Взаимодействие атомов неметаллов между собой 8 класс: Урок Неметаллы. 8 класс. | План-конспект урока по химии (8 класс) на тему:

Содержание

Урок Неметаллы. 8 класс. | План-конспект урока по химии (8 класс) на тему:

Тема 2.                                                                                                                              8 класс.

                                                        Урок17.

Тема урока:  Простые вещества — неметаллы.                                    

Цели урока:  создать условия для развития ключевых компетенций школьников через формирование полного представления о неметаллах, об их характерных отличиях от  металлов.

Задачи урока:

1.    Способствовать повторению и запоминанию важнейших понятий курса химии 8 класса для подготовки учащихся к естественному и быстрому усвоению нового материала.

2.    Содействовать развитию учебно-познавательной, коммуникативной компетенций учащихся, через развитие логического мышления, памяти, речи учащихся, их умения выделять главное из общего, сравнивать и делать выводы.

3.    Способствовать воспитанию в детях умения правильно строить ответы, работать у доски, умения вести диалог и работать в парах, фронтально и индивидуально, осуществлять адекватный выбор задания по своим возможностям в ситуации выбора.

Основные термины:

Неметаллы – химические элементы, которые образуют в свободном виде простые вещества, не обладающие физическими свойствами металлов.

ХОД УРОКА:1.Организационная часть урока.

                        2.Изучение программного материала.

  1. Простые вещества – неметаллы. Строение атома.

 Давайте с вами вместе рассмотрим таблицу Менделеева и определим положение  неметаллов в периодической системе.


 
                      Периодическая система Д.И. Менделеева

Во внешнем электронном слое атомов неметаллов находится от трёх до восьми электронов.

Для атомов неметаллов, по сравнению с атомами металлов характерны:

                       1 .меньший атомный радиус;

                       2 .четыре и более электрона на внешнем энергетическом уровне.

Отсюда и такое важнейшее свойство атомов неметаллов – тенденция к приёму недостающих до 8 электронов, т.е. окислительные свойства. Качественной характеристикой атомов неметаллов, т.е. своеобразной мерой их неметалличности, может служить электроотрицательность, т.е. свойство атомов химических элементов поляризовать химическую связь, оттягивать к себе общие электронные пары. Электроотрицательность – мера неметалличности, т.е. чем более электроотрицателен данный химический элемент, тем ярче выражены неметаллические свойства. 

Неметаллы – химические элементы, которые образуют в свободном виде простые вещества, не обладающие физическими свойствами металлов.
К неметаллам относятся инертные газы. 
Каждая молекула инертного газа состоит из одного атома.
Укажите,  как распределяются электроны в атомах гелия и неона?

                              Строение неметаллов - простых веществ.   

              Строение внешнего электронного слоя атома  неона

Если металлы – простые вещества образованы за счет металлической связи, то для неметаллов – простых веществ, характерна ковалентная неполярная химическая связь. В отличие от металлов неметаллы – простые вещества, характеризуются большим многообразием свойств. Неметаллы имеют различное агрегатное состояние при обычных условиях:

    -газы – h3, O2, O3, N2, F2, Cl2;

    -жидкость – Br2;

    -твердые вещества – модификации серы, фосфора, кремния, углерода и др.

Гораздо богаче у неметаллов и спектр цветов: красный – у фосфора, красно-бурый – у брома, желтый – у серы, желто-зеленый – у хлора, фиолетовый – у паров йода. Элементы – неметаллы более способны, по сравнению с металлами, к аллотропии.

2. Аллотропные видоизменения  атомов неметаллов и применение.

Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называется аллотропией, а эти простые вещества – аллотропными видоизменениями или модификациями.

   


 
       



                                     Применение гелия.


А теперь давайте подумаем, где применяется неон и аргон?
Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называют аллотропией, а эти простые вещества – аллотропными видоизменениями или модификациями.


 

                                        Аллотропия углерода


                                       Аллотропия кислорода

                        3.Закрепление материала.

     Составьте схемы строения электронной оболочки и схемы образования химической связи в следующих атомах и веществах:
•    1-я группа – атом углерода и молекула кислорода;

•    2-я группа – атом серы и молекула водорода;
•    3-я группа – атом фосфора и молекула хлора.
Группы работают в течение 5 минут.
После окончания работы и обсуждения записей делают общий вывод об особенностях строения атомов неметаллов и видах химической связи в молекулах простых веществ – неметаллов.

                    4.Домашнее задание: п.14,упр.3,4

Интересно знать что ...

Кислород – самый распространенный химический элемент в земной коре. Кислород входит в состав почти всех окружающих нас веществ. Так, например, вода, песок, многие горные породы и минералы, составляющие земную кору, содержат кислород. Кислород является также важной частью многих органических соединений, например, белков, жиров и углеводов, имеющих исключительное значение в жизни растений, животных и человека.
В 1772 г. шведский химик К.В. Шееле установил, что воздух состоит из кислорода и азота. В 1774 г. Д. Пристли получил кислород разложением оксида ртути (2). Кислород – бесцветный газ без вкуса и запаха, относительно мало растворим в воде, немного тяжелее воздуха: 1 л кислорода при нормальных условиях весит 1,43 г, а 1 л воздуха – 1,29 г. ( Нормальные условия – сокращенно: н. у. – температура 0 оС и давление 760 мм рт. ст., или 1 атм) . При давлении 760 мм рт. ст. и температуре – 183 оС кислород сжижается, а при снижении температуры до – 218,8 оС затвердевает.

Химический элемент кислород О, кроме обычного кислорода О2 , существует в виде еще одного простого вещества – озона О3. Кислород О2 превращается в озон в приборе, называемом озонатором.
Это газ с резким характерным запахом (название “озон” в переводе с греческого – “пахнущий”). Запах озона вы, вероятно, не раз ощущали во время грозы. Озон состоит из трех атомов элемента кислорода. Чистый озон – газ синего цвета, в полтора раза тяжелее кислорода, лучше его растворяется в воде.
В воздушной атмосфере над Землей на высоте 25 км существует озоновый слой. Там озон образуется из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. В свою очередь озоновый слой задерживает это опасное для всех живых существ излучение, что обеспечивает нормальную жизнь на Земле.
Озон используют для обеззараживания питьевой воды, так как озон окисляет вредные примеси в природной воде. В медицине озон используют как дезинфицирующее средство.

Химические свойства неметаллов — урок. Химия, 8–9 класс.

В химических реакциях неметаллы могут проявить себя и как восстановители, и как окислители. Из общих химических свойств неметаллов отметим их способность взаимодействовать с металлами, с водородом и кислородом.

Взаимодействие неметаллов с металлами

В реакциях с металлами неметаллы проявляют себя как окислители.

 

А. Особенно активно с металлами взаимодействуют галогены. В результате реакций соединения образуются соли — галогениды.

 

Например, при взаимодействии алюминия с иодом образуется иодид алюминия AlI3 :

2Al0+3I20⟶h3O2Al+3I3−1.

 

Вода в этой химической реакции является катализатором.

 

Видеофрагмент:

Взаимодействие алюминия с иодом

Железо активно реагирует с хлором, образуя хлорид железа(\(III\)) FeCl3:

2Fe0+3Cl20⟶to2Fe+3Cl3−1.

 

Видеофрагмент:

Взаимодействие железа с хлором

  

Б. Металлы реагируют с серой, образуя сульфиды.

  

Реакция соединения алюминия с серой начинается после того, как смесь веществ нагрели. Продуктом реакции является сульфид алюминия AlS32:

2Al0+3S0⟶toAl2+3S3−2.

 

Видеофрагмент:

Взаимодействие алюминия с серой

 

Химическое взаимодействие между натрием и серой протекает при простом механическом смешивании. В результате образуется сульфид натрия NaS2:

2Na0+S0→Na2+1S−2.

 

Видеофрагмент:

Взаимодействие натрия с серой

  

Взаимодействие неметаллов с водородом

По сравнению с другими неметаллами водород имеет невысокую электроотрицательность. В силу этой причины в реакциях с другими неметаллами, как правило, данный химический элемент будет восстановителем, а другие неметаллы — окислителями.

 

В таких реакциях образуются летучие водородные соединения, состав молекул которых отвечает общей формуле RHx, где \(R\) — неметалл, а \(х\) — индекс, указывающий число атомов водорода в молекуле образовавшегося вещества. Этот индекс численно совпадает с валентностью неметалла, с которым водород соединяется.

 

Например, в реакции соединения водорода с хлором образуется газ хлороводород \(HCl\):

h30+Cl20⟶to2H+1Cl−1.

 

Видеофрагмент:

Взаимодействие водорода с хлором

 

Взаимодействие водорода с азотом происходит при выcокой температуре и давлении. В промышленности для ускорения данного процесса используют катализатор. Продуктом взаимодействия этих двух неметаллических веществ является газ аммиак Nh4:

N20+3h30⇄to,p2N−3h4+1.

 

Взаимодействие неметаллов с кислородом

Кислород имеет высокую электроотрицательность, поэтому в реакциях с другими неметаллами он является окислителем, а другие неметаллы — восстановителями.

В результате соединения кислорода с другими неметаллами образуются оксиды.

Например, сера сгорает в кислороде, образуя сернистый газ или оксид серы(\(IV\)) SO2:

S0+O20→S+4O2−2.

 

Видеофрагмент:

Горение серы в кислороде

 

Фосфор энергично cгорает в кислороде ярким пламенем. В ходе реакции образуются белые клубы оксида фосфора(\(V\)) PO52:

 

4P0+5O20→2P2+5O5−2.

 

Видеофрагмент:

Горение фосфора в кислороде

  

В то же самое время взаимодействие кислорода с химически малоактивным азотом протекает медленно и начинается только при очень высокой температуре. Продуктом реакции является газообразный оксид азота(\(II\)) NO:

 

N20+O20⟶to2N+2O−2.

 

Такая химическая реакция протекает в атмосфере при разряде молнии, а также в цилиндрах двигателей при сгорании топлива.

Онлайн урок: Химическая связь по предмету Химия 8 класс

Ковалентная связь устанавливается между атомами не только одного элемента, но и разных.

Рассмотрим установление химической связи между атомами разных элементов-неметаллов на примере образования фторида водорода.

Запишем схему электронных структур атомов водорода и фтора.

У каждого из атомов имеется по одному неспаренному электрону.

При взаимодействии этих электронов может образоваться общая электронная пара, связывающая атомы разных элементов:

В данном случае перекрываются сферическая s- орбиталь атома водорода и гантелеобразная p-орбиталь атома фтора.

Эта химическая связь также ковалентная.

Она осуществляется общей электронной парой, для образования которой каждый из этих атомов поставляет по одному электрону.

Связывающая их электронная пара принадлежит обоим атомам, однако уже не в равной степени.

Это связано с тем, что атомы разных элементов имеют разную электроотрицательность.

Электроотрицательность – количественная характеристика способности атома смещать в свою сторону общие электронные пары.

Общая электронная пара в молекуле сложного вещества смещена к одному из атомов, что образует вокруг этого атома избыток отрицательного заряда, а у другого – избыток положительного заряда.

Такая молекула имеет как бы два полюса: положительный и отрицательный.

Поэтому такую связь называют ковалентной полярной.

