Teemasid codificor Ege: Esimese nelja esimese perioodi elementide aatomite konstruktsiooni struktuur: s-, p- ja D-elemendid. Aatomite ja ioonide elektrooniline konfiguratsioon. Peamine ja põnevil aatomite seisund.

Üks esimesi mudelite hoone aatomi - " pudding mudel "- arenenud Dd Thomson 1904. aastal. Thomson avas elektronide olemasolu, mille eest ta sai Nobeli auhind. Kuid teaduse sel ajal ei selgitata nende elektroni olemasolu kosmoses. Thomson tegi ettepaneku, et aatom koosneb negatiivsetest elektronidest, mis on paigutatud ühtlaselt laetud positiivselt "supp", mis kompenseerib elektronlahendi (teine \u200b\u200banaloogia - rosinad pudingis). Mudel, muidugi on originaalne, kuid vale. Aga Thomson mudel on muutunud suurepärane algus edasiseks tööks selles valdkonnas.

Ja edasine töö osutus tõhusaks. Thomsoni üliõpilane, Ernest Rutherford, tuginedes eksperimendid alfa-osakeste hajutamise kohta kuldse fooliumile pakutakse uut, planeetide mudel Aatomi struktuur.

Rutherfordi mudeli kohaselt koosneb aatom massilisest, positiivselt laetud tuumast ja osakestest väikese massiga - elektronidega, mis nagu päikese ümber planeedid, lendavad tuuma ümber ja ei lange see.

Rutherfordi mudel osutus aatomi struktuuri uurimisel järgmisele sammuks. aga kaasaegne teadus Kasutab NIELS BORi pakutud täiustatud mudelit 1913. aastal. Me keskendume sellele rohkem.

Aatom - See on väikseim, elektrooniline, keemiliselt jagamatu osakese aine, mis koosneb positiivselt laetud tuumas ja negatiivselt laetud elektroonilise kestaga.

Samal ajal liiguvad elektronid mitte teatud orbiidil, kuna Rangeford eeldatakse, vaid pigem kaootiline. Kerneli ümber liikuvate elektronide kombinatsiooni kutsutakse elektrooniline kest .

AGA tomny kernelAS RFFORD osutunud - massiivne ja positiivselt laetud, mis asub aatomi keskosas. Tuume struktuur on üsna keeruline ja seda uuritakse tuumafüüsika. Peamised osakesed, millest see koosneb - prootonid ja neutron . Nad on ühendatud tuumajõudude poolt ( tugev koostoime).

Kaaluge peamisi omadusi prootonid, neutron ja elektronid:

Prooton Neutron Elektron
Kaal 1,00728 A.E.M. 1,00867 a.ee.m. 1/1960 a.ee.m.
Tasu + 1 elementaarsus 0 - 1 elementaarne tasu

1 a.ee.m. (aatomi massiühik) \u003d 1,66054 · 10 -27 kg

1 Elementary Charge \u003d 1,60219 · 10 -19 cl

Ja kõige tähtsam asi. Keemiliste elementide perioodiline süsteem, mis on struktureeritud Dmitri Ivanovitš MendeleeV poolt, on allutatud lihtsale ja arusaadavale loogikale: atomi number on selle aatomi kerneli prootonite arv . Ja mis tahes prootonite Dmitri Ivanovichi XIX sajandil ei kuulnud. Seega, tema avamine ja võime ning teaduslik elegant, mis võimaldas astuda üle poolteist sajandil teaduses.

Seega, cAPE ZEROR Z. Vares prootonite arv. aatomi numbersisse Perioodiline süsteem Keemilised elemendid.

Atom on laetud osakese, seetõttu on prootonite arv võrdne elektronide arvuga: N e \u003d n p \u003d z.

Atom mass ( massinumber A. ) See on võrdne suurte osakeste kogumassiga, mis on osa aatoritest ja neutronitest. Kuna protooni mass ja mitte ligikaudu võrdne massiühikuga ligikaudu võrdne 1 aatomiühikuga, saate kasutada valemit: m \u003d n p + n n

Massinumber See on näidatud keemiliste elementide perioodilises süsteemis iga elemendi rakus.

Märge! Lahendamisel Ülesanded ege Kõigi aatomite massiline arv, välja arvatud kloor, ümardatakse kogu matemaatikareeglite järgi. Kloori aatomi massilist arvu eksami peetakse võrdseks 35,5-ga.

Kogutud perioodilises süsteemis keemilised elemendid - aatomid sama tuumatasuga. Kuid kas need aatomid muudavad teiste osakeste arvu? Üsna. Näiteks aatomid erinev Neutron kutsus isotoopid See keemiline element. Samal elemendil võib olla mitu isotoope.

Proovige vastata küsimustele. Vastused neile - artikli lõpus:

  1. Ühe elemendi isotoobid on massinumber sama või erinev?
  2. Isootopidel on üks element prootonite arv on sama või erinev?

Aatomite keemilised omadused määratakse elektroonilise kesta struktuuriga ja kerneli laadimisega. Sellel viisil, keemilised omadused Üks elemendi isotoopid on praktiliselt erinevad.

