Главная
По литературе
Схематическое изображение ядра химического элемента. Строение атома

Схематическое изображение ядра химического элемента. Строение атома

Урок посвящен формированию представлений о сложном строении атома. Рассматривается состояние электронов в атоме, вводятся понятия «атомная орбиталь и электронное облако», формы орбиталей (s--, p-, d-орбитали). Также рассматриваются такие аспекты, как максимальное число электронов на энергетических уровнях и подуровнях, распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням в атомах элементов первых четырех периодов, валентные электроны s-, p- и d-элементов. Приводится графическая схема строения электронных слоев атомов (электронно-графическая формула).

Тема: Строение атома. Периодический закон Д.И. Менделеева

Урок: Строение атома

В переводе с греческого языка, слово «атом» означает «неделимый». Однако, были открыты явления, которые демонстрируют возможность его деления. Это испускание рентгеновских лучей, испускание катодных лучей, явление фотоэффекта, явление радиоактивности. Электроны, протоны и нейтроны - это частицы, из которых состоит атом. Они называются субатомными частицами.

Табл. 1

Кроме протонов, в состав ядра большинства атомов входят нейтроны , не несущие никакого заряда. Как видно из табл. 1, масса нейтрона практически не отличается от массы протона. Протоны и нейтроны составляют ядро атома и называются нуклонами (nucleus - ядро). Их заряды и массы в атомных единицах массы (а.е.м.) показаны в таблице 1. При расчете массы атома массой электрона можно пренебречь.

Масса атома (массовое число) равна сумме масс, составляющих его ядро протонов и нейтронов. Массовое число обозначается буквой А . Из названия этой величины видно, что она тесно связана с округленной до целого числа атомной массой элемента. A = Z + N

Здесь A - массовое число атома (сумма протонов и нейтронов), Z - заряд ядра (число протонов в ядре), N - число нейтронов в ядре. Согласно учению об изотопах, понятию «химический элемент» можно дать такое определение:

Химическим элементом называется совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Некоторые элементы существуют в виде нескольких изотопов . «Изотопы» означает «занимающий одно и тоже место». Изотопы имеют одинаковое число протонов, но отличаются массой, т. е. числом нейтронов в ядре (числом N). Поскольку нейтроны практически не влияют на химические свойства элементов, все изотопы одного и того же элемента химически неотличимы.

Изотопами называются разновидности атомов одного и того же химического элемента с одинаковым зарядом ядра (то есть с одинаковым числом протонов), но с разным числом нейтронов в ядре.

Изотопы отличаются друг от друга только массовым числом. Это обозначается либо верхним индексом в правом углу, либо в строчку: 12 С или С-12. Если элемент содержит несколько природных изотопов, то в периодической таблице Д.И. Менделеева указывается, его средняя атомная масса с учетом распространённости. Например, хлор содержит 2 природных изотопа 35 Cl и 37 Cl, содержание которых составляет соответственно 75% и 25%. Таким образом, атомная масса хлора будет равна:

А r (Cl )=0,75 . 35+0,25 . 37=35,5

Для тяжёлых искусственно-синтезированных атомов приводится одно значение атомной массы в квадратных скобках. Это атомная масса наиболее устойчивого изотопа данного элемента.

Основные модели строения атома

Исторически первой в 1897 году была модель атома Томсона.

Рис. 1. Модель строения атома Дж. Томсона

Английский физик Дж. Дж. Томсон предположил, что атомы состоят из положительно заряженной сферы, в которую вкраплены электроны (рис. 1). Эту модель образно называют «сливовый пудинг», булочка с изюмом (где «изюминки» - это электроны), или «арбуз» с «семечками» - электронами. Однако от этой модели отказались, т. к. были получены экспериментальные данные, противоречащие ей.

Рис. 2. Модель строения атома Э. Резерфорда

В 1910 году английский физик Эрнст Резерфорд со своими учениками Гейгером и Марсденом провели эксперимент, который дал поразительные результаты, необъяснимые с точки зрения модели Томсона. Эрнст Резерфорд доказал на опыте, что в центре атома имеется положительно заряженное ядро (рис. 2), вокруг которого, подобно планетам вокруг Солнца, вращаются электроны. Атом в целом электронейтрален, а электроны удерживаются в атоме за счет сил электростатического притяжения (кулоновских сил). Эта модель имела много противоречий и главное, не объясняла, почему электроны не падают на ядро, а также возможность поглощения и излучения им энергии.

Датский физик Н. Бор в 1913 году, взяв за основу модель атома Резерфорда, предложил модель атома, в которой электроны-частицы вращаются вокруг ядра атома примерно так же, как планеты обращаются вокруг Солнца.