Молекулы хлороводорода, воды, аммиака являются полярными.

Их еще называют диполями (имеющими два полюса).

 

В противоположность этому, связь между одинаковыми атомами, где электронная пара принадлежит обоим атомам в равной степени, называют ковалентной неполярной.

 

Важнейшим свойством ковалентной связи является ее прочность.

Она определяется энергией связи. Вы уже знаете, что при образовании химической связи выделяется энергия – это экзотермический процесс.

При образовании H2выделяется 431 кДж/моль, при образовании HF– 565 кДж/моль (количество энергии, выделяющееся при образовании 1 моль вещества).

Чем выше степень перекрывания электронных облаков связывающихся атомов, тем больше энергия их связи и тем прочнее образованная молекула.

Длина связи – другое ее свойство. Длину связи измеряют в нанометрах (1  нанометр = 10-9метра).

Длина связи зависит от радиуса взаимодействующих атомов, от кратности связи между ними.

Чем меньше длина связи, тем она прочнее.

Направленностьковалентной связи определяется взаимным расположением электронных облаков, участвующих в образовании химической связи.

Рассмотрим направленность ковалентных связей в молекуле воды.

У атома кислорода два неспаренных р-электрона.

Их р-электронные облака расположены в пространстве взаимно перпендикулярно по отношению друг к другу.

При взаимодействии с атомами водорода образуются две химические связи.

В молекуле воды они также образуют угол.

Экспериментально установлено, что угол связи Н–О–Н в молекуле воды равен не 90°, а 104,45° вследствие их взаимного отталкивания: у молекулы воды угловая форма.

 

Здесь настало время рассказать про ещё один вид связи.

Эту связь нельзя назвать полностью химической, а скорее электрохимической.

Кислород имеет очень большую электроотрицательность по отношению к водороду, вследствие чего в молекуле воды он очень сильно смещает на себя электронные пары, поэтому образующиеся вокруг атомов заряды ощутимы до такой степени, что между соседними молекулами воды образуются силы притяжения.

Поскольку такой вид связи образуется преимущественно с участием атомов водорода, её называют водородной.

Прочность такой связи примерно в 10 раз меньше прочности ковалентной, однако она значительно влияет на свойства веществ: повышает температуру плавления и кипения, вязкость, теплопроводность, теплоёмкость веществ.

Для примера рассмотрим температуры кипения и плавления водородных соединений элементов VI группы периодической системы (кислород, сера, селен, теллур) и рассмотрим их в виде таблицы и графика.

Вещество

Температура кипения

Температура плавления

H2Te

(теллуроводород)

–2,2 °С

–49 °С

H2Se

(селеноводород)

–41,25 °С

–65,37 °С

H2S

(сероводород)

–60,28 °С

–82,30 °С

H2O

(вода)

+100,00 °С

0,00 °С

Если бы между молекулами воды не существовало водородных связей, температура кипения воды была бы около минус 80 °С, а температура плавления около минус 90°С.

Водородная связь играет большую роль не только в том, что вода при нормальных условиях представляет собой жидкость.

Она также участвует в стабилизации очень многих органических молекул в живых организмах, таких как белки или нуклеиновые кислоты.

 

Молекулы разных веществ могут иметь линейное, угловое, пирамидальное и другое строение, плоскостную и неплоскостную формы.

Двухатомные молекулы, естественно, линейной формы.

Трехатомные молекулы могут иметь линейную или угловую форму. Четырехатомная молекула аммиака имеет форму пирамиды. 

Неметаллы | АЛХИМИК

               Общая характеристика неметаллов

Неметаллы в периодической системе расположены справа от диагонали «бор – астат». Это элементы главных подгрупп III, IV, V, VI, VII, VIII групп. К неметаллам относятся: бор, углерод, кремний, азот, фосфор, мышьяк, кислород, сера, селен, теллур, водород, фтор, хлор, бром, йод, астат, а также благородные газы: гелий, неон, криптон, ксенон, радон.

Среди неметаллов два элемента – водород и гелий – относятся к s-семейству, все остальные принадлежат к р-семейству.

На внешнем электронном слое у атомов неметаллов находится различное число электронов: у атома водорода – один электрон (1s1), у атомов гелия – два электрона (1s2), у атома бора – три электрона (2s22p1). Однако атомы большинства неметаллов, в отличие от атомов металлов, на внешнем электронном слое имеют большое число электронов – от 4 до 8; их электронные конфигурации изменяются от ns2np2 у атомов элементов главной подгруппы IV группы до ns2np6 у атомов инертных газов.

                                        Физические свойства

Элементы – неметаллы образуют простые вещества, которые при обычных условиях существуют в разных агрегатных состояниях:

Газы: гелий, неон, криптон, ксенон, радон, водород, кислород, азот, фтор, хлор.

Жидкость: бром

Твердые вещества: йод, углерод, кремний, фосфор, и др.

7 элементов-неметаллов образуют простые вещества, существующие в виде двухатомных молекул Э2 (H2, O2, N2, F2, Cl2, Br2, I2).

Бром

Кристаллические решетки металлов и твердых веществ-неметаллов отличаются между собой. Атомы металлов образуют плотно упакованную кристаллическую структуру, в которой между атомами существуют ковалентные связи. В кристаллической решетке неметаллов, как правило, нет свободных электронов. В связи с этим твердые вещества-неметаллы в отличие от металлов плохо проводят тепло и электрический ток, не обладают пластичностью.

                                       Химические свойства

                                      Неметаллы как окислители

  1. Окислительные свойства неметаллов проявляются в первую очередь при их взаимодействии с металлами. Например:

4Al + 3C = Al4C3

2Al + N2 = 2AlN

  1. Все неметаллы играют роль окислителя при взаимодействии с водородом. Например:

H2 + Cl2 = 2HCl

3H2 + N2 = 2NH3

  1. Любой неметалл выступает в роли окислителя в реакциях с теми неметаллами, которые имеют более низкую ЭО. Например:

2P + 5S = P2S5

В этой реакции сера – окислитель, а фосфор – восстановитель, так как ЭО  фосфора меньше ЭО серы.

  1. Окислительные свойства неметаллов проявляются в реакциях с некоторыми сложными веществами. Здесь важно особо отметить окислительные свойства неметалла – кислорода в реакциях окисления сложных веществ:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

  1. Не только кислород, но и другие неметаллы (фтор, хлор, бром и другие) также могут играть роль окислителя в реакциях со сложными веществами. Например, сильный окислитель Cl2 окисляет хлорид железа (II) в хлорид железа (III):

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3

На разной окислительной активности основана способность одних неметаллов вытеснять другие из растворов их солей. Например, бром, как более сильный окислитель, вытесняет йод в свободном виде из раствора йодида калия:

2KI + Br2 = 2KBr + I2

                             Неметаллы как восстановители

Стоит отметить, что неметаллы (кроме фтора) могут проявлять и восстановительные свойства. При этом электроны атомов неметаллов смещаются к атомам элементов- окислителей. В образующихся соединениях атомы неметаллов имеют положительные степени окисления. Высшая положительная степень окисления неметалла обычно равна номеру группы.

  1. Все неметаллы выступают в роли восстановителей при взаимодействии с кислородом, так как ЭО кислорода больше ЭО всех других неметаллов (кроме фтора):

4P + 5O2 = 2P2O5

S + O2 = SO2

Горение фосфора в кислороде
  1. Многие неметаллы выступают в роли восстановителей в реакциях со сложными веществами-окислителями:

— взаимодействие с кислотами-окислителями:

S + 6HNO = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

— взаимодействие с солями-окислителями:

6P + 5KClO3 = 5KCl + 3P2O5

Наиболее сильные восстановительные свойства имеют неметаллы углерод и водород:

ZnO + C = Zn + CO

SiO2 + 2C = Si + 2CO

Таким образом, практически все неметаллы могут выступать как в роли окислителей, так и в роли восстановителей. Это зависит от того, с каким веществом взаимодействует неметалл.

                   Реакции самоокисления – самовосстановления

Существуют и такие реакции, в которых один и тот же неметалл является одновременно и окислителем, и восстановителем. Это реакции самоокисления – самовосстановления (диспропорционирования). Например:

 

Скачать:

Скачать бесплатно реферат на тему: «Неметаллы»  Неметаллы.docx (152 Загрузки)

Скачать рефераты по другим темам можно здесь

Похожее

ЕГЭ. Химические свойства неметаллов

Химические свойства неметаллов

1. Галогены

1) С кислородом из галогенов реагирует только фтор:

F2 + O2 → O2F2 (или OF2)

Cl2 + O2 → реакция не идет.

 

2) С водой реагируют все галогены, но по-разному: фтор окисляет воду, другие галогены диспропорционируют в ней:

2F2 + 2H2O → 4HF + O2

Cl2 + H2O → HCl + HClO

 

3) Все галогены взаимодействуют с водородом:

H2 + F2 → 2HF

H2 + Cl2 → 2HCl

H2 + Br2 → 2HBr

 

4) Из солей галогены реагируют: 1) с галогенидами (если галоген в простом веществе является более сильным окислителем, чем галоген в соли) и 2) с сульфидами:

Cl2 + CaBr2 → CaCl2 + Br2

Cl2 + CaF2 → реакция не идет, так как Cl2 обладает менее выраженными окислительными свойствами, чем F2.

 

С сульфидами:

Br2 + Na2S → 2NaBr + S.

 

Если можем окислить металл:

Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3

 

5) Все галогены реагируют с металлами:

3F2 + 2Fe → 2FeF3

3Br2 + 2Fe → 2FeBr3

Cl2 + Cu → CuCl2

 

Окислительный свойства йода выражены слабее, чем у других галогенов, поэтому с такими металлами, как Fe и Cu, он взаимодействует по-другому:

I2 + Fe → FeI2

I2 + 2Cu - > 2CuI

 

6) Галогены - сильные окислители, окисляют такие сложные вещества, как H2S, H2O2, NH3, SO2 и др:

Br2 + H2S → S + 2HBr

H2O2 + Cl2 → 2HCl + O2

3Cl2 + 8NH3 → N2 + 6NH4Cl

Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3

 

7) Не реагируют с оксидами

 

8) Не реагируют с кислотами за исключением одной реакции (только I2 и только с концентрированной азотной кислотой):

10HNO3(конц.) + I2 →  2HIO3 + 10NO2 + 4H2O (t)

 

9) Диспропорционируют в растворах щелочей:

2F2 + 2NaOH → OF2 + 2NaF + H2O (продукты этой реакции на ЕГЭ не проверяются, но необходимо знать, что реакция протекает)

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O (аналогично для Br2, I2)                  

3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O (при нагревании, аналогично для Br2, I2).

 

2. Сера (желтое вещество, плавает на поверхности воды, не смачиваясь ею)

1) реагирует с кислородом:

S + O2 → SO2

 

2) Реагирует с водородом:

S + H2 <=> H2S

 

3) Реагирует с металлами

S + Fe → FeS (t)

2Na + S → Na2S

 

4) Реагирует со всеми неметаллами, кроме N2, I2 и благородных газов:

S + N2 → реакция не идет

S + I2 →  реакция не идет

 

5S + 2P → P2S5

2S + C → CS2

S + 3F2 → SF6

S + Br2 → SBr2

 

5) Реагирует с кислотами-окислителями:

S + 6HNO3(конц.)&nbsp → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

S + 2HNO3(разб.) → H2SO4 + 2NO

S + H2SO4(конц.) → 3SO2 + 2H2O (t)

 

3. Азот (прочная тройная связь)

Реагирует только с O2, H2, F2 (со фтором реакции на ЕГЭ не встречаются) и металлами.