Kuna ühe elemendi aatomid võivad esineda erinevate isotoopide kujul, näidatakse tiitli tihti massinumbrit, näiteks kloro-35 ja see aatomi salvestamise vorm on vastu võetud:

Veidi rohkem küsimusi:

3. Bromi-81 isotoobi neutronite, prootonite ja elektronide arv määrata.

4. Määrata neutronite arv kloori-37 isotoobis.

Elektroonilise kesta struktuur

Vastavalt Quantum mudel, struktuuri aatomi Niels Bora, elektronide aatomi saab ainult liikuda defineeritud (statsionaarne ) orbiidideemaldatakse tuumalt teatud kaugusele ja mida iseloomustab teatud energia. Teine nimi on statsionaarsed orbiidid - elektroonilised kihidvõi energia Taset .

Elektroonilist taset võib tähistada numbritega - 1, 2, 3, ..., n. Kihi number suurendab selle eemaldamist kernelist. Taseme number vastab peamisele kvantinumbrile n..

Ühes kihis võivad elektronid liikuda erinevates trajektooridesse. Orbiidi trajektoor iseloomustab elektrooniline alandaja . Vihje tüüp iseloomustab orbital kvantinumber l \u003d. 0,1, 2, 3 ... või vastavad tähed - s, p, d, g ja jne

Ühe sviidi raames (sama tüüpi elektroonilised orbitaalid), võimalused orbitaalsete asukoha kohta kosmoses on võimalik. Raskem geomeetria orbitaalid selle Sublevel, seda suurem võimalusi nende asukoha ruumi. Orbitaalsete koguarv Teema seda tüüpi l. Saate määrata valemiga: 2 l. +1. Iga orbitaal võib sisaldada mitte rohkem kui kaks elektroni.

Orbiidi tüüp s. p. d. f. g.
Orbitaalse kvantinumbri väärtus l. 0 1 2 3 4
Selle tüübi aatomite orbitaalide arv 2 l.+1 1 3 5 7 9
Maksimaalne elektronide arv selle tüübi orbitaalides 2 6 10 14 18

Me saame konsolideeritud tabeli:

Number, N.

 Proro-ven. Number Maksimaalne elektronide arv
1 1s. 1 2
2 2s. 1 2
2p. 3 6
3s. 1 2
3p. 3 6
3D 5 10
4s. 1 2
4p. 3 6
4d. 5 10
4f. 7

Energia orbitaalide elektronide täitmine toimub mõnede põhireeglite kohaselt. Olgem jääda neile üksikasjalikult.

Pauli põhimõte (Ban Pauli): ühelgi aatomi orbitaal Võib asuda mitte rohkem kui kaks elektroni Vastupidiste keerutustega (spin on elektromi liikumise kvantmehaanilised omadused).

ReegelHund. Sama energia tuumarbitaalide juures asuvad elektronid paralleelsete keerutustega. Need. Orbitaal ühe Sublevel on täidetud nii: esiteks jagatakse iga orbitaal ühe elektroni üle. Ainult siis, kui kõigis orbitaalides on see alaline elektroni poolt jagatud, hõivame teise elektroni vastupidise keerutusega.

Sellel viisil, summa Spin Quantum arv selliste elektronide ühele energiapüülile (Shell) on maksimaalne.

näiteks Sellisena ilmneb 2P orbiidi kolm elektroni täitmine: ja mitte nii:

Minimaalse energia põhimõte. Elektronid täidavad kõige väiksema energia esimese orbiidi. Aatomi orbiidi energia on võrdne peamiste ja orbitaalse kvantinumbrite summaga: n. + l. . Kui summa on sama, siis esimene orbitaal täidetakse, millel on väiksem kvantnumber n. .

Ao 1s. 2s. 2p. 3s. 3p. 3D 4s. 4p. 4d. 4f. 5s. 5p. 5d. 5f. 5 g.
n. 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5
l. 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2 3 4
n. + l. 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 9

Sellel viisil, energy seeria orbitaalid näeb välja selline:

1 s. < 2 s. < 2 p. < 3 s. < 3 p. < 4 s. < 3 d. < 4 p. < 5 s. < 4 d. < 5 p. < 6 s. < 4 f.~ 5 d. < 6 p. < 7 s. <5 f.~ 6 d.…

Aatomi elektroonilist struktuuri saab esindada erinevates vormides - energiadiagramm, elektrooniline valem Ja teised. Me analüüsime peamist.

Energiadiaade aatom - See on orbitaalsete skemaatiline pilt, võttes arvesse nende energiat. Diagramm näitab elektronide asukohta energia taset ja sublevelites. Orbitaalide täitmine toimub vastavalt kvantide põhimõtetele.

Näiteks,süsiniku aatomi energiadiagramm:

Elektrooniline valem - See on elektronide jaotuse arvestus vastavalt orbiidi aatomile või ioonile. Kõigepealt märkige taseme number, siis orbiidi tüüp. Ülem indeks kirja paremal näidatakse elektronide arvu orbitaalideks. Orbitals on märgitud täitmise järjekorras. Rekord 1s 2. See tähendab, et 2 elektroni asub 1 tasemel.

näiteks , Elektrooniline süsinikdioksiidi valem näeb välja selline: 1s 2 2S 2 2 pp 2.