Рис. 3. Планетарная модель Н. Бора

Бор предположил, что электроны в атоме могут устойчиво существовать только на орбитах, удаленных от ядра на строго определенные расстояния. Эти орбиты он назвал стационарными. Вне стационарных орбит электрон существовать не может. Почему это так, Бор в то время объяснить не мог. Но он показал, что такая модель (рис. 3) позволяет объяснить многие экспериментальные факты.

В настоящее время для описания строения атома используется квантовая механика. Это наука, главным аспектом в которой является то, что электрон обладает свойствами частицы и волны одновременно, т. е. корпускулярно-волновым дуализмом. Согласно квантовой механике, область пространства, в которой вероятность нахождения электрона наибольшая, называется орбиталью. Чем дальше электрон находится от ядра, тем меньше его энергия взаимодействия с ядром. Электроны с близкими энергиями образуют энергетический уровень. Число энергетических уровней равно номеру периода , в котором находится данный элемент в таблице Д.И. Менделеева. Существуют различные формы атомных орбиталей. (Рис. 4). d-орбиталь и f-орбиталь имеют более сложную форму.

Рис. 4. Формы атомных орбиталей

В электронной оболочке любого атома ровно столько электронов, сколько протонов в его ядре, поэтому атом в целом электронейтрален. Электроны в атоме размещаются так, чтобы их энергия была минимальной. Чем дальше электрон находится от ядра, тем больше орбиталей и тем сложнее они по форме. На каждом уровне и подуровне может помещаться только определенное количество электронов. Подуровни, в свою очередь, состоят из одинаковых по энергии орбиталей .

На первом энергетическом уровне, наиболее близком к ядру, может существовать одна сферическая орбиталь (1 s ). На втором энергетическом уровне - сферическая орбиталь, большая по размеру и три р-орбитали: 2 s 2 ppp . На третьем уровне: 3 s 3 ppp 3 ddddd .

Кроме движения вокруг ядра, электроны обладают еще движением, которое можно представить, как их движение вокруг собственной оси. Это вращение называется спином (в пер. с англ. «веретено»). На одной орбитали могут находиться лишь два электрона, обладающих противоположными (антипараллельными) спинами.

Максимальное число электронов на энергетическом уровне определяется по формуле N =2 n 2.

Где n - главное квантовое число (номер энергетического уровня). См. табл. 2

Табл. 2

В зависимости от того, на какой орбитали находится последний электрон, различают s -, p -, d -элементы. Элементы главных подгрупп относятся к s -, p -элементам. В побочных подгруппах находятся d -элементы

Графическая схема строения электронных слоев атомов (электронно-графическая формула).

Для описания расположения электронов на атомных орбиталях используют электронную конфигурацию. Для её написания в строчку пишутся орбитали в условных обозначениях (s- -, p -, d-, f -орбитали), а перед ними - числа, обозначающие номер энергетического уровня. Чем больше число, тем дальше электрон находится от ядра. В верхнем регистре, над обозначением орбитали, пишется количество электронов, находящихся на данной орбитали (Рис. 5).

Рис. 5

Графически распределение электронов на атомных орбиталях можно представить в виде ячеек. Каждая ячейка соответствует одной орбитали. Для р-орбитали таких ячеек будет три, для d-орбитали - пять, для f-орбитали - семь. В одной ячейке может находиться 1 или 2 электрона. Согласно правилу Гунда , электроны распределяются на одинаковых по энергии орбиталях (например, на трех p-орбиталях) сначала по одному, и лишь когда в каждой такой орбитали уже находится по одному электрону, начинается заполнение этих орбиталей вторыми электронами. Такие электроны называют спаренными. Объясняют это тем, что в соседних ячейках электроны меньше отталкиваются друг от друга, как одноименно заряженные частицы.

См. рис. 6 для атома 7 N.

Рис. 6

Электронная конфигурация атома скандия

21 Sc : 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1

Электроны внешнего энергетического уровня называются валентными. 21 Sc относится к d -элементам.

Подведение итога урока

На уроке было рассмотрено строение атома, состояние электронов в атоме, введено понятие «атомная орбиталь и электронное облако». Учащиеся узнали, что такое форма орбиталей (s -, p -, d -орбитали), каково максимальное число электронов на энергетических уровнях и подуровнях, распределение электронов по энергетическим уровням, что такое s -, p - и d -элементы. Приведена графическая схема строения электронных слоев атомов (электронно-графическая формула).

Список литературы

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - 14-е изд. - М.: Просвещение, 2012.

