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St. George's College

Subject: 7th CHEMISTRY

Class: Atoms, Numbers and

Teacher's notes

Objectives

Vocabulary Link and Learn

Properties Date: March 25th

Prepared by

2009

1


7th Beethoven ‐ Branches of Chemistry Name

Oral Intervention

Coin

Chocolate

Ariana  Gabriel  Andrea  Abraham  Giacomo  Fabiana  Sinead  Liliam  Francesca  Rodrigo  Andres  Stefano  Jean Pierre  Diego  Rodrigo  Luis  Andrea Sebastián  Ivanna  Camila  Carlos  Aarón  Paola Enrique  Alessandra  Irma  Sophia Naomi  Kiara  Christopher 

2


7th Mozart‐ Branches of Chemistry Name

Oral Intervention

Coin

Chocolate

Nicole Luis Luciana Antonella Valeria Ch. Valeria C. Analucía Camila Franco  Ramiro  Sara  Alicia  José Luis  Sergio  Roberto Giancarlo  Fiorella  Gabriela  Steffano  Javier 

Roberto R.  Diego  Luis Fernando  Sebastián  Julio  Sherley  César  Vilma  Alessandra V. 

3


INSIDE THE ATOM We already know that the components of atoms are: Neutrons

Protons

Electrons

Particle  Symbol Charge 

Mass (Kg)

Size (m) 

Neutron 

n0 

1.67495 x 10‐27  10‐15  

Proton 

p+  

+1  

1.67265 x 10‐27  10‐15 

Electron

e‐  

‐1

9.1095 x 10‐31   10‐18 

0  

Variable 

ATOM 

10‐10 

4


QUANTUM MECHANICS

5


ENERGY LEVELS • Electrons move around the nucleus (negative charge  around positive charge). • Even though it looks as if this movement is  disorganized, in fact there is a strict organization of the  electrons. • Electrons move around the nucleus packed in Energy  Levels. • Energy levels are the "layers" around the nucleus  where electrons are found in motion. • These energy levels are called Electron shells.

6


ELECTRON SHELLS

proton

neutron

e‐ e‐

e‐

electron

e‐ e‐

e‐

How many electron shells are there in the graphic?

How many electrons are there in the graphic? What is the atomic number of the atom in the graphic? What element is represented in the graphic?

7


Rules to fill up the Electron Shells 1. The first electron shell, the closest to the nucleus can  hold up to 2 electrons. 2. The other electron shells can hold many more electrons. 3. The last electron shell can only hold up to 8 electrons,  this is called the Octet Rule.

8


Filling up the Electron Shells

proton

Represent the following atoms:

neutron

An Atom with 11 protons e‐

e‐

electron

e‐

e‐

e‐ e

e‐

e‐ ‐

e‐

e‐ e

e‐

An Atom with 23 electrons

9


Filling up the Electron Shells

proton

Represent the following atoms:

neutron e‐

An Atom with 11 protons e‐

electron

e‐ e‐

e‐

e

e‐

e‐ e‐

e‐ e‐

e‐

An Atom with 23 electrons

10


The Current Atomic Model

11


QUANTUM MECHANICS UNCERTAINTY PRINCIPLE ‐ Werner Heisenberg It is not possible to simultaneously determine  the speed and position of the electron  accurately.

ATOMIC ORBITAL: region in space where it is more  probable to find the electron.

12


QUANTUM NUMBERS: are mathematical  expressions used to describe the energies of atoms,  angular moment, electron spin, etc. It is used to  determine the distribution of electrons in the atomic  orbitals. Quantum Number

Function

n principal quantum number Energy Level  Determines the energy level where  the e‐ is located. The higher n value,  the farthest the e‐ from the nucleus.

Values 1,2,3,4,5,6,7

Shape of the atomic orbital  Energy Sublevel

0 < l < n‐1 

m magnetic quantum number  Space representation of the  It represents the space orientation of  atomic orbitals  the orbitals in the energy sublevels.

l < m < l‐1  

s spin quantum number  It describes the spin orientation of  the e‐.

‐½, +½ 

l secondary quantum number  (azimuthal or orbital) Determines the energy associated  with the e‐ movement around the  nucleus; it indicates the energy  sublevel.

Shows the electron spin 

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Shapes of Atomic Orbitals l secondary quantum number (azimuthal or orbital)

Orbital s: Sphere symmetry. The size of orbital "s" increases when the principal  quantic number increases too.

Orbital p: lobe‐shaped orbitals. There are 3 types of "p" orbitals, differing by their  orientation.

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Orbital d: third sublevel of energy. There are 5 types of "d" orbitals, with different space  orientations.

15


Orbital f: complex orientations. There are 7 types of "f" orbitals, with different space  orientations.

