uy » Bogolyubov » Asosiy holatda alyuminiy atomi o'z ichiga oladi. juftlanmagan elektron. eng kam energiya printsipi

Asosiy holatda alyuminiy atomi o'z ichiga oladi. juftlanmagan elektron. eng kam energiya printsipi

1-8, 12-16, 20, 21, 27-29 topshiriqlarning har biriga toʻgʻri javob uchun 1 ball beriladi.

Agar raqamlar ketma-ketligi to'g'ri ko'rsatilgan bo'lsa, 9-11, 17-19, 22-26 topshiriqlar to'g'ri bajarilgan hisoblanadi. 9–11, 17–19, 22–26-topshiriqlarda toʻliq toʻgʻri javob uchun 2 ball beriladi; agar bitta xatoga yo'l qo'yilgan bo'lsa - 1 ball; noto'g'ri javob (bittadan ortiq xato) yoki uning yo'qligi uchun - 0 ball.

Topshiriq bo'yicha nazariya:

1) F 2) S 3) I 4) Na 5) Mg

Ko'rsatilgan elementlardan qaysi biri tashqi elektron qatlami tugagunga qadar asosiy holatda bitta elektronga ega emasligini aniqlang.

Sakkiz elektronli qobiq inert gazning qobig'iga mos keladi. Ular joylashgan davrdagi moddalarning har biri uchun ular inert gazga, ftorga neonga, oltingugurtga argonga, yodga ksenonga, natriy va magniyga argonga to'g'ri keladi, ammo sanab o'tilgan elementlardan faqat ftor va yod etishmaydi. bir elektron sakkizga elektron qobiq, chunki ular ettinchi guruhda.

Vazifani bajarish uchun quyidagi kimyoviy elementlar qatoridan foydalaning. Vazifadagi javob uchta raqam ketma-ketligi bo'lib, uning ostida ushbu qatordagi kimyoviy elementlar ko'rsatilgan.

1) Be 2) H 3) N 4) K 5) C

Asosiy holatdagi ko'rsatilgan elementlardan qaysi birining atomlarida bir xil miqdordagi juftlashtirilmagan elektronlar borligini aniqlang.

4 Beriliy bo'lsin: 1s 2 2s 2

7 N Azot: 1s 2 2s 2 2p 3

Juftlanmagan elektronlar soni - 1

6 C Uglerod: 1s 2 2s 2 2p 2

1s2	2s 2	2p 3
↓	↓

Juftlanmagan elektronlar soni - 2

Demak, vodorod va kaliy uchun juftlashtirilmagan elektronlar soni bir xil ekanligi aniq.

Vazifani bajarish uchun quyidagi kimyoviy elementlar qatoridan foydalaning. Vazifadagi javob uchta raqam ketma-ketligi bo'lib, uning ostida ushbu qatordagi kimyoviy elementlar ko'rsatilgan.

1) Ge 2) Fe 3) Sn 4) Pb 5) Mn

Ketma-ket ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari s- va d-kichik darajalarda valentlik elektronlariga ega ekanligini aniqlang.

Ushbu vazifani hal qilish uchun elementlarning yuqori elektron darajasini bo'yash kerak:

32 Ge Germanium: 3d 10 4s 2 4p 2
26 Fe temir: 3d 6 4s 2
50 Sn Tin: 4d 10 5s 2 5p 2
82 Pb qo'rg'oshin: 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2
25 Mn marganets: 3d 5 4s 2

Temir va marganetsning s- va d-kichik darajalarida valentlik elektronlari mavjud.

Vazifani bajarish uchun quyidagi kimyoviy elementlar qatoridan foydalaning. Vazifadagi javob uchta raqam ketma-ketligi bo'lib, uning ostida ushbu qatordagi kimyoviy elementlar ko'rsatilgan.

1) Br 2) Si 3) Mg 4) C 5) Al

Qo'zg'algan holatda qatorda ko'rsatilgan elementlardan qaysi biri ns 1 np 3 tashqi energiya darajasining elektron formulasiga ega bo'lgan atomlarini aniqlang.

Qo'zg'atmagan holat uchun elektron formula ns 1 np 3 ifodalaydi ns 2 np 2, bu bizga kerak bo'lgan ushbu konfiguratsiyaning elementlari. Keling, elementlarning yuqori elektron darajasini yozamiz (yoki oddiygina to'rtinchi guruh elementlarini topamiz):

35 Br Brom: 3d 10 4s 2 4p 5
14Si silikon: 3s 2 3p 2
12 mg magniy: 3s 2
6 C Uglerod: 1s 2 2s 2 2p 2
13 Al alyuminiy: 3s 2 3p 1

Kremniy va uglerod uchun yuqori energiya darajasi kerakli darajaga to'g'ri keladi

Vazifani bajarish uchun quyidagi kimyoviy elementlar qatoridan foydalaning. Vazifadagi javob uchta raqam ketma-ketligi bo'lib, uning ostida ushbu qatordagi kimyoviy elementlar ko'rsatilgan.

