Structura atomului. Informații de bază despre structura atomului: caracteristici, caracteristici și formula 1 structura atomilor elementelor chimice

lucrări de laborator

ateliere

munca independentă la clasă

independent teme pentru acasă(calcul tipic)

control (apărări, colocvii, test, examen)

Manuale și ghiduri de studiu

N.V. Korovin. Chimie generală

Curs de chimie generală. Teorie și probleme (sub redactia lui N.V. Korovin, B.I. Adamson)

N.V. Korovin și alții. Lucrări de laboratorîn chimie

Planul calendaristic

electroliți,

Echivalent chimic

hidroliza, PR

forma electrica-

13(2 )

GE, electroliza,

27(13,16)

14(2 )

coroziune

număr cuantic

17(2 )

18(2 )

Legătură chimică

complexe

Termodinamica

Cinetica.

6(2,3 )

Echilibru

Curs de introducere în chimie

Chimia la Institutul de Energie este o disciplină teoretică generală fundamentală.

Chimia este o știință a naturii care studiază compoziția, structura, proprietățile și transformările substanțelor, precum și fenomenele care însoțesc aceste transformări.

	M.V. Lomonosov						D.I. Mendeleev
	"Chimic
							„Fundamentele chimiei” 1871
	consideră		proprietăți
							d.) – „Chimie –
	schimbări
							doctrina elementelor şi
	explică
							legăturile lor.”
				chimic

au loc transformări.”

„Epoca de aur a chimiei” ( sfârşitul XIX-leaînceputul secolului al XX-lea)

Legea periodică a lui D.I. Mendeleev (1896)

Conceptul de valență introdus de E. Frankland (1853)

Teoria structurii compușilor organici A.M.Butlerov (1861-1863)

Teoria compușilor complecși A. Werner

Legea acțiunii în masă de M. Gultberg și L. Waage

Termochimia, dezvoltată în principal de G.I. Hess

Teoria disocierii electrolitice de S. Arrhenius

Principiul echilibrului în mișcare de A. Le Chatelier

Regula fazei J.W. Gibbs

Teoria structurii complexe a atomului Bohr-Sommerfeld (1913-1916)

Sens scena modernă dezvoltarea chimiei

Înțelegerea legilor chimiei și a aplicării acestora vă permite să creați noi procese, mașini, instalații și dispozitive.

Obținerea de energie electrică, combustibil, metale, diverse materiale, alimente etc. legate direct de reacții chimice. De exemplu, electrice și energie mecanicăîn prezent, ele se obțin în principal prin conversia energiei chimice a combustibililor naturali (reacții de ardere, interacțiuni ale apei și impurităților acesteia cu metalele etc.). Fără o înțelegere a acestor procese, este imposibil de furnizat munca eficienta centrale electrice și motoare cu ardere internă.

Cunoștințele de chimie sunt necesare pentru:

- formarea perspectivei științifice,

- pentru dezvoltarea gândirii figurative,

- creșterea creativă a viitorilor specialiști.

Etapa modernă în dezvoltarea chimiei se caracterizează prin utilizarea pe scară largă a mecanicii cuantice (unde) pentru interpretarea și calculul parametrilor chimici ai substanțelor și sistemelor de substanțe și se bazează pe un model mecanic cuantic al structurii atomului.

Un atom este un microsistem electromagnetic complex, care este purtătorul proprietăților unui element chimic.

STRUCTURA ATOMULUI

Izotopii sunt varietăți de atomi ai aceleiași substanțe chimice

elemente care au același număr atomic, dar numere atomice diferite

Domnul (Cl) \u003d 35 * 0,7543 + 37 * 0,2457 \u003d 35,491

Fundamentele mecanicii cuantice

Mecanica cuantică- comportamentul micro-obiectelor în mișcare (inclusiv electronii) este

manifestarea simultană atât a proprietăților particulelor, cât și a proprietăților undelor este de natură duală (undă corpusculară).

Cuantificarea energiei: Max Planck (1900, Germania) -

substanțele emit și absorb energie în porțiuni discrete (quanta). Energia unui cuantum este proporțională cu frecvența radiațiilor (oscilațiilor) ν:

h este constanta lui Planck (6,626 10-34 J s); ν=с/λ , s – viteza luminii, λ este lungimea de undă

Albert Einstein (1905): orice radiație este un flux de cuante de energie (fotoni) E = m v 2

Louis de Broglie (1924, Franța): electronul este de asemenea caracterizatcorpuscular-undădualitate - radiația se propagă ca o undă și constă din particule mici (fotoni)

		Particulă - m,		mv, E=mv 2
	Val - ,			E 2 \u003d h \u003d hv /
	Lungimea de undă conectată cu masa și viteza:
		E1 = E2;		h/mv
	incertitudine			Werner Heisenberg (1927,
Germania)		muncă	incertitudini		prevederi
(coordonate)		particulele x și	impuls (mv) nu		pot fi

mai puțin de h/2

x (mv) h/2 (- eroare, incertitudine) I.e. poziția și impulsul unei particule nu pot fi determinate în principiu în niciun moment cu acuratețe absolută.

Orbital atomic al norului de electroni (AO)

Acea. locația exactă a unei particule (electron) este înlocuită de conceptul de probabilitate statistică de a o găsi într-un anumit spațiu (în apropierea spațiului nuclear).

Mișcarea e- are caracter ondulatoriu și este descrisă

2 dv este densitatea probabilității de a găsi e- într-un anumit volum în apropierea spațiului nuclear. Acest spațiu se numește orbital atomic (AO).

În 1926, Schrödinger a propus o ecuație care descrie matematic starea lui e într-un atom. Rezolvarea

găsiți funcția de undă. Într-un caz simplu, depinde de 3 coordonate

Un electron poartă o sarcină negativă, orbitalul său reprezintă o anumită distribuție a sarcinii și se numește nor de electroni

NUMERE CUANTICE

Introdus pentru a caracteriza poziția unui electron într-un atom în conformitate cu ecuația Schrödinger

1. Numărul cuantic principal(n)

Determină energia unui electron - nivelul energetic

arată dimensiunea norului de electroni (orbitali)

ia valori de la 1 la

n (numărul nivelului energetic): 1 2 3 4 etc.

2. Numărul cuantic orbital(l):

determină - momentul unghiular orbital al electronului

arată forma orbitalului

ia valori - de la 0 la (n -1)

Grafic, AO este reprezentat de numărul cuantic orbital: 0 1 2 3 4

Subnivel energetic: s p d f g

E crește

l=0	s-subnivel s-AO
	p-subnivelul p-AO

Fiecare n corespunde unui anumit număr de valori l, adică. fiecare nivel de energie este împărțit în subniveluri. Numărul de subniveluri este egal cu numărul de nivel.

Primul nivel de energie → 1 subnivel → 1s Al doilea nivel de energie → 2 subniveluri → 2s2p Al treilea nivel de energie → 3 subniveluri → 3s 3p 3d

Nivelul 4 de energie → 4 subniveluri → 4s 4p 4d 4f etc.

3. Număr cuantic magnetic(ml)

definește – valoarea proiecției momentului unghiular orbital al electronului pe o axă selectată în mod arbitrar

arată - orientarea spațială a AO

ia valori – de la –l la +l

Orice valoare a lui l corespunde valorilor (2l +1) ale numărului cuantic magnetic, adică. (2l +1) locații posibile ale unui nor de electroni de un anumit tip în spațiu.

s - stare - un orbital (2 0+1=1) - m l = 0, deoarece l = 0

p - stare - trei orbitali (2 1+1=3)

m l : +1 0 -1, deoarece l=1

ml =+1

m l =0

m l = -1

Toți orbitalii aparținând aceluiași subnivel au aceeași energie și se numesc degenerați.

Concluzie: AO se caracterizează printr-un anumit set de n, l, m l , i.e. anumite dimensiuni, formă și orientare în spațiu.

4. Spin număr cuantic (m s )

"rotire" - "fus"

determină - momentul mecanic intrinsec al unui electron asociat cu rotația acestuia în jurul axei sale

ia valorile - (-1/2 h/2) sau (+1/2 h/2)

n=3

l = 1

ml = -1, 0, +1

m s = + 1/2

Principii și reguli

Configurații electronice ale atomilor

(sub formă de formule de configurare electronică)

Indicați numerele numărului nivelului de energie

Literele indică subnivelul energetic (s, p, d, f);

Exponentul de subnivel înseamnă număr

electroni la un anumit subnivel

19 K 1s2 2s2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

minim

Electronii dintr-un atom ocupă cea mai mică stare de energie corespunzătoare stării sale cele mai stabile.

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f

Creste E

Klechkovsky

Electronii sunt plasați secvențial în orbitali caracterizați printr-o creștere a sumei numerelor cuantice principale și orbitale (n + l) ; pentru aceleași valori ale acestei sume, orbitalul cu o valoare mai mică a numărului cuantic principal n este completat mai devreme

1s<2 s < 2 p = 3 s < 3 p = 4 s < 3 d = 4 p и т. д

transcriere

1 STRUCTURA ATOMULUI Cursul 1

2 Un atom este un microsistem complex stabil de particule elementare, constând dintr-un nucleu încărcat pozitiv și electroni care se mișcă în spațiul circumnuclear.

3 MODELE ALE ATOMULUI 1904 Thomson, Budincă de stafide Modelul atomului Joseph John Thomson

4 STUDII RUTHERFORD

5 MODELE ALE STRUCTURII ATOMULUI 1911 Rutherford, „Modelul planetar” al structurii atomului Ernest RUTHERFORD

6 MODELE ALE STRUCTURII ATOMULUI 1913 Bohr, Teoria cuantică Niels Bohr

7 MECANICA CANTUMĂ Teoria cuantică (M. Planck, 1900). Dualismul undelor corpusculare a electronului (L. de Broglie, 1914). Principiul incertitudinii (W. Heisenberg, 1925).

