Proiect de chimie

Clasa : a IX-a profil matematica - informatica

Disciplina: Chimie

Tema: Structura invelisului electronic

Titlul lectiei: Structura invelisului de electroni

Configuratia electronica a atomului

Timp de lucru: 2 ore

Tipul lectiei: Insusire de noi cunostinte

Obiective operationale:

Elevii trebuie sa fie capabili sa:

I: sa defineasca notiunile de nitrare de spin, orbital atomic, strat electronic;

II: sa clasifice orbitalii in functie de energia, forma si orientarea lor.

Structura invelisului electronic:

1. orbital atomic;

2. substrat;

3. miscare de spin;

4. strat;

5. configuratie electronica;

6. element reprezentativ;

7. element tranzitional;

8. principiul stabilitatii;

9. principiul lui Pauli;

10. regula lui Hund.

Materia are o structura discontinua; ea este alcatuita din particule mici care nu pot fi observate cu ochiul liber numite atomi.

1. atomul este cea mai mica particula care prin procedee chimice obisnuite nu mai poate fi divizata, dar care participa la reactiile chimice;
2. particule elementare sunt electronul, protonul si neutronul;
3. atomul este caracterizat de numarul atomic (z) si numarul de masa (a);
4. invelisul electronic este totalitatea electonilor care graviteaza in jurul nucleului;

Figura 1.

Configuratia electronica a atomului:

structura invelisului electronic este comportarea chimica a atomilor si reactivitatea substantelor;

miscarea electronului in jurul nucleului poate fi comparata cu un nor electronic, incarcat negativ;

orbitalul atomic este zona din jurul nucleului in care exista probabilitatea maxima de a gasi electronul;

miscarea de spin este miscarea pe care o efectueaza electronul in jurul axei sale.

Miscarea de spin este in sensul acelor de ceasornic sau in sens invers.

Figura 2.

Tipuri de orbitali:

Sunt 4 tipuri de orbitali si anume:

orbitali de tip s;

orbitali de tip p;

orbitali de tip d;

orbitali de tip f.

Figura 3. Orbitali

Orbital de tip s are forma sferica adica nucleul este situat in centrul sferei si 1 orbital / strat.

Figura 4. Orbitalul de tip s

Orbitali de tip p au forma bilobara adica lobii sunt orientati de-a lungul axelor de simetrie si 3 orbitali / strat.

Figura 5. Orbitalul de tip p

Orbitali de tip d au forma complicata si 5 orbitali / strat

Figura 6. Orbitalul de tip d

Orbitali de tip f au forma complicata si 7 orbitali / strat

Figura 7. Orbitalul de tip f

Orbitalii se deosebesc:

forma;

energie;

orientare spatiala.

Exercitiu:

Noteaza in tabelul de mai jos numarul de orbitali corespunzatori fiecarui substrat

Strat

7 straturi de la 1.7; KQ;

fiecare strat electronic are unul sau mai multe substraturi;

substratul are totalitatea orbitalilor de acelasi tip.

Figura 8.

Modul de notare al stratului, substratului si al numarului de electroni:

1. 4p2;

2. 4 este numarul stratului;

3. p este tipul substratului;

4. 2 este numarul de electroni din orbital.

Figura 9.

III: sa enunte principiul Pauli si regula Hund;

IV: sa modeleze configuratia electronica a elementelor din perioadele 1,2,3.

Configuratia electronica a atomului:

1. repartizarea electronilor pe straturi si substraturi
2. ocuparea cu electroni a orbitalilor atomici are la baza:

a) principiul stabilitatii;

b)  principiul de excluziune al lui Pauli;

c)   regula lui Hund.

Principiul stabilitatii sau al minimei energii:

In atomii multielectronici, electronii se plaseaza in orbitali in ordinea succesiva a cresterii energiei lor.

Altfel spus, electronul distinctiv tinde sa ocupe orbitalul vacant cu energia cea mai scazuta.

Principiul de excluziune al lui Pauli:

Un orbital atomic poate fi ocupat cu maximum doi electroni cu spin opus.

Regula lui Hund:

Completarea orbitalilor aceluiasi substrat cu electroni are loc astfel incat numarul de electroni necuplati (impari) sa fie maxim.

