Теми кодификатор: Структурата на електронните обвивки на атомите на елементите на първите четири периода: S-, P- и D-елементи. Електронна конфигурация на атомите и йони. Основното и вълнуваното състояние на атомите.

Един от първите модели на сградата на атома - " модел на пудинг "- разработен." ДД Thomson През 1904 година. Томсън отвори съществуването на електрони, за които получил Нобелова награда. Въпреки това, науката по това време не може да обясни съществуването на този електрон в космоса. Thomson предложи, че атом се състои от отрицателни електрони, поставени в еднакво заредена положително "супа", която компенсира електронната такса (друга аналогия - стафиди в пудинг). Моделът, разбира се, е оригинална, но неправилна. Но моделът на Thomson се превърна в отлично начало за по-нататъшна работа в тази област.

И по-нататъшната работа се оказа ефективна. Студент на Томсън, Ърнест Ръдърфорд, въз основа на експериментите на разпръскване на алфа частици на златно фолио, предлагат нов, планетарен модел Структура на атом.

Според модела Rutherford, атомът се състои от масивно, положително заредено ядро \u200b\u200bи частици с малка маса - електрони, които, като планети около слънцето, летят около ядрото и не падат върху него.

Моделът Rutherford се оказа следващата стъпка в изследването на структурата на атома. но съвременна наука Използва по-напреднал модел, предложен от Niels Bor през 1913 година. Ще се съсредоточим върху нея повече.

Атом - Това е най-малката, електронна, химически неделима частица на вещество, състоящо се от положително заредено ядро \u200b\u200bи отрицателно заредена електронна обвивка.

В същото време електроните се движат не от определена орбита, като се приемат Rangeford, а по-скоро хаотично. Нарича се комбинацията от електрони, които се движат около ядрото електронна обвивка .

НО tomny Kernel.Както се доказва RFFFORD - масивна и положително заредена, разположена в централната част на атома. Структурата на ядрото е доста сложна и е проучена в ядрена физика. Основните частици, от които се състои - протони и неутрон . Те са свързани с ядрени сили ( силно взаимодействие).

Помислете за основните характеристики протони, неутрон и електрони:

Протон Неутрон Електрон
Тежест 1,00728 A.М. 1,00867 A.E.M. 1/1960 A.m.m.
Зареждане + 1 Елементарно зареждане 0 - 1 елементарна такса

1 A.М. (атомна единица на маса) \u003d 1,66054 · 10 -27 kg

1 елементарно зареждане \u003d 1,60219 · 10 -19 cl

И най-важното нещо. Периодичната система на химични елементи, структурирани от Дмитрий Иванович Менделеев, е подчинена на проста и разбираема логика: атомният номер е броят на протоните в ядрото на този атом . И за всички протони на Дмитрий Иванович през XIX век не чуваше. По този начин, неговото отваряне и способност и научен усет, който позволи да достигне до един и половина век пред науката.

Следователно, кейп Zeror Z. Разочарование броя на протоните. номер на атомв Периодична система Химични елементи.

Атомът е заредена частица, следователно, броят на протоните е равен на броя на електроните: N e \u003d n p \u003d z.

Атомна маса ( масов номер А. ) Тя е равна на общата маса на големи частици, които са част от атом-протоните и неутроните. Тъй като масата на протона и не е приблизително равна на 1 атомна единица маса, можете да използвате формулата: m \u003d n p + n n

Масов номер Той е показан в периодичната система на химични елементи в клетката на всеки елемент.

Забележка! При решаване задачи EGGE. Масовият брой на всички атоми, с изключение на хлора, се закръглява цялото в съответствие с правилата на математиката. Масовият брой на хлорния атом в изпита се счита за равен на 35.5.

В събраната периодична система химически елементи - атоми със същото ядро \u200b\u200bзареждане. Въпреки това, тези атоми могат да променят броя на другите частици? Съвсем. Например, атомите с различен номер Неутронник се обади изотопи Този химичен елемент. Същият елемент може да има няколко изотопа.

Опитайте да отговаряте на въпроси. Отговори на тях - в края на статията:

  1. При изотопите на един елемент, номерът на масата е същият или различен?
  2. Изотопите имат един елемент броят на протоните е един и същ или различен?

Химичните свойства на атомите се определят от структурата на електронната обвивка и заряда на ядрото. По този начин, химични свойства Изотопите на един елемент практически не са различни.

Тъй като атомите от един елемент могат да съществуват под формата на различни изотопи, често се посочва номерът на масата в заглавието, например хлоро-35 и тази форма на атом записва:

Малко повече въпроси:

3. Определете броя на неутроните, протоните и електроните в изотопа на бром-81.

4. Определете броя на неутроните в изотоп хлор-37.

Структурата на електронната обвивка

Според квантовия модел, структурата на атома на Niels Bora, електрона в атома може да се движи само дефинирани (стационарен ) orbits.отстранен от ядрото за определено разстояние и се характеризира с определена енергия. Друго име е стационарни орбити - електронни слоевеили енергия Нива .

Електронните нива могат да бъдат обозначени с номера - 1, 2, 3, ..., n. Номерът на слоя увеличава отстраняването му от ядрото. Номерът на ниво съответства на главния квантов число н..

В един слой електроните могат да се движат в различни траектории. Траекторията на орбитата се характеризира електронни помойни . Типът на върха се характеризира орбитално квантово число l \u003d. 0.1, 2, 3 ... или съответстващи букви - s, p, d, g и т.н.