1) Si 2) F 3) Al 4) S 5) Li

Ketma-ket ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari tashqi energiya darajasida to'rtta elektronga ega ekanligini aniqlang.

Javob: 35

Tushuntirish:

Asosiy kichik guruhlar elementlarining tashqi energiya darajasidagi (elektron qatlam) elektronlar soni guruh raqamiga teng.
Shunday qilib, taqdim etilgan javoblardan kremniy va uglerod mos keladi, chunki. ular jadvalning to'rtinchi guruhining asosiy kichik guruhida D.I. Mendeleev (IVA guruhi), ya'ni. 3 va 5 javoblar to'g'ri.

Asosiy holatda qatorda ko'rsatilgan elementlardan qaysi birining atomlarini tashqi darajadagi juftlanmagan elektronlar soni 1 ga teng ekanligini aniqlang.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 24

Tushuntirish:

Bariy D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ikkinchi guruh va oltinchi davrining asosiy kichik guruhining elementidir, shuning uchun uning tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 6 ga teng bo'ladi. s 2. Tashqi tomondan 6 s s-orbitallar, bariy atomi qarama-qarshi spinli 2 juft elektronga ega (quyi darajani to'liq to'ldirish).

Alyuminiy uchinchi guruh va davriy tizimning uchinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi bo'lib, alyuminiy atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p 1:3 s pastki daraja (birdan iborat s-orbitallar) qarama-qarshi spinli 2 ta juft elektron mavjud (to'liq to'ldirish) va 3 ta p pastki daraja - bitta juftlashtirilmagan elektron. Shunday qilib, asosiy holatdagi alyuminiyda tashqi energiya darajasidagi juftlashtirilmagan elektronlar soni 1 ga teng.

Azot - davriy tizimning beshinchi guruh va ikkinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi, azot atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 2 2p 3 : 2 ga s- pastki sathda qarama-qarshi spinli 2 juft elektron va 2 ta elektron mavjud p p-orbitallar ( p x, py, pz) har bir orbitalda joylashgan uchta juftlashtirilmagan elektrondir. Shunday qilib, asosiy holatdagi alyuminiyda tashqi energiya darajasidagi juftlashtirilmagan elektronlar soni 1 ga teng.

Xlor - yettinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi va davriy tizimning uchinchi davri, xlor atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p5: 3 tomonidan s- pastki sathda qarama-qarshi spinli 2 juft elektron va 3 ta elektron mavjud p pastki darajali, uchtadan iborat p-orbitallar ( p x, py, pz) - 5 elektron: orbitallarda 2 juft juft elektron p x, py va bitta juftlashtirilmagan - orbitallarda pz. Shunday qilib, asosiy holatdagi xlorda tashqi energiya darajasidagi juftlanmagan elektronlar soni 1 ga teng.

Kaltsiy D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ikkinchi guruh va toʻrtinchi davrining asosiy kichik guruhining elementidir. Uning tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi bariy atomining elektron konfiguratsiyasiga o'xshaydi. Tashqi tomondan 4 s birdan iborat pastki daraja s-orbitallar, kaltsiy atomi qarama-qarshi spinli 2 juft elektronga ega (pastki darajani to'liq to'ldirish).

Ketma-ket ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlarida barcha valentlik elektronlari 4 da joylashganligini aniqlang. s- energiyaning pastki darajasi.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 25

Tushuntirish:

s 2 3p 5, ya'ni. xlorning valentlik elektronlari 3 da joylashgan s- va 3 p-pastki darajalar (3-davr).

Kaliy birinchi guruhning asosiy kichik guruhi va davriy tizimning to'rtinchi davri elementi bo'lib, kaliy atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 4 ga teng. s 1, ya'ni. kaliy atomining yagona valentlik elektroni 4 da joylashgan s-pastki daraja (4-davr).

Brom - ettinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi va davriy tizimning to'rtinchi davri, brom atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 4 ga teng. s 2 4p 5, ya'ni. brom atomining valentlik elektronlari 4 da joylashgan s- va 4 p-pastki darajalar (4-davr).

Ftor - ettinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi va davriy tizimning ikkinchi davri, ftor atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 2 2p5, ya'ni. ftor atomining valentlik elektronlari joylashgan 2s- Va 2p- pastki darajalar. Biroq, ftorning yuqori elektronegativligi tufayli, faqat bitta elektron joylashgan 2p- pastki darajali, kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etadi.