8 Nucleul unui atom este format din protoni și neutroni. Numărul de protoni din nucleu este egal cu numărul atomic al elementului și cu numărul de electroni din atom. Un atom este o particulă neutră din punct de vedere electric.

10 PROPRIETĂȚI PARTICULALOR ELEMENTARE Poziția particulei Sarcină Masă Proton (p) Nucleu +1 1,00728 Neutron (n) Nucleu 0 1,00867 Electron (e) Înveliș -1 0,00055

11 A \u003d Z + N O masă atomică relativă Z sarcină nucleară (numărul de protoni, numărul ordinal al elementului) N numărul de neutroni A E Z Cl (75,43%) Cl (24,57%) 35 75,57 A r \u003d \u003d 35,

12 ECUAȚIA LUI SCHROEDINGER Erwin Schrödinger 1926, ecuația pentru funcția de undă a mișcării electronului

13 NUMERE CANTICE Numerele cuantice sunt o consecință a rezolvării ecuației Schrödinger. Folosind numerele cuantice, puteți descrie structura electronică a oricărui atom, precum și să determinați poziția oricăruia dintre electroni din atom.

14 NUMERE CANTICE n - numărul cuantic principal - determină energia unui electron într-un atom; - ia valorile 1, 2, 3,..., ; - corespunde numărului perioadei. Setul de electroni dintr-un atom cu aceeași valoare n nivel de energie. Desemnați niveluri: K, L, M, N...

15 NUMERE CANTICE Numărul cuantic orbital (l) - determină energia electronului - determină forma geometrică a orbitalului - ia valori de la 0 la (n 1) Valoare l Notație l s p d f g h

16 Un set de electroni dintr-un atom cu aceeași valoare l subnivel de energie. pentru n = 1 l = 0 pentru n = 2 l = 0, 1 pentru n = 3 l = 0, 1, 2 Astfel, fiecare nivel, cu excepția primului, este împărțit în subniveluri.

18 În funcție de valoarea lui l, forma AO diferă. forma s-ao: forma p-ao: forma d-ao:

19 Numărul cuantic magnetic (ml) - caracterizează orientarea spațială a orbitalilor atomici - valori de la + l la 0 la l - indică numărul de AO pe subnivelul energetic - un subnivel poate conține (2l + 1) AO - toate AO dintr-un subnivel au aceeași energie

20 Valori l Valori ml Număr de AO 0 sp +1, 0, d +2, +1, 0, -1, f +3, +2, +1, 0, -1, -2, - 3 7

21 Orientarea orbitalilor atomici în spațiu

23 Numărul cuantic de spin (m s) caracterizează, condiționat, momentul intrinsec al mișcării electronului ia valorile: +1/2 și -1/2

24 PRINCIPII DE UMPLIRE A ORBITALOR ATOMICI CU ELECTRONI Principiul energiei minime Un electron dintr-un atom tinde în primul rând să ocupe nivelul energetic și subnivelul cu cea mai mică energie. Regulile lui Klechkovsky 1 regulă. Un electron dintr-un atom ocupă în primul rând subnivelul cu cea mai mică valoare (n + l). 2 regula. Când suma (n + l) a două subniveluri este egală, electronul ocupă subnivelul cu cea mai mică valoare a lui n.

25 REGULI LUI KLECHKOVSKY

26 PRINCIPII DE UMPLIRE CU ELECTRONI A ORBITALOR ATOMICI Principiul lui Pauli Într-un atom nu pot exista nici măcar doi electroni cu același set de patru numere cuantice. Consecință: pe un orbital atomic nu pot fi localizați mai mult de doi electroni cu spin antiparalel. Capacitate maximă: orbital atomic 2 electroni de subnivel 2(2 l + 1) electroni de nivel 2n 2 electroni

27 PRINCIPII DE UMPLIRE A ORBITALOR ATOMICI CU ELECTRONI Regula lui Hund, fiind egale, rotația totală a sistemului ar trebui să fie maximă. ms = +1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2 ms = +1/2 + 1/2-1/2 = 1/2 ms = +1/2-1/2 + 1/2 = 1/2

28 FORMULĂ ELECTRONICĂ Formula electronică completă reflectă ordinea în care orbitalii atomici, nivelurile și subnivelurile sunt umplute cu electroni. De exemplu: 32 Ge 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2. O formulă electronică scurtă vă permite să scurtați scrierea formulei electronice complete: 32Ge 4s 2 3d 10 4p 2. Formula electronică a electronii de valență se scrie numai pentru electronii care pot lua parte la formarea legăturilor chimice: 32Ge 4s 2 4p 2

29 FORMULA ELECTROGRAFICĂ arată dispunerea electronilor în orbitalii atomici: 4s 4p 32Ge Caracterizarea electronilor prin 4 numere cuantice: n = 4 m l = 0 l = 1 m s = +1/2

30 ELECTRONI DE VALENTA Familia de elemente s elemente p elemente d electroni de valenta ns ns np ns (n-1)d De exemplu: s-element Ba 6s 2 p-element As 4s 2 4p 3 d-element Nb 5s 2 4d 3

31 Fenomenul „eșecului” electronilor Un atom tinde să treacă într-o stare cu o configurație electronică stabilă. Subnivelurile pline complet sau pe jumătate cu electroni au stabilitate crescută: p 3 și p 6, d 5 și d 10, f 7 și f 14. Element Canonic Formulă reală Cr 4s 2 3d 4 4s 1 3d 5 Pd [Kr] 5s 2 4d 8 [Кr]5s 0 4d 10 Cu 4s 2 3d 9 4s 1 3d 10

32 DREPT PERIODIC

33 Dreptul periodic și Sistemul periodic D.I. Mendeleev Legea periodică a fost descoperită de D.I. Mendeleev în 1869. Formularea inițială Proprietățile elementelor, precum și substanțele simple și complexe formate de acestea, sunt într-o dependență periodică de masele atomice ale elementelor.

34 Legea periodică și sistemul periodic D.I. Mendeleev Realizări ale sistematicii lui DIMendeleev 1. Pentru prima dată, elementele sunt aranjate sub formă de perioade (serii) și grupuri. 2. Se propune redefinirea maselor atomice ale unor elemente (Cr, In, Pt, Au). 3. Este prezisă descoperirea de noi elemente și sunt descrise proprietățile acestora: Ekaaluminiu galiu, descoperit în 1875 Ekabor scandiu, descoperit în 1879 Ekasilicon germaniu, descoperit în 1886

35 Legea periodică și sistemul periodic D.I. Mendeleev Discrepanța dintre masele atomice ale unor elemente și ordinea lor în PS А(18 Ar) = 40 a.m.u. A(119 K) = 39 amu A (27 Co) \u003d 58.9 a.m.u. A(28Ni) = 58,7 a.m.u. Formularea modernă a legii proprietăților elementelor, precum și substanțele simple și complexe formate de acestea, sunt într-o dependență periodică de sarcina nucleelor ​​atomilor lor.

36 Sistem periodic periodic

37 Sistem periodic semilung

38 Drept periodic și Sistem periodic D.I. Perioada Mendeleev este o succesiune orizontală elemente chimice, ai căror atomi au un număr egal de niveluri de energie, umplute parțial sau complet cu electroni. Un grup este o secvență verticală de elemente care au același tip de structură electronică a atomilor, un număr egal de electroni exteriori, aceeași valență maximă și proprietăți chimice similare.

39 Modele de modificări ale razelor atomilor În grupuri (subgrupe principale), de sus în jos, razele atomilor cresc, deoarece numărul nivelurilor de energie umplute cu electroni crește. În perioada de la stânga la dreapta, razele atomilor scad: odată cu creșterea sarcinii nucleului, forțele de atracție ale electronilor cresc. Acest efect se numește „compresie”.

40 Modele de schimbare a razelor atomilor

41 Energia de ionizare Energia de ionizare este energia necesară pentru a separa e de un atom. Ion A + E \u003d A + + e Desemnat ca ion E Măsurat în kJ / mol sau în eV 1 eV \u003d 96,49 kJ / mol Energia de ionizare este cu atât mai mică, cu atât raza atomului este mai mare.

42 Energia de ionizare

43 Energia afinității electronilor este energia care este eliberată atunci când un electron este atașat la un atom neutru. Se notează cu E cf, kJ / mol sau eV Pentru a atașa e la atomii lui He, Be, N, Ne, este necesar să consumați energie. Atașarea unui electron la atomii F, O, C, Li, H este însoțită de eliberarea de energie.

44 Electronegativitatea Descrie capacitatea unui atom de a atrage un electron. Se calculează ca jumătate din suma energiei de ionizare și a energiei de afinitate electronică. \u003d ½ (E ion + E cf) Fluorul are cea mai mare valoare EO, iar metalele alcaline au cele mai scăzute valori.

45 Electronegativitatea

46 Valența stoichiometrică

47 Proprietăţile periodice ale compuşilor - proprietăţi acide bazice ale oxizilor şi hidroxizilor; - capacitatea de oxidare a substanţelor simple şi a compuşilor de acelaşi tip; - in acelasi tip de saruri in perioade scade stabilitatea termica si creste tendinta lor de hidroliza, iar invers se observa pe grupe.

Curs 1. Structura atomului. Drept periodic Lector: conf. cafenea OKHT Abramova Polina Vladimirovna e-mail: [email protected]„Atomii sunt nenumărați ca mărime și varietate, sunt purtați în Univers, rotind în cerc

STRUCTURA ATOMULUI Cursul 2, 3 Principalele descoperiri la cumpăna dintre secolele XIX și XX Spectre atomice (1859, Kirchhoff) Efect fotoelectric (1888, Stoletov) Raze catodice (1859, Perrin) Raze X (1895)

STRUCTURA ATOMULUI Descoperiri majore la începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea Spectre atomice (1859, Kirchhoff) Efect fotoelectric (1888, Stoletov) Raze catodice (1859, Perrin) Raze X (1895, V.K. Roentgen)

„Structura atomului” Cursul 2 Disciplina „Chimie anorganică generală” pentru studenți cu normă întreagă Lector: dr., Machekhina Ksenia Igorevna * Planul de curs 1. Fundamentele experimentale ale teoriei structurii atomului.