 

1) Реагирует с кислородом (электрический разряд или 2000ºС)

N2 + O2 → 2NO

 

2) Реагирует с водородом (обратимая, экзотермическая реакция):

N2 + 3H2 <=> 2NH3

 

3) Реагирует с металлами с образованием нитридов (с Li без нагревания, с остальными - только при нагревании):

N2 + 2Al → 2AlN (t)

N2 + 3Mg → Mg3N2 (t)

 

4) Не реагирует с H2O, кислотами, оксидами, солями.

 

4. Фосфор

Основные аллотропные модификации: красный (ат

Основные свойства неметаллов - химия, уроки

Общая характеристика неметаллов

В процессе изучения химии вы уже познакомились со многими элементами неметаллами и их соединениями. Из известных на сегодняшний день химических элементов двадцать два относятся к неметаллам. Хотя число элементов неметаллов относительно невелико, они входят в состав практически всех органических и неорганических веществ. Вспомните, что самыми распространёнными элементами в земной коре являются неметаллы кислород и кремний.

Если посмотреть положение элементов-неметаллов в периодической системе, то можно увидеть, что  расположены начиная с IIIA группы и заканчивая VIII A группойсправа от линии в направлении от бора к астату. К неметаллам относится и водород.

Число элементов неметаллов в группе увеличивается с номером группы. Так, в III A группе находится только один элемент неметалл – бор,  а VIII A группа полностью состоит из неметаллов. Для некоторых элементов-неметаллов применяются групповые названия. Например, элементы VIII A группы называют благородными газами, элементы VII A группы – галогенами, элементы VI A группы – халькогенами. Элементы, расположенные вдоль условной разграничительной линии: бор, кремний, германий, мышьяк, тэллур, астат часто называют полуметаллами.

Рассмотрим строение внешних электронных оболочек атомов неметаллов. Например, у атома водорода на внешнем электронном слое находится один электрон, у атома гелия два электрона, то есть его электронный слой полностью заполнен, как и у элементов VIII A группы. Атом бора на внешнем энергетическом уровне содержит три электрона и принадлежит к III A группе.

У атомов других неметаллов на внешнем энергетическом уровне содержится от четырех до восьми электронов. Для атомов неметаллов свойственны небольшие радиусы атомов, поэтому они присоединяют недостающие электроны до внешнего энергетического уровня, то есть проявляют окислительные свойства.

Атомы неметаллов в их соединениях с атомами металлов, водорода и других менее электроотрицательных элементов проявляют отрицательные степени окисления, а в соединениях с более электроотрицательными элементами для атомов неметаллов характерны положительные степени окисления.

Например, в соединениях NaCl, H2S, NH3, CH4, неметаллы проявляют отрицательные степени окисления. В соединении NaCl у атома хлора степень окисления -1, в соединении H2S степень окисления серы -2, в соединении NH3 степень окисления азота -3, а в соединении CH4 степень окисления углерода -4.

А в таких соединениях, как HClO, SO2, NO2, элементы-неметаллы проявляют положительные степени окисления. В соединении HClO степень окисления хлора +1, в соединении SOстепень окисления серы +4, в соединении NOстепень окисления азота +4.

Вспомните, исключение составляет лишь фтор, который в соединениях проявляет одну степень окисления – -1.

Физические свойства неметаллов очень разнообразны. При обычных условиях простые вещества неметаллы могут существовать в твёрдом, жидком и газообразном состояниях. Например, водород, азот, кислород, хлор и другие являются газами, бром – жидкостью, а йод, бор, кремний – твёрдые вещества.  Весьма разнообразна и их окраска: красная (у красного фосфора и брома), жёлтая (у серы), фиолетовая (у паров йода), а также и другие физические свойства.

Так, аргон, хлор и сера в твёрдом состоянии являются диэлектриками, кремний – полупроводник, графит – проводник электрического тока.

Температуры плавления их также различны. Например, у графита – 3800 0C, а у азота – 210 0C.

 

Различие в свойствах неметаллов связано с различным типом кристаллической решётки. У неметаллов она может быть молекулярной, как у кислорода, водорода, азота, серы и др., а также атомной, как у бора, кремния.

Интересно, что в одной из инструкций девятнаццатого века так описано испытание серы на чистоту: «Если ты хочешь испытать серу, хороша она или нет, то возьми кусок серы в руку и поднеси к уху. Если сера трещит так, что ты слышишь её треск, то она хороша, если же сера молчит и не трещит, то она не хороша…» Этот способ не устарел и сейчас: «трещит» только сера, содержащая не более 1%  примесей.

Для многих простых веществ неметаллов известно по нескольку аллотропных модификаций, различающихся по своим физическим свойствам, как например, простые вещества, образуемые углеродом -- графит, алмаз, карбин, фуллерены.

Для кислорода характерны две аллотропные модификации – кислород и озон.

Например, кислород, как и озон является газом, но кислород бесцветный, а озон имеет сине-голубую окраску. Кислород не имеет запаха, а озон имеет резкий запах.

Свойства

Кислорnд

2)

Озон

3)

Относительная молекулярная масса,

Mr

32

48

Агрегатное состояние

Газ

Газ

Цвет

Бесцветный

Сине-голубой

Запах

Без запаха

Резкий запах

Озон образуется при электрических разрядах, при окислении смолистых органических веществ, при действии ультрафиолетовых лучей на кислород.

Поэтому озон содержится в воздухе после грозы, в сосновых лесах, на морском побережье.

  

А в лаборатории озон получают в специальных приборах – озонаторах.

Озон – более сильный окислитель, чем кислород, поэтому его используют при отбеливании тканей, дезодорировании жиров и масел, обеззараживании воздуха и воды.

Кроме этого, на высоте 20-25 км озон образует озоновый слой, который задерживает ультрафиолетовые лучи.

Озон относят к переменным составляющим воздуха. Ещё  Лавуазье в восемнадцатом веке установил, что воздух представляет собой смесь газов. Поэтому в настоящее время различают постоянные, переменные и случайные составные части воздуха

Постоянные составные части воздуха – это азот, кислород и благородные газы. К переменным составным частям воздуха относят углекислый газ, водяные пары, озон. А к случайным составным частям воздуха относят пыль, различных микроорганизмов и различные другие газы.

Запомните, что молярная масса воздуха – 29 г/моль. Воздух просто необходим для дыхания и фотосинтеза, участвует в процессах разрушения горных пород и почвообразовании.    

Простые вещества неметаллы существенно различаются и по химической активности. Так, элементы VIII A группы – гелий, неон, аргон – образуют практически инертные вещества.

Наиболее химически активными неметаллами являются галогены и кислород. Сера, фосфор, а особенно углерод и кремний, вступают в химические реакции, как правило, только при повышенных температурах.

В химических реакциях неметаллы, кроме фтора, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Окислительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии с металлами и водородом. В образующихся соединениях атомы неметаллов проявляют отрицательные степени окисления.

Например, в результате взаимодействия железа и хлора, железо повышает степень окисления с 0 до +3, а хлор понижает с 0 до -1, поэтому хлор является окислителем. В реакции водорода с серой, водород повышает свою степень окисления с 0 до +1, а сера понижает с 0 до -2, поэтому сера является окислителем.

Восстановительные свойства неметаллов проявляются в реакциях с простыми веществами – сильными окислителями, например с кислородом. Так, в реакции кремния с кислородом, кремний повышает свою степень окисления с 0 до +4, а кислород понижает с 0 до -2, поэтому кремний в этой реакции выступает в роли восстановителя.

Поэтому, запомните: элементов неметаллов гораздо меньше, чем металлов, неметаллы расположена в правом верхнем углу по диагонали от бора к астату, на внешнем энергетическом уровне у неметаллов от 4 до 8 электронов, поэтому они являются в основном окислителями, в соединениях для них характерны положительные и отрицательные степени окисления, физические свойства неметаллов весьма разнообразны, для простых веществ неметаллов характерно явление аллотропии, воздух представляет собой смесь газов, его молярная масса 29 г/моль, в химических реакциях неметаллы могут проявлять окислительные и восстановительные свойства.

 0

 

 3051

Предыдущий урок 14Железо, его соединения

Следующий урок 16Водород. Вода

Электронная конфигурация и атомная структура | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 8 класс> Наука> Материя

Обзор
Распределение электронов в различных оболочках атома известно как электронная конфигурация. Есть разные способы записи электронной конфигурации. В этой заметке объясняется, что такое электронная конфигурация и как ее записать.
Электронная конфигурация и атомная структура
Электрическая конфигурация

Распределение электронов в различных оболочках атома известно как электронная конфигурация.В следующей таблице показана электронная конфигурация некоторых атомов.

Таблица 2: Электрическая конфигурация атомов некоторых элементов

9001 7 2
Элементы Символ Атомный номер Энергетические оболочки и количество электронов в них
K (1) L (2) M (3) N (4)
Водород H 1 1
Гелий He 2 2
Литий Li 3 2 1
Бериллий Be 4 2 2
Бор B 5 2 3
Углерод C 6 4
Азот N 7 2 5
Кислород O 8 2 6
Фтор F ​​ 9 2 7
Neon Ne 10 2 8
Натрий Na 11 2 8 1
Магний Mg 12 2 8 2
Алюминий Al 13 2 8 3
Кремний Si 14 2 8 4 90 018
Фосфор P 15 2 8 5
Сера S 16 2 8 6
Хлор Класс 17 2 8 7
Аргон A r 18 2 8 8
Калий K 19 2 8 8 1
Кальций Ca 20 2 8 8 2

Как нарисовать атомную структуру атома?
Чтобы нарисовать атомную структуру атома водорода:

  1. Нарисуйте маленький круг.Напишите 1P и 0 N. Это означает ядро.
  2. Нарисуйте еще один круг за пределами внутреннего круга. Поскольку в атоме водородного элемента содержится 1 протон, номер электрона будет таким же. Поэтому напишите e или Q на внешнем круге. Эта ячейка представляет собой k-оболочку.

Атомная структура какого-либо элемента показана следующим образом:

Водород

Атомный номер водорода равен 1, а его массовое число также равно 1.

Число электронов = Атомный номер = 1

Число атомов протоны = Атомный номер = 1

Количество нейтронов = Массовое число - Атомный номер

Таким образом, атом водорода содержит только один протон в своем ядре с высокой скоростью на самом низком энергетическом уровне.

оболочка K L M N
no. электронов 1 0 0 0
Гелий

Масса нет. = 4

Атомный номер = 2

Протон = 2

Нейтрон = 2

Электрон = 2

Атомный номер гелия равен 2, а его массовое число равно 4. Следовательно, он содержит 2 электрона, 2 протона и 2 нейтрона.