Lühikese salvestamise asemel energia orbitaale, mis on täielikult täidetud elektronidega, mõnikord kasutage sümbol lähima üllas gaasi (Viiia rühma element), millel on sobiv elektrooniline konfiguratsioon.

näiteks, Elektrooniline valem lämmastiksarnaselt saate kirjutada: 1s 2 2S 2 2p 3 või nii: 2S 2 2p 3.

1s 2 \u003d.

1s 2 2s 2 2 pp 6 \u003d

1s 2 2S 2 2 pp 6 3S 2 3P 6 \u003djne.

Elektroonilised valemid esimese nelja perioodi elementide elementide

Kaaluge nelja esimese perioodi elementide täitmist elektronidega. W. vesinik Väga esimene energia tase on täidetud, S-Supro, see asub 1 elektron:

+ 1H 1s. 1 1s.

W. heelium 1s orbitaal on täielikult täidetud:

+ 2HE 1s. 2 1s.

Kuna esimene energia tase mahutab maksimaalselt 2 elektroni, liitium Teise energiataseme täitmine algab, alustades minimaalse energiaga orbiidiga - 2s. Samal ajal täidetakse esimene energia tase kõigepealt:

+ 3Li 1s. 2 2s 1. 1s 2s.

W. berüllium 2S tera täis:

+ 4be 1s. 2 2s 2. 1s 2s.

+ 5b 1s. 2 2S 2 2p 1 1s 2s 2p.

Järgmine element süsinik Järgmine elektron, vastavalt Hinda reeglitele täidab vaba orbitaal ja seda ei kasutata osaliselt hõivatud:

+ 6c 1s. 2 2S 2 2p 2 1s 2s 2p.

Proovige luua elektroonilise ja elektron-graafilise valemiga järgmistele toodetele ja seejärel saate kontrollida ennast artikli lõpust:

5. Lämmastik

6. Hapnik

7. Fluor

W. mitte tateise energiataseme täitmine:

+ 10NE 1s. 2 2S 2 2p 6 1s 2s 2p.

W. naatrium Kolmanda energia taseme täitmine algab:

+ 11Na 1s. 2 2s 2 2 pp 6 3s 1 1s 2s 2p 3s

Naatriumist argoonile tekib 3. taseme täitmine samamoodi nagu 2. energiataseme täitmine. Reedetud elementide elektroonilised valemid magneesium enne argoon. Üksi, vaadake vastuseid.

8. Magneesium

9. Alumiinium

10. Ränik

11. Fosfor

12. Väävel

13. Kloor

14. Argoon

Aga alates 19. punktist, kaalium Mõnikord algab segadus - täidetud mitte 3D orbitaal ja 4s. Me mainisime käesolevas artiklis varem, et energiatasemete ja subbanay elektronide täitmine toimub energia rida orbitaale , mitte korras. Soovitan seda uuesti kordada. Seega, valem kaalium:

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

Edasiste elektrooniliste valemite salvestamiseks artiklis kasutame vähendatud vormi:

+ 19k.4s 1.4s.

W. kaltsium 4S-täidis täidetud:

+ 20CA.4s 2.4s.

Elemendi 21 juures scandia Vastavalt energia rida orbitaale, täitmine 3D-Tootmine:

+ 21SC 3D 14s 2.4S 3D

Täiendav täitmine 3D-Production toimub vastavalt kvant-eeskirjadele titaan enne vanadia. :

+ 22TI 3D 24s 2.4S 3D

+ 23V 3D 34s 2.4S 3D

Järgmisel elemendil on orbitaalide täitmise järjekord katki. Elektrooniline konfiguratsioon kroom Selline:

+ 24cr 3D 54s 1.4S 3D

Mis on nii? Ja fakt on see, et "traditsioonilise" orbitaalide täitmise järjekorraga (vastavalt käesoleval juhul on valed - 3D 4 4S 2) Täpselt üks rakk d.- Aproduktsioon jäi tühjaks. Selgus, et selline täitmine energia vähem kasumlik. AGA soodsammillal d.-ORBital täis täielikult, vähemalt ühe elektronid. See liigne elektron liigub koos 4s.-Tootmine. Ja väikesed energiakulud elektrilöögile 4s.-Tootmine huviga hõlmab energiamõju kõikide täitmise 3D-tellimused. Seda mõju kutsutakse - rikevõi Squad elektron. Ja ta on täheldatud, kui d.-Lbitaal ei ole täis 1 elektron (üks elektron rakus või kaks).

Järgmised elemendid "traditsiooniline", orbitaali täitmise järjekord uuesti. Konfiguratsioon mangaan :

+ 25mn 3D 54s 2.

Sarnane u koobaltja nikkel . Aga U. meditsiiniline Me jälgime uuesti rike (prits) elektron - Electron pääseb uuesti 4s.-Produktsioon 3D-kõikuma:

+ 29cu 3D 104s 1.

3D-täidis on valmis tsinki:

+ 30ZN 3D 104s 2.

Järgmised elemendid galar enne kryptonTäitmine täidab 4P-alampiiri kvantide reeglite üle. Näiteks elektrooniline valem galar :

+ 31GA 3D 104s 2 4p 1

Me ei anna järelejäänud elementide valemeid, saate need omaette teha ja kontrollida end internetis.

Mõned olulised mõisted:

Väline energia tase - See on aatomi energia tase koos maksimaalne number, millel on elektronid. näiteks, U. vask (3D 104s 1.) Välise energiatase - neljas.