Chimie 1.2 Curs 2. Structura atomului. Drept periodic Lector: conf. cafenea dr. OKHT Abramova Polina Vladimirovna e-mail: [email protected]„Atomii sunt nenumărați ca mărime și varietate, sunt purtați în Univers,

Structura electronică a atomului Cursul 9 Atomul este o particulă neutră electric indivizibilă chimic Atomul este format dintr-un nucleu atomic și electroni Nucleul atomic este format din nucleoni, protoni și neutroni Simbolul particulei

PZ și PS D.I. Mendeleev în lumina teoriei mecanice cuantice a structurii atomului. Idei moderne despre natura legăturii chimice și structura moleculelor. . Modelul modern al structurii atomului.. Caracteristici

Curs 5 Structura electronică a atomului Concepte și legi de bază: atom, electron, nucleu, proton, neutron; sarcina nucleara; numerele cuantice de electroni dintr-un atom; nivelul și subnivelul de energie, învelișul de electroni,

Repetarea 1 lecție, analiza temei Tabelul periodic al lui D. I. Mendeleev Modele de modificări ale proprietăților chimice ale elementelor și compușilor acestora pe perioade și grupuri Caracteristici generale ale metalelor

3. DREPT PERIODIC. STRUCTURA ATOMULUI 3.1.Legea periodică și sistemul periodic de elemente D.I. Mendeleev 1. Citiți textul din manual (pag. 66-67). 2. Găsește răspunsul corect și completează propozițiile.

ȘTIINȚA MATERIALELOR FIZICE 1 CURTEA 2 STRUCTURA GAZELOR, A CORPURILOR LICHIDE ȘI SOLIDE Structura atomilor. Modelul cuantic-mecanic al atomilor. Structura atomilor multielectroni Sistem periodic de elemente Quantum

Partea organizatorică Structura atomului Structura învelișurilor de electroni Principii de completare a AO Rezolvarea sarcinilor tipice A1 Programul și structura cursurilor Webinarii au loc o dată pe săptămână duminica la ora 14.00

Curs 9 (ore) STRUCTURA ATOMILOR. NUMERE CANTICE Ideea modernă a structurii atomilor elementelor chimice se reduce la următoarele prevederi: 1. Un atom este format dintr-un nucleu și electroni .. Nucleul este încărcat

Structura atomului și proprietățile chimice Tema 5 Structura atomului Nucleul și învelișul de electroni Nucleul protoni (p +) și neutroni (n ​​0) Numerele cuantice n principal (energie) l secundar (orbital) m magnetic

LEGEA PERIODICA (PZ) SI SISTEMUL PERIODIC (PS) AL ELEMENTELOR CHIMICE D.I. MENDELEEV PS-ul elementelor a fost propus de remarcabilul chimist rus D.I. Mendeleev în 1869 DREPT PERIODIC Proprietăţi

Structura atomului și proprietățile chimice Tema 5 1 Structura atomului Nucleul și învelișul de electroni Nucleul protonii (p +) și neutronii (n ​​0) 2 Etape ale creării unui model modern al structurii atomului „Catastrofa ultravioletă”

Structura atomului. Legea periodică. Pentru clasa a 8-a Adăugați text, faceți clic pe Inserare cuvinte lipsă. Întrebarea 1 Un element chimic este.... Un element chimic este un anumit tip de atom. intrebarea 2

Metodologia studierii temei Structura atomului și sistematizarea chimiei 1. Sensul temei. elemente. M. V. Zenkova Plan pentru studiul temei. 2. Sarcini: educaționale, educaționale, de dezvoltare. 3. Planificare.

STRUCTURA ATOMULUI Dezvoltarea ideilor despre structura atomului Multă vreme în știință a existat opinia că atomii sunt indivizibili. Se credea, de asemenea, că atomii sunt imutabili, adică. un atom al unui element nu se poate schimba

Structura atomului Plan de curs 1. Baza experimentală a teoriei 2. Numerele cuantice 3. Principiile de construcție și metodele de reprezentare a structurilor electronice 4. Structura atomului și sistemul periodic de elemente Experimental

OPTIUNEA 1 1. Pentru fiecare dintre urmatorii izotopi: 4 He 2 a) numarul total de protoni si neutroni; b) numărul de protoni; c) numărul de electroni., 3 H 1, 56 25 Mn, 209 83 Bi 2. Taliul se găsește în natură

Curs - Legea periodică și sistemul periodic al elementelor chimice în lumina teoriei structurii atomului. (compilator - Kaneva Lyubov Ivanovna) 1 martie 1869 Formularea legii periodice de către D.I. Mendeleev.

Cursul 3 3. Structura învelișului de electroni a atomilor multielectroni. Deoarece nucleele atomilor care reacţionează rămân neschimbate în timpul reacţiilor chimice, proprietăţile fizice şi chimice ale atomilor depind, în primul rând, de

1. Elemente comune. structura atomilor. Carcase electronice. Orbitali Un element chimic este un tip specific de atom, notat printr-un nume și un simbol și caracterizat printr-un număr de serie și o relativă

Starea unui electron într-un atom, precum și a altor microparticule, este descrisă de principiile de bază ale mecanicii cuantice. Un electron, conform conceptelor mecanicii cuantice, este o particulă, deoarece are

CURTEA 3 Structura PS. 3.1. Structura atomilor și sistemul periodic al lui DIMendeleev. Tipuri de PS: 8 celule (perioadă scurtă), versiune semi-lungă, versiune lungă Perioada și grup: - principal (s, p) - secundar

Sarcini A2 în chimie 1. Într-un număr de elemente, razele atomilor scade, numărul de protoni din nucleele atomilor scade, numărul de straturi de electroni din atomi crește, cea mai mare stare de oxidare a atomilor U scade

Curs 10. Proprietăţile atomilor multielectroni. 10.1. Niveluri de energie. Calculele Hartree-Fock ale atomilor și analiza spectrelor atomice arată că energiile orbitale ε i depind nu numai de principalele

STRUCTURA ATOMULUI Dovezi experimentale ale structurii complexe a atomului Efect fotoelectric - emisia de electroni de către o substanță sub influența radiației electromagnetice G.HERZ, 1887 A.G.STOLETOV, 1888 Raze catodice

1. TEORIA PROTON-NEUTRONI A STRUCTURII NUCLEILOR. ISOTOPURI, ISOBARES. Un atom al oricărui element este format dintr-un nucleu cu sarcină pozitivă Z, în spațiul în jurul căruia se află electroni Z. Miez

1 Curs 4. Legea periodică și sistemul periodic al elementelor lui DI Mendeleev 4.1. Legea periodică a lui D.I. Mendeleev Descoperirea legii periodice și dezvoltarea sistemului periodic al elementelor chimice

LEGEA PERIODICA SI SISTEMUL PERIODIC DE ELEMENTE D.I. MENDELEEV Formularea legii periodice de către D.I. Mendeleev: se găsesc proprietățile substanțelor simple, precum și formele și proprietățile compușilor elementelor

Baza de chimie clasa a 8-a. Subiect simulator: Structura atomului. Compoziția nucleului unui atom. Izotopi. Sarcina 1 Lista generală de sarcini Cine a propus modelul planetar al structurii atomului? 1) Mendeleev 2) Rutherford 3) Lomonosov 4) Curie

Slide 1 Structura atomului Slide 2 Plan 1. Fundamentele experimentale ale teoriei 2. Descrierea undei corpusculare a electronului. Numere cuantice 3. Principii de construcție și metode de imagine a structurilor electronice 4.

Curs 6 DREPT PERIODIC Concepte și legi de bază: dreptul periodic; sistem periodic de elemente, perioadă, serie, grup, subgrup; analogi electronici completi și incompleti; superior, inferior și intermediar

Dreptul periodic Istoria creării sistemului periodic În istoria fiecărei descoperiri științifice se pot identifica două etape principale: 1) stabilirea unor tipare particulare; 2) însuși faptul descoperirii și recunoașterii

Structura atomului Legea periodică Afonina Lyubov Igorevna, Ph.D. chimic. Sci., conferențiar al Departamentului de Chimie, NSTU, Cercetător al ICTTM SB RAS secolele IV-III î.Hr. filozofii materialisti greci antici Leucip,

LECȚIA 1 Structura atomului. Legea periodică. Legătură chimică. Electronegativitatea. Gradul de oxidare. Valenţă. Abdulmyanov A.R. CALENDAR DE CLASURI DESPRE SITE DESPRE SITE VK GROUP https://vk.com/ssau_chem

UDC 373.167.1:54 LBC 24ya72 S 59 Referent: D. Yu. Dobrotin Cercetător principal, Laboratorul de Didactică a Chimiei, Institutul de Relații Internaționale al Academiei Ruse de Educație, Candidat la Științe Pedagogice S 59 Sokolova I. A. GIA 2013. Chimie. Colectarea sarcinilor.