В рамките на един пакет (електронни орбитали от същия тип), възможни са опции за местоположението на орбиталите в пространството. Колкото по-трудно е геометрията на орбиталите на този субла, толкова по-големи са опциите за тяхното местоположение в пространството. Общ брой орбитали Предмет на този тип л. Можете да определите по формулата: 2 л. +1. Всеки орбитал може да съдържа не повече от два електрона.

Вид орбитал с. пс. д. е. г.
Стойността на орбиталния квантов номер л. 0 1 2 3 4
Брой атомни орбитали от този тип 2 л.+1 1 3 5 7 9
Максимален брой електрони в орбиталите от този тип 2 6 10 14 18

Получаваме консолидирана таблица:

Номер на ниво, Н.

 ПРОРО-ВЕН. Номер Максимален брой електрони
1 1. 1 2
2 2s. 1 2
2p. 3 6
3. 1 2
3p. 3 6
3D 5 10
4s. 1 2
4p. 3 6
4D. 5 10
4F. 7

Пълненето от електрони на енергийните орбитали се среща според някои основни правила. Нека да останем в подробности.

Принципа на Паули (забрана Паули): никой атомски орбитал може да се намира не повече от два електрона С противоположни завъртания (Spin е квантова механична характеристика на електронното движение).

ПравилоHund.. При ядрени орбитали със същата енергия, електроните се намират с паралелни завъртания. Тези. Орбиталът на един субъл е напълнен така: първо, всеки орбитал се разпространява над един електрон. Само когато във всички орбитали този сублайър се разпространява от един електрон, ние заемаме вторите електрони с противоположните завъртания.

По този начин, сумата от квантовите номера на тези електрони върху един енергиен пилон (Shell) ще бъде максималният.

например , Изпълняването на 2P орбитали три електрони ще се случи така: и не така:

Принципа на минимума на енергия. Електроните запълват първия орбитал с най-малка енергия. Енергията на атомния орбита е еквивалентна на сумата на основните и орбиталните квантови номера: н. + л. . Ако сумата е еднаква, тогава първият орбита е попълнен, който има по-малък квантов номер н. .

Ao. 1. 2s. 2p. 3. 3p. 3D 4s. 4p. 4D. 4F. 5s. 5p. 5 д. 5е. 5 г.
н. 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5
л. 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2 3 4
н. + л. 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 9

По този начин, енергийна серия от орбитали изглежда така:

1 с. < 2 с. < 2 пс. < 3 с. < 3 пс. < 4 с. < 3 д. < 4 пс. < 5 с. < 4 д. < 5 пс. < 6 с. < 4 е.~ 5 д. < 6 пс. < 7 с. <5 е.~ 6 д.…

Електронната структура на атома може да бъде представена в различни форми - енергийна диаграма, електронна формула И други. Ще анализираме основната.

Енергийна диаграма атом - Това е схематичен образ на орбиталите, като се вземат предвид тяхната енергия. Диаграмата показва местоположението на електроните в енергийните нива и подложките. Напълнените орбитали се срещат според квантовите принципи.

Например,енергийна диаграма за въглероден атом:

Електронна формула - Това е запис на разпределението на електроните според орбиталния атом или йон. Първо посочете номера на нивото, след това вида на орбитала. Горният индекс вдясно от буквата показва броя на електроните в орбиталите. Орбиталите са посочени в реда на пълнене. Рекорд 1S 2. Това означава, че 2 електрона са разположени на 1 ниво.

например , Електронната въглеродна формула изглежда така: 1S 2 2S 2 2g2.

За кратко записване, вместо енергийни орбитали, понякога пълни с електрони използвайте символа на най-близкия благороден газ (елемент от групата VIIIa) с подходяща електронна конфигурация.

например, електронна формула. азотможете да пишете така: 1S 2 2S 2 2g 3 или нещо такова: 2S 2 2P 3.

1S 2 \u003d.

1S 2 2S 2 2g 6 \u003d

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 \u003dи т.н.

Електронни формули на елементите на първите четири периода

Помислете за пълненето на елементите на първите четири периода от електрони. W. водород Първото енергийно ниво е запълнено, S-Supro, той се намира 1 електрон:

+ 1H 1S. 1 1.

W. хелий 1S Orbital е напълно запълнен:

+ 2HE 1S. 2 1.

Тъй като първото енергийно ниво е максимално 2 електрон, литий Запълването на второто енергийно ниво започва, започвайки с орбитата с минимална енергия - 2s. В същото време първото енергийно ниво се попълва първо:

+ 3li 1s. 2 2s 1. 1S 2S.

W. берилий 2S Попълнено зърно:

+ 4BE 1S. 2 2s 2. 1S 2S.

+ 5B 1S. 2 2s 2 2g 1 1S 2S 2P.

Следващ елемент въглерод , следващият електрон, според правилата на хинда, изпълнява свободните орбиталии и не е домакин в частично заета:

+ 6C 1s. 2 2s 2 2g 2 1S 2S 2P.

Опитайте се да създадете електронна и електронно-графична формула за следните елементи и след това можете да проверите себе си от края на статията:

5. Азот

6. Кислород

7. Флуор

W. не е тязавършено попълване на второто енергийно ниво:

+ 10NE 1S. 2 2S 2 2g 6 1S 2S 2P.