2. Попель П.П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П.П. Попель, Л.С.Кривля. - К.: ИЦ «Академия», 2008. - 240 с.: ил.

3. А.В. Мануйлов, В.И. Родионов. Основы химии. Интернет-учебник.

Домашнее задание

1. №№5-7 (с. 22) Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - 14-е изд. - М.: Просвещение, 2012.

2. Напишите электронные формулы для следующих элементов: 6 C, 12 Mg, 16 S, 21 Sc.

3. Элементы имеют следующие электронные формулы: а) 1s 2 2s 2 2p 4 .б) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . в) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 . Какие это элементы?

Любое вещество состоит из очень маленьких частиц, называемых атомами . Атом-это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его характерные свойства. Чтобы представить себе размеры атома, достаточно сказать что если бы их удалось уложить вплотную один к другому, то один миллион атомов занял бы расстояние всего в 0,1 мм.

Дальнейшее развитие науки о строении вещества показало, что атом также имеет сложное строение и состоит из электронов и протонов. Так возникла электронная теория строения вещества.

В глубокой древности было обнаружено, что существуют два рода электричества: положительное и отрицательное. Количество электричества, содержащееся в теле, стали называть зарядом. В зависимости от рода электричества, которым обладает тело, заряд может быть положительным или отрицательным.

Было также установлено опытным путем, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются.

Рассмотрим электронное строение атома . Атомы состоят из еще более мелких частиц, чем они сами, называемых электронами .

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Электрон - это мельчайшая частица вещества, имеющая наименьший отрицательный электрический заряд.

Электроны вращаются вокруг центрального ядра, состоящего из одного или более протонов и нейтронов , по концентрическим орбитам. Электроны являются отрицательно заряженными частицами, протоны - положительными, а нейтроны - нейтральными (рисунок 1.1).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Протон - мельчайшая частица вещества, имеющая наименьший положительный электрический заряд.

Существование электронов и протонов не вызывает никакого сомнения. Ученые не только определили массу, заряд и размеры электронов и протонов, но даже заставили их работать в различных электрических и радиотехнических приборах.

Было также установлено, что масса электрона зависит от скорости его движения и что электрон не только поступательно движется в пространстве, но и вращается вокруг своей оси.

Наиболее простым по своему строению является атом водорода (рис. 1.1). Он состоит из ядра-протона и вращающегося с огромной скоростью вокруг ядра электрона, образующего внешнюю оболочку (орбиту) атома. Более сложные атомы имеют несколько оболочек, по которым вращаются электроны.

Эти оболочки последовательно от ядра заполняются электронами (рисунок 1.2).

Теперь разберем . Самая внешняя оболочка называется валентной , а число электронов, содержащееся в ней, называется валентностью . Чем дальше находится от ядра валентная оболочка, следовательно, тем меньшую силу притяжения испытывает каждый валентный электрон со стороны ядра. Тем самым у атома увеличивается возможность присоединять к себе электроны в том случае, если валентная оболочка не заполнена и расположена далеко от ядра, либо терять их.
Электроны внешней оболочки могут получать энергию. Если электроны находящиеся в валентной оболочке получат необходимый уровень энергии от внешних сил, они могут оторваться от нее и покинуть атом, то есть стать свободными электронами. Свободные электроны способны произвольно перемещаться от одного атома к атому. Те материалы, в которых содержится большое число свободных электронов, называются проводниками .

Изоляторы , есть противоположность проводникам. Они препятствуют протеканию электрического тока. Изоляторы стабильны потому, что валентные электроны одних атомов заполняют валентные оболочки других атомов, присоединяясь к ним. Это препятствует образованию свободных электронов.
Промежуточное положение между изоляторами и проводниками занимают полупроводники , но о них мы поговорим позже
Рассмотрим свойства атома . Атом, который имеет одинаковое число электронов и протонов, электрически нейтрален. Атом, получающий один или более электронов, становится отрицательно заряженным и имеет название отрицательный ион. Если атом теряет один или более электронов, то он становится положительным ионом, то есть заряжается положительно.

Тема: Программа и ее структура

Цели урока:

    Обучающие :

    • познакомить учащихся с общими характеристиками языков программирования, с программной средой Pascal ABC, со структурой программы на языке Паскаль;

      сформировать у учащихся первичные знания по применению изученного материала.

    Развивающие :

    • учить анализировать, обобщать и систематизировать;

      обогащать словарный запас учащихся.

    Воспитательные :

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютеры с установленной средой программирования Pascal ABC, настроенная локальная сеть, конспект для учащегося.