Structura atomului și Legea periodică Conf. univ. Silvestova I.G. Dept. Chimie MGAVMiB Structura atomului. Legea periodică. Compoziția atomilor. Natura duală a electronului. numere cuantice. Configuratie electronica

Atomi multi-electroni 1 1 Principiul indistinguirii particulelor identice Principiul Pauli 3 Sistem periodic de elemente D I Mendeleev 1 Principiul indistingibilității particulelor identice În mecanica cuantică

STRUCTURA ATOMULUI Degtyareva M.O. INFORMAȚII ISTORICE LNIP cuvântul „atom” (greacă „indivizibil”) a apărut în scrierile filozofilor greci antici, filozofii au explicat că fragmentarea materiei nu poate avea loc

Tema 1. Doctrina atomo-moleculară și stoichiometria Opțiunea de control 1. Ce formulă exprimă legea echivalenților? 1) Ar M e = 2) m PV B = M RT 3) m m 1 2 M e1 = 4) m = n M M e2 2. În ce compus este echivalent

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSĂ UNIVERSITATEA DE STAT DE ARHITECTURĂ ȘI CONSTRUCȚII KAZAN DEPARTAMENTUL DE CHIMIE ȘI INGINERIA MEDIULUI ÎN CONSTRUCȚII STRUCTURA ATOMULUI INSTRUCȚIUNI METODOLOGICE

PRELEȚIA 4 Structura materiei Structura materiei este doctrina a ceea ce forțe determină compoziția și structura ei. În cazul chimiei, compoziția și structura sunt determinate la nivelul atomilor și moleculelor, iar forțele care acționează se datorează

Structura electronică a atomilor și sistemul periodic de elemente Atomii există! atomi pe un substrat Microscopie ionică rețea grafit Microscopie cu sondă de scanare Microscopie electronică cu transmisie Complexitate

PREGĂTIREA EFICIENTĂ PENTRU OGE CLASA 9 OGE 2017 I. A. Sokolova CHIMIE CULEGERE DE TERCĂRI MOSCOVA 2016 GARANTIE DE CALITATE A OGE!** PRIMIȚI OGE! LA CEL MAI MARE PUNTAJ OBȚINE CEL MAI MARE PUNTAJ LA OGE! * * UDC 373:54 BBK

Structura atomului 1. Nucleul atomic. Un atom este cea mai mică particulă de materie, neutră din punct de vedere electric, indivizibilă din punct de vedere chimic, constând dintr-un nucleu încărcat pozitiv și o înveliș de electroni încărcat negativ. Electronic

UDC 54,02 LBC 24,1 D36 D36 Deryabina N.E. Structura. Abordarea sistem-activitate a metodelor de predare. - M .: IPO „La porțile Nikitsky”, 2011, - 40 p.: ill. ISBN 978-5-91366-225-5

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE

Curs 13. Atom multi-electron. Sistemul periodic al D.I. Mendeleev 1 Atom cu mai mulți electroni Să considerăm un atom cu mai mulți electroni. Pentru a descrie interacțiunea într-un astfel de sistem, este necesar să folosiți al doilea

Structura tabelului periodic al lui D.I. Mendeleev. Formularea modernă a legii periodice La 1 martie 1869, Dmitri Ivanovici Mendeleev și-a propus propria versiune a clasificării elementelor, care a devenit prototipul

Structura atomului Modelul lui Thomson al atomului Joseph John Thomson, un om de știință remarcabil, director al celebrului Laborator Cavendish, laureat al Premiului Nobel, a descoperit electronul. 1903 a înaintat o ipoteză: electronul

Informații de bază despre structura atomului În urma reacțiilor chimice, atomii nu sunt distruși, ci doar rearanjați: din atomii substanțelor inițiale se formează noi combinații ale acelorași atomi, dar deja în compoziție

Lucrări de pregătire în chimie pentru elevii clasei a 11-a Autor profesor de chimie școala secundară MBOU 89 Kashkarova S.A. Subiect: „MODELE MODIFICĂRILOR PROPRIETĂȚILOR CHIMICE ALE ELEMENTELOR ȘI COMPUȘȚILOR LOR PE PERIOADE” REFERINȚĂ RAPIDĂ

Momentul magnetic al atomului. Atom într-un câmp magnetic. Momentul unghiular în mecanica cuantică Momentul unghiular total: proiecția momentului pe axa z: proiecțiile momentului pe axele x și y nu sunt definite. Momentul rezultat

INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT BUGETAR DE STAT REGIONAL DE ÎNVĂȚĂMÂNTUL SECUNDAR PROFESIONAL „COLEGIA DE TRANSPORT MOTOR SMOLENSKY numit după E. G. Trubitsyn” Ghid metodologic pentru auto-studiu

Atomi. Substanțe. Reacții INFORMAȚII DE BAZĂ DESPRE STRUCTURA ATOMULUI Conceptul de „atom” a venit la noi din antichitate, dar sensul inițial pe care grecii antici l-au dat acestui concept s-a schimbat complet. În traducere

numere cuantice. Compoziția nucleului atomic Curs 15-16 Postnikova Ekaterina Ivanovna, conferențiar al Departamentului de fizică experimentală Numere cuantice Ecuația Schrödinger este satisfăcută de funcțiile proprii r, care

STRUCTURA ATOMULUI 1. Informații de bază despre structura atomului Lumea particulelor elementare este diversă. Electronul ocupă un loc special în el. Odată cu descoperirea sa, începe epoca fizicii atomice. Studierea proprietăților electronilor

Momentul mecanic total al unui atom multi-electron. regulile sutei. principiul Pauli. Masa lui Mendeleev. Momentul unghiular în mecanica cuantică Momentul unghiular total: proiecția momentului pe axa z: proiecțiile momentului

Testul „Structura atomului. Caracteristicile unui element chimic pe baza poziției sale în sistemul periodic „1. Sarcina nucleului unui atom este egală cu numărul de 1) protoni 2) electroni din stratul exterior de electroni 3) neutroni

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE STAT Drumuri și drumuri din Moscova (MADI)

FUNDAMENTELE SPECTROSCOPIEI Vozianova A.V. 23.04.2016 Cursul 7 Învelișuri și straturi de electroni și umplerea lor 2 Straturi de electroni, învelișuri și umplerea lor Electroni cu o valoare dată

Cuprins 1. Chimie generală..................................8 1.1. Concepte chimice de bază ....8 Concepte de bază ................8 Legi de bază ..................10 Idei moderne despre atomul de structură.................12

CUPRINS 1. SUBSTANȚA 1.1. structura atomului. structura învelișurilor de electroni ale atomilor primelor 20 de elemente ale sistemului periodic al lui DI Mendeleev... 5 1.1.1. Structura atomului... 5 1.1.2. Numărul de masă... 6

MODEL MODERN AL STĂRII ELECTRONULUI ÎN ATOM Studiul radioactivității a început în 1896, francezul Becquerel a studiat compușii uraniului, în 1898 descoperirea poloniului și a radiului de către B și M. Curie. Cercetarea soților

SISTEME ATOMICE CU MULTI ELECTRONI Principiul indistinguirii particulelor identice. Mecanica clasică operează cu obiecte individualizate (particule). Chiar dacă proprietățile celor două particule sunt complet

MINISTERUL AGRICULTURII ȘI AL ALIMENTĂRII AL REPUBLICII BELARUS INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT „UNIVERSITATEA AGRARĂ DE STAT GRODNO” Departamentul de Chimie PRELERE DE CHIMIE GENERALĂ: STRUCTURA ELEMENTELOR ATOMICE

2. Legea periodică și sistemul periodic al elementelor D.I. Mendeleev Legea periodică în formularea lui D.I. Mendeleev: se găsesc proprietățile corpurilor simple, precum și formele și proprietățile compușilor elementelor

Tema - 1: Structura atomului. Sarcina nucleară, numărul de serie și masa unui atom.

Studentul trebuie:

Știi:

Formularea modernă a legii periodice și structura tabelului

A fi capabil să:

· Determinați elementele după proprietățile descrise, determinați elementul prin formula electronică.

· Stabiliți numărul perioadei și numărul grupului în care se află, precum și formulele și natura oxidului superior și hidroxidului corespunzător, după numărul ordinal al elementului.

Notați formula electronică a unui element dat și comparați-o cu elementele care îl înconjoară în perioadă și grup.

1.1. Numărul de serie al unui element chimic și valoarea sarcinii nucleului atomului său. izotopi

Clasificând elementele chimice, a folosit două dintre caracteristicile acestora: a) masa atomică relativă b) proprietățile substanțelor simple și ale compușilor elementelor.

Primul semn este cel conducător, al doilea se manifestă în legătură cu primul: proprietățile elementelor se modifică periodic odată cu creșterea masei atomice relative.

Dar la construirea sistemului periodic, aranjarea elementelor chimice în ordinea creșterii masei atomice relative, în unele locuri a încălcat această regulă: a schimbat cobaltul și nichelul, telurul și iodul. Mai târziu, același lucru a trebuit să se facă cu încă două perechi de elemente chimice: argon - potasiu și toriu - protactiniu. La urma urmei, potasiul activ al metalului alcalin nu poate fi inclus în familia gazelor inerte stabile chimic, care fie nu formează deloc compuși chimici (heliu, neon), fie intră cu dificultate în reacții.

nu a putut explica aceste excepții de la regula generală, precum și motivul periodicității modificării proprietăților elementelor chimice, dispuse în ordinea creșterii masei atomice relative.

În secolul XX. Oamenii de știință au descoperit că un atom este format dintr-un nucleu și electroni care se mișcă în jurul lui. Electronii care se deplasează în jurul nucleului formează învelișul de electroni a atomului. Atom - particulă electro-neutră, adică fără sarcină. Nucleul este încărcat pozitiv, iar sarcina sa este neutralizată de sarcina negativă totală a tuturor electronilor din atom. De exemplu, dacă nucleul unui atom are o sarcină de +4, atunci patru electroni se mișcă în jurul lui, fiecare având o sarcină egală cu -1.

Sa stabilit experimental că numerele de serie ale elementelor din sistemul periodic coincid cu valorile sarcinilor nucleelor ​​atomilor lor. Sarcina nucleului atomului de hidrogen este +1, heliu +2, litiu +3 etc. e. Sarcina pozitivă a atomului pentru fiecare element următor este cu una mai mare decât cea a celui precedent și mai există un electron în învelișul său de electroni.

Numărul ordinal (atomic) al unui element chimic este numeric egal cu sarcina atomului său.

Deoarece oamenii de știință au identificat semnificația fizică a numărului ordinal al elementului, legea periodică este formulată după cum urmează: proprietățile substanțelor simple, precum și compoziția și proprietățile compușilor elementelor chimice, sunt într-o dependență periodică de sarcina nucleului atomilor.

