Презентация для урока · ЕГЭСтроение электронных оболочек атомов

24 слайдов≈ 40 минут10–11 класс
1Задание 1 · ЕГЭ по химии

Строение электронных оболочек

Уровни, подуровни и орбитали, правила заполнения, s-, p- и d-элементы, провал электрона, ионы и возбуждённые состояния — всё для задания 1.

Базовый уровень1 баллРяд из 5 элементов

хром: [Ar]3d⁵4s¹ — шесть неспаренных электронов

На титуле — хром, самый известный «провал» электрона. К нему вернёмся в середине презентации.
ЕГЭ · задание 1

Как выглядит задание 1

Для выполнения заданий 1–3 используйте ряд химических элементов:

1) Na2) K3) Si4) Mg5) C

Определите, атомы каких двух из указанных элементов имеют на внешнем энергетическом уровне четыре электрона.

  • Один ряд из пяти элементов на задания 1, 2 и 3.
  • В задании 1 — всё про электроны: внешний уровень, неспаренные, s-, p-, d-электроны, ионы.
Ответ35
01

Устройство электронной оболочки

Уровень → подуровень → орбиталь → электрон.

+11
ЕГЭ · задание 1

Уровни, подуровни, орбитали

Уровень nПодуровниОрбиталейМаксимум e⁻ (2n²)
11s12
22s 2p1 + 3 = 48
33s 3p 3d1 + 3 + 5 = 918
44s 4p 4d 4f1632

На орбитали — не больше двух электронов. Подуровни s, p, d, f вмещают 2, 6, 10 и 14 электронов.

ЕГЭ · задание 1

Три правила заполнения

Наименьшая энергия

электроны занимают сначала подуровни с меньшей энергией — по правилу Клечковского: сначала меньшая сумма n + l

Принцип Паули

на одной орбитали не больше двух электронов, и их спины противоположны: ↑↓

Правило Хунда

в пределах подуровня электроны сначала занимают свободные орбитали по одному, потом спариваются

верно: ↑ ↑ ↑

неверно: ↑↓ ↑ _

ЕГЭ · задание 1

Порядок заполнения

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p

4s раньше 3d: у 4s сумма n + l = 4 + 0 = 4, у 3d — 3 + 2 = 5

Поэтому у K и Ca электроны идут на 4s, а 3d начинает заполняться только со скандия

Записывают формулу по уровням: [Ar]3d64s2, хотя 4s заполнялся раньше.

ЕГЭ · задание 1

Электронная формула и диаграмма

N1s22s22p33 неспаренных
O1s22s22p42 неспаренных
Na[Ne]3s11 неспаренный
Cl[Ne]3s23p51 неспаренный

[Ne], [Ar] — сокращение: конфигурация благородного газа, внутренние электроны.

02

Электронные семейства

s-, p-, d-элементы, валентные и неспаренные электроны.

ЕГЭ · задание 1

s-, p-, d-элементы

s-элементы

последний электрон на ns

I и II группы главных подгрупп, H, He

p-элементы

последний электрон на np

III–VIII группы главных подгрупп (кроме He)

d-элементы

заполняется (n−1)d

побочные подгруппы: Sc … Zn и ниже

У элементов главных подгрупп число электронов внешнего уровня = номер группы: Al 3s23p1 — 3, S 3s23p4 — 6.

ЕГЭ · задание 1

Неспаренные электроны

ГруппаIIIIIIIVVVIVIIVIII
внешний уровеньns¹ns²ns²np¹ns²np²ns²np³ns²np⁴ns²np⁵ns²np⁶
неспаренных10123210

Si — 2, P — 3, S — 2 неспаренных электрона в основном состоянии

ЕГЭ · задание 1

d-элементы 4-го периода

ЭлементКонфигурацияВнешний уровеньНеспаренных
Sc[Ar]3d14s24s²1
V[Ar]3d34s24s²3
Cr[Ar]3d54s14s¹6
Mn[Ar]3d54s24s²5
Fe[Ar]3d64s24s²4
Cu[Ar]3d104s14s¹1
Zn[Ar]3d104s24s²0
ЕГЭ · задание 1

Провал электрона

Хром

ожидали 3d44s2, на деле:

d-подуровень заполнен наполовину — это выгоднее

Медь

ожидали 3d94s2, на деле:

d-подуровень заполнен полностью

Так же ведут себя их аналоги по подгруппе: Mo, Ag, Au.

Провал электрона — частый вопрос задания 1: «на 4s-подуровне один электрон» имеют K, Cr, Cu (а также Rb, Cs, Ag среди элементов других периодов).
03

Ионы и возбуждённые состояния

Как меняется конфигурация, когда атом отдаёт или принимает электроны.

Na+Cl−e⁻электрон перешёл: образовались ионы
ЕГЭ · задание 1

Конфигурации ионов

Анион: электроны добавляются — Cl− [Ne]3s23p6 = конфигурация Ar
Катион: электроны уходят с внешнего уровня — Na+ 1s22s22p6
d-элементы теряют сначала 4s, потом 3d: Fe2+ [Ar]3d6, Fe3+ [Ar]3d5
Изоэлектронные частицыодинаковое число электронов: O2−, F−, Ne, Na+, Mg2+, Al3+ — у всех 1s22s22p6
ЕГЭ · задание 1

Возбуждённое состояние

Углерод, основное

2 неспаренных электрона

Углерод, возбуждённое C*

электрон перешёл с 2s на 2p — 4 неспаренных, отсюда валентность IV

В задании 1 спрашивают об атомах в основном состоянии, если не сказано иное.