Kaltsiy D.I.Mendeleyev davriy sistemasining ikkinchi guruh va toʻrtinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi boʻlib, uning tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 4. s 2, ya'ni. valentlik elektronlari 4 da joylashgan s-pastki daraja (4-davr).

Seriyada ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlarida uchinchi energiya darajasida joylashgan valentlik elektronlari borligini aniqlang.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 15

Tushuntirish:

Xlor D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ettinchi guruh va uchinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi, xlorning tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p 5, ya'ni. xlorning valentlik elektronlari uchinchi energiya darajasida (3-davr) joylashgan.

s 2 2p 3, ya'ni. azotning valentlik elektronlari ikkinchi energiya darajasida (2-davr) joylashgan.

Uglerod - to'rtinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi va davriy tizimning ikkinchi davri, uglerod atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 2 2p 2, ya'ni. uglerod atomining valentlik elektronlari ikkinchi energiya darajasida (2-davr) joylashgan.

Berilliy - ikkinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi va davriy tizimning ikkinchi davri, berilliy atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 2, ya'ni. berilliy atomining valentlik elektronlari ikkinchi energiya darajasida (2-davr) joylashgan.

Fosfor D. I. Mendeleyev davriy sistemasining beshinchi guruh va uchinchi davrining asosiy kichik guruhi elementi bo‘lib, uning tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p 3, ya'ni. fosfor atomining valentlik elektronlari uchinchi energiya darajasida (3-davr) joylashgan.

Seriyada ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari borligini aniqlang d Elektron pastki darajalari mavjud emas.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 12

Tushuntirish:

Xlor D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ettinchi guruh va uchinchi davrining asosiy kichik guruhi elementi, xlor atomining elektron konfiguratsiyasi 1 ga teng. s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, ya'ni. d Xlor atomi uchun pastki daraja yo'q.

Ftor D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ettinchi guruh va ikkinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi, ftor atomining elektron konfiguratsiyasi 1 ga teng. s 2 2s 2 2p 5, ya'ni. d-ftor atomida pastki daraja ham mavjud emas.

Brom D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ettinchi guruh va toʻrtinchi davrining asosiy kichik guruhi elementi boʻlib, brom atomining elektron konfiguratsiyasi 1 ga teng. s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5, ya'ni. brom atomi to'liq to'ldirilgan 3 ga ega d-pastki daraja.

Mis - birinchi guruhning yon kichik guruhining elementi va davriy tizimning to'rtinchi davri, mis atomining elektron konfiguratsiyasi 1 ga teng. s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10, ya'ni. mis atomi to'liq to'ldirilgan 3d-pastki daraja.

Temir D. I. Mendeleyev davriy sistemasining sakkizinchi guruh va toʻrtinchi davri yon kichik guruhi elementi boʻlib, temir atomining elektron konfiguratsiyasi 1 ga teng. s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6, ya'ni. temir atomi to'ldirilmagan atomga ega 3d-pastki daraja.

Seriyada ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlariga tegishli ekanligini aniqlang s-elementlar.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 15

Tushuntirish:

Geliy D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ikkinchi guruh va birinchi davrining asosiy kichik guruhi elementi, geliy atomining elektron konfiguratsiyasi 1 ga teng. s 2, ya'ni. Geliy atomining valent elektronlari faqat ustida joylashgan 1s-pastki daraja, shuning uchun geliyga tegishli bo'lishi mumkin s-elementlar.

Fosfor D. I. Mendeleyev davriy sistemasining beshinchi guruh va uchinchi davrining asosiy kichik guruhi elementi bo‘lib, fosfor atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p 3, shuning uchun fosforga tegishli p-elementlar.

s 2 3p 1, shuning uchun alyuminiy tegishli p-elementlar.

Xlor D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ettinchi guruh va uchinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi, xlor atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi. 3s 2 3p 5, shuning uchun xlor ga tegishli p-elementlar.

Litiy D. I. Mendeleyev davriy sistemasining birinchi guruh va ikkinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi, litiy atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 1, shuning uchun litiy tegishli s-elementlar.

Qo'zg'algan holatda qatorda ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari tashqi energiya darajasining elektron konfiguratsiyasiga ega ekanligini aniqlang. ns 1 np 2.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 12

Tushuntirish:

Bor — D. I. Mendeleyev davriy sistemasining uchinchi guruh asosiy kichik guruhi va ikkinchi davri elementi, asosiy holatdagi bor atomining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 2 2p 1 . Bor atomi qo'zg'aluvchan holatga o'tganda, elektron konfiguratsiya 2 ga aylanadi s 1 2p 2 elektronning 2 dan sakrashi tufayli s- 2 da p- orbital.