Cum se poate explica de ce crește valorile sarcinilor nucleelor ​​atomilor elementelor chimice din sistemul periodic, iar succesiunea corectă de creștere a masei atomice relative este încălcată în unele cazuri? Pentru a răspunde la această întrebare, aveți nevoie atrageți informații despre compoziția nucleelor ​​atomice, cunoscute de dvs. din cursul de fizică.

Nucleele atomice sunt încărcate pozitiv deoarece conțin protoni. Un proton este o particulă cu o sarcină de +1 și o masă relativă egală cu 1. Nucleul unui atom de hidrogen cu o masă atomică relativă egală cu 1 este un proton. Există doi protoni în nucleul de heliu, dar masa atomică relativă a heliului este de 4. Acest lucru se datorează faptului că nucleul atomului de heliu include nu numai protoni, ci și neutroni - particule neîncărcate cu o masă atomică relativă egală cu 1. Prin urmare, pentru a afla numărul de neutroni din atom, din masa atomică relativă este necesar să se scadă numărul de protoni (sarcina nucleului unui atom, număr de serie) Masa electronilor este neglijabilă, mică, nu se ia in calcul.

Atomii diferitelor elemente diferă prin numărul de protoni din nucleu. Un element este un tip de atom cu aceeași sarcină nucleară. Numărul de neutroni din nucleele atomilor aceluiași element poate fi diferit.

Varietățile de atomi ai unui element chimic care au un număr diferit de neutroni în nuclee se numesc izotopi. Este prezența izotopilor care explică permutările care la un moment dat. Știința modernă i-a dat dreptate. Deci, potasiul natural este format în principal din atomii izotopilor săi ușori, iar argonul este format din izotopi grei. Prin urmare, masa atomică relativă a potasiului este mai mică decât cea a argonului, deși numărul de serie (încărcarea) potasiului este mai mare.

Majoritatea elementelor chimice sunt amestecuri de izotopi. De exemplu, clorul natural contine izotopi cu mase atomice de 35 si 37. Masa atomica relativa de 35,5 a fost obtinuta prin calcul, tinand cont nu numai de masa izotopilor, ci si de continutul fiecaruia dintre ei in natura. Datorită faptului că elementele chimice au izotopi, iar valorile maselor atomice relative ale elementelor sunt valori mediate pe abundența izotopilor, acestea sunt numere fracționale, nu întregi.

Când doresc să sublinieze despre ce izotop anume vorbesc, ei scriu valoarea masei atomice relative a unui atom al acestui izotop lângă semnul chimic din stânga sus și sarcina nucleară din stânga jos, de exemplu 37Cl17.

1.2. Starea electronilor într-un atom

Starea unui electron într-un atom este înțeleasă ca un set de informații despre energie electron specific şi desprerătăcire,în care se află. Știm deja că un electron dintr-un atom nu are o traiectorie de mișcare, adică putem vorbi doar despre probabilități găsindu-l în spaţiul din jurul nucleului. Poate fi situat în orice parte a acestui spațiu care înconjoară nucleul, iar totalitatea diferitelor sale poziții este considerată ca fiind nor de electroni cu o anumită densitate de sarcină negativă.

W. Heisenberg a introdus conceptul de principiul incertitudinii adică a arătat că este imposibil să se determine simultan și exact energia și locația unui electron. Cu cât energia unui electron este determinată mai precis, cu atât poziția sa va fi mai incertă și invers, după ce s-a determinat poziția, este imposibil să se determine energia electronului. Regiunea cu probabilitate de detectare a electronilor nu are granițe clare. Cu toate acestea, este posibil să selectați un spațiu în care probabilitatea de a găsi un electron va fi maximă.

Spațiul din jurul nucleului atomic, în care electronul este cel mai probabil să se găsească, se numește orbital.

Numărul de niveluri de energie (straturi electronice) înatomul este egal cu numărul perioadei din sistem,căruia îi aparţine un element chimic: atomelementele mov ale primei perioade- o singură energienivel, a doua perioadă- doi, a șaptea perioadă - șapte.

Cel mai mare număr de electroni din nivelul de energie este determinat de formulă

N = 2 n 2 ,

Unde N - numărul maxim de electroni; P - număr de nivel sau număr cuantic principal. Prin urmare, pe primul, la naibanivelul energetic cel mai apropiat de nucleu poate finu mai mult de doi electroni;

pe a doua- nu mai mult de 8;

pe a treia- nu mai mult de 18;

pe a patra- nu mai mult de 32.

Și cum sunt, la rândul lor, aranjate nivelurile de energie (straturile electronice)?

Începând de la al doilea nivel de energie (P= 2), fiecare dintre niveluri este subdivizat în subniveluri (substraturi), care diferă oarecum unele de altele în energia de legare cu nucleul.

Numărul de subniveluri este egal cu valoarea numărului cuantic principal: primul nivel de energie are un subnivel; al doilea - doi; a treia - trei; al patrulea - patru subniveluri. Subnivelurile, la rândul lor, sunt formate din orbitali.

Fiecare valoare P corespunde numărului de orbitali egal cu p2. Conform datelor prezentate în Tabelul 1, este posibilă urmărirea relației dintre numărul cuantic principal P cu numărul de subniveluri, tipul și numărul de orbitali și numărul maxim de electroni pe subnivel și nivel.

s-Subnivel- primul subnivel al fiecărui nivel energetic cel mai apropiat de nucleul atomic este format dintr-un s-orbital;

p-nivel- al doilea subnivel al fiecăruia, cu excepția primului, nivelul energetic, este format din orbitali trei-p;

d-subnivel- al treilea subnivel al fiecăruia, începând cu al treilea nivel energetic, este format din cinci d-orbitali;

f-subnivel fiecare, începând cu al patrulea, nivelul energetic, este format din șapte - orbitali.

Figura prezintă o diagramă care reflectă numărul, forma și poziția în spațiu a orbitalilor de electroni ai primelor patru straturi de electroni ale unui singur atom.

1.3. Configurații electronice în atomii chimici elemente

Fizicianul elveţian W. Pauli în 1925 a stabilit că într-un atom pe o orbită nu poate exista mai mult dedoi electroni având opus (antiparalel) înapoi(tradus din engleză „spindle”), adică având astfel de proprietăți care pot fi imaginate condiționat ca rotația unui electron în jurul axei sale imaginare: în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic. Acest principiu se numește principiul Pauli.

Dacă există un electron într-un orbital, atunci se numește nepereche, dacă doi, atunci electroni perechi, adică electroni cu spini opuși.

S-orbital, după cum știți deja, este sferic. Electronul unui atom de hidrogen ( P= 1) este situat pe acest orbital și este nepereche. Prin urmare ea Formula electronica, sau elekconfigurația tronului, se va scrie astfel: 1s1. În formulele electronice, numărul nivelului de energie este indicat prin numărul din fața literei (1 ...), subnivelul (tipul orbital) este indicat prin litera latină, iar numărul care este scris în dreapta sus a litera (ca exponent) arată numărul de electroni din subnivel.

Al doilea nivel de energie (n = 2) are patru orbiti: unul s și trei p. Electronii orbitalului s de al doilea nivel (orbitalii 2p) au o energie mai mare, deoarece se află la o distanță mai mare de nucleu decât electronii orbitalului ls (n = 2)

În general, pentru fiecare valoare P există un orbital s, dar cu o cantitate corespunzătoare de energie electronică pe el și, prin urmare, cu un diametru corespunzător, care crește pe măsură ce valoarea crește P.

p-Orbital are forma unei gantere sau volumul opt. Toți cei trei orbitali p sunt localizați în atom reciproc perpendicular de-a lungul coordonatelor spațiale trasate prin nucleul atomului. Trebuie subliniat încă o dată că fiecare nivel de energie (strat electronic), pornind de la n = 2, are trei orbitali p. Cu valoare crescândă P electronii sunt ocupati. orbitali p situati la distante mari de nucleu si indreptati de-a lungul axelor x, y, g.

Elementele perioadei a doua (P= 2) mai întâi se umple un orbital s, apoi trei orbitali p.

Pentru elementele perioadei a treia, orbitalii 3s și, respectiv, 3p sunt umpluți. Cinci d-orbitali ai celui de-al treilea nivel rămân liberi:

Pentru elementele de perioade mari (a patra și a cincea), primii doi electroni ocupă orbitali respectiv 4s - și 5s -.

Pornind de la al treilea element al fiecărei perioade mari, următorii zece electroni vor merge la orbitalii anteriori 3d - și respectiv 4d -.

Pentru elemente de perioade mari - a șasea și a șaptea incompletă - nivelurile și subnivelurile electronice sunt umplute cu electroni, de regulă, după cum urmează: primii doi electroni vor merge la subnivelul s exterior, următorul electron (pentru La și Ac ) la subnivelul d anterior. Apoi următorii 14 electroni vor merge la al treilea nivel de energie din exterior încolo 4 f - și, respectiv, orbitalii 5f pentru lantanide și actinide:

Apoi, al doilea nivel de energie exterior (subnivelul d) va începe să se acumuleze din nou: pentru elementele subgrupurilor secundare: 73Ta 2, 8, 18, 32, 11, 2; 104Rf 2, 8, 18, 32, 32, 10, 2, - și, în sfârșit, numai după ce subnivelul d este complet umplut cu zece electroni, subnivelul exterior p va fi umplut din nou:

86Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8.

Foarte des, structura învelișurilor de electroni ale atomilor este descrisă folosind energie sau celule cuantice - ei notează așa-numitele formule electronice grafice. Pentru această înregistrare se folosește următoarea notație: fiecare celulă cuantică este notată cu o celulă care corespunde unui orbital; fiecare electron este indicat printr-o săgeată corespunzătoare direcției spinului. Când scrieți o formulă electronică grafică, trebuie reținute două reguli: principiul Pauli , conform căreia o celulă (orbital) nu poate avea mai mult de doi electroni, dar cu spin antiparalel și F. regula lui Hund , conform căreia electronii ocupă celule libere (orbitali), sunt localizați mai întâi în ele unul câte unul și au aceeași valoare de spin și abia apoi se perechează, dar spinii vor fi direcționați invers conform principiului Pauli.

