Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ по дисциплине химия (стр. 3 )

s, p,d-орбитали выглядят следующим образом

Экспериментально было показано, что электрон имеет еще и собственный момент количества движения, который был назван спином, квантовое число его определяющее может иметь только два значения +1/2 и -1/2. (^v)

Принципы заполнения атомных орбиталей.

Принцип минимума энергии. Электроны стремятся прежде всего занять ближние к ядру орбитали с наименьшей энергией (1s). Принцип Паули: в системе (атоме) не может быть двух электронов, характеризующихся одним и тем же набором четырех квантовых чисел. Или: на одной орбитали могут находиться только два электрона (они отличаются по спину). Правило Хунда: каждая система стремится иметь максимальный спин (максимальное число неспаренных электронов).

В таком случае максимальное число электронов в слое с главным квантовым числом n равно 2n2. n=1 > 2e; n=2 > 8e; n=3> 18e; n=4  > 32e и т. д.

Сначала заполняются уровни (орбитали) с наименьшим n. Но существует еще правило Клековского - заполнение орбиталей происходит не по возрастанию n, а по возрастанию n+l, при одинаковых n+l сначала заполняется орбиталь с меньшим n. Ниже приводится картинка расположения уровней энергии для различных орбиталей.

2 электрона -1s2; 3 эл. - 1s22s1;  4 эл. - 1s22s2;  5 эл. - 1s22s32p1, 6 эл. - 1s22s22p2, причем оба p-электрона неспаренные. Дальше до 18 электронов заполняются только s и p-орбитали.  …3s23p6. Следующий 19-й электрон садится не на 3d-орбиталь, а на 4s, согласно вышеприведенному рисунку и правилу Клячковского: 4s  n+l=4;  3d  n+l=5; 4p  n+l=5.

Таким образом, заполнение электронов происходит в следующем порядке:

1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p

Задание:

1. Определение состава атома по положению атома х. э. в ПС: определить заряд ядра; количество электронов, протонов и нейтронов у элементов 2, 11, 14, 27, 31, 40, 73, 94.

2. Электронные формулы атомов элементов:

внимательно изучить карту заполнения электронных формул; записать алгоритм; составить электронные форм, 25, 76,  Fe +3, Cl-1, Ca+2.

Алгоритм составления электронных формул:

1. Записать символ химического элемента.

2. Записать заряд ядра и количество электронных слоев, под которыми проставить число электронов.

3. Расписать каждый слой по облакам (условная запись).

4. Изобразить графически и определить валентные возможности атома х. э.

Критерии оценки, формы отчета: письменный отчет с правильным написанием электронных формул атомов и ионов.

Рекомендуемые источники информации: страница 19-26. Сборник задач и упражнений по химии (с дидактическим материалом): учебное пособие для студентов СПУЗ/ , . – 7-еизд. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 304с.

Практическая работа № 3

Тема: Решение экспериментальных задач. (Испытание растворов кислот индикаторами. Взаимодействие металлов с кислотами, с оксидами металлов, с солями. Взаимодействие кислот с основаниями. Взаимодействие кислот с солями. Взаимодействие щелочей с солями. Разложение нерастворимых оснований. Взаимодействие солей друг с другом).

Цель: закрепление знаний по теме «Классификация неорганических соединений и их свойства», продолжить формирование умения определять химические вещества по характерным для них свойствам,  составлять уравнения реакций, уравнивать их и давать названия реагентам и продуктам реакции.

Оборудование: ПСХЭ, таблицы: «Растворимость солей, кислот и оснований в воде» и «Анализ катионов  анионов», набор реактивов и лабораторной посуды для проведения реакций.

Краткое содержание темы: 

  кислота

№	Содержание работы и последовательность выполнения	Применяемое оборудование  и материалы	Инструкционные указания и требования
11.	А) Получить гидроксид железа (III)	Кнопка (скрепка),  NaOH, H2SO4 (1:5)	Составить план определения вещества. Записать уравнения реакций и наблюдения.
Б) Получить гидроксид цинка	Гранула цинка, раствор НСl, NaOH
В)  Получить хлорид алюминия	Гранула  Al,  растворы НСl, CuСl2
22.	А)  Получить хлорид меди (II)	Cu (проволока),  спиртовка, тигельные щипцы, CuО,  раствор НСl	Составить план определения вещества. Записать уравнения реакций. Объяснить наблюдаемые явления.
Б) Получить сульфат цинка	ZnO, раствор Н2SO4
В) Получите нитрат кальция	СаО, раствор HNO3
33.	Определить какие вещества в пронумерованных пробирках.	Растворы солей и растворы веществ для проведения качественных реакций	Составить план определения вещества. Записать наблюдения. Уравнения реакций записать в молекулярном, полном и сокращённом ионном виде.
1 гр.	2 гр.	3 гр.	4 гр.	5 гр.	6 гр.	7 гр.	8 гр.
Хлорид натрия	Хлорид бария	Иодид калия	Карбонат калия	Карбонат натрия	Сульфат железа (III)	Сульфат меди (II)	Хлорид бария
Карбонат калия	Хлорид железа (III)	Сульфат меди (II)	Хлорид магния	Хлорид железа (III)	Иодид калия	Хлорид натрия	Сульфат цинка

Задание:  1.Переписать в тетрадь все пункты раздела "Содержание работы и последовательность  выполнения".

