Строение атома

Строение атома.

Существенное продвижение в понимани химиками строения и свойств веществ стало возможным после того, как физики открыли электрон (Дж. Дж. Томсон), протон (Э. Резерфорд), создали модели строения атома (Э. Резерфорд, Н. Бор), разработали электронную теорию химических связей (Ф. Лондон, В. Гейтлер, Л. Полинг и др.)

Атом (греч. – неделимый) - наименьшая электронейтральная частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом состоит из ядра и электронов. Ядро в химических превращениях не участвует, поэтому нас интересует в основном количество и распределение электронов вокруг ядра.

Для объяснения строения атома, используют модели. Модель – мысленно воображаемая или реализованная система, находящаяся с рассматриваемым объектом в отношениях соответствия.

Для изучения строения атома используют две модели

Планетарная ПМ (Э. Резерфорд, Н. Бор 1911)	Кванто-механическая КММ (Э. Шредингер, В. Паули, 1926)
Электрон вращается вокруг ядра по своей орбите. Полное число электронов – порядковый номер элемента в ПСМ; Число валентных электронов – номер группы в таблице; количество слоев электронной оболочки – номер периода.	Атом имеет ядро и электронную оболочку; электронная оболочка состоит из энергетических уровней→делятся на подуровни→делятся на орбитали, где находятся электроны.
Однако, достоверно установлено, что для частиц микромира нельзя одновременно с достаточной точностью определить координаты и направления движения. Другими словами, нельзя нарисовать траекторию движения электрона в атоме, поэтому от понятия «орбита электрона» отказались.	N + 7 1s22s22p3 1 и 2-энергетические уровни; s и p – подуровни; Каждый подуровень имеет определенную форму орбитали. Орбиталь – область пространства, наиболее вероятного пребывания электрона около ядра (больше 95%):

Итак, движение электрона в атоме носит вероятностный характер. Для его описания используют понятие «орбиталь». Число орбиталей на разных электронных слоях различно: на первом слое имеется только одна s–орбиталь, на втором - одна s - и три p–орбитали.

На каждой орбитали может находится не более двух электронов, при этом они должны обладать, противоположными спинами.

Задание: 1. Электронную конфигурацию атома фтора можно записать так: 1s22s22p5. Изобразите электронное строение атома фтора, используя обозначение орбиталей в виде ячеек, конфигурацию атома углерода запишите двумя способами.

Химическая связь

Химическая связь – взаимодействие между атомами, приводящая к образованию молекул.

В основе современной теории химической связи лежит квантово-механическая теория строения атома. Между химическая связью и причинами стабильности атома нет принципиальной разности. В обоих случаях движущим мотивом является стремление к минимизации общей энергии системы как общего принципа существования любых систем, второе начало термодинамики. Для атома как системы наиболее устойчивым является состояние с завершенным наружным энергетическим слоем - правило октета.

В органической химии основным вид химической связи является ковалентная связь.

Ковалентная связь - взаимодействие между атомами путем обобществления электронов внешнего энергетического уровня атомов партнеров.

Существует два вида ковалентной связи:

Неполярная к. с.	Полярная к. с.
Общая электронная пара образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью (ЭО) и равномерно распределяется между атомами. Н• + Н• → Н׃ Н	Общая электронная пара образуется между атомами с разной электроотрицательностью (ЭО), обобществляемая электронная пара смещается в сторону более электроотрицательного элемента, более электроотрицательный атом приобретает частично отрицательный заряд, менее электроотрицательный положительный заряд. Н3С• + Сl•→ Н3С• • Сl Сδ+ → Сlδ-

Электроотрицательность – способность атома, связанного с другим атомом, притягивать к себе обобщенную электронную пару.

Электроотрицательность некоторых элементов по шкале Полинга

F	O	N	Cl	Br	I	C	S	P	H
4,0	3,5	3,0	3,0	2,8	2,6	2,5	2,5	2,1	2,1

По способу перекрывания атомных орбиталей (АО) различают:

σ-связь – образуется в случае перекрывания атомных орбиталей по линии связывающей ядра, такое перекрывание называют осевым.	π - связь – образуется при перекрывании АО над и под линией связывающей ядра, такое перекрывание называется боковым.

Задание: 2. Укажите, в каких соединениях будет ковалентная полярная, а в каких ковалентная неполярная связь. В соединениях с ковалентной полярной связью укажите к какому атому будет смещаться электронная плотность и расставьте частичные положительные и отрицательные заряды. а) F2; б) С - Н; в) HCl; г) H2; д) Н – ОН.