1.4. Structura învelișului electronic al atomilor

În timpul reacțiilor chimice, nucleele atomilor nu se modifică. Această concluzie poate fi trasă din faptul că știți că produsele de reacție constau din atomi din aceleași elemente chimice ca și materiile prime. Dar ce se întâmplă cu atomii în timpul reacțiilor chimice? Există o legătură între structura atomului și manifestarea anumitor proprietăți fizice și chimice? Pentru a răspunde la întrebări, trebuie mai întâi să luăm în considerare structura învelișului de electroni a atomilor diferitelor elemente chimice.

Numărul de electroni dintr-un atom este egal cu sarcina nucleului său. Electronii sunt localizați la distanțe diferite de nucleul unui atom, grupați în straturi electronice. Cu cât electronii sunt mai aproape de nucleu, cu atât mai puternic sunt legați de nucleu.

Nucleul unui atom de hidrogen are o sarcină de +1. Un atom are un singur electron și, desigur, un strat de electroni.

Lângă hidrogen este heliu. Nu formează compuși cu alte elemente, ceea ce înseamnă că nu prezintă valență. Nucleul unui atom de heliu are o sarcină de +2 și doi electroni se mișcă în jurul lui, formând un strat de electroni. Atomii de heliu nu formează compuși cu atomii altor elemente chimice, iar acest lucru indică marea stabilitate a învelișului său de electroni. Învelișurile de electroni ale heliului și ale altor atomi de gaz rari sunt numite efectuat.

Următorul element este litiul. Există trei electroni într-un atom de litiu. Două dintre ele sunt situate pe primul strat de electroni cel mai apropiat de nucleu, iar al treilea formează al doilea stratul exterior de electroni. Un al doilea strat de electroni a apărut în atomul de litiu. Electronul situat pe acesta este mai îndepărtat de nucleu și este mai slab legat de nucleu decât ceilalți doi.

Găsiți simbolul chimic pentru litiu pe tabelul periodic. De la litiu la neon, sarcina nucleelor ​​atomice crește în mod natural. Al doilea strat de electroni este umplut treptat cu electroni, iar odată cu creșterea numărului de electroni pe el, proprietățile metalice ale elementelor slăbesc treptat și sunt înlocuite cu altele nemetalice în creștere.

Fluorul este cel mai activ nemetal, sarcina nucleului său este de +9, în atomul său există două straturi de electroni care conțin 2 și 7 electroni. Fluorul este urmat de neon.

Proprietățile elementelor fluor și neon diferă puternic. Neonul este inert și, ca și heliul, nu formează compuși. Deci al doilea strat de electroni, care conține opt electroni este completă: electronii au format un sistem stabil, dând atomului inerție.

Dacă este așa, atunci următorul element, ai cărui atomi ar trebui să difere de atomii de neon printr-un proton suplimentar în nucleu și unul electronic, va avea trei straturi de electroni. Atomul acestui element va avea astfel un al treilea strat exterior de electroni populat de un electron. Acest element va diferi puternic în proprietăți de neon, trebuie să fie un metal activ, precum litiul, și să prezinte o valență egală cu 1 în compuși.

Această descriere se potrivește elementului sodiu. Se deschide a treia perioadă. Sodiul este un metal alcalin, chiar mai activ decât litiul. Deci presupunerile noastre au fost corecte. Singurul electron al stratului de electroni exterior al atomului de sodiu este situat mai departe de nucleu decât electronul exterior al litiului și, prin urmare, este și mai slab legat de nucleu.

În seria elementelor de la sodiu la argon se manifestă din nou modelul notat mai sus: numărul de electroni care formează stratul exterior de electroni al atomilor crește, proprietățile metalice ale substanțelor simple slăbesc de la sodiu la aluminiu, proprietățile nemetalice cresc atunci când trecând de la siliciu la fosfor și sulf și sunt cele mai pronunțate la halogeni . La sfârșitul celei de-a treia perioade, există un element - argon, în atomul căruia se află un strat exterior complet de opt electroni. La trecerea de la clor la argon, proprietățile atomilor elementelor se schimbă dramatic, iar odată cu ele proprietățile substanțelor simple și ale compușilor acestui element. Se știe că argonul este un gaz inert. Nu intră în compuși cu alte substanțe.

Proprietățile se schimbă dramatic și la trecerea de la argon, ultimul element al perioadei a treia, la primul element al perioadei a patra, potasiul. Potasiul este un metal alcalin, foarte activ din punct de vedere chimic.

În acest fel, modificări cantitative în compoziția unui atom (numărul de protoni din nucleu și de electroni din stratul exterior de electroni) asociat cu calitatea (proprietăți ale substanțelor simple și ale compușilor formați dintr-un element chimic).

Sistematizăm cunoștințele.

1. În învelișul de electroni a unui atom, electronii sunt aranjați în straturi. Primul strat din nucleu este completat când există doi electroni pe el, al doilea strat completat conține opt electroni.

2. Numărul de straturi de electroni dintr-un atom se potrivește cu numărul perioadei în care se află elementul chimic

3. Învelișul de electroni a atomului fiecărui element următor din sistemul periodic repetă structura învelișului de electroni a elementului anterior, dar diferă de acesta cu un electron.

Ceea ce ați studiat este suficient pentru a trage concluzii despre relația dintre structura atomilor și proprietățile elementelor chimice, pentru a înțelege motivele schimbării periodice a proprietăților, asemănărilor și diferențelor acestora. Enunțați aceste concluzii.

1. Proprietățile elementelor chimice, dispuse în ordinea crescătoare a sarcinilor nucleelor ​​atomilor, se modifică periodic deoarece se repetă periodic o structură similară a stratului electronic exterior de atomi.

2. O schimbare lină a proprietăților elementelor într-o perioadă se datorează creșterii treptate a numărului de electroni din stratul exterior al atomilor.

3. Completarea stratului de electroni exterior al unui atom duce la un salt brusc al proprietăților la trecerea de la un halogen la un gaz inert; apariția unui nou strat exterior de electroni într-un atom este cauza unui salt brusc al proprietăților în timpul tranziției de la un gaz inert la un metal alcalin.

4. Proprietățile elementelor chimice aparținând aceleiași familii sunt similare deoarece stratul de electroni exterior al atomilor lor are același număr de electroni.

1.5. Posibilitățile de valență ale atomilor elementelor chimice

Structura nivelurilor exterioare de energie ale atomilor elementelor chimice determină în principal proprietățile atomilor lor. Prin urmare, aceste niveluri sunt numite valenţă. Electronii acestor niveluri, și uneori ai nivelurilor pre-externe, pot lua parte la formarea legăturilor chimice. Acești electroni se mai numesc valenţă.

Valența unui atom al unui element chimic este determinată în primul rând de număr electroni nepereche implicate în formarea unei legături chimice .

Electronii de valență ai atomilor elementelor principalelor subgrupe sunt localizați pe s- și orbitalii p ai stratului exterior de electroni. În elementele subgrupurilor secundare, cu excepția lantanidelor și actinidelor, electronii de valență sunt localizați pe orbitalii s ai exteriorului și d-orbitalii straturilor pre-exterioare.

Pentru a evalua corect capacitățile de valență ale atomilor elementelor chimice, este necesar să se ia în considerare distribuția electronilor în ei pe niveluri și subniveluri de energie și să se determine numărul de electroni nepereche în conformitate cu principiul Pauli și cu regula lui Hund pentru cei neexcitați ( starea solului, sau staționară) a atomului și pentru cea excitată (atunci există una care a primit energie suplimentară, în urma căreia electronii stratului exterior sunt degradați și transferați la orbitalii liberi). Un atom în stare excitată este notat cu simbolul elementului corespunzător cu un asterisc.

https://pandia.ru/text/80/139/images/image003_118.gif" height="757"> De exemplu, Să luăm în considerare posibilitățile de valență ale atomilor de fosfor în stările staționare și excitate:

https://pandia.ru/text/80/139/images/image006_87.jpg" width="384" height="92 src=">

Energia cheltuită pentru excitarea atomilor de carbon este mai mult decât compensată de energia eliberată în timpul formării a două legături covalente suplimentare. Deci, pentru transferul atomilor de carbon din starea staționară 2s22p2 în starea excitată - 2s12p3, este necesar să se cheltuiască aproximativ 400 kJ/mol de energie. Dar în timpul formării unei legături C-H în ​​hidrocarburile saturate, se eliberează 360 kJ / mol. În consecință, la formarea a doi moli de legături C-H, vor fi eliberați 720 kJ, ceea ce depășește energia de transfer a atomilor de carbon într-o stare excitată cu 320 kJ/mol.

În concluzie, trebuie remarcat faptul că posibilitățile de valență ale atomilor elementelor chimice sunt departe de a fi epuizate de numărul de electroni nepereche în stările staționare și excitate ale atomilor. Dacă vă amintiți mecanismul donor-acceptor pentru formarea legăturilor covalente, atunci veți înțelege și celelalte două posibilități de valență ale atomilor elementelor chimice, care sunt determinate de prezența orbitalilor liberi și de prezența perechilor de electroni neîmpărțiți care pot da o legătură chimică covalentă conform mecanismului donor-acceptor. Reamintim formarea ionului de amoniu NH4 + (mai detaliat, vom lua în considerare realizarea acestor posibilități de valență de către atomii elementelor chimice atunci când studiem legăturile chimice.)

Să facem o concluzie generală.

Posibilitățile de valență ale atomilor elementelor chimice sunt determinate de: 1) numărul de electroni nepereche (orbitali cu un singur electron); 2) prezența orbitalilor liberi; 3) prezența perechilor de electroni singuratice.