оболочка K L M N
no. электронов 2 0 0 0
Литий

Масса нет. = 7

Атомный номер = 3

Протон = 3

Нейтрон = 4

Электронов = 3

оболочка K L M N
no.электронов 2 1 0 0
Бериллий

Масса нет. = 9

Атомный номер = 4

Протон = 4

Нейтрон = 5

Электрон = 2, 2

оболочка K L M N
no. электронов 2 2 0 0
Бор

Масса нет.= 11

Атомный номер = 5

Протон = 5

Нейтрон = 6

Электрон = 2, 3

оболочка K L M N
no. электронов 2 3 0 0
Углерод

Масса нет. = 12
Атомный номер = 6
Протон = 6
Нейтрон = 6
Электрон = 2, 4

Атомный вес углерода равен 6, а его масса равна 12.Следовательно, он содержит 6 электронов, 6 протонов и 6 нейтронов.

оболочка K L M N
no. электронов 2 4 0 0
Что нужно помнить
  • Распределение электронов в различных оболочках атома известно как электронная конфигурация.
  • Нарисуйте маленький круг. Напишите 1P и 0 N. Это означает ядро.
  • Нарисуйте еще один круг за пределами внутреннего круга. Поскольку в атоме водородного элемента содержится 1 протон, количество электронов будет таким же. Поэтому напишите e или Q на внешнем круге. Эта ячейка представляет собой k-оболочку.
  • Также существуют более высокие оболочки, такие как L, M, N, которые содержат разное количество электронов.
  • Это включает в себя все отношения, установившиеся между людьми.
  • В обществе может быть более одного сообщества.Сообщество меньше, чем общество.
  • Это сеть социальных отношений, которые нельзя увидеть или потрогать.
  • общие интересы и общие цели не нужны обществу.
Видео по электронной конфигурации и атомной структуре
Атомы, молекулы, элементы и соединения
Электронная конфигурация
Электронные конфигурации - электроны и подуровни
Общие сведения об атомах, элементах и ​​молекулах Часть № 1 (9 мин.)
Вопросы и ответы

Молекула - это мельчайшая частица, обладающая свойствами соединения.

Правило 2n 2 - это правило, которое используется для определения количества электронов, которые могут существовать на разных оболочках атомов.Например: для k-оболочки (n) = 1
Количество электронов в k-оболочке = 2n 2
= 2 (1) 2
= 2
Количество электронов в L-оболочке = 2n 2
2. (2) 2
2 x 4
= 8

Стремление атома иметь 8 электронов на внешней оболочке называется октетом.Стремление атома иметь два электрона в своей первой оболочке называется дуплетом.

Те элементы, которые могут легко реагировать с другими элементами во время химических реакций, называются реактивными элементами.

Неон является инертным газом, потому что на его внешней орбите находится 8 электронов, и он не принимает участия в химической реакции.

Валентность кислорода равна двум, потому что он получает два электрона в ходе химической реакции.

Элементы группы IA называют щелочными металлами, потому что они легко реагируют с водой с образованием щелочи.

Хлор называется реактивным неметаллом, потому что он может легко получить один электрон и обладает единичным отрицательным зарядом.

Современная таблица Менделеева | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 10 класс> Наука> Классификация элементов

Обзор
Современный периодический закон гласит: «Все физические и химические свойства элемента являются периодическими функциями их возрастающего атомного номера».Эта записка содержит подробную информацию о современной таблице Менделеева, ее преимуществах, характеристиках и компонентах.
Современная периодическая таблица

Классификация Генри Мосли

Рис. Генри Мозли

Современный периодический закон: он гласит: «Все физические и химические свойства элемента являются периодическими функциями их возрастающего атомного номера».

Современная периодическая таблица: Таблица, полученная после классификации элементов на основе современного периодического закона, называется современной периодической таблицей.

<

Преимущества современной периодической таблицы

  1. Неправильное положение некоторых элементов, таких как аргон, калий, кобальт и никель из-за атомного веса, было решено путем расположения элементов в порядке увеличения атомного номера без изменения их собственных мест .
  2. Изотопы некоторых элементов имеют одинаковые атомные номера.Таким образом, они находят такое же положение в периодической таблице.
  3. Место водорода в таблице Менделеева окончательно не решено. Однако водород помещен в группу I A периодической таблицы наряду со щелочными металлами из-за его наименьшего атомного номера, который равен «1».
  4. Он отделяет металлы от неметаллов.

  5. Группы таблицы разделены на подгруппы A и B из-за их различных свойств, что делает изучение элементов конкретным и легким.
  6. Представительный и переходный элементы разделены.

Характеристики современной таблицы Менделеева

  1. Элементы расположены в зависимости от их возрастающих атомных номеров.
  2. В таблице 7 периодов и 18 групп.

  3. Инертные газы, то есть He, Ne, Ar и т. Д., Находятся в группе 0 в крайней правой части таблицы.

  4. Все группы делятся на подгруппы A и B, за исключением 0 и VIII группы в современной периодической таблице.

Компонент современной таблицы Менделеева

  1. Периоды: Современная таблица Менделеева содержит горизонтальные строки, называемые периодами. Он содержит 7 периодов и обозначается как n = один, n = два и так далее.

    Периоды современной таблицы Менделеева бывают 3-х типов:

    1. Короткий период: 1-й период содержит только два элемента, тогда как 2-й и 3-й период содержат элементы каждый. Итак, эти периоды называются короткими периодами.
    2. Длинный период: 4-й и 5-й периоды содержат по 18 элементов, а 6-й период содержит 32 элемента. Итак, они называются долгосрочными.
    3. Неполный длинный период: 7-й период содержит 30 элементов и некоторый пробел, оставленный для элементов, которые будут обнаружены в будущем. Итак, это называется неполный длительный период.
  2. Группы: Современная таблица Менделеева содержит вертикальные столбцы, называемые группами. В этой таблице девять групп от IA до VII A и 0 группа.Группы с IA по VII A делятся на подгруппы A и B. Элементы разных групп
    1. Элементы группы IA: Элементы, такие как водород, литий, натрий, калий и т.д., помещаются в группу IA. Они могут образовывать электроположительные (одновалентные) катионы после потери своих одновалентных электронов. Элементы группы IA называют щелочными металлами, так как их оксиды сильноосновны.
    2. Группа II A: В группе II A такие элементы, как бериллий, магний, кальций и т. Д.присутствуют. Их валентность +2, и они могут образовывать двухвалентные катионы. Их называют щелочноземельными металлами, потому что они образуют основные гидроксиды, которые менее растворимы в воде.
    3. Элементы группы VII A: Элементы, такие как фтор, хлор, бром и т. Д., Находятся в группе VII A, у них семь валентных электронов, поэтому они могут отдавать один электрон и образовывать электроотрицательный ион во время реакции. Элементы этой группы называются галогенами, поскольку они реагируют с элементами группы IA с образованием соли.
    4. Нулевая (0) группа: Элементы, такие как гелий, неон, аргон и т. Д., Помещаются в эту группу, которая имеет стабильную электронную конфигурацию.
    5. Переходный элемент: Элементы, находящиеся между группами II A и IIIA (то есть от группы I B к группе VII B и группе VIII), называются переходными элементами. Называются они так потому, что имеют неполную валентную оболочку и предпоследнюю оболочку.

    Преимущества современной периодической таблицы

    1. Положение металлов, неметаллов и металлоидов: В современной периодической таблице металлы расположены слева (т.е.е. группы IA - II A), неметаллы размещаются справа (т.е. группа VIA, VII A), а металлоиды размещаются справа от металлов.
    2. Положение водорода: Водород демонстрирует электроположительную природу благодаря своим валентным электронам, а иногда проявляет электроотрицательную природу, приобретая один электрон в своей валентной оболочке. Таким образом, он похож на элементы группы IA и VII A. Но он помещен в группу IA из-за его наименьшего атомного номера.
    3. Положение элементов f-блока: Элементы, субоболочка которых 4k заполняется последовательно (т.е.e лантаноиды и актиниды) помещены отдельно в нижней части основной части таблицы.
Что нужно помнить
  • Современный периодический закон гласит: «Все физические и химические свойства элемента являются периодическими функциями их возрастающего атомного номера».
  • Таблица, которая получается после классификации элементов на основе современного периодического закона, называется современной периодической таблицей.
  • Изотопы некоторых элементов имеют одинаковые атомные номера. Таким образом, они находят такое же положение в периодической таблице.
  • Все группы делятся на подгруппы A и B, за исключением 0 и VIII группы в современной периодической таблице.
  • Положение металлов, неметаллов и металлоидов, положение водорода, положение элементов f-блока и т. Д. Являются преимуществами современной таблицы Менделеева.
  • Это включает в себя все отношения, установившиеся между людьми.
  • В обществе может быть более одного сообщества. Сообщество меньше, чем общество.
  • Это сеть социальных отношений, которые нельзя увидеть или потрогать.
  • общие интересы и общие цели не нужны обществу.
Видео для современной таблицы Менделеева
Химия Периодичность свойств (Современная таблица Менделеева)
Современная периодическая таблица
Современная таблица Менделеева - Наука - Класс 10
Периодическая таблица: свойства групп и периодов
Вопросы и ответы

S-образный блок

P-образный блок

i.К элементам s-блока относятся элементы группы IA и группы IIA.

ii. Их всего 12 человек.

iii. Эти элементы, один или два валентных электрона, заполняются на S-орбитали.

iv. Химическая активность элементов возрастает при движении вниз в группе.

i. Элементы P-блока включают элементы группы IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA и нулевой группы.

ii. Их 31 человек.

iii.Валентные электроны заполняются на P-орбитали всех элементов от IIIA до VIIA. Элементы группы 0 полностью заполнили P-орбиталь.

iv. Химическая активность элементов снижается по мере уменьшения группы.

Элемент нулевой группы инертен, потому что они не принимают участия в химической реакции, поскольку они находятся в I октетном состоянии с 8 электронами на своей внешней орбите.Они не теряют и не получают электроны со своей внешней орбиты. Элементы нулевой группы нереактивны из-за своего октетного состояния, седьмые группы элементов являются высоко реактивными из-за наличия семи валентных электронов, поскольку они могут принимать один электрон для стабильности от другого атома во время химической реакции.

1.) Элемент A принадлежит третьему периоду и группе IA.
Элемент B принадлежит второму периоду и группе VIA.
Элемент C относится к третьему периоду и группе VIIA.

2.) Элемент A - металл, а B и C - неметаллы.

и.Когда мы движемся слева направо в периодической таблице, металлический характер элементов уменьшается.

ii. Атомный радиус элементов постепенно уменьшается слева направо в периодической таблице.

  1. Эти элементы расположены в соответствии с их атомными номерами.Атомное число элементов увеличивается по мере того, как мы движемся слева направо.
  2. Na более активен между Li и Na, потому что размер атома увеличивается по мере того, как мы движемся вниз, а размер атома натрия больше, чем размер атома лития. Таким образом, натрий легче теряет валентный электрон, чем атом лития.
  3. Формула соединения, состоящего из Mg и Cl: MgCl 2 .
  4. Химическое уравнение реакции присоединения между Mg и Cl: Mg + Cl 2 → MgCl 2 .

Систематическое расположение электронов на различных орбитах или оболочках атома называется электронной конфигурацией элементов.