ЕГЭ · задание 1

Ловушки задания

Внешний уровень ≠ валентные: у Fe на внешнем уровне 2 электрона (4s²), а валентных 8
Неспаренные считайте по диаграмме с правилом Хунда: у O их 2, а не 4
Провал: у Cr и Cu на внешнем уровне один электрон, как у щелочных металлов
Благородные газы и элементы II группы в основном состоянии не имеют неспаренных электронов (как и Zn)
Элементы 5–6 периодов (I, Sb, Tl, Pb) — смотрите только на группу: электронов на внешнем уровне столько же
04

Разбор заданий

Задания в формате ЕГЭ из банка сайта: каждый элемент ряда — в одну строку.

ЕГЭ · задание 1

Задание: 4 электрона снаружи

Атомы каких двух элементов имеют на внешнем энергетическом уровне четыре электрона?

  1. Na3s1
  2. K4s1
  3. Si3s23p2
  4. Mg3s2
  5. C2s22p2
Ответ35
ЕГЭ · задание 1

Задание: два неспаренных

Атомы каких двух элементов в основном состоянии имеют два неспаренных электрона?

  1. C2s22p2 — 2
  2. I5s25p5 — 1
  3. Ca4s2 — 0
  4. Ba6s2 — 0
  5. S3s23p4 — 2
Ответ15
ЕГЭ · задание 1

Задание: один s-электрон

Атомы каких двух элементов в основном состоянии имеют конфигурацию внешнего уровня 4s¹?

  1. Cr3d54s1 — провал
  2. Zn3d104s2
  3. Cu3d104s1 — провал
  4. Fe3d64s2
  5. Mn3d54s2
Ответ13
ЕГЭ · задание 1

Задание: один неспаренный

Атомы каких двух элементов в основном состоянии имеют один неспаренный электрон?

  1. GeIV группа — 2
  2. IVII группа — 1
  3. TlIII группа — 1
  4. SVI группа — 2
  5. SnIV группа — 2
Ответ23
Для p-элементов 5–6 периодов не нужно писать всю конфигурацию — достаточно группы и таблицы неспаренных электронов.
ЕГЭ · задание 1

Задание: до завершения уровня

Атомам каких двух элементов не хватает трёх электронов до завершения внешнего уровня?

  1. Pbns²np² — не хватает 4
  2. Asns²np³ — 3
  3. Gans²np¹ — 5
  4. Fns²np⁵ — 1
  5. Pns²np³ — 3
Ответ25
ЕГЭ · задание 1

Решите сами

Два элемента с тремя неспаренными электронами в основном состоянии:

1) Rb 2) Ga 3) Si 4) P 5) Sb

Ответ45

Два элемента с одинаковым числом валентных электронов:

1) N 2) V 3) O 4) S 5) F

N: 2s²2p³ — 5; V: 3d³4s² — 5

Ответ12
ЕГЭ · задание 1

Главное

Правила

Клечковский, Паули, Хунд; 4s раньше 3d

Группа

внешние электроны главных подгрупп = номер группы

Провал

Cr 3d⁵4s¹, Cu 3d¹⁰4s¹

Ионы

катион теряет сначала 4s; ищите изоэлектронные

Тренировка: himpodgotovka.ru → Задания ЕГЭ → № 1

1 / 24

Содержание презентации

Презентация для урока к заданию 1 ЕГЭ: энергетические уровни, подуровни и орбитали, принцип наименьшей энергии и правило Клечковского, принцип Паули, правило Хунда, электронные формулы и орбитальные диаграммы, s-, p-, d-элементы, валентные и неспаренные электроны, провал электрона у Cr и Cu, конфигурации ионов и изоэлектронные частицы, возбуждённое состояние, ловушки и разбор семи заданий ЕГЭ.

  1. Строение электронных оболочек
  2. Как выглядит задание 1
  3. Устройство электронной оболочки
  4. Энергетические уровни, подуровни и орбитали
  5. Правила заполнения электронных оболочек
  6. Порядок заполнения подуровней
  7. Электронная формула и орбитальная диаграмма
  8. Электронные семейства
  9. Электронные семейства элементов
  10. Число неспаренных электронов по группам
  11. Конфигурации d-элементов 4-го периода
  12. Провал электрона у хрома и меди
  13. Ионы и возбуждённые состояния
  14. Электронные конфигурации ионов
  15. Основное и возбуждённое состояние атома
  16. Ловушки задания
  17. Разбор заданий
  18. Разбор: четыре электрона на внешнем уровне
  19. Разбор: два неспаренных электрона
  20. Разбор: конфигурация внешнего уровня 4s¹
  21. Разбор: один неспаренный электрон
  22. Разбор: не хватает трёх электронов до завершения уровня
  23. Самостоятельно: два задания
  24. Итог

Как показывать на уроке

→Пробел
следующий шаг или слайд (кликер тоже работает)
←
шаг назад
F
во весь экран
O
все слайды сразу
B
затемнить экран
L
лазерная указка
T
светлая тема для яркого класса
12Enter
перейти к слайду 12

Ответы в разборах открываются по шагам — сначала класс думает, потом вы показываете решение. Кнопка печати сохранит все слайды в PDF.