Lectura: Structura învelișurilor de electroni ale atomilor elementelor primelor patru perioade: elementele s-, p- și d-

Structura atomului

Secolul XX este momentul inventării „modelului structurii atomului”. Pe baza structurii furnizate, a fost posibilă elaborarea următoarei ipoteze: în jurul unui nucleu suficient de mic ca volum și dimensiune, electronii fac mișcări similare mișcării planetelor în jurul Soarelui. Studiul ulterior al atomului a arătat că atomul în sine și structura lui sunt mult mai complexe decât s-a stabilit anterior. Și în prezent, cu oportunități enorme în domeniul științific, atomul nu este pe deplin explorat. Componentele precum atomul și moleculele sunt considerate obiecte ale microlumii. Prin urmare, o persoană nu este capabilă să ia în considerare aceste părți singură. În această lume, se stabilesc legi și reguli complet diferite, care diferă de macrocosmos. Pornind de aici, studiul atomului se realizează pe modelul său.

Fiecărui atom i se atribuie un număr de serie, fixat în Tabelul periodic Mendeleeva D.I. De exemplu, numărul de serie al atomului de fosfor (P) este 15.

Deci un atom este format din protoni (p + ) , neutroni (n 0 ) Și electroni (e - ). Protonii și neutronii formează nucleul unui atom, acesta are o sarcină pozitivă. Iar electronii care se deplasează în jurul nucleului „construiesc” învelișul de electroni a atomului, care are o sarcină negativă.

Câți electroni sunt într-un atom? Este ușor de știut. Este suficient să ne uităm la numărul ordinal al elementului din tabel.

Deci, numărul de electroni din fosfor este 15 . Numărul de electroni conținute în învelișul unui atom este strict egal cu numărul de protoni conținuti în nucleu. Deci protonii din nucleul atomului de fosfor 15 .

Masa protonilor și neutronilor care formează masa nucleului unui atom este aceeași. Iar electronii sunt de 2000 de ori mai mici. Aceasta înseamnă că întreaga masă a atomului este concentrată în nucleu, masa electronilor este neglijată. De asemenea, putem afla masa nucleului unui atom din tabel. Priviți imaginea fosforului din tabel. Mai jos vedem denumirea 30, 974 - aceasta este masa nucleului de fosfor, masa sa atomică. Când scriem, rotunjim această cifră. Pe baza celor de mai sus, scriem structura atomului de fosfor după cum urmează:

(în stânga jos au scris sarcina nucleului - 15, în stânga sus valoarea rotunjită a masei atomului - 31).

Nucleul unui atom de fosfor:

(în stânga jos scriem sarcina: protonii au sarcina egală cu +1, iar neutronii nu sunt încărcați, adică sarcina 0; în stânga sus, masa unui proton și a unui neutron, egală cu 1, este o unitate convențională de masă a unui atom;sarcina nucleului unui atom este egală cu numărul de protoni din nucleu, ceea ce înseamnă p = 15, iar numărul de neutroni trebuie calculat: scade sarcina din masa atomică, adică 31 - 15 = 16).

Învelișul de electroni a atomului de fosfor este 15 electroni încărcați negativ care echilibrează protonii încărcați pozitiv. Prin urmare, un atom este o particulă neutră din punct de vedere electric.

Niveluri de energie

Fig.1

În continuare, trebuie să analizăm în detaliu modul în care electronii sunt distribuiți într-un atom. Mișcarea lor nu este haotică, ci este supusă unei anumite ordine. Unii dintre electronii disponibili sunt atrași de nucleu cu o forță suficient de mare, în timp ce alții, dimpotrivă, sunt atrași slab. Cauza principală a acestui comportament al electronilor constă în grade diferite distanța electronilor față de nucleu. Adică, un electron mai aproape de nucleu va deveni mai puternic interconectat cu acesta. Acești electroni pur și simplu nu pot fi detașați de învelișul de electroni. Cu cât electronul este mai departe de nucleu, cu atât este mai ușor să-l „trageți” din înveliș. De asemenea, energia unui electron crește pe măsură ce se îndepărtează de nucleul unui atom. Energia electronului este determinată de numărul cuantic principal n, care este egal cu orice număr natural (1,2,3,4...). Electronii care au aceeași valoare a lui n formează un strat de electroni, ca și cum ar îngrădi alți electroni care se mișcă la distanță îndepărtată. Figura 1 prezintă straturile de electroni conținute în învelișul de electroni din centrul nucleului atomului.

Puteți observa cum crește volumul stratului pe măsură ce vă îndepărtați de miez. Prin urmare, cu cât stratul este mai departe de nucleu, cu atât conține mai mulți electroni.

Stratul de electroni conține electroni care sunt similari din punct de vedere al energiei. Din această cauză, astfel de straturi sunt adesea denumite niveluri de energie. Câte niveluri poate conține un atom? Numărul de niveluri de energie este egal cu numărul perioadei din tabelul periodic D.I. în care se află elementul. De exemplu, fosforul (P) se află în a treia perioadă, deci atomul de fosfor are trei niveluri de energie.

Orez. 2

Cum să aflați numărul maxim de electroni situati pe un strat de electroni? Pentru aceasta folosim formula Nmax = 2n 2 , unde n este numărul nivelului.

Obținem că primul nivel conține doar 2 electroni, al doilea - 8, al treilea - 18, al patrulea - 32.

Fiecare nivel de energie conține subniveluri. Scrisorile lor sunt: s-, p-, d-Și f-. Uită-te la fig. 2:

Nivelurile de energie sunt marcate cu culori diferite, iar subnivelurile cu dungi de diferite grosimi.

Subnivelul cel mai subțire este notat cu litera s. 1s este subnivelul s al primului nivel, 2s este subnivelul s al celui de-al doilea nivel și așa mai departe.

Subnivelul p a apărut la al doilea nivel de energie, subnivelul d a apărut la al treilea, iar subnivelul f a apărut la al patrulea.

Amintește-ți ce ai văzut: primul nivel de energie include un subnivel s, al doilea două subniveluri s și p, al treilea trei subniveluri s, p și d și al patrulea nivel patru subniveluri s, p, d și f .

Pe Doar 2 electroni pot fi în subnivelul s, maximum 6 electroni în subnivelul p, 10 electroni în subnivelul d și până la 14 electroni în subnivelul f.

Orbitali electronici

Zona (locul) în care poate fi localizat un electron se numește nor de electroni sau orbital. Rețineți că vorbim despre regiunea probabilă în care se află electronul, deoarece viteza de mișcare a acestuia este de sute de mii de ori mai mare decât viteza acului unei mașini de cusut. Grafic, această zonă este afișată ca o celulă:

O celulă poate conține doi electroni. Judecând după figura 2, putem concluziona că subnivelul s, care nu include mai mult de doi electroni, poate conține doar un orbital s, este notat cu o celulă; Substratul p are trei orbitali p (3 sloturi), substratul d are cinci orbitali d (5 sloturi), iar substratul f are șapte orbitali f (7 sloturi).

Forma orbitalului depinde de număr cuantic orbital (l - el) atom. Nivelul energiei atomice provine din s- un orbital care are l= 0. Orbitalul prezentat are formă sferică. La nivelurile de după s- se formează orbitali p- orbitali cu l = 1. P Orbitalii au forma unor gantere. Există doar trei orbitali cu această formă. Fiecare orbital posibil conține nu mai mult de 2 electroni. Urmează structuri mai complexe. d-orbitali ( l= 2), iar după ele f-orbitali ( l = 3).

Orez. 3 Forma orbitalilor

Electronii din orbitali sunt prezentați sub formă de săgeți. Dacă orbitalii conțin câte un electron fiecare, atunci ei sunt unidirecționali - săgeată în sus:

Dacă există doi electroni în orbital, atunci aceștia au două direcții: o săgeată în sus și o săgeată în jos, adică. electronii sunt în direcții opuse:

Această structură de electroni se numește valență.

Există trei condiții pentru umplerea orbitalilor atomici cu electroni:

1 conditie: Principiul cantității minime de energie. Umplerea orbitalilor incepe de la subnivelul care are energia minima. Conform acestui principiu, subnivelurile sunt completate în următoarea ordine: ocupați un loc într-un subnivel de un nivel superior, deși subnivelul unui nivel inferior nu este completat. De exemplu, configurația de valență a unui atom de fosfor arată astfel:

Orez. 4

2 condiție: principiul Pauli. Un orbital include 2 electroni (pereche de electroni) și nu mai mult. Dar conținutul unui singur electron este, de asemenea, posibil. Se numește nepereche.

3 condiție: regula lui Hund. Fiecare orbital al unui subnivel este mai întâi umplut cu un electron, apoi li se adaugă un al doilea electron. În viață, am văzut o situație similară când pasagerii necunoscuți din autobuz ocupă mai întâi toate locurile libere pe rând, apoi ocupă două locuri.

Configurația electronică a unui atom în starea fundamentală și excitată

Energia unui atom în starea sa fundamentală este cea mai scăzută. Dacă atomii încep să primească energie din exterior, de exemplu, atunci când o substanță este încălzită, atunci ei trec de la starea fundamentală la una excitată. Această tranziție este posibilă în prezența orbitalilor liberi către care se pot deplasa electronii. Dar aceasta este temporară, eliberând energie, atomul excitat revine la starea sa fundamentală.

Să ne consolidăm cunoștințele cu un exemplu. Luați în considerare configurația electronică, de ex. concentrația de electroni în orbitalii atomului de fosfor din pământ (stare neexcitată). Să ne întoarcem din nou la Fig. 4. Deci, amintiți-vă că atomul de fosfor are trei niveluri de energie, care sunt reprezentate de semiarce: +15)))

Să distribuim cei 15 electroni disponibili în aceste trei niveluri de energie:

Astfel de formule se numesc configurații electronice. Există și electronice - grafice, ele ilustrează plasarea electronilor în interiorul nivelurilor de energie. Configurația electronic-grafică a fosforului arată astfel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 (aici numerele mari sunt numerele nivelurilor de energie, literele sunt subnivelurile, iar cifrele mici sunt numărul de electroni din subnivel, dacă le adunăm, obțineți numărul 15).