План урока:

1. Организационный момент. Актуализация знаний.
2. Объяснение материала.
2.1. Языки программирования, их назначение, особенности.
2.2. Знакомство с программной средой Pascal ABC.
2.3. Знакомство со структурой программы на языке Паскаль.
2.4. Разбор простейшей программы «вывода».
3. Закрепление полученных умений и навыков.
4. Подведение итогов урока.

ХОД УРОКА

1. Оргмомент. Подготовка к изучению нового материала 2 .

Коротко, фронтально повторяем ранее изученный материал по теме «Алгоритмизация». Вопросы для актуализации знаний:

    Алгоритм. Свойства алгоритмов.

    Способы записи алгоритмов.

    Базовые структуры алгоритмов.

Ожидаемые результаты: (демонстрируются при положительных результатах на экране слайды 1 и 2 ) 3

2. Объяснение нового материала 4

2.1 Языки программирования, их назначение, особенности

Языки программирования предназначены для создания программ, которые могут быть исполнены ЭВМ или другими автоматическими устройствами, например, станками с числовым программным управлением. ( , слайд 5)
Исходя из этого, можно сказать, что эти языки формальны, то есть они используют специальную систему команд, имеют свой алфавит и свои правила написания (синтаксис).
Существует достаточно большое количество различных языков программирования. Все они созданы так, что их команды понимает то устройство (в данном случае - ЭВМ), на которое они рассчитаны.
Языки программирования можно разделить на две группы – языки высокого уровня и языки низкого уровня (машинные).
К языкам низкого уровня относится язык Ассемблер, в котором программа пишется в основном на уровне машинных кодов.
Языки высокого уровня позволяют писать программу с помощью условных обозначений, близких к языку человека.
Все языки высокого уровня условно можно разделить на две группы – алгоритмические языки (процедурные) и логические (непроцедурные, объектно-ориентированные).
Алгоритмические – предполагают реализацию алгоритма в виде последовательности операций с данными. При этом программы имеют жесткую структуру, определенную форму записи. ( , слайд 6)
К первой группе языков относятся такие языки, как БЕЙСИК, ПАСКАЛЬ, ФОРТРАН, АЛГОЛ, СИ и другие.
Вторые – описывают отношения между объектами и величинами, но при этом явно не указывают, какие именно операции нужно провести и в какой последовательности. К этим языкам относится, в частности, язык ПРОЛОГ. ( , слайд 7)
Кроме того, языки можно разделить еще и по их назначению.
Так, например, языки, перечисленные выше, можно назвать языками общего пользования, универсальными. Эти языки могут быть использованы как профессиональными программистами, так и начинающими (учениками, студентами и т.д.). Посредством этих языков можно решать как задачи вычислительного характера, так и работать с графикой, звуком, работать с текстом.
Мы и будем изучать такие языки, в частности язык ПАСКАЛЬ.
Алгоритмические языки общего назначения различаются своими возможностями, то есть тем кругом задач, которые с помощью них можно решить, и по типу преобразования алгоритма в команды, понятные ЭВМ.
Все дело в том, что программа, написанная на языке программирования, это в большинстве случаев текст.
А ЭВМ, как вы уже знаете (используем то, что учащиеся уже знают принцип работы ЭВМ), работает на двоичных кодах. Следовательно, алгоритм, введенный в ЭВМ на каком-либо языке программирования, должен быть преобразован в специальные коды. Для этого в состав языка программирования входит специальная программа – транслятор, которая и выполняет эту задачу.

Трансляторы можно разделить на две группы по их работе – компиляторы и интерпретаторы. ( , слайд 8)
Языки программирования, имеющие в своем составе интерпретатор , чаще всего являются строчно-ориентированными языками, то есть команды записываются в строке, каждая из которых имеет свой номер. Выполнение программы происходит в последовательности номеров строк. Таким языком является, в частности, БЕЙСИК (Стандартный)
Интерпретатор читает строку программы, транслирует ее в коды ЭВМ и немедленно выполняет, затем переходит к следующей. При обнаружении ошибок специальный отладчик сообщает об ошибке, исполнение программы останавливается.

Компилятор действует иначе. Он сначала просматривает всю программу, отмечает все ошибки и только после того, как все ошибки исправлены, – компилирует программу, то есть в памяти создает программу в машинных кодах и после этого ее исполняет.
Большинство языков имеют в своем составе компилятор, так как они работают быстрее. К языкам такого уровня относятся ПАСКАЛЬ, СИ, Q-BASIC и многие другие.