Alyuminiy uchinchi guruhning asosiy kichik guruhining elementi va davriy jadvalning uchinchi davri, alyuminiy atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p bitta. Alyuminiy atomi qo'zg'aluvchan holatga o'tganda, elektron konfiguratsiya 3 ga aylanadi s 1 3 p 2 elektronning 3 dan sakrashi tufayli s- 3 uchun p- orbital.

Ftor D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ettinchi guruh va ikkinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi, ftor atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p besh. Bunday holda, hayajonlangan holatda tashqi elektron darajadagi n ning elektron konfiguratsiyasini olish mumkin emas s 1n p 2 .

Temir D. I. Mendeleyev davriy sistemasining sakkizinchi guruh va toʻrtinchi davri yon kichik guruhi elementi boʻlib, temir atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 4 ga teng. s 2 3d 6. Bunday holda, hayajonlangan holatda, tashqi elektron darajadagi n ning elektron konfiguratsiyasini olish ham mumkin emas. s 1n p 2 .

Azot davriy tizimning beshinchi guruh va ikkinchi davrining asosiy kichik guruhining elementi bo'lib, azot atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 2 2p 3 . Bunday holda, hayajonlangan holatda, tashqi elektron darajadagi n ning elektron konfiguratsiyasini olish ham mumkin emas. s 1n p 2 .

Seriyada ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari uchun qo'zg'aluvchan holatga o'tish mumkinligini aniqlang.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 23

Tushuntirish:

Rubidiy va seziy - D. I. Mendeleyev davriy sistemasining birinchi guruhining asosiy kichik guruhining elementlari, ishqoriy metallar bo'lib, ularning atomlari tashqi energiya darajasida bitta elektronga ega. Shu darajada s-bu elementlarning atomlari uchun orbital tashqi bo'lib, undan elektron sakrab chiqishi mumkin emas s- ustida p-orbital, shuning uchun atomning qo'zg'aluvchan holatga o'tishi xarakterli emas.

Azot atomi hayajonlangan holatga o'ta olmaydi, chunki u to'ldirilgan 2-energiya darajasiga ega va bu energiya darajasida erkin orbitallar mavjud emas.

Alyuminiy kimyoviy elementlarning davriy jadvalining uchinchi guruhining asosiy kichik guruhining elementi bo'lib, alyuminiy atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 3 ga teng. s 2 3p bitta. Alyuminiy atomi qo'zg'aluvchan holatga o'tganda, elektron 3 dan sakrab chiqadi s- 3 uchun p- orbital va alyuminiy atomining elektron konfiguratsiyasi 3 ga aylanadi s 1 3 p 2 .

Uglerod davriy tizimning to'rtinchi guruhining asosiy kichik guruhining elementi bo'lib, uglerod atomining tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi 2 ga teng. s 2 2p2. Uglerod atomi qo'zg'aluvchan holatga o'tganda, elektron 2 dan sakrab chiqadi s- 2 da p- orbital va uglerod atomining elektron konfiguratsiyasi 2s 1 2p 3 ga aylanadi.

Seriyada ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari tashqi elektron qatlamning elektron konfiguratsiyasiga mos kelishini aniqlang. ns 2 np 3 .

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 23

Tushuntirish:

Tashqi elektron qatlamning elektron konfiguratsiyasi ns 2 np 3 to'ldirilishi kerak bo'lgan element ekanligini aytadi p pastki daraja, ya'ni. bu p-elementlar. Hamma narsa p-elementlar soni elektronlar yig'indisiga teng bo'lgan guruhdagi har bir davrning oxirgi 6 ta katagida joylashgan. s Va p tashqi qatlamning pastki darajalari, ya'ni. 2 + 3 \u003d 5. Shunday qilib, kerakli elementlar azot va fosfordir.

Seriyada ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari tashqi energiya darajasining o'xshash konfiguratsiyasiga ega ekanligini aniqlang.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 34
Ushbu elementlar orasida brom va ftor o'xshash elektron konfiguratsiyaga ega. Tashqi qatlamning elektron konfiguratsiyasi shaklga ega ns 2 np 5

Seriyada ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari to'liq bajarilgan ikkinchi elektron darajaga ega ekanligini aniqlang.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 13

Tushuntirish:

To'ldirilgan 2-elektron sathida asil gaz neon, shuningdek, undan keyin davriy jadvalda joylashgan har qanday kimyoviy element mavjud.