Dupa semiocuparea orbitalilor aceluiasi substrat urmeaza cuplarea cu al doilea electron de spin opus

Ordinea ocuparii cu electroni a orbitalilor atomici pentru primele 4 straturi:

Figura 10.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4 p6 5s2 4d10

5 p6 6s2 5d10 4f14 6 p6 7s2 6d10 5 f14

Configuratia electronica a atomilor din perioadele 1, 2 si 3

Perioada 1

Perioada 2

Perioada 3

Metode didactice: instruirea programata, descoperirea dirijata, modelarea, explicatia.

Materiale didactice utilizate: informatii pe CD, fise de lucru, manual de chimie clasa a IX-a.

Desfasurarea lectiei:

I. captarea atentiei se realizeaza prin reactualizarea cunostintelor despre structura atomului (vizualizare pe CD) ;

Materia are o structura discontinua; ea este alcatuita din particule mici care nu pot fi observate cu ochiul liber numite atomi.

1. atomul este cea mai mica particula care prin procedee chimice obisnuite nu mai poate fi divizata, dar care participa la reactiile chimice;
2. particule elementare sunt electronul, protonul si neutronul;
3. atomul este caracterizat de numarul atomic (z) si numarul de masa (a);
4. invelisul electronic este totalitatea electonilor care graviteaza in jurul nucleului .

Figura 11.

II. enuntarea obiectivelor la nivelul elevilor:la sfarsitul celor doua ore elevii trebuie sa fie capabili sa modeleze configuratia electronica a elementelor din perioadele 1,2 si 3.

(Acest scop va fi atins prin insusirea notiunilor).

Despre ce vom invata in acest capitol:

orbital atomic;

substrat;

miscare de spin;

strat;

configuratie electronica;

element reprezentativ;

element tranzitional;

principiul stabilitatii;

principiul lui Pauli;

regula lui Hund.

III. reactualizarea cunostintelor se face printr-o discutie cu elevii despre:

a) miscarea electronilor cu viteze foarte mari , in jurul nucleului;

b) asezarea ordonata a electronilor in straturi electronice in functie de energia electronilor.

IV. stabilirea ideii ancora:

Ocuparea cu electroni a straturilor, substraturilor si orbitalilor se face cu respectarea anumitor reguli.

V. conducerea invatarii:

Se propune urmarirea materialului pe suport CD.

Se definesc orbitalul atomic cu vizualizare, miscare de spin si cele patru tipuri de orbitali cu vizualizare. Li se cer elevilor sa rezolve exercitiul propus pe fisa de lucru.

Orbitalii se deosebesc:

forma;

energie;

orientare spatiala.

Exercitiu:

Noteaza in tabelul de mai jos numarul de orbitali corespunzatori fiecarui substrat

Se defineste substratul si se explica modul de notare a stratului electronic.

Strat:

7 straturi de la 1.7; KQ;

fiecare strat electronic are unul sau mai multe substraturi;

substratul este totalitatea orbitalilor de acelasi tip.

Figura 12.

Modul de notare al stratului, substratului si al numarului de electroni:

1. 4p2;

2. 4 este numarul stratului;

3. p este tipul substratului;

4. 2 este numarul de electroni din orbital.

Figura 13.

Se trece la partea a doua a lectiei: "Configuratia electronica a atomului"

Se enunta :

1. principiul stabilitatii;

2. principiul de excluziune al lui Pauli;

3. regula Hund.

Se prezinta ordinea de ocupare cu electroni a orbitalilor atomici pentru primele patru straturi electronice, tinand cont de principiul stabilitatii(sau al minimei energii).

VI. evaluarea performantei se realizeaza prin urmatoarea activitate independenta a elevilor:

a) li se cere sa completeze, in fisa de lucru, configuratia electronica a elementelor din perioadele 1, 2 si 3;

b) li se cere sa confrunte propriile rezultate cu tabelul de pe suportul CD si sa se autoevalueze din oficiu 1punct, fiecare substrat notat corect 0,3 puncte.

Configuratia electronica a atomilor din perioadele 1, 2 si 3.

Perioada 1

Perioada 2

Perioada 3

VII. intensificarea retentiei si asigurarea feed-backului:

Se realizeaza prin rezolvarea temei pentru acasa : ex. 7/ pag.22