2.2 Знакомство с программной средой Pascal ABC

Теперь переходим к изучению языка – ПАСКАЛЬ. Точнее, учебной системы программирования Pascal ABC (автор – С.С.Михалкович).
Система Pascal ABC предназначена для обучения программированию на языке Паскаль и ориентирована на школьников и студентов младших курсов. Система Pascal ABC основана на языке Delphi Pascal.

(Запуск программы на демонстрационном экране).

После загрузки системы на экране появляется рабочий стол системы. Его вид может несколько различаться у разных версий, но в целом он типичен. В верхней части экрана расположено главное меню, в нижней – окно вывода. 5

Интерфейс программы очень удобен и прост. Программа открывается в своем окне аналогичном стандартным окнам ОС Windows с такими же элементами окна 6 .
Для запуска команды выполнения файлов используем инструмент.

Файлы имеют расширение .pas 7

2.3 Знакомство со структурой программы на языке Паскаль

Основные понятия 8

( , слайд 1)

Как и любой алгоритм, являющийся последовательностью инструкций, программа на языке Паскаль состоит из команд (операторов), записанных в определенном порядке и формате.
Команды позволяют получать, сохранять и обрабатывать данные различных типов (например, целые числа, символы, строки символов, т.д.).
Кроме команд в записи программы участвуют еще так называемые "служебные слова", организующие структуру программы.
Вам уже известно, что основное назначение компьютера – облегчить человеку работу с большими объемами информации, поэтому подавляющее большинство программ построено по одному, довольно простому принципу: ( , слайд 2)
Все эти действия реализуются через имеющиеся в языках программирования команды, алгоритмические структуры и структуры данных.

Основная структура программы

Правила языка Паскаль предусматривают единую для всех программ форму основной структуры ( , слайд 3):

Program <Имя программы> ;
<Раздел описаний> ; Begin
<Тело программы> ; End.

Здесь слова Program, Begin и End являются служебными. Правильное и уместное употребление этих слов является обязательным.
Угловые скобки в формате указывают на то, что вместо них при реальном программировании должно быть подставлено конкретное значение. Сама запись программы в принципе может производиться вообще в одну стоку. Однако, такая запись неудобна для чтения, недостаточно наглядна, поэтому я рекомендую придерживаться приведенной структуры, а в «теле» программы – по одному оператору в строке.
Имя программы выбирается самостоятельно разработчиком в соответствии с правилами построения идентификаторов.
Все объекты (переменные, константы метки, функции, процедуры и т.д.), не являющиеся зарезервированными в Паскале, которые вы используете в программе, должны быть описаны. Это производится для того, чтобы компьютер перед выполнением программы зарезервировал память под соответствующие объекты и поставил в соответствие им идентификаторы. Раздел описаний может состоять из пяти подразделов:

    Описание меток (Label)

    Описание типов (Type).

    Описание констант (Const).

    Описание переменных (Var).

    Описание процедур и функций (Procedure, Function).

При отсутствии таких объектов, соответствующий подраздел может быть опущен.

Алфавит языка

Основу любого языка составляет алфавит, то есть конечный, фиксированный набор символов, используемых для составления текстов на данном языке (в нашем случае – программ). ( , слайд 4)

Итак, алфавит языка Паскаль составляют:

Использование символов первой группы чаще всего вопросов не вызывает, но свои тонкости здесь имеются.
– Во-первых, это употребление заглавных и строчных букв. Большинство существующих трансляторов не различают буквы разных регистров. Таким образом, записи "progRaM" и "PROGram" будем считать идентичными.
– Во-вторых, некоторые символы латиницы и кириллицы совпадают по начертанию. Нельзя ли вместо буквы "К" латинской написать "K" русскую? (Ожидаемый ответ: в программе на ЭВМ – ни в коем случае. На вид они может быть и похожи, но уж коды-то у них совершенно разные, а компьютер, как вам известно, оперирует внутри себя не буквами, а их числовыми кодами). ( , слайд 5)
По поводу привычных арабских цифр сказать можно только то, что с их помощью записываются не только числа. Цифры могут использоваться в качестве обыкновенных символов.

Сложнее всего обстоит дело со специальными знаками, поэтому их придется разобрать подробно:

Конец программы, разделение целой и дробной частей вещественного числа (десятичная точка), разделение полей в переменной типа Record;
, разделение элементов списков;
.. указание диапазона;
: используется в составе оператора присваивания:=, а также для указания формата вывода в операторе Writeln;
; отделяет один раздел программы от другого, разделяет операторы;
" используется для ограничения строковых констант;
- + * / () арифметические знаки;
< > знаки отношений;
= используется в составе оператора присваивания, в разделах описаний констант и типов, используется как знак отношения (равно);
^ используется для именования динамических переменных;
{} ограничение комментариев в программе;
заключают в себе индексы элементов массивов;
_ символ подчеркивания используется также как любая буква, например, в идентификаторах – вместо пробела.