W. натрий Запълването на третото енергийно ниво започва:

+ 11NA 1S. 2 2s 2 2g 6 3s 1 1S 2S 2P 3S

От натрий до аргон, пълненето на третото ниво възниква по същия начин като пълненето на второто енергийно ниво. Предаде електронните формули от елементи от магнезий преди аргон. Сам, проверете отговорите.

8. Магнезий

9. Алуминий

10. Силиций

11. Фосфор

12. Сулфар

13. Хлор

14. Аргон

Но започвайки от 19-тия елемент, калий , понякога започва объркване - попълнено не 3D орбитал, и 4s. По-рано споменахме в тази статия, че пълненето на енергийни нива и сублаййер електрони се случва енергиен ред орбиталите , не по ред. Препоръчвам ви да го повторите отново. По този начин, формулата калий:

+ 19k 1s. 2 2S 2 2g 6 3S 2 3P 6 4S 11S 2S 2P3S 3P4S

За да записвате допълнителни електронни формули в статията, ние ще използваме намалена форма:

+ 19K.4s 1.4s.

W. калций Попълва се 4S-запълване:

+ 20ca.4s 2.4s.

В елемента 21 скандия Според енергийния ред орбиталите, пълнене 3D-Продукция:

+ 21SC 3D 14s 2.4S 3D.

Допълнително пълнене 3D-Продукция възниква в съответствие с квантовите правила, от титан преди ванадия. :

+ 22ti 3D 24s 2.4S 3D.

+ 23V 3D 34s 2.4S 3D.

Въпреки това, в следващия елемент, редът за пълнене на орбиталите е нарушен. Електронна конфигурация хром Такова:

+ 24CR 3D 54s 1.4S 3D.

Какъв е случаят? И фактът е, че с "традиционния" ред за пълнене на орбиталите (съответно, неправилен в този случай - 3D 4 4S 2) Точно една клетка в д.- апредузирането остава празно. Оказа се, че такава пълнеща енергия по-малко печеливши. НО по-изгодникога д.-Орбитал пълнене напълно, поне единични електрони. Този излишък на електрон се движи 4s.-Продукция. И малки разходи за енергия на електрически шок с 4s.-Продукция с лихви покрива енергийния ефект от пълненето 3D-поръчки. Този ефект се нарича - неуспехили Отряда Електрон. И той се наблюдава кога д.- Ваталът не е пълен с 1 електрон (един електрон в клетка или две).

Следните елементи "традиционни", редът за пълнене на орбитала отново се връща. Конфигурация манган :

+ 25mn 3D 54s 2.

Подобно на U. кобалти никел . Но U. медицински Отново наблюдаваме повреда (squirt) електрон - електронът отново осъществява 4s.- Производство на. \\ T 3D-праг:

+ 29CU 3D 104s 1.

3D пълнежът е завършен на цинк:

+ 30ZN 3D 104s 2.

Следните елементи от gaul. преди криптонПълнежът е попълващ 4p-suplevel над квантовите правила. Например, електронна формула gaul. :

+ 31GA 3D 104S 2 4P 1

Няма да дадем формулите на останалите елементи, можете да ги направите сами и да проверявате себе си в интернет.

Някои важни концепции:

Външно енергийно ниво - Това е енергийното ниво в атома с максимум номер, на който има електрони. например, U. мед (3D 104s 1.) Външно енергийно ниво - четвърто.

Valence Electons. - електрони в атома, които могат да участват в образуването на химическа връзка. Например, хром ( + 24CR 3D 54s 1.) Валентинът не са само електрони на външното енергийно ниво ( 4s 1.), но също така и несвързани електрони 3D-Подлъстяване, защото Те могат да образуват химични връзки.

Основното и възбудено състояние на атома

Електронни формули, които отговаряме на него основното енергийно състояние на атома . Това е най-благоприятната енергия на атома.

Въпреки това, за да се формира, атом в повечето ситуации е необходимо несвързани (единични) електрони . И химическата връзка е енергично много полезна за атома. Следователно, по-големият в атома на неспарените електрони - колкото повече връзки може да се формира, и в резултат на това ще се превърне в по-благоприятно състояние на енергия.

Следователно, ако присъствието безплатна енергия Орбитали На това ниво сдвоен двойки електрони може би разпространение И една от двойката на електронната двойка може да отиде на свободна орбитал. По този начин броят на неспарените електрони се увеличаваи атом може да се образува още химически връзки.Какво е много печеливша от гледна точка на енергията. Това състояние на атома се нарича възбуден И се нарича звездичка.

Например, в основното състояние борентой има следното конфигурация на енергийното ниво:

+ 5B 1S. 2 2s 2 2g 1 1S 2S 2P.

На второ ниво (външно) един сдвоен електронен двойка, един единствен електрон и чифт свободни (свободни) орбитални. Следователно е възможно да се премине електрон от двойка до свободни орбитали, да се получи възбудена държава Бор Атом (наричан звездичка):

+ 5B * 1S 2 2s 1 2g 2 1S 2S 2P.

Опитайте се самостоятелно да направите електронна формула, съответстваща на възбуденото състояние на атомите. Не забравяйте да проверите себе си на отговори!

15. Въглерод

16. Берилий

17. Кислород

Електронни формулии

Атомите могат да дават и получават електрони. Дават или приемат електрони, те се превръщат в йони .

Йони - Това са заредени частици. Излишъкът е обозначен индекс в горния десен ъгъл.