Valence Elektronid - Aatomi elektronid, mis võivad osaleda keemilise sideme moodustamisel. Näiteks kroomi ( + 24cr 3D 54s 1.) Valentines ei ole ainult välise energiataseme elektronid ( 4s 1.), aga ka paartöötlemata elektronid 3D-Proverid, sest Nad võivad moodustada keemilisi ühendusi.

Aatomi peamine ja põnev seisund

Elektroonilised valemid, mida me sellega moodustasime aatomi peamine energia seisund . See on aatomi kõige soodsam energia.

Kuid selleks, et moodustada, on aatom enamikus olukordades vaja kauplemine (ühekordse) elektronid . Ja keemiasuhe on aatomile energiliselt kasulik. Sellest tulenevalt suurem aatomi aatomite elektronide - mida rohkem ühendused see võib moodustada, ja selle tulemusena muutub soodsamaks energiariigiks.

Seega, kui kohalolek vaba energia orbitaalid Sellel tasemel seotud elektronide paarid võib olla levik Ja üks elektronpaarist võib minna vabaks orbitaalseks. Sellel viisil kauplemata elektronide arv suurenebja aatom võib moodustada rohkem keemilisi sidemeidMis on väga kasumlik energia seisukohast. Seda aatomi seisundit nimetatakse erutatud Ja nimetatakse tärniga.

Näiteks peamises riigis boorsellel on järgmine energiataseme konfiguratsioon:

+ 5b 1s. 2 2S 2 2p 1 1s 2s 2p.

Teises tasemel (väline) üks paaris elektronpaar, üks üksik elektron ja paari tasuta (vaba) orbitaal. Järelikult on võimalik üleminek elektronide paarist vabaks orbitaaliks, saada põnev riik Bohri aatom (nimetatakse tärniga):

+ 5b * 1s 2 2s 1 2p 2 1s 2s 2p.

Püüdke iseseisvalt teha elektroonilist valemit, mis vastab põnevil aatomite seisundile. Ära unusta ennast vastuste kohta kontrollida!

15. Süsinik

16. Berüllium

17. Hapnik

Elektroonilised valemid ioonid

Aatomid võivad anda ja vastu võtta elektrone. Elektronide andmine või võtmine, nad muutuvad ioonid .

Ioonid - Need on laetud osakesi. Liigne tasu tähistatakse indeks paremas ülanurgas.

Kui aatom antud Elektronid, seejärel saadud osakese kogumaksumus on positiivne (Tuletame meelde, et prootonite arv aatorite arv on võrdne elektronide arvuga ja elektronide tagastamisel on prootonite arv suurem kui elektronide arv). Positiivselt laetud ioonid on katioonid . näiteks: Naatrium-katioon on moodustatud järgmiselt:

+ 11Na 1s. 2 2s 2 2 pp 6 3s 1 -1e. = + 11Na + 1s 2 2S 2 2p 6 3s 0

Kui aatom vastu võtma elektronid, seejärel omandab negatiivne tasu . Negatiivselt laetud osakesed on anioonid . näiteksAnioon kloor on järgmine:

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

Seega võib saada elektroonilisi ioonvalemiid. elektronide lisamine või vähendamine aatomi juures. Märge katioonide moodustamisel lahkuvad elektronid koos väline energia tase . Anioonide moodustamisel tulevad elektronid väline energia tase .

Aatom on elektroonilise osakese, mis koosneb positiivselt laetud kernelist ja negatiivselt laetud elektroonilisest kestast. Kernel asub aatomi keskel ja koosneb positiivselt laetud prootonite ja tuumajõudude valduses olevate laenguta neutronite. Aatomi tuumakonstruktsioon katsetasid eksperimentaalselt 1911. aastal. Inglise füüsik E. Rereford.

Protonite arv määrab tuuma positiivse laengu ja võrdub elemendi järjestuse numbriga. Neutronite arv arvutatakse aatomi massi ja elemendi järjestuse numbri vahena. Sama tuumalahutusega elemendid (sama arv prootonite), kuid erinev aatomite (erineva neutronite arvu) nimetatakse isotoopideks. Aatomi mass keskendub peamiselt kernelile, sest Märgitult väikese elektronide mass võib tähelepanuta jätta. Aatomi mass on võrdne kõigi prootonite masside summaga ja kerneli neutronite summaga.
Keemiline element on sama tuuma laenguga aatomite tüüp. Praegu on teada 118 erinevat keemilist elementi.

Kõik aatomi elektronid moodustavad selle elektroonilise kesta. Elektroonilisel kestal on negatiivne tasu elektronide koguarvust. Aatomse kesta elektronide arv langeb kokku tuuma prootonite arvuga ja võrdub elemendi järjestuse numbriga. Shelli elektronid jaotatakse elektronide kihtide vahel vastavalt energiavarudele (lähedaste energia väärtuste elektronid moodustavad ühe elektroonilise kihi): vähem energiaga elektronid on kernelile lähemal, suurema energia elektronid on kernelist kaugemal. Elektrooniliste kihtide arv (energia taset) langeb kokku ajavahemiku numbriga, mil keemiline element asub.