В процессе изучения языка мы познакомимся с этими знаками.
Возникает вопрос, а как же быть с русскими буквами и другими знаками, имеющимися на клавиатуре? Некоторые версии Паскаля допускают их использование в программе, но стандарт языка этого не подразумевает. Поэтому включать эти символы в программу можно только в качестве строковых констант или внутри комментария, то есть там, где транслятор при компиляции их игнорирует.

Идентификаторы

Имена операторов, переменных, констант, типов величин, имя самой программы назначаются разработчиком и называются в Паскале идентификаторами. Существуют правила, которым должны отвечать все идентификаторы:

    идентификатор должен быть уникальным, то есть одним и тем же именем разные объекты не могут быть названы;

    идентификатор имеет ограничение по длине (зависит от конкретной реализации языка на компьютере);

    идентификатор может состоять только из символов латинского алфавита, цифр и знака подчеркивания ("_");

    идентификатор не может начинаться с цифры.

Например, можно записать имя программы ( , слайд 6): Iwanow_Petr_10a, но нельзя: 10а-Иванов Петр (допущены три ошибки: имя начинается цифрой, использовано тире и слова разделены пробелом).
Нельзя использовать как идентификаторы слова, предназначенные для обозначения операторов программы, но можно программу оставить без заголовка.
Понятие переменной и типы данных рассмотрим на следующих уроках.

Раздел операторов

Это основной раздел программы – выполнение программы сводится к выполнению раздела операторов, т.е. к выполнению последовательности операторов, заключенных в
операторные скобки begin….. end .

Оператор вывода ( , слайд 7)

Для вывода информации в Паскале используется оператор:

Write (b1, b2, b3,…, bn);
выводится на экран значения переменных b1, b2, b3,…, bn Writeln (b1, b2, b3,…, bn);
выводится на экран значения переменных b1, b2, b3,…, bn и после этого осуществляется переход на новую строку
Writeln ;
переход на новую строку Write (‘значения переменных’, b1, b2, b3,…, bn);
выводится на экран сообщение «значения переменных», затем соответствующие значения переменных b1, b2, b3,…, bn и после этого осуществляется переход на новую строку

2.4 и 3 пункты – «Проба пера»

Посмотрим первую программу вывода на экран строковой графики.

Задача. Вывести на экран текст в заданном формате ( , слайд 8):

Вася

пошел

погулять

Ранее заготовленная программа показывается на демонстрационном экране и экране мониторов учащихся. Учащиеся самостоятельно открывают Pascal ABC, открывают файл , запускают на выполнение. Производится разбор программы при помощи учащихся 9 .

Затем предлагаем учащимся выполнить упражнение на основе готовой программы ( , слайд 9):

1. Напишите программу, которая печатает ваше имя в рамочке из звездочек. Пример:

Pascal – язык...? ( ответ: высокого уровня ).

Он является алгоритмическим или логическим языком? (Ответ: алгоритмическим ).

Чем характеризуются алгоритмические языки? (Ответ: алгоритмы имеют жесткую структуру, определенная форма записи в виде последовательности операций с данными ).

Pascal в своем составе имеет интерпретатор или компилятор? Напоминаю: интерпретатор – выполнение программы построчное; компилятор – просматривает сразу всю программу. (Ответ: компилятор ).

С какой средой программирования мы работаем? (Ответ: Pascal ABC ).

Алфавит языка Паскаль составляют..? (Ответ: буквы латинского алфавита, арабские цифры, специальные знаки ).

Домашнее задание:

– выучить конспект для учащегося;
– составить программу для одной из задач № 1, 2, 3 (на выбор, все три на дополнительную оценку).

Задачи:

1. Вывести на экран символьный рисунок

2. Написать программу, которая рисует пингвина.

3. Написать программу, которая выводит следующий рисунок (Рис. 8).

4. Подведение итогов урока

Учителем дается общая оценка урока. Выставляются оценки ученикам, которые особенно активно проявили себя на уроке. Оцениваются успешно выполненные задания для самостоятельного решения.

Давайте рассмотрим, как построен атом. Учитывайте, что речь будет вестись исключительно о моделях. На практике атомы представляют собой гораздо более сложную структуру. Но благодаря современным разработкам мы имеем возможность объяснять и даже успешно предсказывать свойства (пускай даже и не все). Итак, какова схема строения атома? Из чего он «сделаны»?