Ketma-ketda ko'rsatilgan elementlardan qaysi biri tashqi energiya darajasini to'ldirish uchun 2 ta elektronga ega emasligini aniqlang.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 34

Tashqi elektron daraja tugashidan oldin 2 ta elektron etishmayapti p-oltinchi guruh elementlari. Hammasini eslang p-elementlar har bir davrning oxirgi 6 ta katagida joylashgan.

Qo'zg'algan holatda qatorda ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari tashqi energiya darajasining elektron formulasiga ega ekanligini aniqlang n s 1n p 3 .

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 24

Tushuntirish:

s 1n p 3 tashqi energiya sathida (elektron qatlam) 4 ta elektron (1+3) borligini bildiradi. Bu elementlar orasida faqat kremniy va uglerod atomlari tashqi sathda 4 ta elektronga ega.

Tuproq holatidagi ushbu elementlarning tashqi energiya darajasining elektron konfiguratsiyasi n shaklga ega s 2n p 2 va hayajonlangan n da s 1n p 3 (uglerod va kremniy atomlari qo'zg'alganda, s-orbital elektronlar buziladi va bitta elektron erkin atomga kiradi. p-orbital).

Asosiy holatda qatorda ko'rsatilgan elementlarning qaysi atomlari tashqi energiya darajasi n elektron formulasiga ega ekanligini aniqlang. s 2n p 4 .

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 25

Tushuntirish:

Tashqi energiya darajasining formulasi n s 2n p 4 tashqi energiya darajasida (elektron qatlam) 6 ta elektron (2+4) borligini aytadi. Asosiy kichik guruhlarning elementlari uchun tashqi elektron darajadagi elektronlar soni har doim guruh raqamiga teng. Shunday qilib, elektron konfiguratsiya n s 2n p Bu elementlardan 4 tasi selen va oltingugurt atomlariga ega, chunki bu elementlar VIA guruhida joylashgan.

Asosiy holatdagi qatorda ko'rsatilgan elementlardan qaysi birining atomlarida faqat bitta juftlashtirilmagan elektron borligini aniqlang.

Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Javob: 25

Elementlarning qaysi birining atomlari tashqi elektron darajali n konfiguratsiyasiga ega ekanligini aniqlang s 2n p 3 .

Javob: 45

Asosiy holatda ketma-ket ko'rsatilgan elementlardan qaysi birining atomlarini juftlashtirilmagan elektronlar yo'qligini aniqlang.
Javoblar maydoniga tanlangan elementlarning raqamlarini yozing.

Juftlangan elektronlar

Agar orbitalda bitta elektron bo'lsa, u deyiladi juftlashtirilmagan, va agar ikkita bo'lsa, u holda juftlashgan elektronlar.

To'rt kvant soni n, l, m, m s atomdagi elektronning energiya holatini to'liq tavsiflaydi.

Turli elementlarning ko'p elektronli atomlarining elektron qobig'ining tuzilishini hisobga olgan holda, uchta asosiy qoidani hisobga olish kerak:

· Pauli printsipi,

Eng kam energiya printsipi

Gund qoidasi.

Ga binoan Pauli printsipi Atomda barcha to'rtta kvant sonining qiymatlari bir xil bo'lgan ikkita elektron bo'lishi mumkin emas.

Pauli printsipi bitta orbital, sath va pastki darajadagi elektronlarning maksimal sonini aniqlaydi. Chunki AO uchta kvant soni bilan tavsiflanadi n, l, m, u holda berilgan orbitalning elektronlari faqat spin kvant sonida farq qilishi mumkin Xonim. Lekin spin kvant soni Xonim faqat ikkita qiymatga ega bo'lishi mumkin + 1/2 va - 1/2. Shuning uchun bitta orbitalda spin kvant sonlarining har xil qiymatlariga ega bo'lgan ikkitadan ortiq elektron bo'lishi mumkin emas.

Guruch. 4.6. Bitta orbitalning maksimal sig'imi 2 elektronga teng.

Energiya darajasidagi elektronlarning maksimal soni 2 ga teng n 2 va pastki darajada 2 (2 l+ 1). Turli darajalarda va pastki darajalarda joylashgan elektronlarning maksimal soni Jadvalda keltirilgan. 4.1.

4.1-jadval.

Kvant darajalari va pastki darajalardagi elektronlarning maksimal soni

Energiya darajasi	Energiya pastki darajasi	Magnit kvant sonining mumkin bo'lgan qiymatlari m	Boshiga orbitallar soni	Har bir elektronning maksimal soni
pastki daraja	Daraja	pastki daraja	Daraja
K (n=1)	s (l=0)
L (n=2)	s (l=0) p (l=1)	–1, 0, 1
M (n=3)	s (l=0) p (l=1) d (l=2)	–1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2
N (n=4)	s (l=0) p (l=1) d (l=2) f (l=3)	–1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3

Orbitallarni elektronlar bilan to'ldirish ketma-ketligi ga muvofiq amalga oshiriladi eng kam energiya printsipi .