On lõpule ja lõpetamata energiatasemeid. Taset peetakse lõpule, kui see sisaldab maksimaalset võimalikku arvu elektronide arvu (esimene tase on 2 elektroni, on teine \u200b\u200btase 8 elektroni, on kolmas tase 18 elektroni, neljas tase on 32 elektronid jne). Integreeritud tase sisaldab väiksemat arvu elektrone.
Tase, maksimaalne kaugus aatomi tuumast, nimetatakse väliseks. Välise energiataseme elektroni nimetatakse väliseks (valents) elektronideks. Välisenergia taseme elektronide arv langeb kokku selle rühma arvuga, kus keemiline element asub. Välisaldset peetakse lõpule viidud, kui see sisaldab 8 elektroni. Täidetud välise energia tasemel on elementide 8A aatomid 8A (inertseid gaase heeliumi, neoon, krypton, xenon, radoon).

Pindala ruumi ümber aatomi ümber, kus elektroni on kõige tõenäolisemalt nimetatakse elektrooniliseks orbitaaliks. Orbital erineb energias ja vormis. Vorm eristab S-orbitaali (sfäär), p-orbiidi (kaheksa), D-orbitaalide ja F-orbitaalsete. Igal energiakultuuril on olemas orbitaalte kogum: esimesel energiatasandil - üks S-orbitaal, teises energiatasandil - üks s- ja kolme p-orbitaal, kolmanda energia tasemel - üks s-, kolm p - viie D-orbitaalide neljandal energiatasandil, üks S-, kolm p-, viie d-orbitaalide ja seitsme f-orbitaal. Iga orbiidit saab panna maksimaalselt kahe elektroni.
Elektronide jaotus vastavalt orbitaale peegeldub elektrooniliste valemitega. Näiteks magneesiumi aatomi puhul on elektronide jaotus energia tasemel järgmiselt: 2E, 8E, 2E. See valem näitab, et 12 elektroni magneesiumi aatomi jaotatakse vastavalt kolmele energiatasemele: esimene tase on lõpetatud ja sisaldab 2 elektroni, teine \u200b\u200btase on täielik ja sisaldab 8 elektroni, kolmas tase ei ole lõpetatud, sest Sisaldab 2 elektrit. Kaltsiumi aatomi puhul on elektronide jaotus energia tasemel järgmiselt: 2E, 8E, 8E, 2E. See valem näitab, et 20 elektroni kaltsiumi jaotatakse neljas energiatasendis: esimene tase on täielik ja sisaldab 2 elektroni, teine \u200b\u200btase on lõpetatud ja sisaldab 8 elektroni, kolmas tase ei ole lõpetatud, sest Sisaldab 8 elektrit, neljandal tasemel ei ole lõpule viidud, sest Sisaldab 2 elektrit.

Aatomi molekulaarse teooria peamised positsioonid. Keemia peamised stöhhiomeetrilised seadused. Seadused materjali massi säilitamise, koosseisu konsistents, mahusuhete, avogadro, ekvivalendid. Samaväärse molaarmass. Aatomi- ja molekulmasside määramise meetodid.

Kõik ained koosnevad molekulidest.

Molekul - See on väikseim aine osakese, mis säilitab invesgo omaduste omadused. Molekulid hävitatakse keemilistes reaktsioonides.

Molekulide vahel on intervallid: Gaasid on suurim, tahked ained on väiksemad.

Molekulid liiguvad juhuslikult ja pidevalt.

Sama aine molekulidel on sama koostis ja omadused, erinevate ainete molekulid erinevad üksteisest. Sõber kompositsioonis ja omadustes.

Molekulid koosnevad aatomitest.

Aatom - See on elektrooniline osake, mis koosneb positiivselt laetud kernelist ja elektronidest.

Keemiline element - aatomite vaade sama positiivse laenguga kerneliga.

Ühe elemendi aatomid moodustavad lihtsa aine molekulide (02, H2, O3, FE ...). Erinevate elementide aatomid moodustavad kompleksse aine molekulide (H20, Na2S04, FECLG ...).

Massi säilitamise seadus

Keemilise reaktsiooni sisestatud ainete mass on võrdne reaktsioonist tulenevate ainete massiga.

teadlane M.V. Lomonosov.
Kompositsiooni püsivuse seadus

Iga keemiliselt puhas ühend, olenemata selle saamise meetodil on täiesti määratletud kompositsioon.

Selle seaduse alusel väljendatakse ainete koostist keemilise valemiga keemiliste märkide ja indeksite abil. Näiteks H2OH, CH4, C2H5, IT jne.

Kompositsiooni püsivuse seadus kehtib molekulaarse struktuuri ainete puhul.

Molekulaarse struktuuriühendite kompositsioon, mis koosneb molekulidest, on konstantne sõltumata selle saamise meetodist.
Ekvivalentide seadus

Keemilised elemendid on üksteisega ühendatud rangelt määratletud kogustes, mis vastavad nende ekvivalentidele.

Samaväärne suhe tähendab sama arvu ekvivalente. Nii Seadus ekvivalentide saab formuleerida teisiti: arvu ekvivalentide kõigi ainete kaasatud reaktsiooni on võrdselt.

Mitme suhete seadus

Mitu suhete seaduse Dalton, üks peamisi seadusi keemia: kui kaks ainet (lihtne või keeruline) moodustavad rohkem kui ühe ühendi üksteisega, siis masside sama aine püsivalt sisenedes sama massi teise aine kuuluvad täisarvud on tavaliselt väikesed.