Ако атом даден електрони, след това общата такса за получената частица ще бъде положителен (Спомнете си, че броят на протоните в атома е равен на броя на електроните, а при завръщането на електроните броят на протоните ще бъде по-голям от броя на електроните). Положително заредени йони са катиони . например: Натриево катион се образува, както следва:

+ 11NA 1S. 2 2s 2 2g 6 3s 1 -1e. = + 11NA + 1S 2 2S 2 2g 6 3s 0

Ако атом приемам електроните, след това придобиват отрицателен зареждане . Отрицателно заредени частици са аниони . например, Анионният хлор е както следва:

+ 17CL 1S. 2 2S 2 2g 6 3S 2 3P 5 + 1e \u003d. + 17CL - 1S 2 2S 2 2g 6 3S 2 3P 6

По този начин могат да се получат електронни йонни формули. добавяне или намаляване на електроните при атом. Забележка , при образуването на катиони, електроните напускат външно енергийно ниво . При формиране на аниони идват електрони външно енергийно ниво .

Атом е електронистерствена частица, състояща се от положително заредена ядро \u200b\u200bи отрицателно заредена електронна обвивка. Ядрото се намира в центъра на атома и се състои от положително заредени протони и незаредени неутрони, държани от ядрени сили. Ядрената структура на АТОМ експериментално доказана през 1911 г. Физик на английски език Е. Ререфорд.

Броят на протоните определя положителния заряд на ядрото и се равнява на номера на последователността на елемента. Броят на неутроните се изчислява като разликата между атомната маса и номера на последователността на елемента. Елементи, които имат същия ядрен заряд (същия брой протони), но различно атомно тегло (различен брой неутрони) се наричат \u200b\u200bизотопи. Масата на атома се концентрира главно в ядрото, защото Може да се пренебрегне незначително малка маса на електроните. Атомната маса е равна на сумата на масите на всички протони и всички неутрони на ядрото.
Химичният елемент е видът на атомите със същото ядро \u200b\u200bзареждане. Понастоящем са известни 118 различни химични елемента.

Всички електрони на атома образуват нейната електронна обвивка. Електронната обвивка има отрицателен заряд, равен на общия брой електрони. Броят на електроните в корпуса на атом съвпада с броя на протоните в ядрото и се равнява на последователността на елемента. Електроните в обвивката се разпределят през електронните слоеве според енергийните резерви (електрони с тесни енергийни стойности образуват един електронен слой): електроните с по-малко енергия са по-близо до ядрото, електроните с по-голяма енергия са по-далеч от ядрото. Броят на електронните слоеве (енергийни нива) съвпада с номера на периода, в който се намира химическият елемент.

Има завършени и незавършени енергийни нива. Нивото се счита за завършено, ако съдържа максималният възможен брой електрони (първото ниво е 2 електрона, второто ниво е 8 електрона, третото ниво е 18 електрона, четвъртото ниво е 32 електрона и т.н.). Интегрираното ниво съдържа по-малък брой електрони.
Нивото, максималното разстояние от ядрото на атома, се нарича външно. Електроните на външното енергийно ниво се наричат \u200b\u200bвъншни (валентни) електрони. Броят на електроните на външното енергийно ниво съвпада с броя на групата, в която се намира химическият елемент. Външното ниво се счита за завършено, ако съдържа 8 електрона. Изпълнените външни енергийни нива притежават атомите на елементите 8а (инертни газове на хелий, неонова, криптон, ксенон, радон).

Площта на пространството около ядрата на атома, в който електронът най-вероятно ще се нарича електронен орбитал. Орбитал се различават по енергия и форма. Формулярът отличава S-Orbital (сфера), P-Orbital (обем осем), D-орбитали и F-орбитали. На всяко енергийно ниво има набор от орбитали: на първото енергийно ниво - един S-орбитал, на второто енергийно ниво - един S- и три P-Orbitals, в третото енергийно ниво - един s-, три p -, пет D-орбитали, на четвъртото енергийно ниво, един S-, три P-, пет D-орбитали и седем F-орбитали. Всяка орбита може да бъде поставена максимума от два електрона.
Разпределението на електроните според орбиталите се отразява чрез електронни формули. Например, за атом на магнезий, разпределението на електроните по енергийни нива ще бъде както следва: 2E, 8E, 2E. Тази формула показва, че 12 електрона на магнезиевия атом се разпределят в съответствие с три енергийни нива: първото ниво е завършено и съдържа 2 електрона, второто ниво е завършено и съдържа 8 електрона, третото ниво не е завършено, защото Съдържа 2 електрона. За калциев атом разпределението на електроните по енергийни нива ще бъде както следва: 2E, 8E, 8E, 2E. Тази формула показва, че 20 електрона калций се разпределят в четири енергийни нива: първото ниво е завършено и съдържа 2 електрона, второто ниво е завършено и съдържа 8 електрона, третото ниво не е завършено, защото Съдържа 8 електрона, четвъртото ниво не е завършено, защото Съдържа 2 електрона.

Основните позиции на атомната молекулярна теория. Основните стехиометрични закони на химията. Закони за запазване на масата на материята, съгласуваност на състава, обемни отношения, арогадро, еквиваленти. Моларната маса на еквивалента. Методи за определяне на атомните и молекулни тегла.

Всички вещества се състоят от молекули.

Молекула - Това е най-малката частица на материята, която запазва свойствата на того вещество. Молекулите се унищожават в химични реакции.