Eng kam energiya printsipiga ko'ra, elektronlar orbitallarni energiyani oshirish tartibida to'ldiradi.

Orbitallarni to'ldirish tartibi aniqlanadi Klechkovskiy qoidasi: energiyaning ko'payishi va shunga mos ravishda orbitallarning to'ldirilishi asosiy va orbital kvant sonlari yig'indisining ortish tartibida (n + l), yig'indisi teng bo'lsa (n + l), orbitallarning ortish tartibida sodir bo'ladi. asosiy kvant soni n.

Masalan, 4s pastki sathidagi elektronning energiyasi 3-chi darajadagidan kamroq d, chunki birinchi holatda summa n+ l = 4 + 0 = 4 (eslaylik s-orbital kvant sonining pastki darajali qiymati l= = 0) va ikkinchisida n+ l = 3 + 2= 5 ( d- pastki daraja, l= 2). Shuning uchun, birinchi navbatda 4-kichik daraja to'ldiriladi s va keyin 3 d(4.8-rasmga qarang).

Pastki darajalarda 3 d (n = 3, l = 2) , 4R (n = 4, l= 1) va 5 s (n = 5, l= 0) qiymatlar yig'indisi P Va l bir xil va 5 ga teng. Yig'indilarning qiymatlari teng bo'lganda n Va l birinchi navbatda minimal qiymatga ega bo'lgan pastki daraja to'ldiriladi n, ya'ni. pastki daraja 3 d.

Klechkovskiy qoidasiga ko'ra, atom orbitallarining energiyasi ketma-ketlikda ortadi:

1s < 2s < 2R < 3s < 3R < 4s < 3d < 4R < 5s < 4d < 5p < 6s < 5d »

"4 f < 6p < 7s….

Atomda qaysi pastki daraja oxirgi marta to'ldirilganligiga qarab, barcha kimyoviy elementlar bo'linadi 4 elektron oila : s-, p-, d-, f-elementlar.

4 4d

3 4s

1 2s

Darajalar Pastki darajalar

Guruch. 4.8. Atom orbitallarining energiyasi.

Atomlari tashqi sathning s-pastki sathi oxirgi to'ldirilgan elementlarga deyiladi s-elementlar . Da s-elementlar tashqi energiya darajasining valentlik s-elektronlaridir.

Da p-elementlar tashqi sathning p-pastki darajasi oxirgi to'ldiriladi. Ularda valentlik elektronlari mavjud p- Va s-tashqi darajaning kichik darajalari. Da d-elementlar oxirgi marta to'ldiriladi d-eksternal darajaning pastki darajasi va valentlikdir s-tashqi elektronlar va d-tashqi energiya sathlarining elektronlari.

Da f-elementlar oxirgi to'ldirish f-uchinchi tashqi energiya darajasining pastki darajasi.

Elektronlarni bitta pastki darajaga joylashtirish tartibi bilan belgilanadi Gund qoidasi:

pastki sathda elektronlar shunday joylashtirilganki, ularning spin kvant sonlari yig'indisi bo'ladi. maksimal qiymat mutlaq ma'noda.

Boshqacha qilib aytganda, berilgan pastki sath orbitallari birinchi navbatda spin kvant sonining bir xil qiymatiga ega bo'lgan bitta elektron, keyin esa qarama-qarshi qiymatga ega bo'lgan ikkinchi elektron bilan to'ldiriladi.

Misol uchun, agar uchta kvant hujayrasida 3 ta elektronni taqsimlash zarur bo'lsa, unda ularning har biri alohida hujayrada joylashgan bo'ladi, ya'ni. alohida orbitalni egallaydi:

∑Xonim= ½ – ½ + ½ = ½.

Elektronlarning atom qobig'idagi energiya darajalari va pastki darajalari bo'yicha taqsimlanish tartibi uning elektron konfiguratsiyasi yoki elektron formulasi deb ataladi. Bastalash elektron konfiguratsiya xona energiya darajasi (asosiy kvant soni) 1, 2, 3, 4... raqamlari bilan, pastki daraja (orbital kvant soni) - harflar bilan belgilanadi. s, p, d, f. Pastki darajadagi elektronlar soni pastki daraja belgisining yuqori qismida yozilgan raqam bilan ko'rsatiladi.

