Естествознание. 10 класс

Урок 30. От электронной структуры атома к прогнозированию свойств веществ

Развитие атомно-молекулярного учения

От электронной структуры атома к прогнозированию свойств вещества

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский учёный М.В. Ломоносов. В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ.

Долгие годы атом считали неделимой частицей вещества. С точки зрения современных представлений для понимания зависимости (взаимосвязи) между строением атома и свойствами химического элемента надо знать структуру электронной оболочки атома.

Для отражения внутренней структуры электронной оболочки атома применяют орбитальные характеристики – квантовые числа. Их четыре. Не менее важным является знание правил (принципов) её заполнения электронами: принцип минимума энергии, принцип Паули, правило Хунда.

Отличия в электронном строении атомов приводят к различию в способности атомов образовывать атомные структуры в виде молекул и химических соединений и объясняют многообразие атомно-молекулярных структур. В результате создаваемая теория вещества принимает статус прогностической теории. Это означает, что, располагая знаниями о строении атомов и механизмов образования атомно-молекулярных систем, появляется принципиальная возможность предсказывать физико-химические свойства вещества и функции создаваемых атомных конструкций.

Сегодня учёные умеют получать наноструктуры практически всех химических элементов, что даёт огромную свободу для исследований. Ожидается, что уже в 2025 году появятся первые роботы, созданные на основе нанотехнологий.

Символы химических элементов и электронные конфигурации атомов

Правила заполнения орбиталей электронами

Принцип наименьшей энергии: в первую очередь электрон поступает на атомную орбиталь с наименьшей энергией.

Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел (см. спиновое квантовое число).

Правило Хунда: при наличии на подуровне нескольких атомных орбиталей электроны сначала располагаются по одному на каждой из свободных орбиталей. После заполнения одним электроном всех орбиталей подуровня они пополняются электронами с противоположными спинами.

Нанотехнология – область прикладной науки и техники, имеющая дело с объектами размером менее 100 нанометров (1 нанометр равен $10^{-9}$ метра). В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Один нанометр (нм) – это одна миллиардная часть метра ($10^{-9}$ м).

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6