Има интервали между молекулите: газовете са най-големите, твърдите са най-малките.

Молекулите се движат на случаен принцип и непрекъснато.

Молекулите от едно и също вещество имат същия състав и свойства, молекулите на различни вещества се различават един от друг. приятел в състава и свойствата.

Молекулите се състоят от атоми.

Атом - Това е електронна частица, състояща се от положително заредено ядро \u200b\u200bи електрони.

Химичен елемент - Изглед на атомите със същото положително зареждане на ядрото.

Атомите от един елемент образуват прости веществени молекули (02, H2, O3, Fe ...). Атоми от различни елементи образуват сложни вещества молекули (H20, Na2S04, FECLG ...).

Законът за запазване на масата

Масата на веществата, въведени в химична реакция, е равна на масата на веществата, получени от реакцията.

учен M.V. Ломоносов.
Закон за постоянство на състава

Всяко химически чисто съединение, независимо от метода за получаване, има напълно определен състав.

Въз основа на този закон съставът на веществата се изразява от химическата формула с помощта на химични знаци и индекси. Например, H2OH, CH4, C2H5, IT и т.н.

Законът за постоянство на състава е валиден за веществата на молекулярната структура.

Съставът на молекулярните структурни съединения, който е, състоящ се от молекули, е постоянен, независимо от метода на получаване.
Закон на еквивалентите

Химичните елементи са свързани помежду си в строго определени количества, съответстващи на техните еквиваленти.

Еквивалентното съотношение означава същия брой еквиваленти. Така Законът за еквивалентите може да бъде формулиран в противен случай: броят на еквивалентите за всички вещества, включени в реакцията, е еднакво.

Закон за множество взаимоотношения

От Закона за множество отношения на Dalton, един от основните закони на химията: ако две вещества (прости или сложни) образуват повече от едно съединение помежду си, тогава масите на едно и също вещество, които постоянно влизат в една и съща маса на другото вещество, принадлежат като Цифрите обикновено са малки.

Право на обемното взаимоотношение

Гей loussak, 1808

"Обемите на газове, влизащи в химични реакции и обемите на газове, произтичащи от реакцията, са помежду си като малки цели числа."

Следствие. Stechiometric коефициенти в уравнения на химични реакции за молекули на газообразни вещества показват, при които обемни съотношения взаимодействат или получават газообразни вещества.

V 1: V 2: V 3 \u003d ν 1: ν 2: ν 3.

Периодично право и периодична система на елементите D.I. Imendeev. Основните идеи за структурата на атома и ядрото. Периодично променящи се и периодично непроменени свойства на атомите и йони. Опции за периодичната таблица.

Периодичните промени в свойствата на химичните елементи се дължат на правилното повторение на електронната конфигурация на външното енергийно ниво (валентни електрони) на техните атоми с увеличаване на заряда на ядрото.

Графичният образ на периодичния закон е периодичната таблица. Съдържа 7 периода и 8 групи.

Период - хоризонтални редици елементи със същата максимална стойност на основния квантов брой на валентните електрони.

Номерът на периода показва броя на енергийните нива в елемента Atom.

Периодите могат да се състоят от 2 (първи), 8 (втори и трети), 18 (четвърти и пети) или 32 (шести) елементи, в зависимост от броя на електроните на външното енергийно ниво. Последният, седмият период е недовършен.

Всички периоди (с изключение на първото) започват с алкален метал (S-елемент) и завършват с благороден газ (NS 2 NP6).

Металните свойства се считат за способност на елементарни атоми, за да се получат лесно електрони и неметални - за прикрепване на електрони поради желанието на атомите за закупуване на стабилна конфигурация с всеобхватни пилони.

Групи - вертикални колони от елементи със същия брой валентни електрони, равни на номера на групата. Основните и страничните подгрупи се отличават.

Основните подгрупи се състоят от елементи от малки и големи периоди, чиито валентни електрони са разположени на външни NS- и NP-подслаждане.

Страничните подгрупи се състоят от елементи от големи периоди. Техните валенски електрони са на външния NS- и вътрешен (N- 1) D- (или (N - 2) F-параграфи).

В зависимост от това, което зърно (S-, P-, D- или F-) е запълнено с валентни електрони, елементите на периодичната система са разделени на:

s-елементи (елементи на главната подгрупа I и II групи),

p-елементи (елементи на основните подгрупи III - VII групи), \\ t

d-елементи (елементи от страничните подгрупи),

f-елементи (лантаноиди, актиноиди).

Състава на атома.

Атомът се състои от атомно ядро \u200b\u200bи електронна обвивка.
Ядрото на атома се състои от протони ( p +.) и неутрони ( н. 0).

За характеристиките на атомните ядра се въвеждат редица наименования. Броят на протоните, включени в атомното ядро, се обозначава със символа. Z. и се обади номер на зареждане или атомен номер (това е номер на последователност в периодичната таблица на Менделеев). Зарядът на ядрото е равен Ze.където д. - елементарна такса. Брой неутрони показват символ Н..

Общият брой на нуклеоните (т.е. протони и неутрони) се наричат масов номер А.:

А. = Z. + Н..

Химичните елементи са обозначени със символа, където X е химическият характер на елемента. Например,
- водород, - хелий, - въглерод, - кислород, - уран.