Современный периодический закон гласит: «Физические и химические свойства элементов являются периодической функцией их атомных номеров».

Две особенности современной таблицы Менделеева:
  1. i. Группы разделены на подгруппы A и B, чтобы сделать изучение элементов конкретным и более легким.
  2. Несмотря на то, что положение водорода вызывает споры, он находится в верхней части группы IA из-за его наименьшего атомного номера.

Позиция водорода противоречива.Он имеет только один электрон в своем атоме и проявляет многие сходные свойства щелочных металлов (то есть группы IA) и галогенов (то есть группы VII A). Он может потерять один электрон, как элементы группы IA, а также получить один электрон, как элементы группы VIIA, для объединения с другими атомами. Водород придает типичные физические и химические свойства неметалла. Однако он находится на вершине группы IA из-за наименьшего атомного номера.

Две характеристики современной таблицы Менделеева:
  1. Группы разделены на подгруппы A и B, чтобы сделать изучение элементов конкретным и более легким.
  2. Несмотря на то, что положение водорода вызывает споры, он находится в верхней части группы IA из-за его наименьшего атомного номера.

Элементы, расположенные между IIA и IIIA в периодической таблице, называются переходными элементами.Крайние ячейки и предпоследние оболочки в этих элементах неполные.

Лантаноиды представляют собой группу из 15 элементов от 57 La до 71 Lu.Они хранятся отдельно в периодической таблице, поскольку имеют свойства, аналогичные свойствам лантана (La), и не могут поместиться в отведенном для этого месте в периодической таблице. Калий и кальций находятся в четвертом периоде, и калий более реактивен, чем кальций, потому что реактивность увеличивается, когда мы перемещаемся справа налево в периоде.

Ниже приведены преимущества современной таблицы Менделеева:
  1. Положение некоторых элементов, таких как аргон и калий, кобальт и никель и т. Д.из-за атомного веса, была решена путем расположения элементов в порядке увеличения атомного номера.
  2. Изотопы элементов занимают четкое положение.
  3. Позиция водорода противоречива. Однако он находится в верхней части группы IA из-за его наименьшего атомного номера.
  4. Группы разделены на подгруппы A и B. Это делает изучение элементов конкретным и легким.
Современная периодическая таблица Менделеева превосходит периодическую таблицу Менделеева в следующих отношениях:
  1. Современная таблица Менделеева основана на атомном номере, который является более фундаментальным, чем атомный вес.
  2. Он связывает положение элемента в периодической таблице с его электронной конфигурацией.
  3. Это устраняет недостатки положения изотопов в периодической таблице Менделеева.
  4. Представительные и переходные элементы разделены.
  5. Он разделяет металлы, металлоиды и неметаллы.
  6. Группы делятся на подгруппы для элемента с похожими свойствами.

Валентность элемента зависит от количества электронов на внешней орбите атома i.е. валентные электроны.

Электроны, которые остаются на внешней орбите атома, называются валентными электронами.

Стремление атома достичь восьми электронов на своей внешней орбите для стабильности во время химической реакции называется правилом октета.

При движении слева направо за тот же период металлический характер элементов уменьшается, так как электроположительный характер элемента уменьшается, а электроотрицательный характер увеличивается.Следовательно, металлические свойства постепенно превращаются в неметаллические свойства.

Элементы группы IA в современной периодической таблице известны как щелочные металлы.Когда мы опускаемся в группу IA, расстояние между ядром и внешней орбитой атомов увеличивается, и сила притяжения между ядром и электронами внешней орбиты уменьшается, что помогает легче терять электроны во время химической реакции. Следовательно, реакционная способность элементов группы IA увеличивается по мере того, как мы спускаемся по группе.

Электронная конфигурация A и B:
A (кислород) - 1s 2 , 2s 2 2p 4
B (алюминий) - 1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3 пол 1

И A, и B принадлежат P-блоку периодической таблицы.

Очень активные металлы находятся в группе IA, а очень активные неметаллы находятся в группе VIIA в современной периодической таблице.Когда атомный размер атома очень активных металлов увеличивается, реакционная способность атома также увеличивается. Но когда атомный размер очень активных неметаллов увеличивается, реакционная способность атома уменьшается. Формула уравнения химической реакции между очень активным металлом и очень активным неметаллом: K + Cl 2 → KCl
2K + Cl 2 → 2KCl
Это комбинированная химическая реакция.

Электрическая конфигурация элемента, который находится во втором периоде и шестой группе современной таблицы Менделеева, основанной на подоболочках, составляет 1s 2 , 2s 2 2p 4 .Элемент «X» принадлежит группе-IA, а элемент «Y» принадлежит группе VIIA, если «XY 2 » является ионным соединением.

И хлор, и фтор электроотрицательны.Поскольку размер атома фтора меньше размера атома хлора, сила притяжения ядра фтора больше, чем ядра хлора. В результате атом фтора может притягивать электроны других элементов, кроме атома хлора, во время химической реакции. Следовательно, фтор более активен, чем хлорид.

Данные металлы расположены в соответствии с их химической реакционной способностью следующим образом: Золото> Серебро> Медь> Железо> Алюминий.

Электрическая конфигурация Название элементов
1s 2 , 2s 2 2p 4 Кислород
1s 2 , 2s 2 2p 6 6 2 2p 6 3s 1 Натрий
Молекулярная формула соединения, образованного комбинацией этих элементов, - Na2O.
Химическое уравнение химической реакции между Na 2 O и соляной кислотой (HCl):
Na 2 O + 2HCl -----> 2NaCl + H 2 O

№24 (Cr) = 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 2p 6 3d 5 , 4s 1

Ат. нет. 29 (Cu) = 1s 2 , 2s 2 2p 6 , 3s 2 3p 6 3d 10 , 4s 1

СЧ4У 11 класс. Химическая номенклатура, тенденции, реакции. Примечания к студ.

.

11 класс Химия 11 U Заметки - Тенденции Периодической таблицы

значащие цифры:

  1. Все ненулевые цифры значимы.
  2. Начальные и последующие нули, используемые для указания позиции десятичной дроби, не имеют значения
  3. Все нули между двумя другими цифрами значимы.
  4. Все нули, следующие за ненулевым И справа от десятичной точки, являются значащими

Ученая запись:

-Если число больше единицы,

 Переместите десятичную точку на влево на , пока перед ней не окажется только одна цифра. -2

Пересчет единиц.2, когда n представляет собой орбитальный номер

Ядро

Протон - положительный

Нейтроны - нейтроны

- Масса одинаковая

Углерод, пример:

6 Протонов = атомный номер

6 электронов = атомный номер = протон

6 нейтронов = атомная масса - атомный номер

Ион: набирает или теряет электроны, чтобы иметь полную внешнюю орбиталь

Углерод 12 -> Атомная масса

Углерод 13 -> получает один электрон, становится изотопом

-Становится C -

Радиоизотопы: изотопов, которые нестабильны и радиоактивны, то есть они распадаются с выделением энергии и субатомных частиц

- Возникает, если ядро ​​нестабильно.

-Не все изотопы радиоактивны

Средняя атомная масса: используется для определения средней массы по периодической таблице

.

Изотопное содержание (%): как часто конкретный изотоп встречается в природе

Вопрос: Медь 63: 69% и масса 69,9 ед., Медь 65 встречается 30,8% и имеет массу 64,93 ед.

Средняя атомная масса меди = (атомная масса меди 63 x% содержания меди 63) + (aM меди 65 x% содержания меди 65)

Тенденции в таблице Менделеева

Атомный радиус: расстояние от ядра до области, где живут электроны.

Рентгеновская кристаллография: измеряет радиус

Закон притяжения

- Противоположности привлекают

-Как заряды отражают

-число протонов увеличивается, электроны будут увеличиваться, но будут притягиваться к ограниченной области оболочки.

Эффект экранирования: Эффект экранирования валентных электронов заполненными оболочками

Эффективный ядерный заряд: кажущийся ядерный заряд, испытываемый самой внешней электронной оболочкой, низкий из-за внутреннего экранирования (дальше друг от друга)

Энергия ионизации : энергия, необходимая для удаления одного электрона из атома или иона.

А (г) + энергия -> А + + электрон

- С каждым удалением электронов следующий будет становиться еще сильнее, потому что сила притяжения будет сильнее для каждого меньшего электрона

- По мере продвижения, IE будет увеличиваться, поскольку они более стабильны.

- По мере движения вниз IE будет уменьшаться по мере увеличения расстояния и экранирования

Сродство к электрону: энергия, выделяемая или поглощаемая при добавлении электронов

Если при добавлении электронов высвобождается энергия, EA представляет собой отрицательное целое число и создает анион.

Если энергия добавляется при добавлении электронов, EA является положительным числом и создает катион.

Электроотрицательность: показатель способности притягивать электроны

Например,

-разделенные электроны для Li и Br будут разделены, но Br будет ближе к ядру, чем Li, из-за его атомного радиуса.

Соединение с равным распределением - двухатомные молекулы

- с 2 идентичными атомами достигается равное разделение.

Химическая связь

«связь, включающая взаимодействие валентных электронов между атомами, которое обычно приводит к созданию более стабильного соединения»

  • Структура точек Льюиса: диаграмма только валентных электронов
    • Атомы помечаются по часовой стрелке, по одному, пока на каждом полюсе не будет 2
    • Все элементы хотят стать стабильными
      • НАБИРАЙТЕ, ПОТЕРЯЙТЕ ИЛИ ПОДЕЛИТЕ электронов для достижения этой цели
      • Всегда хочет иметь оболочку с полной валентностью

Правило октетов: позволяет нам предсказать, какие связи образуются между атомами, когда они соединяются.