16


17


Let's check an example on how to fill the electron shells.

18


ATOMIC  PROPERTIES

19


ATOMIC NUMBER • Each element has an Atomic Number, and is determined by  the number of protons. • All the atoms of a particular element have the same number  of protons.

Atomic Number = Number of Protons

MASS NUMBER • The mass of each element  is determined by the number of  protons and neutrons. • The mass of electrons is so minute that it is not considered  in the calculations of the atomic mass.

Atomic Mass = Number of Protons + Number of Neutrons 20


ISOTOPES • Some elements are made up of atoms with different  masses. • For atomic masses, the number of protons always remains  the same. • Isotopes are elements with a different number of neutrons. e‐

e‐

e

e‐

e‐

e‐

e

e‐

e‐

e‐

e‐

e‐

21


The Nuclei of the three isotopes of Hydrogen Protium

Tritium

+

+

1 proton

1 proton 1 neutron

Deuterium

+ 1 proton 2 neutrons

22


23


24


25


26


27


28


29


30


31


Resources Used Slide  (Group)

Resource 

Description 

Origin 

G1 ‐ 2

Image 

Beethoven

 http://bit.ly/Q7ggk 

G1 ‐ 3

Image 

Mozart

 http://bit.ly/18LkW6 

Black Hole Sand falling Eye of hurricane

http://bit.ly/aFjIf http://bit.ly/KPlLQ http://bit.ly/JrxKK

Wooden Balls Elements 

http://bit.ly/JCInm  http://bit.ly/PvvMp 

G1 ‐ 4  Images 

 G1 ‐ 6

Images 

G1 ‐ 8  Images 

JJ Thomson http://bit.ly/Qpn0G  Cathode Ray Tube http://bit.ly/aTsuR  Raisins in a Pudding   http://bit.ly/yuNB 

G1 ‐ 10  Animation 

Rutherford's Model  http://bit.ly/11YT09

G1 ‐ 11  Animation 

Bohr's Model 

http://bit.ly/13Q7PT 

G1 ‐ 12  Animation 

Plasma 

Unknown 

Chemistry 

http://bit.ly/18R0M 

Atom of Helium 

http://bit.ly/JtON 

Chemistry 

http://bit.ly/18R0M 

G1 ‐ 13,14,15,16 

Activities 

G1 ‐ 17  Animation  G2 ‐ 7,8,9 Activities 

32


Teacher's Notes This class has been designed to cover the topics of Particulate Nature of  Matter from Monday March 16th till Friday March 20th. For further knowledge about this topic:  1. Conduct a thorough search under the topic: Particulate Nature of  Matter on the Web, books and magazines. 2. If findings are not specific, ask your teacher for suggestions.

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Objectives • Describe and analyze the nature and components of  Matter. • Identify and describe the experiments that lead to the  different models of atomic theory.

Note: All, or most, of the objectives will be covered during class time,  however the student must be responsible for those objectives not covered or concluded.

BACK 34


Vocabulary • • • • • • •

Matter:  Atom: Nucleus: Electronic Cloud: Proton: Neutron: Electron:

Note: Most of the vocabulary words will be covered during class time,  however the student must be responsible for those words not covered or concluded.

BACK 35


Link and Learn You can visit the following websites to improve your understanding on  the present topic: • • • • • •

http://bit.ly/PvvMp http://bit.ly/KCmja www.sanjorge.edu.pe http://science‐learning2009.wikispaces.com http://learningandscience.blogspot.com http://libraryatstgeorge.blogspot.com

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Prepared by

Gerardo LAZARO Science Lead Teacher Email: glazaro@sanjorge.edu.pe Wiki: http://science‐learning.wikispaces.com Blog: http://learningandscience.blogspot.com Twitter: http://twitter.com/glazaro

BACK 37


The correct statement is ...

1. Atoms are made up of electrons, neutrons and protons.

2. Atoms do not contain electrons but they do contain protons and neutrons.

3. Atoms never contain neutrons Click here to go back

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The correct statement is ...

1.

Electrons are positively charged

2. Neutrons do not weigh anything

3. Protons are found inside the nucleus Click here to go back

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The structure of an atom

Nucleus

Electrons

{

Neutrons

Protons Click here to go back

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Attachments

7th Chemistry ­ Reading 1 ­ Branches of Chemistry ­ Supergoo to the Rescue.docx 7th Chemistry ­ Reading 1 ­ Branches of Chemistry ­ Graphene's Superstrength.docx 7th Chemistry ­ Reading 1 ­ Branches of Chemistry ­ Meteorites may have sparked life on earth.docx 7th Chemistry ­ Reading 1 ­ Branches of Chemistry ­ Plastic munching microbes.docx


7th Chemistry - Atoms, Particles and Numbers