Изотопът е набор от атоми от един елемент със същия брой неутрони в ядрото (или тип атоми със същия брой протони и същия брой неутрони в ядрото).
Различните изотопи се различават един от друг по броя на неутроните в ядрата на техните атоми.
Определяне на отделен атом или изотоп: (символ за електронен елемент), например :.

Структурата на електронната обвивка на атома

Атомски орбитал - състоянието на електрона в атома. Legend Orbitali -. Всеки орбитал съответства на електронен облак.
Орбиталите на реалните атоми са предимно (неизправдани) от четири вида: с., пс., д. и е.
Опростени орбитали на едно ниво са групирани електронна (енергия) Предмет:
с.-Прообс (се състои от едно с.-Eevubitals), символът е.
пс.-Прообс (се състои от три пс.
д.-проницае (се състои от пет д.-Събита), символ -.
е.-проница (се състои от седем е.-Събита), символ -.
Енергията на орбиталите на един субла е същата.
Когато се позовавате на Suplevels към символ на апартамент, се добавя номерът на слоя (електронно ниво), например: 2 с., 3пс., 5д. Средства с.- втори адвокат, пс.- На трето ниво, д.- Пето пето ниво.
Общият брой на Suplevels на същото ниво е равен на номера на нивото н.. Общият брой орбитален на същото ниво е равен н. 2. Съответно, това е и общият брой облаци в един слой н. 2 .
Обозначения: - Безплатни орбитални (без електрони), - орбитал с несвратен електрон, е орбитал с електронна двойка (с два електрона).
Редът за пълнене от електрони на Atom Orbitals се определя от три закони на природата (формулировката е опростена):
1. Принципа на най-малко енергия - Електроните запълват орбитала, за да увеличат енергията на орбитала.
2. Принцип на Powsli - На същия орбитал може да има не повече от два електрона.
3. Правило - В рамките на сублайера, електроните първо запълват свободните орбитали (един по един) и само след тази форма на електронни двойки.
Общият брой на електроните на електронното ниво (или в електронния слой) е 2 н. 2 .
Разпределението на Suplevels чрез енергии се изразява в близост (в предене на енергия):

1с., 2с., 2пс., 3с., 3пс., 4с., 3д., 4пс., 5с., 4д., 5пс., 6с., 4е., 5д., 6пс., 7с., 5е., 6д., 7пс. ...

Примери за електронната структура на атомите:

Valence Electons. - електрони на атом, който може да участва в образуването на химични връзки. Във всеки атом, това са всички външни електрони плюс тези антиславни електрони, чиято енергия е по-голяма от тази на външната.

Например: в външните електрони на CA Atom - 4 с. 2, те също са валентни; в външните електрони на Fe Atom - 4 с. 2, но той има 3 д. 6, следователно, желязото атом 8 валентни електрони. Valence електронна формула калциев атом - 4 с. 2, и железен атом - 4 с. 2 3д. 6 .

Атом е най-малката частица на вещество, състоящо се от ядро \u200b\u200bи електрони. Структурата на електронните черупки на атомите се определя от положението на елемента в периодичната система на химични елементи Д. I. Менделеев.

Електронна и електронна обвивка атом

Атом, който обикновено е неутрален, се състои от положително заредено ядро \u200b\u200bи отрицателно заредена електронна обвивка (електронен облак), докато общите положителни и отрицателни такси са равни в абсолютната стойност. При изчисляване на относителната атомна маса масата на електроните не се взема предвид, тъй като е незначителна и 1840 пъти по-малка от масата на протона или неутрон.

Фиг. 1. Атом.

Електронът е напълно уникална частица, която има двойна природа: има едновременно свойства на вълната и частиците. Те непрекъснато се движат около ядрото.

Пространството около ядрото, където най-вероятно е вероятността за електрона, се нарича електронен орбитал или електронен облак. Това пространство има определена форма, която се обозначава с буквите S-, P-, D- и F-. S-Electronic Orbital има сферична форма, P-Orbital има формата на гири или обем осем, формите на D- и F-Orbitals са много по-сложни.

Фиг. 2. Форми на електронни орбитали.

Около електроните на ядрото са разположени на електронни слоеве. Всеки слой се характеризира с разстояние от ядрото и енергията, така че електронните слоеве често се наричат \u200b\u200bелектронни енергийни нива. Колкото по-близо до ядрото, толкова по-малко е енергията на електронната енергия в нея. Един елемент се различава от другия брой протони в ядрото на атома и съответно, броя на електроните. Следователно броят на електроните в електронната обвивка на неутралния атом е равен на броя на протоните, съдържащи се в ядрото на този атом. Всеки следващ елемент има повече протон в ядрото и в електронна обвивка - един електрон е по-голям.

Въвеждането на електрон заема орбитал с най-ниската енергия. Въпреки това, максималният брой електрони на нивото се определя по формулата:

където n е максималният брой електрони и n е номер на енергийното ниво.

На първото ниво може да има само 2 електрона, на втория - 8 електрона, на третия - 18 електрона, а на четвъртото ниво - 32 електрона. На външното ниво на атома може да има не повече от 8 електрона: веднага щом броят на електроните достигне 8, следващата, по-далеч от нивото на ядрото започва да се запълва.