  • Валентные электроны будут связываться таким образом, что заполнят все 8 валентных электронов

Изоэлектрический: возникает, когда 2 атома имеют одинаковую электронную конфигурацию

  • Например: Na + изоэлектричен Ne (ион идентичен нормальной валентной оболочке Ne)
  • Например: Cl - изоэлектрический по отношению к аргону

Ионные связи

  • Образуется при притяжении противоположно заряженных ионов
    • Образование ионной связи должно иметь нулевой заряд
    • Обычно между металлами и неметаллами
    • Определение типа связи по разности (дельта) электроотрицательности (EN)
      • Высший EN - Нижний EN (более одного атома не имеет значения)
      • Если Delta EN равно 1.7+, это ионная связь.
      • Если значение Delta EN равно 0-0,5, это чистая ковалентная связь
      • Если Delta EN составляет 0,5–1,7, это полярная ковалентная связь
      • Например: Na + Cl
        • Одна валентность Na переходит к Cl для завершения правила октета Cl
        • [Na] + + [Cl] - -> Na + 1 + Cl-1 = 0
        • Переходные металлы (с множественными ионными возможностями)
          • 2 утюга + 3 кислорода
            • Fe 2+ или Fe 3+ + 3 (O -2 ) (O с заполненными электронами)
            • 2 (3+) + (-6) = 0
            • Свойства ионных связей
              • Более сильное притяжение за счет связей + ive и –ive
              • Каждый ион окружен ионом противоположного заряда в твердотельной модели.
                • Потому что каждый заряд чрезвычайно силен и сближает друг друга
    • В растворах они растворяются и распадаются на части

Ковалентные облигации

  • Эти типы создают связи посредством , разделяющего электронов
    • Каждый атом вносит один или несколько электронов в соединение
    • Например: H 2 разделяет его валентный электрон посередине, чтобы выполнить правило октетов для каждого
    • Чистые ковалентные связи: при равном распределении электронов
      • Все двухатомные молекулы являются чисто ковалентными с нулевой дельта EN
      • Например: CCl 4 -> 3 - 2.5 = 0,5 -> Ковалентная связь
      • Например: Cl 2 O -> 3,5 - 3 = 0,5 -> Ковалентная связь
      • Полярные ковалентные связи: при неравном распределении электронов
        • один атом будет притягивать больше электронов, чем другой
        • Например: CF 4 Delta EN = 4.0-2.5 = 1.5 -> полярный ковалентный
        • Если одно значение EN у атома выше другого, это означает, что он потянет на эту сторону больше электронов *
        • Если к этому атому больше притяжения, то оно частично отрицательно с этой стороны (d-) (дельта)
        • Если к этому атому меньше притяжения, он частично положителен (d +) (дельта)
        • Внутримолекулярные силы: притяжение между атомами
        • Межмолекулярные силы: притяжение между молекулами
        • Обладают очень сильным притяжением, но далеко не таким высоким, как ионный
        • Имеют более высокие температуры кипения и плавления, чем неполярные молекулы
        • Множественные ковалентные связи
          • когда используется более 1 электрона
          • Одиночная связь: , если один электрон используется совместно до тех пор, пока не будет выполнено правило октетов
          • Двойная связь: должен смотреть на 2 атома одновременно, когда 2 электрона используются совместно
          • Тройная связь: , когда 3 электрона разделяются
          • Неполярные соединения
            • Эти соединения не имеют положительных или отрицательных концов, потому что EN окружающих молекул нейтрализует их
            • обычно верно для симметричных молекул
            • Сравнение ионных и молекулярных соединений
Недвижимость Ионный Молекулярный
Точка плавления Высокая Низкий
Твердые проводники
Проводит в растворе Есть
Растворимость Да, в воде Полярный в полярных растворителях, неполярный в неполярных растворителях
Государство цельный Любая
Консистенция твердого вещества Хрупкий, твердый Гибкий, мягкий

Двоичная номенклатура

  • Ионная номенклатура ИЮПАК
    • все нижние
    • сначала металлы
    • сохраняет корневое имя, затем добавляет префикс ide к последнему слову
      • например: фосфид натрия = Na 2 P
    • Найдите заряды, выполнив крест-накрест, а затем упростите связь

  • Многоатомные ионы
    • Для наименования готовых многоатомных ионов
    • Объединить крест-накрест и зарядить
    • Используйте заученные имена
    • Плата за использование предоставленная ему
    • Бинарные молекулярные соединения
      • Использовать префиксы греческого языка
        • моно, ди, три, тетра, пента, гекса, гепта, окта, нона, дека
    • 1) высшая группа идет первой
    • 2) Если группа такая же, сначала идет более высокий период
    • 3) Имя первого элемента не меняется, просто добавляем префикс
    • 4) Второй элемент добавляет суффикс –ide
    • Водород бинарные кислоты
      • В ИЮПАК: добавить «водный» или «(водный)»
      • Используйте «Кислота» с окончанием в классическом названии
      • Соединение НЕ будет содержать кислорода
      • 1) исключить водород и ввести гидро
      • 2) добавить суффикс ic в конец
      • Вариации оксикислот
        • различных атомов кислорода на основе окончаний
        • с использованием многоатомного иона кислорода –ATE в качестве эталона, мы имеем:
          • Per-: добавить 1 кислород
          • -ite: взять один кислород
          • гипо- ___ -ит: возьмите 2 кислорода
    • Группы 16 и 15 только ели и повторяли концовки!
    • Группа 14 ела только концовки!
    • Обозначение оксикислот
      • –– многоатомный ион с окончанием -> –– кислотный
      • –атонное многоатомный ион -> –иновая кислота

Двоичная номенклатура

  • Металлы с непостоянными валентными зарядами
  • Римская цифра Номенклатура: «стандартная система» / IUPAC
    • использовать римские цифры для обозначения своих сборов
    • Оксид железа (II)
    • Греческие латинские имена (Классическая система)
      • Использование греческих имен и латинских окончаний
      • требуется запоминание
      • Балансировочные уравнения
        • Цель балансировки уравнений - добиться одинаковой массы с обеих сторон
        • Закон сохранения массы: и реагент, и продукт должны иметь одинаковое количество атомов
        • Используйте коэффициенты ТОЛЬКО для балансировки уравнений
        • Гидрированные многоатомные ионы
          • сочетание многоатомных ионов с ионами водорода H +
          • Назовите их, используя многоатомный ион, а затем добавляя водород.
            • Например, K 2 HPO 3 -> гидрофосфит калия
    • Водород использует греческую префиксную систему
    • Суммы в квадратных скобках не влияют на водород
    • При преобразовании в формулу расходы снова будут иметь значение
    • Заряды будут меняться в зависимости от количества того иона
    • Необходимо вручную объединить водород и многоатомную молекулу с правильными зарядами, чтобы получить в итоге 1 или -1
    • Гидраты
      • использует греческие буквы для обозначения необходимого количества воды (гидратов)
      • В химической формуле молекула воды разделена точкой

Типы химических реакций

  • Синтез
    • от элемента к элементу
      • Металл по неметаллу
        • простая ионная реакция
        • Univalent: легко предсказать, ожидайте знать
        • Многовалентность: Чтобы узнать продукт или подсказку, необходимо дать
        • От неметалла к неметаллу
          • молекулярное соединение
          • Окись неметаллов + вода -> кислота
            • CO2 + h3O -> h3 (CO3) (водн.)
            • P5O5 + h3O -> 2h3 (PO3) (водн.)
              • Выберите между PO3 или PO4
              • Проверить балансируемость
              • Используйте многоатомную молекулу, которая лучше всего относится к реагентам
              • Оксид металла + вода -> основа
                • NaO2 + h3O -> 2h3PO4
                • Реакция разложения
                  • Бинарное соединение -> металл + неметалл
                    • 1) результат выписать и металл
                    • 2) Неметалл по методу HOFBrINCl
                    • 3) Всегда используйте оригинальные заряды
                    • 4) уравнение баланса
    • Нитрат металла -> нитрит металла + O2
    • Карбонат металла -> оксид металла + CO2
    • Реакция горения
      • Полное сгорание: Cx + Hy + O2 -> CO2 + h3O
      • Неполное сгорание: Cx + Hy + O2 -> CO2 + h3O + CO + C
      • Реакция одинарного вытеснения
        • Металлы вытесняющие металлы
          • В соответствии с серией действий, какой бы из них (один) выше, чем склеивающий, будет скреплять
          • Расходы на металлы остаются в силе
    • Металлы, вытесняющие водород
      • Водород будет вытеснен наружу вслед за HOFBrINCl
    • Металлы вытесняющие воду
      • Только один водород будет вытеснен наружу
      • Результаты: Гидроксид металла + газообразный водород
      • По-прежнему взимается плата
    • Активность Серия галогенов
      • На основе ряда активности галогенов, следует тем же правилам
      • Реакция двойного вытеснения
        • Реакция нейтрализации
          • Кислота (H) + основания (OH) -> соль + вода
          • возьмите положительные элементы и включите их
          • добавьте воду в соль, затем уравновесите
          • сборы по-прежнему применяются
    • Образования осадков
      • когда это реакция двойного смещения, просто переключите первые 2 элемента
      • AB + CD -> AD + CB
      • AgNO3 + NaCl

PDB-101: Learn: Руководство по пониманию данных PDB: Работа с координатами

Первичная информация, хранящаяся в архиве PDB, состоит из файлов координат. который перечисляет атомы в каждой структуре и их трехмерное положение в пространстве вдоль со сводной информацией о структуре, последовательности и эксперименте.Эти файлы доступны в нескольких форматах (PDBx / mmCIF, PDB, XML). В архиве также включает файлы данных, содержащие экспериментальные наблюдения, которые используются для определить эти атомные координаты.

Чтобы полностью изучить структуры в архиве PDB, полезно понять несколько понятий о файлах координат. Кроме того, эти знания помогут в с помощью программ визуализации.


Данные атомарного уровня

Типичная запись PDB будет содержать атомарные координаты для разнообразного набора белки, маленькие молекулы, ионы и вода.

Каждый атом в секции координат идентифицируется порядковым номером в входной файл, конкретное имя атома, имя и номер остатка, которому он принадлежит to, однобуквенный код для указания цепочки, ее координат x, y и z, а также заполняемость и температурный фактор (более подробно описаны ниже).

В формате PDBx / mmCIF эта информация хранится в категории _atom_site. (см. Руководство для начинающих по структурам PDB и формату PDBx / mmCIF для дополнительной информации).Ниже показаны первые несколько строк из этого раздел записи 4HHB.

loop_
_atom_site.group_PDB
_atom_site.id
_atom_site.type_symbol
_atom_site.label_atom_id
_atom_site.label_alt_id
_atom_site.label_comp_id
_atom_site.label_asym_id
_atom_site.label_entity_id
_atom_site.label_seq_id
_atom_site.pdbx_PDB_ins_code
_atom_site.Cartn_x
_atom_site.Cartn_y
_atom_site.Cartn_z
_atom_site.occupancy
_atom_site.B_iso_or_equiv
_atom_site.pdbx_formal_charge
_atom_site.auth_seq_id
_atom_site.auth_comp_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site.a3_ndel_Patom_site.a3_ndel_Patom_site.a3_ndel_Patom_d_id 903 LYS A 1 7? 12,364 -13,639 8,445 1,00 54,67? 527 LYS A N 1
ATOM 2 C CA. LYS A 1 7? 11,119 -12,888 8,550 1,00 49,59? 527 LYS A CA 1
ATOM 3 C C. LYS A 1 7? 9,961 -13,651 7,926 1,00 44,77? 527 LYS A C 1
ATOM 4 O O.LYS A 1 7? 9,055 -14,126 8,617 1,00 49,39? 527 LYS A O 1
ATOM 5 C CB. LYS A 1 7? 11,255 -11,538 7,841 1,00 49,41? 527 LYS A CB 1
ATOM 6 C CG. LYS A 1 7? 10,169 -10,531 8.174 1.00 53.16? 527 LYS A CG 1
ATOM 7 C CD. LYS A 1 7? 10,523 -9,771 9,432 1,00 59,71? 527 LYS A CD 1
ATOM 8 C CE. LYS A 1 7? 11,779 -8,947 9,195 1,00 63,60? 527 LYS A CE 1
ATOM 9 N NZ. LYS A 1 7? 12.353 -8,381 10,443 1,00 64,85? 527 LYS A NZ 1
ATOM 10 N N. ARG A 1 8? 10,011 -13,762 6.603 1.00 40.03? 528 ARG A N 1

В формате файла PDB запись ATOM используется для идентификации белков или атомов нуклеиновых кислот, а также используется запись HETATM. для идентификации атомов в небольших молекулах. Ниже показаны первые несколько строк из этого раздела статьи 4HHB.

