Р
31
15
16
46
3. ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ НА 2р-ПОДУРОВНЕ В ВОЗБУЖДЁННОМ СОСТОЯНИИ АТОМА УГЛЕРОДА
2
4
3
6
4. ФОРМУЛЫ ВОДОРОДНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ВЫСШЕГО ОКСИДА ЭЛЕМЕНТА С ЭЛЕКТРОННОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ АТОМА 1s22s22p63s23р4
Н2S и SO2
H2S и SO3
NH3 и N2O5
CH4 и CO2
5. ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, АТОМНОЕ ЯДРО КОТОРОГО СОДЕРЖИТ 35 ПРОТОНА И 45 НЕЙТРОНА
бром
ртуть
родий
такого элемента нет
6. ИОН S2- ИМЕЕТ ЭЛЕКТРОННУЮ КОНФИГУРАЦИЮ ВНЕШНЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ
3s23p2
3s23p0
3s23p4
3s23p6
7. ЧИСЛО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ В АТОМЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ
по номеру периода
по номеру группы
по порядковому номеру элемента
по номеру ряда
8. ЭЛЕМЕНТ С НАИБОЛЕЕ ЯРКО ВЫРАЖЕННЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
Li
Na
Mg
Al
9. КВАНТОВОЕ ЧИСЛО, ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЕ ФОРМУ ЭЛЕКТРОННЫХ ОРБИТАЛЕЙ
главное
орбитальное
магнитное
спиновое
10. ЧИСЛО ОРБИТАЛЕЙ НА f-ПОДУРОВНЕ
1
3
5
7
11. ЗНАЧЕНИЯ ОРБИТАЛЬНОЕ КВАНТОВОЕ ЧИСЛО ДЛЯ ВТОРОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УРОВНЯ
0, 1, 2
0, 1
-2, -1, 0, +1, +2
1,2
12. ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР ЭЛЕМЕНТА, РАСПОЛОЖЕННОГО В ЧЕТВЕРТОМ ПЕРИОДЕ II A ГРУППЕ
10
20
30
40
13. ВЫСШАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ ЭЛЕМЕНТА ХРОМА (ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР 24)
VI
IV
III
II
14. ОБОЗНАЧЕНИЕ ПОДУРОВНЯ, ДЛЯ КОТОРОГО n=3 и l =1
3f
3d
3p
3s
15. В РЯДУ ЭЛЕМЕНТОВ F → Cl → Br → I
увеличивается число валентных электронов
уменьшается радиус атома
увеличивается число электронных слоев
уменьшается степень окисления в высших оксидах
16. ЗНАЯ ФОРМУЛУ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОННОГО СЛОЯ АТОМА ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА – 6s2, ОПРЕДЕЛИТЕ:
а) заряд ядра атома,
б) положение элемента в периодической системе Д.И.Менделеева,
в) к каким элементам (s-, p-, d-, f-) он принадлежит,
г) напишите формулу его высшего оксида, определите характер его свойств.
ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ
№ п/п ВАРИАНТ 1 ВАРИАНТ 2
1 2 3
2 3 3
3 2 3
4 3 2
5 1 1
6 4 4
7 1 1
8 3 2
9 3 2
10 4 4
11 2 2
12 2 2
13 4 1
14 3 3
15 1 3
16
(2 балла) а) +35,
б) 4 период, 7А группа,
в) р-элемент,
г) Br2O7, кислотный а) +56,
б) 6 период, 2А группа,
в) s-элемент,
г) BaO, основный
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
оценка 5 «отлично» - 17 – 15 правильных ответов
оценка 4 «хорошо - 14 – 13 правильных ответов
оценка 3 «удовлетворительно» - 12– 10 правильных ответов
оценка 2 «неудовлетворительно» - менее 10 правильных ответов

Приложенные файлы

  • docx file1
    Размер файла: 155 kB Загрузок: 6