Структурата на електронните обвивки на атомите

Всеки елемент е в рамките на определен период. Периодът е хоризонтален набор от елементи, разположени в реда за увеличаване на заряда на ядрата на техните атоми, което започва с алкален метал и завършва с инертен газ. Първите три периода в таблицата са малки, а следното, започвайки от четвъртия период, са големи, се състоят от два реда. Броят на периода, в който се намира елементът, има физическо значение. Това означава колко електронни енергийни нива са налични в атома на всеки елемент от този период. Така хлорният елемент CL е в 3 период, т.е. неговата електронна обвивка има три електронни слоя. Хлорът стои в групата VII таблица и в основната подгрупа. Главната подгрупа е колоната във всяка група, която започва с 1 или 2 периода.

Така състоянието на електронните черупки на хлорния атом е такова: последователността на хлорния елемент - 17, което означава, че атомът има 17 протони в ядрото и 17 електрона в електронната обвивка. На ниво, може да има само 2 електрон, на 3 нива - 7 електрона, като хлор е в основната група на групата VII. След това на 2 нива са: 17-2-7 \u003d 8 електрона.

Целта на урока: да се формира ученици върху структурата на електронната обвивка на ATOM върху примера на химичните елементи от 1-3 периодични периодични периоди. Осигуряват концепциите за "периодично право" и "периодична система".

Задачи на урока: Научете как да образувате електронни формули на атомите, за да определите елементите според техните електронни формули, за да се определи съставът на атома.

Оборудване: Периодична система на химически елементи D.I. Mendeleev, Cool Board, мултимедиен проектор, персонален компютър, оформление и представяне "Компилация на електронни формули за структурата на атомите".

Вид на урока: Комбиниран

Методи: вербални, визуални.

По време на класовете

I. Организационен момент.

Поздрав. Липса на изчезнал. Активиране на клас за усвояване на нова тема.

Учителят приветства и записва темата за урока на борда "структурата на електронните обвивки".

II. Обяснение на новия материал

Учител:В началото на 20-ти век е приет планетен модел на структурата на атомаПредложени от Rutherford, според които електроните се движат много малко по размер като планетите около слънцето. ( Презентация. Слайд 1. Модел на Rangeford).

Следователно в атома има траектории, в които електронът се движи. Въпреки това, следващите проучвания показват, че няма електронни траектории в атома. Движението без траектория означава, че не знаем как електронът се движи в атома, но можем да поставим района, в който електронът най-често се среща. Това вече не е орбита, а орбитал . Придвижване около атом, Електроните се образуват в агрегата електронна обвивка.

Да разберем как се движат електроните около ядрото? Или в определен ред? Изследвания Бора. - основател на съвременната атомна физика, както и редица други учени, позволиха да се заключат: електроните в атомите са разположени определени слоеве - черупки и в определен ред.

Структурата на електронните черупки на атомите има важна роля за химията, тъй като е електроните, които определят химичните свойства на веществата. Най-важната характеристика на движението на електрон върху определена орбитална е енергията на нейната връзка с ядрото. Електроните в атома се различават в определена енергия и, както показват експериментите, някои са по-силни за ядрото, други са по-слаби. Това се обяснява с отдалечеността на електроните от ядрото. Колкото по-близо до електроните към ядрото, толкова по-голямо е свързването им с ядрото, но по-малко енергийно снабдяване. Тъй като атомът се отстранява от ядрото, силата на атракцията на електрон до ядрото е намалена и енергийното осигуряване се увеличава. Така форма електронни слоевев електронната обвивка на атома. Електроните с тесни енергийни стойности образуват един електронен слой, или енергия нивото. Енергията на електроните в атома и енергийното ниво се определя от главното квантово число н.и взема целочислените стойности от 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7. Колкото по-голяма е стойността n, толкова по-голяма е електронната енергия в атома. Максималният брой електрони, които могат да бъдат на Том или различно енергийно ниво, се определя по формулата:

Където Н.- максималният брой електрони на нивото;

n - номер на енергийно ниво.

Установено е, че не повече от два електрона са разположени на първата обвивка, на втория - не повече от осем, на третата - не повече от 18, на четвъртото - не повече от 32. Попълвайки по-далечни черупки, които ще не се помисли. Известно е, че на външното енергийно ниво може да бъде не повече от осем електрона, тя се нарича завършен. Наричат \u200b\u200bсе електронни слоеве, които не съдържат максималния брой електрони недовършени.

Броят на електроните на външното енергийно ниво на електронната обвивка на атома е равен на броя на групата за химичните елементи на основните подгрупи.

Както беше казано по-рано, електронът не се движи в орбита, а според орбиталите и няма траектория.

Пространство около ядрото, където най-вероятно ще намери това Електронът се нарича орбитал от този електрон или електронен облак.

Orbital или Suplevels, тъй като те също се наричат, могат да имат различна форма и техният брой съответства на номера на нивото, но не надвишава четири. Първото енергийно ниво има един субласт ( с.), вторият е два ( s, P.), третата - три ( s, p, d) и т.н. Електроните с различни субловители от едно и също ниво имат различна форма на електронен облак: Сферични (и), с форма на гира (p) и по-сложна конфигурация г) и е).Сферичните атомни орбитални ученици се съгласиха да се обадят с.-Орбилита. Това е най-стабилната и се намира доста близо до ядрото.

Колкото по-голяма е енергията на електронната енергия в атома, толкова по-бързо се върти, най-силната площ на престоя си е извадена и накрая се превръща в гира пс.-Орбитал:

Електронният облак от такава форма може да заема в атома три разпоредби По осите на координатите на пространството х., y. и z.. Лесно се обяснява: В края на краищата всички електрони са обвинени отрицателни, така че електронни облаци взаимно отблъсквани И те се стремят да се настанят, доколкото е възможно един от друг.