АТОМ 1 N LYS A 527 12,364 -13,639 8.445 1.00 54.67 N
ATOM 2 CA LYS A 527 11.119 -12,888 8,550 1,00 49,59 C
ATOM 3 C LYS A 527 9,961 -13,651 7,926 1,00 44,77 C
ATOM 4 O LYS A 527 9,055 -14,126 8,617 1,00 49,39 O
ATOM 5 CB LYS A 527 11,255 -11,538 7,841 1,00 49,41 C
ATOM 7 CD LYS A 527 10,523 -9,771 9,432 1,00 59,71 C
ATOM 8 CE LYS A 527 11,779 -8,947 9,195 1,00 63,60 C
ATOM 9 NZ LYS A 527 12.353 -8,381 10,443 1,00 64,85 N
ATOM 10 N ARG A 528 10,011 -13,762 6.603 1.00 40.03 №

Эта информация дает вам полный контроль при изучении структуры. Например, большинство молекулярных графиков программы позволяют выборочно окрашивать идентифицированные части молекулы - например, выделять все атомов углерода и раскрасить их в зеленый цвет, или выбрать одну конкретную аминокислоту и выделить ее.

Левое изображение показывает миоглобин (запись PDB 1mbo) используя ленточную диаграмму для белка и изображение в виде шарика и палочек для небольших молекул.Справа На изображении показаны все атомы, группа гема выделена ярко-красным цветом, а связанная молекула кислорода в бирюзовый.

Совет: по умолчанию многие программы молекулярной графики не отображают молекулы воды, которые могут присутствовать даже в хотя они часто важны для функционирования и взаимодействия биологических молекул. Большинство этих программ есть способ отобразить их, если вы используете их методы для выбора атома.


Цепи и модели

Биологические молекулы имеют иерархическую структуру, от атомов к остаткам, от цепочек к сборкам.Координатные файлы содержат способы организации и определения молекул на всех этих уровнях. Как описано выше, имена атомов и информация об остатках включается в каждую запись атома.

В формате PDBx / mmCIF циклический характер записей позволяет легко представлять различные цепочки и несколько молекул.

Ниже показан сегмент записи 4hhb, показывающий переход от цепочки A к цепочке B, где цепочка обозначенный в записи _atom_site.label_asym_id и далее идентифицированный в _atom_site.label_entity_id запись. См. Для начинающих Руководство по структурам PDB и формату PDBx / mmCIF для введения в сущности.

loop_
_atom_site.group_PDB
_atom_site.id
_atom_site.type_symbol
_atom_site.label_atom_id
_atom_site.label_alt_id
_atom_site.label_comp_id
_atom_site.label_asym_id
_atom_site.label_entity_id
_atom_site.label_seq_id
_atom_site.pdbx_PDB_ins_code
_atom_site.Cartn_x
_atom_site.Cartn_y
_atom_site.Cartn_z
_atom_site.occupancy

_atom_site.B_iso_or_equiv _atom_site.pdbx_formal_charge

_atom_site.auth_seq_id _atom_site.auth_comp_id

_atom_site.auth_asym_id _atom_site.auth_atom_id

_atom_site.pdbx_PDB_model_num 1 атом N N. ВАЛ А 1 1? 6,204 16,869 4,854 1,00 49,05? 1 VAL A N 1
ATOM 2 C CA. ВАЛ А 1 1? 6,913 17,759 4.607 1.00 43.14? 1 VAL A CA 1
ATOM 3 C C. ВАЛ А 1 1? 8,504 17.378 4,797 1,00 24,80? 1 VAL A C 1

ATOM 1067 N Nh2. ARG A 1 141? -10,147 7,455 -6,079 1,00 23,24? 141 ARG A Nh2 1
ATOM 1068 N Nh3. ARG A 1 141? -8,672 8,328 -4,506 1,00 33,34? 141 ARG A Nh3 1
ATOM 1069 O OXT. ARG A 1 141? -9,474 13,682 -9,742 1,00 31,52? 141 ARG A OXT 1
ATOM 1070 N N. VAL B 2 1? 9,223 -20,614 1,365 1,00 46,08? 1 VAL B N 1
ATOM 1071 C CA. VAL B 2 1? 8,694 -20.026 -0,123 1,00 70,96? 1 VAL B CA 1
ATOM 1072 C C. VAL B 2 1? 9,668 -21,068 -1,645 1,00 69,74? 1 VAL B C 1
ATOM 1073 O O. VAL B 2 1? 9,370 -22,612 -0,994 1,00 71,82? 1 VAL B O 1

Здесь для раствора ЯМР запись структуры ансамбля 1vre, запись _atom_site.pdbx_PDB_model_num используется для обозначения 29 различных моделей представленных в файле:

loop_
_atom_site.group_PDB
_atom_site.ID
_atom_site.type_symbol
_atom_site.label_atom_id
_atom_site.label_alt_id
_atom_site.label_comp_id
_atom_site.label_asym_id
_atom_site.label_entity_id
_atom_site.label_seq_id
_atom_site.pdbx_PDB_ins_code
_atom_site.Cartn_x
_atom_site.Cartn_y
_atom_site.Cartn_z
_atom_site.occupancy
_atom_site.B_iso_or_equiv
_atom_site.pdbx_formal_charge
_atom_site.auth_seq_id
_atom_site.auth_comp_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site.auth_atom_id
_atom_site.pdbx_PDB_model_num
ATOM 1 N N . GLY A 1 1? 13,878 9,721 9,134 1,00 0,00? 1 GLY A N 1
ATOM 2 C CA . GLY A 1 1? 12,761 8,747 8,973 1,00 0,00? 1 GLY A CA 1
ATOM 3 C C . GLY A 1 1? 13,273 7,506 8,239 1,00 0,00? 1 GLY A C 1

HETATM 2175 H HBD2. НЕМ В 2. ? -8,871 3,884 -8,248 1,00 0,00? 148 HEM A HBD2 1
HETATM 2176 C C . Директор по маркетингу C 3.? -7,184 0,894 -1,865 1,00 0,00? 149 CMO A C 1
HETATM 2177 O O . Директор по маркетингу C 3. ? -7,008 -0,217 -1,956 1,00 0,00? 149 CMO A O 1
ATOM 2178 N N . GLY A 1 1? 11,063 9,378 8,937 1,00 0,00? 1 GLY A N 2
ATOM 2179 C CA . GLY A 1 1? 10,504 8,078 8,473 1,00 0,00? 1 GLY A CA 2
ATOM 2180 C C . GLY A 1 1? 11,648 7,196 7,970 1,00 0,00? 1 GLY A C 2

HETATM 63131 H HBD2 .НЕМ В 2. ? -8,603 4,604 -7,315 1,00 0,00? 148 HEM A HBD2 29
HETATM 63132 C C . Директор по маркетингу C 3. ? -7,211 0,912 -1,966 1,00 0,00? 149 CMO A C 29
HETATM 63133 O O . Директор по маркетингу C 3. ? -7,058 -0,203 -2,022 1,00 0,00? 149 CMO A O 29
#

В формате файла PDB записи TER используются для разделения цепочек белков и нуклеиновых кислот. Цепи включены одна за другим в файле, разделенные записью TER, чтобы указать, что цепи физически не связаны с друг друга.Большинство программ молекулярной графики ищут эту запись TER, чтобы не создавать связи для соединения разные цепи. Ниже показана часть записи 4HHB, где запись TER используется для отделения первой копии альфа-цепь (цепочка A) из первой копии бета-цепи (цепочка B):

АТОМ 1067 Nh2 ARG A 141-10,147 7,455 -6,079 1,00 23,24 N
ATOM 1068 Nh3 ARG A 141 -8,672 8,328 -4,506 1,00 33,34 N
ATOM 1069 OXT ARG A 141-9.474 13,682 -9,742 1,00 31,52 O
TER 1070 ARG A 141
АТОМ 1071 Н ВАЛ В 1 9,223 -20,614 1,365 1,00 46,08 N
ATOM 1072 CA VAL B 1 8,694 -20,026 -0,123 1,00 70,96 C
ATOM 1073 C VAL B 1 9,668 -21,068 -1,645 1,00 69,74 C
ATOM 1074 O VAL B 1 9,370 -22,612 -0,994 1,00 71,82 O
ATOM 1075 CB VAL B 1 9.283 -18,281 -0,381 1,00 59,18 C
ATOM 1076 CG1 VAL B 1 7,449 -17,518 -0,791 1,00 57,89 С

Цепочки B и C будут разделены аналогично, как и цепочки C и D.

Файлы формата

PDB используют ключевые слова MODEL / ENDMDL для обозначения нескольких молекул в одном файле. Первоначально он был создан для архивирования наборов координат, которые включают несколько разных моделей одной и той же структуры, например структурные ансамбли, полученные при ЯМР-анализе. Когда вы просматриваете эти файлы, вы увидите наложенные друг на друга десятки похожих молекул.Ключевое слово MODEL теперь также используется в файлах биологических сборок для разделения многих симметричных копий молекулы, которые создаются из асимметричной единицы (для получения дополнительной информации см. Учебник по биологическим сборкам).

Ниже показан фрагмент файла биологической сборки записи 1out, который содержит половину (цепи A и B) модели гемоглобина в асимметричной единице. Полная 4-цепочечная молекула находится в файле биологической сборки, где два набора из двух цепей разделены записями МОДЕЛИ:


МОДЕЛЬ 1
HETATM 1 C ACE A 0 40.573 27,347 55,464 1,00 42,49 C
HETATM 2 O ACE A 0 41,130 27,445 56,567 1,00 50,27 O
HETATM 3 Ch4 ACE A 0 39,709 28,526 55,115 1,00 49,32 C

HETATM 2475 O HOH B 238 8,440 58,387 54,230 1,00 67,86 O
HETATM 2476 O HOH B 239 23,699 54,828 72,752 1,00 71,63 O
HETATM 2477 O HOH B 240 30,823 46,229 47.604 1.00 71.95 O
ENDMDL
МОДЕЛЬ 2
HETATM 1 C ACE A 0 50.950 33,338 48,783 1,00 42,49 C
HETATM 2 O ACE A 0 50,587 32,905 47,680 1,00 50,27 O
HETATM 3 Ch4 ACE A 0 50,361 34,676 49.132 1.00 49.32 C

HETATM 2475 O HOH B 238 40.135 76.686 50.017 1.00 67.86 O
HETATM 2476 O HOH B 239 35.588 61.692 31,495 1,00 71,63 O
HETATM 2477 O HOH B 240 39,473 51,223 56,643 1,00 71,95 O
ENDMDL
MASTER 0 0 0 16 0 0 8 6 2475 2 0 23
КОНЕЦ

Две полезные схемы окраски позволяют исследовать различные цепочки в любом данном файле PDB.Первый, вы можете раскрасить каждую цепочку по-разному, чтобы показать упаковку различных цепей в молекуле, как показано на нижнем изображении. Затем вы можете раскрасить каждую цепочку, используя радугу цветов от одного конца цепочки до другого, чтобы выделить ее характеристики складывания, как показано вверху. Оба эти метода доступны в большинстве программ молекулярной графики. Показанная здесь молекула гемолизин из PDB структуры 7ahl.