Планетарная модель атома

Впервые была предложена датским физиком Н. Бором в 1913 году. Это первая теория строения атома, основанная на научных фактах. К тому же она положила основу современной тематической терминологии. В ней электроны-частицы производят вращательные движения вокруг атома по такому же принципу, как планеты вокруг Солнца. Бор высказал предположение, что они могут существовать исключительно на орбитах, находящихся на строго определённом расстоянии от ядра. Почему именно так, учёный с позиции науки не смог объяснить, но такая модель потдтверждалась многими экспериментами. Для обозначения орбит использовались целые числа, начиная с единицы, которой нумеровалась, самая близкая к ядру. Все эти орбиты также называют уровнями. У атома водорода только один уровень, на котором вращается один электрон. Но сложные атомы имеют ещё уровни. Они делятся на составляющие, которые объединяют близкие по энергетическому потенциалу электроны. Так, второй уже имеет два подуровня - 2s и 2р. Третий имеет уже три - 3s, 3р и 3d. И так далее. Сначала «заселяются» более близкие к ядру подуровни, а потом дальние. На каждом из них может быть размещено только определённое количество электронов. Но это ещё не конец. Каждый подуровень делится на орбитали. Давайте проведём сравнение с обычной жизнью. Электронное облако атома сравнимо с городом. Уровни - это улицы. Подуровень - частный дом или квартира. Орбиталь - комната. В каждой из них «проживает» один или два электрона. Все они имеют конкретные адреса. Вот такой была первая схема строения атома. А напоследок про адреса электронов: они определяются наборами чисел, которые называют «квантовыми».

Волновая модель атома

Но со временем планетарная модель подверглась пересмотру. Была предложена вторая теория строения атома. Она более совершенна и позволяет объяснить результаты практических экспериментов. На смену первой пришла волновая модель атома, которую предложит Э. Шредингер. Тогда уже было установлено, что электрон может проявлять себя не только в качестве частицы, но и как волна. А что сделал Шредингер? Он применил уравнение, описывающее движение волны в Таким образом можно найти не траекторию движения электрона в атоме, а вероятность его обнаружения в определённой точке. Объединяет обе теории то, что элементарные частицы находятся на конкретных уровнях, подуровнях и орбиталях. На этом похожесть моделей заканчивается. Приведу один пример - в волновой теории орбиталью называется область, где можно будет найти электрон с вероятностью в 95%. На всё остальное пространство приходится 5%.Но в конечном итоге получилось, что особенности строения атомов изображаются с использование волновой модели, при том, что используется терминология используется общая.

Понятие вероятности в данном случае

Почему был использован этот термин? Гейзенбергом в 1927 г. был сформулирован принцип неопределенности, который сейчас используется, чтобы описывать движение микрочастиц. Он основан на их фундаментальном отличии от обычных физических тел. В чем оно заключается? Классическая механика предполагала, что человек может наблюдать явления, не влияя на них (наблюдение за небесными телами). На основе полученных данных можно рассчитать, где объект будет в определенный момент времени. Но в микромире дела необходимо обстоят по-другому. Так, к примеру, наблюдать за электроном, не влияя на него, сейчас не представляется возможным ввиду того, что энергии инструмента и частицы несопоставимы. Это приводит к тому, что меняется его местоположение элементарной частицы, состояние, направление, скорость движения и другие параметры. И бессмысленно говорить о точных характеристиках. Сам принцип неопределенности говорит нам о том, что невозможно вычислить точную траекторию полёта электрона вокруг ядра. Можно только указать вероятность нахождения частицы в определённом участке пространства. Вот такую особенность имеет строение атомов химических элементов. Но это следует учитывать исключительно ученым в практических экспериментах.

Состав атома

Но давайте сконцентрируемся на всём объекте рассмотрения. Итак, кроме неплохо рассмотренной электронной оболочки, второй составляющей атома является ядро. Оно состоит из позитивно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Все мы знакомы с таблицей Менделеева. Номер каждого элемента соответствует количеству протонов, что в нём есть. Количество нейтронов равняется разнице между массой атома и его количеством протонов. Могут и быть отклонения от этого правила. Тогда говорят о том, что присутствует изотоп элемента. Схема строения атома такова, что его «окружает» электронная оболочка. обычно равняется количеству протонов. Масса последнего примерно в 1840 раз больше, чем у первого, и примерно равна весу нейтрона. Радиус ядра составляет около 1/200000 диаметра атома. Сам он имеет сферическую форму. Таково, в общем, строение атомов химических элементов. Несмотря на различие в массе и свойствах, выглядят они примерно одинаково.