Atomning elektron konfiguratsiyasi deb atalmish sifatida ifodalanishi mumkin elektron grafik formula. Bu atom orbitalining grafik tasviri bo'lgan kvant hujayralarida elektronlarning joylashishi. Har bir kvant hujayrada spin kvant sonlarining har xil qiymatlari bo'lgan ikkitadan ko'p bo'lmagan elektron bo'lishi mumkin.

Har qanday elementning elektron yoki elektron grafik formulasini yaratish uchun siz quyidagilarni bilishingiz kerak:

1. Elementning tartib raqami, ya'ni. uning yadrosining zaryadi va atomdagi elektronlarning tegishli soni.

2. Atomning energiya darajalari sonini aniqlaydigan davr soni.

3. Kvant sonlari va ular orasidagi bog`lanish.

Masalan, atom raqami 1 bo'lgan vodorod atomida 1 ta elektron mavjud. Vodorod birinchi davr elementidir, shuning uchun bitta elektron birinchi energiya darajasini egallaydi. s eng kam energiyaga ega orbital. Vodorod atomining elektron formulasi quyidagicha ko'rinadi:

1 H 1 s 1 .

Vodorodning elektron-grafik formulasi quyidagicha ko'rinadi:

Geliy atomining elektron va elektron grafik formulalari:

2 1 emas s 2

2 1 emas s

elektron qobiqning to'liqligini aks ettiradi, bu uning barqarorligini belgilaydi. Geliy yuqori kimyoviy barqarorlik (inertlik) bilan ajralib turadigan olijanob gazdir.

Litiy atomi 3 Li 3 ta elektronga ega, bu II davrning elementi, ya'ni elektronlar 2 energiya darajasida joylashgan. Ikki elektron to'ldiriladi s- birinchi energiya darajasining pastki darajasi va 3-elektron joylashgan s- ikkinchi energiya darajasining pastki darajasi:

3 Li 1 s 2 2s 1

Valent I

Litiy atomi 2 da joylashgan elektronga ega s-pastki daraja, birinchi energiya darajasidagi elektronlarga qaraganda yadro bilan kamroq qattiq bog'langan, shuning uchun kimyoviy reaksiyalar litiy atomi bu elektronni osongina berib, Li + ioniga aylanadi ( va u -elektr zaryadlangan zarracha ). Bunday holda, litiy ioni geliy gazining barqaror to'liq qobig'ini oladi:

3 Li + 1 s 2 .

Shuni ta'kidlash kerakki, juftlanmagan (yagona) elektronlar sonini aniqlaydi elementning valentligi , ya'ni. uning boshqa elementlar bilan kimyoviy bog'lanish qobiliyati.

Shunday qilib, litiy atomida bitta juftlashtirilmagan elektron mavjud bo'lib, uning valentligini bittaga teng belgilaydi.

Beriliy atomining elektron formulasi:

4 1s 2 2s 2 bo'lsin.

Beriliy atomining elektron grafik formulasi:

2 Valentlik asosan

Davlat 0

2-chi darajali elektronlar berilliydan boshqalarga qaraganda osonroq ajratiladi s 2, Be +2 ionini hosil qiladi:

Ko'rinib turibdiki, geliy atomi va litiy 3 Li + va berilliy 4 Be +2 ionlari bir xil elektron tuzilishga ega, ya'ni. xarakterlanadi izoelektron tuzilishi.

Kimyoviy element- nom va belgi bilan belgilangan va seriya raqami va nisbiy atom massasi bilan tavsiflangan ma'lum turdagi atomlar.

Jadvalda. 1 umumiy kimyoviy elementlarning ro'yxatini ko'rsatadi, ular belgilangan belgilarni (qavs ichida - talaffuz), seriya raqamlarini, nisbiy atom massalarini, xarakterli oksidlanish holatlarini ko'rsatadi.

Nol undagi elementning oksidlanish darajasi oddiy masala(moddalar) jadvalda ko'rsatilmagan.

Bitta elementning barcha atomlari yadrodagi protonlar soni va qobiqdagi elektronlar soni bir xil bo'ladi. Shunday qilib, element atomida vodorod H - 1 p+ yadroda va periferiyada 1 e- ; element atomida kislorod Oh joylashgan 8 p+ yadroda va 8 e- qobiqda; element atomi alyuminiy Al 13 ni o'z ichiga oladi R+ yadroda va 13 e- qobiqda.