Mahtsuhe seadus

Gay Loussak, 1808

"Keemiliste reaktsioonide sisenevate gaaside maht ja reaktsioonist tulenevate gaaside maht on väikesed täisarvud."

Järeldus. Stifemiomeetrilised koefitsiendid keemiliste reaktsioonide võrranditega gaasiliste ainete molekulide jaoks näitavad, millistes mõõtesuhtetel reageerivad või saadud gaasilised ained.

V 1: V 2: V 3 \u003d ν 1: ν 2: ν 3.

Perioodiline seadus ja elementide perioodiline süsteem D.I. Imendeev. Peamised ideed aatomi struktuuri ja tuuma struktuuri kohta. Perioodiliselt muutuvad ja perioodiliselt muutmata omadused aatomite ja ioonide. Perioodilise tabeli valikud.

Keemiliste elementide omaduste perioodilised muutused on tingitud nende aatomite välise energiataseme (valentsi elektronide) elektroonilise konfiguratsiooni õige kordumisest, suurendades kerneli laengut.

Perioodilise õiguse graafiline pilt on perioodiline tabel. See sisaldab 7 perioodi ja 8 rühma.

Periood - horisontaalsed elementide horisontaalsed valentsi elektronide peamise maksimaalse väärtusega.

Perioodi number näitab elemendi aatomi energiataseme arvu.

Perioodid võivad koosneda 2-st (esiteks), 8 (teisest ja kolmandast), 18 (neljas ja viies) või 32 (kuues) elemendid sõltuvalt välise energia taseme elektronide arvust. Viimane seitsmes periood on lõpetamata.

Kõik perioodid (välja arvatud esimene) algavad leelismetalli (S-element) ja lõpetada üllas gaasi (NS 2 NP 6).

Metallomadusi peetakse elementide aatomite võimeks elektronite ja mittemetalseteta

Rühmad - Vertikaalsed elementide veerud sama arvu valentsi elektronidega, mis on võrdsed grupi numbriga. Peamised ja külgmised alarühmad eristavad.

Peamised alarühmad koosnevad väikeste ja suurte perioodide elementidest, mille valentsi elektronid asuvad välistes ns- ja NP-alandajatel.

Külgmised alarühmad koosnevad suurte perioodide elementidest. Nende valentsi elektronid on välimise NS-i ja sisemise (N-1) D- (või (N-2) F-punktid).

Sõltuvalt sellest, kuhu teravilja (S-, P-, D- või F-) täidetakse valentsi elektronidega, jagatakse perioodilise süsteemi elemendid:

s-elemendid (peamise alarühma I ja II rühma elemendid), \\ t

p- elemendid (elemendid peamised alarühmad III - VII rühmade),

d- elemendid (külgmiste alamrühma elemendid),

f- elemendid (lantanoidid, aktiinoidid).

Aatomi koostis.

Atom koosneb aatomi tuuma ja elektroonilise kestaga.
Aatomi tuum koosneb prootoniast ( p +.) ja neutronid ( n. 0).

Aatomituumade omaduste puhul sisestatakse mitmeid nimetusi. Aatomi tuumasse kuuluvate prootonite arvu tähistatakse sümboliga. Z. ja kutsus laadimisnumber või aatomi number (see on Mendeleevi perioodilise tabeli järjestuse number). Kerneli tasu on võrdne Ze.kus e. - elementaarne tasu. Neutronite arv näitab sümbolit N..

Nukleonide koguarvu (st prootonite ja neutronite) nimetatakse massinumber A.:

A. = Z. + N..

Keemilisi elemente tähistatakse sümboliga, kus X on elemendi keemiline iseloom. Näiteks,
- vesinik, - heelium, - süsinik, - hapnik, - uraan.

Isotoop on ühe elemendi aatomite kogum, millel on tuum samade neutronite neutronite (või aatomite tüüp sama arvu prootonite ja sama arvu neutronite nukleus).
Erinevad isotoopid erinevad üksteisest nende aatomite tuuma neutronite arvu järgi.
Eraldi aatomi või isotoobi määramine: (e-elementide sümbol), näiteks:.

Aatomi elektroonilise kesta struktuur

Aatomi orbitaal. - elektroni riik aatomile. Legend Orbitali -. Iga orbitaal vastab elektroonilise pilvele.
Reaalsete aatomite orbitaalid on peamiselt neli liiki (kasutamata): s., p., d. ja f.
Lihtsama orbitaalid ühe taseme rühmitatakse elektrooniline (energia) Teema:
s.-prof (koosneb ühest s.-Vubitals), sümbol on.
p.-PROB (koosneb kolmest p.
d.-provin (koosneb viiest d.-Saubitals), sümbol -.
f.-provin (koosneb seitsmest f.-Saubitals), sümbol -.
Ühe Subleveli orbitaalte energia on sama.
Suilvelitele suite sümbolile, lisatakse kihi number (elektrooniline tase), näiteks: 2 s., 3p., 5d. vahendid s.- teise taseme advokaat, p.- kolmas tase, d.-Prove viiendal tasemel.
Sublevlite koguarv samal tasemel on võrdne taseme numbriga n.. Samal tasemel orbiidi koguarv on võrdne n. 2. Seega on see ka ühe kihi pilvede koguarv n. 2 .
Nimetused: - vaba orbitaal (ilma elektronideta), - obitaalne elektroniga on elektroonilise paari orbitaal (kahe elektroniga).
Aatomi orbitaalide elektronide täitmise järjekord määratakse kindlaks kolme looduse seadusi (sõnastus on lihtsustatud):
1. Vähemalt energia põhimõte - Elektronid täidavad orbitaalsuse suurendamise järjekorras orbitaal.
2. Powli põhimõte - Samal orbitaal ei saa olla rohkem kui kaks elektroni.
3. Hundi reegel - Sublayeri piires täidavad elektronid esmakordselt tasuta orbitaalid (ükshaaval) ja alles pärast seda vormi elektroonilisi paari.
Elektronide koguarv elektroni tasandil (või elektroonilises kihis) on 2 n. 2 .
Sublevlite jaotus energia poolt väljendatakse lähedal (energia ketramisel):