2.  Составить план определения веществ, провести качественные реакции, записать уравнения.

3. В выводе указать, какие вещества находятся в пронумерованных пробирках.

Критерии оценки, формы отчета: письменный отчет с планом определения вещества, с описанием наблюдений и записью уравнений реакции

Рекомендуемые источники информации:__________

Практическая работа № 4

Тема: Изготовление моделей молекул органических веществ.

Цель: закрепление  знаний  по теме «Основные понятия органической химии и теория строения органических соединений. Классификация органических соединений», продолжить формирование умения строить модели молекул органических веществ разных классов углеводородов (алканы, циклоалканы, алкены, алкины, спирты, карбоновые кислоты).

Оборудование: компьютер, CD-диск «Виртуальная химическая лаборатория»

Краткое содержание темы: 

Для классификации огромного разнообразия органических соединений принято выделять в структуре их молекул углеродный скелет, который считается главной частью молекулы, и функциональные группы, которыми в значительной степени обуславливаются свойства различных классов соединений.
Углеродный скелет — это последовательность связанных между собой атомов углерода (и, в отдельных случаях, других атомов) в молекуле.
Функциональные группы — это все атомы или группы атомов, связанные с углеродным скелетом, за исключением атомов водорода.
Основная классификация органических соединений — это классификация по типу углеродного скелета. В соответствии с ним выделяют ациклические, циклические и гетероциклические соединения.

 

Атомы углерода могут образовывать между собой не только одну связь, а до трех. Двойные и тройные связи носят название кратных, а соединения, их содержащие, — ненасыщенных. Соответственно, соединения, содержащие только одинарные связи, называются насыщенными. Все соединения, содержащие в своем составе только атомы углерода и водорода (то есть не содержащие функциональных групп), называются углеводородами. В классификации по функциональным группам считается, что любое органическое соединение можно рассматривать как углеводород, в котором один или более атомов водорода замещены на функциональные группы – гидроксильная –ОН, карбонильная – С=О, карбоксильная - СООН

Задания по 4 вариантам: 

В программе «Excel» создайте таблицу и внесите в неё общую информацию: название практической работы, фамилию и имя студента группы,  цель работы. Для оформления отчета подготовьте следующую таблицу:

№ опыта	Углеводород, ответы на вопросы	Фото модели	Оценка

Ознакомьтесь с инструкцией и интерфейсом виртуальной лабораторной работы «Конструирование моделей молекул углеводородов и кислородсодержащих органических соединений». Сконструируйте модель молекулы этана (пропана, бутана, пентана). Рассмотрите модель молекулы в  разном представлении: стрежневая, шаростержневая, Стюарта-Бриглеба. Результаты моделирования (фото) и свои ответы занесите в таблицу. Для фотографирования моделей воспользуйтесь кнопкой PrtSc на клавиатуре, для переноса изображения в таблицу используйте программу Paint. Сконструируйте модель молекулы пропана (бутана, пентана, гексана). Почему атомы углерода расположены не по прямой линии, как мы пишем в структурных формулах? Попробуйте повернуть атомы углерода в молекуле вокруг химической связи С-С. Что наблюдаете? Результаты моделирования (фото) и свои ответы занесите в таблицу. Сконструируйте модель молекулы этена (пропена, бутена-2, бутена-1). Попробуйте повернуть атомы углерода в молекуле вокруг химической связи С=С. Что наблюдаете? Результаты моделирования (фото) и свои ответы занесите в таблицу. Творческое задание: сконструируйте возможные пространственные структуры изомеров состава С4Н8 (С5Н10,С6Н12,С7Н14)Вещества назовите. К каким классам органических соединений они относятся? Результаты моделирования (фото) занесите в таблицу. Сконструируйте модель молекулы этанола С2Н5ОН (пропанола С3Н7ОН, муравьиной кислоты НСООН, уксусной кислоты СН3СООН).  Результаты моделирования (фото) занесите в таблицу. Сохраните работу в папке «ПР №4. Группа № ____» на рабочем столе или передайте по сети на компьютер преподавателя.

Критерии оценки, формы отчета: таблица с ответами на вопросы и  с фото составленных моделей.