Xuddi shu elementning atomlari yadrodagi neytronlar soni bo'yicha farq qilishi mumkin, bunday atomlar izotoplar deb ataladi. Shunday qilib, element vodorod H uchta izotop: vodorod-1 (maxsus nomi va belgisi protium 1 H) 1 bilan p+ yadroda va 1 e- qobiqda; vodorod-2 (deyteriy 2 H yoki D) 1 bilan p+ va 1 P Yadroda 0 va 1 e- qobiqda; vodorod-3 (tritiy 3 N yoki T) 1 bilan p+ va 2 P Yadroda 0 va 1 e- qobiqda. 1 H, 2 H va 3 H belgilarda ustun belgisi ko'rsatadi massa raqami yadrodagi proton va neytronlar sonlarining yig'indisidir. Boshqa misollar:

Elektron formula har qanday atom kimyoviy element joylashgan joyiga ko'ra Davriy tizim D. I. Mendeleyevning elementlarini jadvaldan aniqlash mumkin. 2.

Har qanday atomning elektron qobig'i bo'linadi energiya darajalari(1, 2, 3 va boshqalar), darajalar bo'linadi pastki darajalar(harflar bilan belgilangan s, p, d, f). Pastki darajalar quyidagilardan iborat atom orbitallari- elektronlar qolishi mumkin bo'lgan fazo sohalari. Orbitallar 1s (s-kichik darajadagi 1-darajali orbital), 2 sifatida belgilanadi. s, 2R, 3s, 3p, 3D, 4s… Pastki sathlardagi orbitallar soni:

Atom orbitallarini elektronlar bilan to'ldirish uchta shartga muvofiq sodir bo'ladi:

1) minimal energiya printsipi

Elektronlar orbitallarni quyi energiya pastki sathidan boshlab to'ldiradi.

Pastki darajalar energiyasini oshirish ketma-ketligi:

1s < 2c < 2p < 3s < 3p < 4s ? 3d < 4p < 5s ? 4d < 5p < 6s…

2)taqiqlash qoidasi (Pauli printsipi)

Har bir orbital ko'pi bilan ikkita elektronni ushlab turishi mumkin.

Orbitaldagi bitta elektron juftlashtirilmagan deb ataladi, ikkita elektron - elektron juft:

3) maksimal ko'plik printsipi (Hund qoidasi)

Pastki darajadagi elektronlar avval barcha orbitallarni yarmiga, keyin esa to'liq to'ldiradi.

Har bir elektronning o'ziga xos xususiyati bor - spin (an'anaviy ravishda yuqoriga yoki pastga o'q bilan ifodalanadi). Elektronlarning spinlari vektor sifatida qo'shiladi, quyi darajadagi elektronlarning ma'lum sonining spinlari yig'indisi bo'lishi kerak. maksimal(ko'plik):

H dan elementlar atomlarining sathlari, pastki sathlari va orbitallarini elektronlar bilan to'ldirish (Z= 1) Kr (Z= 36) da ko'rsatilgan energiya diagrammasi(raqamlar to'ldirish ketma-ketligiga mos keladi va elementlarning seriya raqamlariga to'g'ri keladi):

Tugallangan energiya diagrammalaridan kelib chiqadi elektron formulalar element atomlari. Berilgan pastki darajadagi orbitallardagi elektronlar soni harfning o'ng tomonidagi yuqori chiziqda ko'rsatilgan (masalan, 3 ta d 5 - 3 ta elektronga 5 ta elektron d-pastki daraja); 1-darajali elektronlar birinchi bo'lib, keyin 2-, 3-chi va hokazo. Formulalar to'liq va qisqa bo'lishi mumkin, ikkinchisida uning formulasini bildiruvchi qavslar ichida mos keladigan olijanob gazning ramzi mavjud va bundan tashqari, Zn dan boshlab , to'ldirilgan ichki d-pastki daraja. Misollar:

3 Li = 1s 2 2s 1 = [ 2 He]2s 1

8O=1s2 2s 2 2p 4= [ 2U] 2s 2 2p 4

13 Al = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1= [ 10 Ne] 3s 2 3p 1

17 Cl = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5= [ 10 Ne] 3s 2 3p 5

2O Ca = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4s 2= [ 18 Ar] 4s 2

21 Sc = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2= [ 18 Ar] 3d 1 4s 2

25 Mn = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2= [ 18 Ar] 3d 5 4s 2

26 Fe = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2= [ 18 Ar] 3d 6 4s 2

3O Zn = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2= [ 18 Ar, 3d 10 ] 4s 2

33 As = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3= [ 18 Ar, 3d 10 ] 4s 2 4p 3

36 Kr = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6= [ 18 Ar, 3d 10 ] 4s 2 4p 6

Qavslar tashqarisidagi elektronlar deyiladi valentlik. Ular kimyoviy birikmalar hosil bo'lishida ishtirok etadilar.