1s., 2s., 2p., 3s., 3p., 4s., 3d., 4p., 5s., 4d., 5p., 6s., 4f., 5d., 6p., 7s., 5f., 6d., 7p. ...

Aatomite elektroonilise struktuuri näited:

Valence Elektronid - aatomi elektronid, mis võivad osaleda keemiliste sidemete moodustamisel. Igal aatomil on see kõik välised elektronid pluss need antislast elektronid, mille energia on suurem kui välise.

Näiteks: CA aatomi välistel elektronidel - 4 s. 2, nad on ka valence; FE aatomi välistel elektronidel - 4 s. 2, kuid tal on 3 d. 6, seega rauaatom 8 Valence elektronid. Valence Elektrooniline valem kaltsiumi aatom - 4 s. 2 ja rauaatom - 4 s. 2 3d. 6 .

Atom on väikese osakese aine, mis koosneb kernel ja elektronidest. Aatomite elektrooniliste kestade struktuur määratakse elemendi asendiga keemiliste elementide perioodilises süsteemis D. I. Mendeleev.

Elektron- ja elektrooniline Shelli aatom

Aatom, mis on üldiselt neutraalne, koosneb positiivselt laetud kernelist ja negatiivselt laetud elektroonilise kesta (elektronide pilv), samas kui positiivsed ja negatiivsed tasud on absoluutväärtuses võrdsed. Suhtelise aatomi massi arvutamisel ei võeta arvesse elektronide massi, kuna see on tühine ja 1840 korda väiksem kui prootoni mass või neutron.

Joonis fig. 1. Atom.

Elektron on täiesti unikaalne osake, millel on kahesugune iseloom: see on samaaegselt laine ja osakeste omadused. Nad liiguvad pidevalt kerneli ümber.

Space ümber tuum, kus tõenäosus elektronide tõenäolisemalt, nimetatakse elektrooniliseks orbitaalseks või elektroonilise pilv. Sellel ruumis on teatud vorm, mida tähistatakse tähed s-, p-, d- ja f-. S-elektroonilisel orbitaalil on sfääriline kuju, p-orbitaalil on hantlite või kaheksa mahust, D- ja F-orbitaalide vormid on palju keerulisemad.

Joonis fig. 2. Elektrooniliste orbitaalide vormid.

Kerneli elektronide ümber asuvad elektroonilistes kihtidel. Iga kihti iseloomustab tuuma ja energia kaugus, seega nimetatakse elektroonilisi kihte sageli elektrooniliste energiatasemetena. Mida lähemal tasemel kernelile, seda vähem elektroni energiat selles. Üks element erineb teiselt protoutide arvu aatomi tuumas ja seega ka elektronide arvu. Järelikult on neutraalse aatomi elektron kesta elektronide arv võrdne selle aatomi tuumal sisalduvate prootonite arvuga. Igal järgmisel elemendil on südamikus rohkem prootonit ja elektroonilises ümbrises - üks elektron on suurem.

RE-sisenemisega elektron asub madalaima energiaga orbiidil. Siiski määratakse taset elektronide maksimaalne arv valemiga:

kus n on elektronide maksimaalne arv ja n on energiataseme number.

Esimesel tasandil võib kolmandal - 18 elektronisil olla ainult 2 elektroni ja neljandal tasemel - 32 elektronis. Aatomi välisel tasemel ei saa olla rohkem kui 8 elektrit: niipea, kui elektronide arv jõuab 8-ni, siis hakkab tuumatasemest kaugemale täitma.

Aatomite elektrooniliste kestade struktuur

Iga element on konkreetsel perioodil. Ajavahemik on horisontaalne elementide komplekt, mis asub nende aatomite tuumade laengu järjekorras, mis algab leeliselise metallist ja lõpeb inertse gaasiga. Esimesed kolm korda tabelis on väikesed ja järgmised, alates neljandast perioodist, on suured, koosnevad kahest rida. Elemendi asuval ajavahemiku arv on füüsiline tähendus. See tähendab, kui palju elektroonilise energia taset on selle perioodi elemendi aatomis saadaval. Seega on kloorielemendi Cl 3-perioodil, st selle elektroonilisel kestal on kolm elektroonilist kihti. Kloori seisab VII tabelirühmas ja peamistes alarühmades. Peamine alarühm on veerg igas rühmas, mis algab 1 või 2 perioodil.