În starea excitată a atomului de fosfor 1, electronul se deplasează de la orbitalul 3s la orbitalul 3d, iar configurația arată astfel: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 3d 1 .

DEFINIȚIE

Atom este cea mai mică particulă chimică.

Varietatea compușilor chimici se datorează combinației diferite de atomi de elemente chimice în molecule și substanțe nemoleculare. Capacitatea unui atom de a intra în compuși chimici, chimică și proprietăți fizice determinat de structura atomului. În acest sens, pentru chimie, este de o importanță capitală structura interna atom și, în primul rând, structura învelișului său de electroni.

Modele ale structurii atomului

La începutul secolului al XIX-lea, D. Dalton a reînviat teoria atomistă, bazându-se pe legile fundamentale ale chimiei cunoscute de atunci (constanța compoziției, rapoarte multiple și echivalente). Primele experimente au fost efectuate pentru a studia structura materiei. Totuși, în ciuda descoperirilor făcute (atomii aceluiași element au aceleași proprietăți, iar atomii altor elemente au proprietăți diferite, a fost introdus conceptul de masă atomică), atomul a fost considerat indivizibil.

După primirea dovezilor experimentale (sfârșit începutul XIX XX) complexitatea structurii atomului (efect fotoelectric, catodic și raze X, radioactivitate) s-a constatat că atomul este format din particule încărcate negativ și pozitiv care interacționează între ele.

Aceste descoperiri au dat impuls creării primelor modele ale structurii atomului. Unul dintre primele modele a fost propus J. Thomson(1904) (Fig. 1): atomul a fost prezentat ca o „mare de electricitate pozitivă” cu electroni care oscilează în el.

După experimente cu particule α, în 1911. Rutherford a propus așa-numitul model planetar structura atomului (Fig. 1), similară cu structura sistem solar. Conform modelului planetar, în centrul atomului există un nucleu foarte mic cu o sarcină Z e, a cărui dimensiune este de aproximativ 1.000.000 de ori mai mică decât dimensiunea atomului însuși. Nucleul conține aproape întreaga masă a atomului și are o sarcină pozitivă. Electronii se mișcă pe orbite în jurul nucleului, al căror număr este determinat de sarcina nucleului. Traiectoria exterioară a electronilor determină dimensiunile exterioare ale atomului. Diametrul unui atom este de 10 -8 cm, în timp ce diametrul nucleului este mult mai mic -10 -12 cm.

Orez. 1 Modele ale structurii atomului după Thomson și Rutherford

Experimentele privind studiul spectrelor atomice au arătat imperfecțiunea modelului planetar al structurii atomului, deoarece acest model contrazice structura de linii a spectrelor atomice. Bazat pe modelul Rutherford, teoria lui Einstein a cuantelor de lumină și teoria cuantică a radiației, Planck Niels Bohr (1913) formulate postulate, care contine teoria atomică(Fig. 2): un electron se poate roti în jurul nucleului nu în niciuna, ci doar în unele orbite specifice (staționare), mișcându-se de-a lungul unei astfel de orbite, nu emite energie electromagnetică, radiații (absorbția sau emisia unui cuantum electromagnetic). energie) are loc în timpul tranziției electronului (ca un salt) de la o orbită la alta.

Orez. 2. Modelul structurii atomului după N. Bohr

Materialul experimental acumulat care caracterizează structura atomului a arătat că proprietățile electronilor, precum și ale altor micro-obiecte, nu pot fi descrise pe baza conceptelor mecanicii clasice. Microparticulele respectă legile mecanicii cuantice, care au devenit baza creării modelul modern al structurii atomului.

Principalele teze ale mecanicii cuantice:

- energia este emisă și absorbită de corpuri în porțiuni separate - cuante, prin urmare, energia particulelor se modifică brusc;

- electronii și alte microparticule au o natură duală - prezintă proprietățile atât ale particulelor, cât și ale undelor (dualism particule-undă);

- mecanica cuantică neagă prezența anumitor orbite pentru microparticule (este imposibil să se determine poziția exactă a electronilor în mișcare, deoarece aceștia se mișcă în spațiu în apropierea nucleului, se poate determina doar probabilitatea de a găsi un electron în diverse părți spatii).

Spațiul din apropierea nucleului, în care probabilitatea de a găsi un electron este suficient de mare (90%), se numește orbital.

numere cuantice. principiul Pauli. Regulile lui Klechkovsky

Starea unui electron într-un atom poate fi descrisă folosind patru numere cuantice.

n este numărul cuantic principal. Caracterizează energia totală a unui electron dintr-un atom și numărul nivelului de energie. n ia valori întregi de la 1 la ∞. Electronul are cea mai mică energie la n=1; cu creşterea n - energie. Starea unui atom, atunci când electronii săi sunt la astfel de niveluri de energie încât energia lor totală este minimă, se numește stare fundamentală. Statele cu valori mai mari se numesc excitate. Nivelurile de energie sunt indicate cu cifre arabe în funcție de valoarea lui n. Electronii pot fi aranjați în șapte niveluri, prin urmare, în realitate, n există de la 1 la 7. Numărul cuantic principal determină dimensiunea norului de electroni și determină raza medie a electronului din atom.

l este numărul cuantic orbital. Caracterizează rezerva de energie a electronilor din subnivel și forma orbitalului (Tabelul 1). Acceptă valori întregi de la 0 la n-1. Eu depind de n. Dacă n=1, atunci l=0, ceea ce înseamnă că la nivelul 1 există un 1 subnivel.

pe mine este numărul cuantic magnetic. Caracterizează orientarea orbitalului în spațiu. Acceptă valori întregi de la –l la 0 la +l. Astfel, când l=1 (p-orbital), m e ia valorile -1, 0, 1, iar orientarea orbitalului poate fi diferită (Fig. 3).

Orez. 3. Una dintre orientările posibile în spațiul p-orbital

s este numărul cuantic de spin. Caracterizează rotația proprie a electronului în jurul axei. Ia valorile -1/2(↓) și +1/2 (). Doi electroni din același orbital au spin antiparalel.

Se determină starea electronilor din atomi principiul Pauli: un atom nu poate avea doi electroni cu același set de numere cuantice. Secvența de umplere a orbitalilor cu electroni este determinată de regulile lui Klechkovsky: orbitalii sunt umpluți cu electroni în ordinea crescătoare a sumei (n + l) pentru acești orbitali, dacă suma (n + l) este aceeași, atunci se umple mai întâi orbitalul cu valoarea inferioară a lui n.

Cu toate acestea, un atom conține de obicei nu unul, ci mai mulți electroni și, pentru a ține cont de interacțiunea lor între ele, se utilizează conceptul de încărcare efectivă a nucleului - un electron de la nivelul exterior este afectat de o sarcină care este mai mică decât sarcina nucleului, drept urmare electronii interiori îi ecranează pe cei exteriori.

Principalele caracteristici ale atomului: raza atomică(covalent, metalic, van der Waals, ionic), afinitate electronică, potențial de ionizare, moment magnetic.

Formule electronice ale atomilor

Toți electronii unui atom formează învelișul său de electroni. Este descrisă structura învelișului de electroni formula electronica, care arată distribuția electronilor pe niveluri și subniveluri de energie. Numărul de electroni dintr-un subnivel este indicat printr-un număr, care este scris în dreapta sus a literei care indică subnivelul. De exemplu, un atom de hidrogen are un electron, care este situat la subnivelul s al primului nivel de energie: 1s 1. Formula electronică a heliului care conține doi electroni se scrie după cum urmează: 1s 2.

Pentru elementele din a doua perioadă, electronii umplu al 2-lea nivel de energie, care nu poate conține mai mult de 8 electroni. În primul rând, electronii umplu subnivelul s, apoi subnivelul p. De exemplu:

5 B 1s 2 2s 2 2p 1

Relația structurii electronice a atomului cu poziția elementului în sistemul periodic

Formula electronică a unui element este determinată de poziția sa în Sistem periodic DI. Mendeleev. Deci, numărul perioadei corespunde elementelor celei de-a doua perioade, electronii umplu al 2-lea nivel de energie, care nu poate conține mai mult de 8 electroni. În primul rând, electronii umplu în elementele celei de-a doua perioade, electronii umplu al 2-lea nivel de energie, care nu poate conține mai mult de 8 electroni. În primul rând, electronii umplu subnivelul s, apoi subnivelul p. De exemplu:

5 B 1s 2 2s 2 2p 1

Pentru atomii unor elemente se observă fenomenul de „scurgere” a unui electron de la un nivel de energie extern la penultimul. Alunecarea electronilor are loc în atomi de cupru, crom, paladiu și alte elemente. De exemplu:

24 Cr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1

nivel de energie care nu poate conține mai mult de 8 electroni. În primul rând, electronii umplu subnivelul s, apoi subnivelul p. De exemplu:

5 B 1s 2 2s 2 2p 1

Numărul grupului pentru elementele subgrupurilor principale este egal cu numărul de electroni din nivelul de energie externă, astfel de electroni se numesc electroni de valență (ei participă la formarea unei legături chimice). Electronii de valență ai elementelor subgrupurilor laterale pot fi electroni ai nivelului energetic exterior și subnivelul d al penultimului nivel. Numărul grupului de elemente ale subgrupurilor laterale ale grupurilor III-VII, precum și pentru Fe, Ru, Os, corespunde numărului total de electroni din subnivelul s al nivelului de energie exterior și subnivelul d al penultimul nivel

Sarcini:

Desenați formulele electronice ale atomilor de fosfor, rubidiu și zirconiu. Enumerați electronii de valență.

Răspuns:

15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 Electroni de valență 3s 2 3p 3

37 Rb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 1 Electroni de valență 5s 1

40 Zr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 2 5s 2 Electroni de valență 4d 2 5s 2