Температурный коэффициент

Если бы мы могли удерживать атом жестко закрепленным в одном месте, мы могли бы наблюдать его распределение электронов в идеальной ситуации.Изображение будет плотным к центру, а плотность будет падать дальше от ядра. Однако, если посмотреть на экспериментальные распределения электронной плотности, электроны обычно имеют более широкое распределение, чем это идеальное. Это может быть связано с колебаниями атомов или различиями между множеством разных молекул в кристаллической решетке. Наблюдаемая плотность электронов будет включать в себя среднее значение всех этих небольших движений, что дает слегка размытое изображение молекулы.

Эти движения и результирующее размытие электронной плотности включаются в модель атома с помощью B-значения или температурного фактора.Величина смазывания пропорциональна величине B-значения. Значения меньше 10 создают очень четкую модель атома, это указывает на то, что атом мало движется и находится в одном и том же положении во всех молекулах в кристалле. Значения больше 50 или так указывают на то, что атом движется так сильно, что его едва можно увидеть. Это часто имеет место для атомов на поверхности белков, где длинные боковые цепи могут свободно покачиваться в окружающей воде.

В формате PDBx / mmCIF файл _atom_site.Запись B_iso_or_equiv используется для хранения значений температурного фактора. Снова из статьи 4hhb:

<Надрез>
loop_
_atom_site.group_PDB
_atom_site.id
_atom_site.type_symbol
_atom_site.label_atom_id
_atom_site.label_alt_id
_atom_site.label_comp_id
_atom_site.label_asym_id
_atom_site.label_entity_id
_atom_site.label_seq_id
_atom_site.pdbx_PDB_ins_code
_atom_site.Cartn_x
_atom_site.Cartn_y
_atom_site.Cartn_z
_atom_site.занятость
_atom_site.B_iso_or_equiv
_atom_site.pdbx_formal_charge
_atom_site.auth_seq_id
_atom_site.auth_comp_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site_auth_asym_id
_atom_site_auth_asym_id
_atom_site_id_site_sym_id
_de_site_site_id 903 ВАЛ А 1 1? 6,204 16,869 4,854 1,00 49,05? 1 VAL A N 1
ATOM 2 C CA. ВАЛ А 1 1? 6,913 17,759 4.607 1.00 43.14? 1 VAL A CA 1
ATOM 3 C C. ВАЛ А 1 1? 8,504 17,378 4,797 1,00 24.80? 1 VAL A C 1

В формате файла PDB температурный коэффициент указан в столбцах 61–66. Из записи 4hhb:


ATOM 1 N VAL A 1 6,204 16,869 4,854 1,00 49,05 Н
АТОМ 2 CA VAL A 1 6,913 17,759 4,607 1,00 43,14 C
ATOM 3 C VAL A 1 8,504 17,378 4,797 1,00 24,80 С
<снип>

Показанный пример взят из структуры миоглобина, решенной в 2.Разрешение 0 Å (PDB запись 1mbi). Показаны две гистидиновые аминокислоты. Слева находится HIS93, который координируется с атомом железа и, таким образом, прочно удерживается на месте. Он имеет B-значения в диапазоне 15-20 - обратите внимание, как контуры красиво окружают всю аминокислоту, обнаруживая резкую электронную плотность. Справа - HIS81, который экспонируется на поверхности белка и имеет более высокие значения B в диапазоне 22-74. Также обратите внимание, как контуры охватывают меньшее пространство, показывая меньшую область с высокой концентрацией электронов. для этой аминокислоты, потому что общая электронная плотность слабо размазана в пространстве вокруг контуров.

На рисунке изображена молекула целиком, а атомы окрашены температурные факторы. Высокие значения с указанием лотов движения, отображаются красным и желтым, а низкие значения - синим. Заметить, что внутренняя часть белка имеет низкие значения B а аминокислоты на поверхности имеют более высокие значения.

Щелкните вкладку Jmol, чтобы увидеть интерактивный Jmol.

Jmol показывает всю молекулу с атомами, окрашенными температурные факторы.Высокие значения, указывающие на большое движение, показаны красным и желтым, а низкие значения - синим. Обратите внимание, что внутренняя часть белка имеет низкие значения B, а аминокислоты на поверхности имеют более высокие значения.

Совет. Температурные факторы являются показателем нашей уверенности в местонахождении каждый атом. Если вы найдете атом на поверхность белка с высоким температурным фактором, помните, что это атом, вероятно, много движется, и что координаты, указанные в файле PDB, представляют собой только один возможный снимок его местоположения.


Занятость и множественные соответствия

Макромолекулярные кристаллы состоят из множества отдельных молекул, расположенных симметрично. В некоторых кристаллах между каждой из этих молекул есть небольшие различия. Например, боковая цепь на поверхности может качаться вперед и назад между несколькими конформациями, или субстрат может связываться в двух ориентациях в активном центре, или ион металла может быть связан с только несколько молекул. Когда исследователи строят атомную модель этих частей, они могут использовать занятости, чтобы оценить количество каждой конформации, наблюдаемой в кристалле.Для большинства атомов заселенность дается значение 1, указывающее, что атом находится во всех молекулах в одном и том же месте в кристалле. Однако, если ион металла связывается только с половиной молекул в кристалле, исследователь увидит слабое изображение иона. в карте электронной плотности и может назначить для этого атома заполнение 0,5 в файле структуры PDB. Занятия также обычно используется для идентификации боковых цепей или лигандов, которые наблюдаются во множественных конформациях. Значение занятости используется для обозначения доля молекул, которые имеют каждую из конформаций.Для каждого атома включены две (или более) записи об атомах с заполнением например 0,5 и 0,5, или 0,4 и 0,6, или другие частичные заполненности, которые в сумме составляют 1.

Альтернативные конформации миоглобина: два показанных изображения взяты из структуры миоглобина с высоким разрешением на входе 1a6m: глутамин 8 находится слева, а тирозин 151 справа. В обоих случаях вкладчики интерпретировали экспериментальные данные как показывающие два конформации аминокислоты с заселенностью 0.57 и 0,43 для глутамина и 0,5 для каждой из конформаций тирозина. Синий контуры окружают области с высокой электронной плотностью, а модель атома показана в виде стержней.

На приведенном ниже изображении всей молекулы миоглобина показаны все аминокислоты, которые имеют две конформации в файле.

Щелкните вкладку Jmol, чтобы увидеть интерактивный Jmol.

Альтернативные конформации миоглобина (запись PDB 1a6m)

Совет: при работе с записями PDB с несколькими координатами часто требуется обращать пристальное внимание.Нет всегда можно выбрать только конформации "А" и выбросить конформации "B". Нужно внимательно смотреть в каждом случае и убедиться, что нет никаких плохие контакты между мобильными сайдчейнами.

В формате PDBx / mmCIF альтернативные соответствия указываются в категории _atom_site.label_alt_id, а занятость - в категории _atom_site.occupancy. Ниже показан остаток 8 из записи 1a6m.

loop_
_atom_site.group_PDB
_atom_site.ID
_atom_site.type_symbol
_atom_site.label_atom_id
_atom_site.label_alt_id
_atom_site.label_comp_id
_atom_site.label_asym_id
_atom_site.label_entity_id
_atom_site.label_seq_id
_atom_site.pdbx_PDB_ins_code
_atom_site.Cartn_x
_atom_site.Cartn_y
_atom_site.Cartn_z
_atom_site.occupancy
_atom_site.B_iso_or_equiv
_atom_site.pdbx_formal_charge
_atom_site.auth_seq_id
_atom_site.auth_comp_id
_atom_site.auth_asym_id
_atom_site.auth_atom_id
_atom_site.pdbx_PDB_model_num

ATOM 63 N N. GLN A 1 8? 5,404 13,203 22,532 1,00 8,42? 8 GLN A N 1
ATOM 64 C CA. GLN A 1 8? 6,475 12,812 23,418 1,00 8,84? 8 GLN A CA 1
ATOM 65 C C. GLN A 1 8? 7,602 12,149 22,631 1,00 8,08? 8 GLN A C 1
ATOM 66 O O. GLN A 1 8? 8,769 12,399 22,918 1,00 8,39? 8 GLN A O 1
ATOM 67 C CB A GLN A 1 8? 5,987 11.822 24,520 0,57 13,03? 8 GLN A CB 1
ATOM 68 C CB B GLN A 1 8? 5,948 11,968 24,580 0,43 9,68? 8 GLN A CB 1
ATOM 69 C CG A GLN A 1 8? 7,030 11,303 25,506 0,57 16,30? 8 GLN A CG 1
ATOM 70 C CG B GLN A 1 8? 6,967 12,094 25,688 0,43 12,07? 8 GLN A CG 1
ATOM 71 C CD A GLN A 1 8? 7,981 10,227 25,063 0,57 15,61? 8 GLN A CD 1
ATOM 72 C CD B GLN A 1 8? 6,439 11,470 26,952 0,43 14.43? 8 GLN A CD 1
ATOM 73 O OE1 A GLN A 1 8? 7,688 9,392 24,214 0,57 19,54? 8 GLN A OE1 1
ATOM 74 O OE1 B GLN A 1 8? 5,419 10,767 26,918 0,43 17,46? 8 GLN A OE1 1
ATOM 75 N NE2 A GLN A 1 8? 9,219 10,114 25,607 0,57 21,38? 8 GLN A NE2 1
ATOM 76 N NE2 B GLN A 1 8? 7,067 11,762 28,084 0,43 14,03? 8 GLN A NE2 1

В формате файла PDB альтернативные соответствия приведены в столбце 17 с использованием индикатора альтернативного местоположения, а занятость - в столбцах 55–60.Ниже из записи 1a6m показан остаток 8 глутамина, смоделированный в двух различных конформациях, A и B, где дана конформация A. 57% заполнение и форма B предоставляется 43% заполнение:

ATOM 63 N GLN A 8 5,404 13,203 22,532 1,00 8,42 N
ATOM 64 CA GLN A 8 6,475 12,812 23,418 1,00 8,84 C
ATOM 65 C GLN A 8 7,602 12,149 22,631 1,00 8,08 C
ATOM 66 O GLN A 8 8.769 12,399 22,918 1,00 8,39 O
ATOM 67 CB AGLN А 8 5,987 11,822 24,520 0,57 13.03 C
ATOM 68 CB BGLN А 8 5,948 11,968 24,580 0,43 9.68 C
АТОМ 69 CG AGLN А 8 7,030 11,303 25,506 0,57 16.30 C
ATOM 70 CG BGLN А 8 6,967 12,094 25,688 0,43 12.07 C
ATOM 71 CD AGLN А 8 7,981 10,227 25,063 0,57 15.61 C
ATOM 72 CD BGLN А 8 6.439 11,470 26,952 0,43 14.43 C
АТОМ 73 OE1AGLN А 8 7,688 9,392 24,214 0,57 19,54 O
АТОМ 74 OE1BGLN А 8 5,419 10,767 26,918 0,43 17,46 O
АТОМ 75 NE2AGLN А 8 9,219 10,114 25,607 0,57 21.38 Н
АТОМ 76 NE2BGLN А 8 7,067 11,762 28,084 0,43 14.03 N


Авторы

Обновление 2019 г., Рэйчел Грин и Кристин Зардеки

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *