Тақырып 1

Атом құрылысы және химиялық байланыс

Спецификация бойынша не тексеріледі:

Атом құрамы және құрылысыЭлектрондық конфигурацияларХимиялық байланысЗат құрылысы, кристалдық торлар

Бір минутта мәні

Атом ядродан (протондар мен нейтрондар) және электрон қабатынан тұрады. Протондар саны Z реттік нөмірге тең және элементті анықтайды, ал электрондар деңгейлер мен орбитальдарды қатаң ретпен толтырады. Атомдардың электрондарды беруіне, қабылдауына немесе ортақ пайдалануына қарай химиялық байланыстың түрі және заттың құрылысы анықталады.

Басты формулалар

A=Z+NA=Z+N
Массалық сан = протондар + нейтрондар
eˉ=Z\bar e=Z
Бейтарап атомда электрондар саны протондар санына тең
Nmax=2n2N_{max}=2n^2
n деңгейіндегі электрондардың ең көп саны
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
Орбитальдардың толу реті

Ұғымдар мен терминдер

Изотоптар
Нейтрондар саны әртүрлі бір элементтің атомдары (протий, дейтерий, тритий)
Орбиталь
Ядро маңында электронның болу ықтималдығы ең жоғары аймақ: s, p, d, f
Электртерістік
Атомның ортақ электрондарды өзіне тарту қабілеті; ең жоғарысы — фторда
Кристалдық тор
Атомдық (алмаз, SiO2), молекулалық (мұз, I2, CO2), иондық (NaCl), металдық

Тақырыпты талдау

Атомның құрылысы

Протон: заряды +1, массасы ≈ 1. Нейтрон: заряды 0, массасы ≈ 1. Электрон: заряды −1, массасы ≈ 0.

Электрондар орбитальдарды төмен энергиядан жоғарыға қарай толтырады (ең аз энергия принципі). Бір орбитальда спиндері қарама-қарсы екі электроннан артық болмайды (Паули принципі). Бір деңгейшенің орбитальдары алдымен бір-бір электроннан толады (Хунд ережесі).

Энергиялары жақын болғандықтан хром мен мыста электронның «секіруі» болады: Cr 3d⁵4s¹, Cu 3d¹⁰4s¹.

Химиялық байланыс

Коваленттік полюссіз — бірдей бейметалдар арасында: H2, Cl2, O2.

Коваленттік полюсті — әртүрлі бейметалдар арасында: HCl, H2O, NH3.

Иондық — типтік металл мен бейметалл арасында: NaCl, CaF2, K2O.

Металдық — металдар мен құймаларда. Сутектік — H атомы F, O, N атомдарымен байланысқан молекулалар арасында (су, спирттер, ақуыздар).

Изотоптар және орташа атомдық масса 10 сынып

Изотоптар — нейтрон саны әртүрлі бір элементтің атомдары: 35^{35}Cl және 37^{37}Cl. Кестедегі атомдық масса таралуын ескергендегі орташа мән: Ar(Cl)=35⋅0,75+37⋅0,25=35,5A_r(\text{Cl})=35\cdot0{,}75+37\cdot0{,}25=35{,}5.

Гибридтену және молекула пішіні 10 сынып

sp³ — тетраэдр, бұрыш 109,5° (CH4, алмаз); sp² — жазық үшбұрыш, 120° (BF3, C2H4, графит); sp — сызықтық, 180° (CO2, C2H2, BeCl2).

Гибридті орбитальдар саны = σ-байланыстар + бөлінбеген жұптар. NH3-та (sp³, бір жұп) молекула — пирамида, 107°; H2O-да (sp³, екі жұп) — бұрыштық, 104,5°.

Шешімі бар есеп мысалдары

Есеп 1Хлор-37 атомындағы (Z = 17) протондар, нейтрондар және электрондар санын анықтаңыз.
  1. Протондар саны Z-ке тең: p = 17.
  2. Бейтарап атомда электрондар да сонша: ē = 17.
  3. Нейтрондар: N = A − Z = 37 − 17 = 20.
Жауабы p = 17, n = 20, ē = 17
Есеп 2Күкірттің (Z = 16) электрондық формуласын жазып, жұптаспаған электрондар санын анықтаңыз.
  1. 16 электронды толу реті бойынша орналастырамыз: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴.
  2. 3p-деңгейшесінде үш орбиталь және төрт электрон бар: бір орбиталь жұппен, екеуі бір-бір электронмен толған.
  3. Демек, жұптаспаған электрон екеу.
Жауабы 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴, екі жұптаспаған электрон

Күрделі есептер: қадам-қадаммен

Есеп 1Табиғи мыс 63^{63}Cu және 65^{65}Cu изотоптарынан тұрады, орташа атомдық массасы 63,55. 63^{63}Cu изотопының үлесін табыңыз.

Идея: Орташа масса — салмақталған орта мән: изотоптар үлестерінің қосындысы 1-ге тең.

  1. 1-қадам. Белгілеу
    63^{63}Cu үлесі xx болсын, онда 65^{65}Cu үлесі — 1−x1-x.
  2. 2-қадам. Теңдеу
    63x+65(1−x)=63,5563x+65(1-x)=63{,}55.
  3. 3-қадам. Шешу
    65−2x=63,5565-2x=63{,}55 → 2x=1,452x=1{,}45 → x=0,725x=0{,}725.
  4. 4-қадам. Тексеру
    63⋅0,725+65⋅0,275=45,675+17,875=63,5563\cdot0{,}725+65\cdot0{,}275=45{,}675+17{,}875=63{,}55 ✓.
Жауабы 72,5% 63^{63}Cu

ҰБТ-дағы жиі қателіктер

  • 4s деңгейшесі 3d-ден бұрын толады, бірақ ион түзілгенде электрондар алдымен 4s-тен кетеді.
  • NH4Cl құрамында иондық та, коваленттік те (донорлы-акцепторлық) байланыс бар.
  • Cl2 — коваленттік полюссіз, HCl — полюсті, NaCl — иондық байланыс.

Есте сақта

Бірдей бейметалдар — полюссіз, әртүрлі бейметалдар — полюсті, металл + бейметалл — иондық.

Өзіңді тексер

1. HCl молекуласындағы байланыс түрі:
  1. Иондық
  2. Коваленттік полюссіз
  3. Коваленттік полюсті
  4. Металдық
Жауабын көрсету

Коваленттік полюсті H және Cl — әртүрлі бейметалдар.

2. Натрий-23 атомында (Z = 11) неше нейтрон бар?
  1. 11
  2. 12
  3. 23
  4. 34
Жауабын көрсету

12 N = 23 − 11 = 12.

3. Алмаздың кристалдық торы:
  1. Иондық
  2. Молекулалық
  3. Атомдық
  4. Металдық
Жауабын көрсету

Атомдық Көміртек атомдары берік коваленттік байланыстармен байланысқан.

Байланысты тақырыптар

2. Периодтық заң және периодтық жүйе3. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Электролиз12. Ауыспалы элементтер. Кешенді қосылыстар

Деңгейіңді біл: ҰБТ-ға тегін диагностика