Орбиты

Говоря о том, что такое схема строения атома, нельзя умолчать о них. Итак, есть такие виды:

  1. s. Имеют сферическую форму.
  2. p. Являются похожими на объемные восьмерки или веретено.
  3. d и f. Имеют сложную форму, которая с трудом описывается формальным языком.

Электрон каждого типа можно с вероятностью в 95% найти на территории соответствующей орбитали. К представленной информации необходимо относиться спокойно, поскольку это, скорее, абстрактная математическая модель, нежели физическое реальное положение дел. Но при всём этом она обладает хорошей предсказательной силой относительно химических свойств атомов и даже молекул. Чем дальше от ядра расположен уровень, тем больше электронов можно на нём разместить. Так, количество орбиталей можно подсчитать с помощью специальной формулы: х 2 . Здесь х равно количеству уровней. А поскольку на орбитали можно разместить до двух электронов, то в конечном итоге формула их численного поиска будет выглядеть следующим образом: 2х 2 .

Орбиты: технические данные

Если говорить про строение атома фтора, то он будет иметь три орбитали. Все они будут заполнены. Энергия орбиталей в рамках одного подуровня одинакова. Чтобы их обозначить, добавляют номер слоя: 2s, 4p, 6d. Возвращаемся к разговору про строение атома фтора. У него будет два s- и один p-подуровень. У него девять протонов и столько же электронов. Сначала один s-уровень. Это два электрона. Потом второй s-уровень. Ещё два электрона. И 5 заполняют p-уровень. Вот такое у него строение. После прочтения следующего подзаголовка можно собственноручно проделать необходимые действия и убедиться в этом. Если говорить про к которым относится и фтор, то следует отметить, что они, хотя и в одной группе, полностью различаются по своим характеристикам. Так, их температура кипения колеблется от -188 до 309 градусов Цельсия. Так почему их объединили? Все благодаря химическим свойствам. Все галогены, а в наибольшей степени фтор обладают высочайшей окислительной способностью. Они реагируют с металлами и без проблем могут самостоятельно воспламеняться при комнатной температуре.

Как заполняются орбиты?

По каким правилам и принципам располагаются электроны? Предлагаем ознакомиться с тремя основными, формулировка которых была упрощена для лучшего понимания:

  1. Принцип наименьшей энергии. Электронам свойственно заполнять орбитали в порядке увеличения их энергии.
  2. Принцип Паули. На одной орбитали не может располагаться больше двух электронов.
  3. Правило Хунда. В пределах одного подуровня электроны заполняют сначала свободные орбитали, и только потом образуют пары.

В деле заполнения поможет и строение атома в таком случае станет более понятным в плане изображения. Поэтому при практической работе с построением схем элементов, необходимо держать её под рукой.

Пример

Для того, чтобы обобщить всё сказанное в рамках статьи, можно составить образец, как же распределяются электроны атома по своим уровням, подуровням и орбиталям (то есть, какой является конфигурация уровней). Он может быть изображен как формула, энергетическая диаграмма или как схема слоев. Здесь присутствуют очень хорошие иллюстрации, которые при внимательном рассмотрении помогают понять структуру атома. Так, сначала заполняется первый уровень. В нём имеется только один подуровень, в котором только одна орбиталь. Все уровни заполняются последовательно, начиная с меньшего. Сначала в рамках одного подуровня по одному электрону размещается на каждой орбитали. Потом создаются пары. И при наличии свободных происходит переключение на другой субъект заполнения. А теперь можно самостоятельно узнать, каково строение атома азота или фтора (который рассматривался раньше). Первоначально может быть немного сложно, но можно ориентироваться по картинкам. Давайте для ясности рассмотрим и строение атома азота. Он имеет 7 протонов (вместе с нейтронами составляющих ядро) и столько же электронов (которые составляют электронную оболочку). Сначала заполняется первый s-уровень. На нем 2 электрона. Потом идёт второй s-уровень. На ней тоже 2 электрона. И три остальных размещаются на p-уровне, где каждый из них занимает по одной орбитали.

Заключение

Как видите, строение атома - не такая сложная тема (если подходить к ней с позиции школьного курса химии, конечно). И понять данную тему не составляет труда. Напоследок хочется сообщить про некоторые особенности. К примеру, говоря про строение атома кислорода, мы знаем, что он имеет восемь протонов, и 8-10 нейтронов. И так как все в природе стремится к равновесию, два атома кислорода образуют молекулу, где два непарных электрона образуют ковалентную связь. Подобным же образом образуется другая стойкая молекула кислорода - озон (O 3). Зная строение атома кислорода, можно правильно составлять формулы окислительных реакций, в которых участвует самое распространенное на Земле вещество.

Разделы