Така, пс.- Предупрежденията могат да бъдат три. Тяхната енергия, разбира се, е еднаква и мястото в пространството е различно.

Направете схема на постоянно пълнене с електрони на енергийните нива

Сега можем да направим схема на структурата на електронните черупки на атомите:

  1. Ние определяме общия брой електрони на обвивката чрез последователния номер на елемента.
  2. Определят броя на енергийните нива в електронната обвивка. Техният брой е равен на номера на периода в таблица D. I. Mendeleev, в която се намира елементът.
  3. Определят броя на електроните на всяко енергийно ниво.
  4. Използването на арабските цифри за определяне на нивото и обозначаването на орбиталните букви S и P, и броя на електроните на тази орбита, арабската цифра, в горната част надясно над писмото, изобразява структурата на атомите с по-пълни електронни формули. Учените се съгласиха да означават всеки атомен орбитал квантова клетка - площад енергийна диаграма:

На с. - Може да се намери търговия единатомски орбитал

а. пс.- синфайт, които могат да бъдат вече три -

(В съответствие с три оси на координати):

Орбитали д.– и е.- сублайвърът в атома вече може да бъде пет и седемсъответно:

Ядрото на водородния атом има заряд от +1, така че само един електрон се движи около ядрото си в ядрото си. Пишаме електронната конфигурация на водородния атом

За да се установи връзката между структурата на атома на химичния елемент и нейните свойства, обмислете още няколко химични елемента.

След водороден елемент хелий. Ядрото на хелиевия атом има +2 такса, така че хелий атомът съдържа два електрона на първото енергийно ниво:

Тъй като на първото енергийно ниво може да има не повече от два електрона, тя се разглежда завършен.

Елемент № 3 - литий. Литиевото ядро \u200b\u200bима заряд от +3, следователно в литиев атом, три електрона. Две от тях се намират на първото енергийно ниво, а третият електрон започва да попълва второто енергийно ниво. Първо, първото ниво на нивото на ниво се запълва, след това второ ниво S-Orbital. Електронът, който е на второ ниво, е слабо свързан с ядрото от другите две.

За въглероден атом три възможни схеми за пълнене на електронни черупки вече могат да бъдат приети в съответствие с електрониката и графичните формули:

Анализ на атомния спектър показва, че последната схема е правилна. Използвайки това правило, лесно е да се направи електронна структура за азотен атом:

Тази схема съответства на формула 1S 2S 2 2 2g3. След това започва двойките на електрони на 2P орбитали. Електронни формули на останалите атоми от втория период:

Завършва се, че завършва Neo Atom, който попълва второто енергийно ниво и изграждането на втория период на системата на елементите е завършен.

Намерете в периодичната система химичният признак на литий в литий към неоната естествено увеличаване на ядрата на атомите. Постепенно пълни с електронен втори слой. С увеличаване на броя на електроните на втория слой, металните свойства на елементите постепенно се отслабват и заменят с неметални.

Третият период, подобен на втория, започва с два елемента (Na, mg), в които електроните се поставят върху S-пионирането на външния електронен слой. След това се спазват шестте елемента (от Al до AR), които имат P-подсладете се на външен електронен слой. Структурата на външния електронен слой на съответните елементи на втория и третия период е подобен. С други думи, с увеличаване на заряда на ядрото, електронната структура на външните слоеве на атомите периодично се повтаря. Ако елементите имат еднакво подредени външни енергийни нива, тогава свойствата на тези елементи са сходни. Да кажем аргон и неонов, съдържащ осем електрона на външното ниво и затова те са инертни, т.е. почти не влизат в химични реакции. В свободната форма на аргон и неонови газове, които имат молекули с един добитък.

Литий, натрий и калиев атоми съдържат на външното ниво един електрон и имат подобни свойства, така че те са поставени в една и съща група от периодичната система.

III. Заключения.

1. Свойствата на химичните елементи, разположени в реда на увеличаване на заряда на ядрото, се повтарят периодично, тъй като структурата на външните енергийни нива на атоми от елементи се повтаря периодично повтаряща се.

2. Гладката промяна в свойствата на химичните елементи в рамките на същия период може да се обясни с постепенно увеличаване на броя на електроните на външното енергийно ниво.

3. Причината за сходството на свойствата на химическите елементи, принадлежащи към едно семейство, е същата структура на външните енергийни нива на техните атоми.

IV. Закрепване на нов материал.

Задача за клас:

1. Поставете структурата на атомите на следните елементи:

а) натрий;
б) силиций

2. Сравнете структурата на азотните и фосфорните атоми.

3. Според разпределението на Valence електрони, намерете елемента:

а) 1S 2 2S 1
Б) 1S 2 2S 2 2g 6 3S 2 3P 6
Б) 1S 2 2S 2 2g 6 3S 2 3P 4
Г) 1S 2 2S 2 2g 4
Г) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 1

4. използване на компютърна презентация "Компилация на електронни формули за структурата на атомите" правят електронни формули а) азотни атоми; б) сяра .

5. Използване на оформлението "Компилация на електронни формули за структурата на атомите" електронни формули на атоми: а) магнезий; б) кислород.

V. Домашна работа: § 8, p. 28-33.

Начертайте схемите на структурата на електронните обвивки на атомите: бор, хлор, литий, алуминий.