Powłoki i podpowłoki elektronowe

Powłoki i podpowłoki elektronowe
1. Cele lekcji
a) Wiadomości
Uczeń zna pojęcia powłoki i podpowłoki elektronowej oraz liczb kwantowych.
b) Umiejętności
Uczeń odróżnia powłokę od podpowłoki oraz rozróżnia liczby kwantowe.
2. Metoda i forma pracy
Pogadanka, pokaz, praca z całą klasą, praca indywidualna.
3. Środki dydaktyczne
Podręcznik
4. Przebieg lekcji
a) Faza przygotowawcza
1. Sprawdzenie listy obecności.
2. Przypomnienie wiadomości zdobytych na poprzedniej lekcji poprzez pogadankę na
temat dualistycznego charakteru elektronu i orbitali.
3. Nawiązanie do tematu lekcji: Pogadanka na temat tego, czy elektrony każdego
pierwiastka są rozmieszczone wokół jądra w sposób dowolny, czy też
uporządkowany. Uczniowie powinni stwierdzić, że są ułożone w sposób
uporządkowany.
b) Faza wykonawcza
1. Wprowadzenie pojęcia powłoki elektronowej
Zapisanie przez uczniów definicji powłoki elektronowej:
Powłoka elektronowa jest to zbiór stanów kwantowych o wspólnej wartości głównej liczby
kwantowej n.
wartość n
1
2
3
4
5
6
7
nazwa powłoki
K
L
M
N
O
P
Q
jadro K L M
N
O
Zapisanie przez uczniów informacji, że ilość wszystkich możliwych elektronów, które mogą
znajdować się na danej powłoce określa następujący wzór. 2n2.
2. Wprowadzenie liczb kwantowych.
Zapisanie przez uczniów definicji liczb kwantowych oraz ich znaczenie w chemii.
Każdy elektron w atomie musi być opisany za pomocą tzw. liczb kwantowych, które określają
skwantowane wartości energii, momentu pędu, rzutu tego momentu pędu, spinu i jego rzutu.
Główna liczba kwantowa opisująca energię elektronu n określa liczbę powłok
elektronowych atomu, a co za tym idzie i poziom energetyczny, jaki będzie zajmował
elektron. Przyjmuje wartość od 1, 2, 3, ...
Poboczna liczba kwantowa (orbitalna) opisuje wartość momentu pędu elektronu, a co za tym
idzie, decyduje o kształcie przestrzennym orbitalu. Przyjmuje wartości od 0 do n-1, gdzie n
oznacza główną liczbę kwantową.
Magnetyczna liczba kwantowa określa wielkość rzutu momentu pędu, inaczej mówiąc,
decyduje o orientacji przestrzennej orbitalu. Przyjmuje wartości: –l, 0 lub l.
Spinowa liczba kwantowa ma wartość ½, natomiast magnetyczna spinowa liczba kwantowa
różnicuje tę wartość albo jako dodatnią, albo ujemną.
3. Wprowadzenie pojęcia podpowłoki elektronowej.
Podanie przez uczniów na podstawie zdobytych na lekcji wiadomości definicji podpowłoki.
Podpowłoka elektronowa jest to zbiór wszystkich stanów kwantowych, które mają wspólną
wartość głównej i pobocznej liczby kwantowej. Każda powłoka zawiera n podpowłok,
natomiast na każdej podpowłoce znajduje się maksymalnie 4l+2 elektronów.
Wartość l
0
1
2
3
4
5
6
symbol podpowłoki s
p
d
f
g
h
i
4. Uściślenie pojęcia orbitalu.
Podanie przez uczniów na podstawie zdobytych na lekcji wiadomości definicji orbitalu.
Poziom orbitalny (orbital) jest to zbiór stanów kwantowych o wspólnych wartościach liczb
kwantowych. Do każdego poziomu należą maksymalnie dwa elektrony, które różnią się
między sobą tylko wartością magnetycznej spinowej liczby kwantowej. W każdej powłoce
znajduje się n2 poziomów orbitalnych, a w podpowłce 2l+1.
symbol podpowłoki
s
p
d
f
...
wartość l
0
1
2
3
...
liczba poziomów orbit.
1
3
5
7
...
5. Obliczanie maksymalnej ilości elektronów na powłoce
n=1
2 elektrony
n=2
8 elektronów
n=3
18 elektronów
n=4
32 elektrony
n=5
50 elektronów
n=6
72 elektrony
c) Faza podsumowująca
Powtórzenie wiadomości zdobytych na lekcji.
5. Bibliografia
Z. Kluz, M. M. Poźniczek, Chemia. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, Warszawa
2005.
6. Załączniki
brak
7. Czas trwania lekcji
45 minut
8. Uwagi do scenariusza
brak