Seega on kloori aatomi elektrooniliste kestade seisund selline: kloorielemendi järjestuse number - 17, mis tähendab, et aatomil on 17 prootonit kernelis ja 17 elektronide elektronis. Tasemel võib olla ainult 2 elektroni 3 tasemel - 7 elektronis, kloori pikkuse rühmana VII põhirühmas. Seejärel on 2 taset: 17-2-7 \u003d 8 elektroni.

Õppeõiguse eesmärk: moodustada õpilasi aatomi elektroonilise kesta struktuuris 1-3 perioodiliste perioodiliste perioodiliste perioodide keemiliste elementide näitel. Turvaline mõiste "perioodiline seadus" ja "perioodiline süsteem".

Õppeülesanded: Lugege, kuidas moodustada aatomite elektroonilisi valemeid, et määrata elemendid nende elektrooniliste valemite järgi, et määrata aatomi koostise määramiseks.

Varustus: keemiliste elementide perioodiline süsteem D.I. Mendeleev, Cool pardal, multimeedia projektor, personaalarvuti, paigutus ja esitlus "Aatomite struktuuri elektrooniliste valemite koostamine".

Õppeliik: kombineeritud

Meetodid: verbaalne, visuaalne.

Klasside ajal

I. Organisatsiooni hetk.

Tervitus. Kadunud märk. Aktiveerimine klassi assimilatsiooni uue teema.

Õpetaja tervitab ja registreerib õppetunni teema juhatusel "Atom-elektrooniliste kestade struktuur".

II. Uue materjali selgitus

Õpetaja:20. sajandi alguses võeti vastu planeetide mudel struktuuri aatomiRutherford ettepanek, mille kohaselt elektronid liiguvad väga väikese suurusega kui planeedid päikese ümber. ( Esitlus. Slaidi 1. Kaugusfordi mudel).

Järelikult on aatomi trajektoorid, kus elektron liigub. Kuid täiendavaid uuringuid on näidanud, et aatomis ei ole elektronrajektoreid. Liikumine ilma trajektoorita tähendab, et me ei tea, kuidas elektronide aatomi liigub, kuid me saame määrata piirkonna, kus elektroni on kõige sagedamini leitud. See ei ole enam orbiidil, vaid orbitaal . Aatomi ümber liikumine, elektronide vorm elektrooniline kest.

Uurime välja, kuidas elektronid kerneli ümber liiguvad? Õigesti või teatud järjekorras? Teadus- Niels Bora. - kaasaegse aatomifüüsika asutaja, samuti mitmed teised teadlased, võimaldasid järeldada: aatomite elektronid asuvad teatud kihid - kestad ja teatud järjekorras.

Aatomite elektrooniliste kestade struktuuril on keemia jaoks oluline roll, kuna see on elektronid, mis määravad ainete keemilised omadused. Elektroni liikumise kõige olulisem omadus teatud orbitaal on selle ühenduse energia energia. Aatomi elektronid erinevad teatud energias ja eksperimendid näitavad, et mõned on tugevamad kernelile on tugevamad, teised on nõrgemad. Seda seletab kerneli elektronide kaugus. Mida lähemal elektronid kernelile, seda suurem on nende ühendamine südamikuga, kuid vähem energiavarustusega. Kuna aatom eemaldatakse tuumast, väheneb elektronide atraktiivsuse võimsus kernelile ja energiavarustuse suurenemine suureneb. Nii vorm elektroonilised kihidaatomi elektron kesta. Elektronid lähedaste energia väärtustega moodustavad ühe elektroonilise kihi või energia taset. Aatomi elektronide energia ja energia tase määratakse peamise kvantnumbriga n.ja võtab täisarvu väärtused 1, 2, 3, 4, 5, 6 ja 7. Mida suurem on väärtus N, seda suurem on aatomi elektroni energia. Maksimaalne elektronide arv, mis võib olla Thomes või erineva energiatasemega, määratakse valemiga:

Kus N.- elektronide maksimaalne arv tasandil;

n - Energiataseme number.

Tehti kindlaks, et esimesel kestal ei ole enam kui kaks elektroni, teisel kohal - mitte rohkem kui kaheksa - mitte rohkem kui 18 neljandal - mitte rohkem kui 32. täites kaugemate kestade täitmine ei pea. On teada, et välise energia tasemel ei pruugi olla rohkem kui kaheksa elektroni, seda nimetatakse täidetud. Elektroonilised kihid, mis ei sisalda maksimaalset elektroni arvu lõpetamata.

Aatomi elektroonilise kesta välise energiataseme elektronide arv on võrdne peamiste alarühmade keemiliste elementide rühma arvuga.

Nagu varem öeldud, liigub elektron mitte orbiidil, vaid orbitaalide kohaselt ja tal ei ole trajektoorit.

Ruumi ümber kerneli, kus kõige tõenäolisemalt leida Elektroni nimetatakse selle elektroni orbitaalseks või elektroonilise pilve jaoks.

Orbital või Sublevels, nagu neid nimetatakse ka, võib olla erinev vorm ja nende arv vastab tasemele, kuid ei ületa nelja. Esimesel energiatasandil on üks Sublevel ( s.), teine \u200b\u200bon kaks ( s, P.), kolmas - kolm ( s, P, D) jne. Erinevate ühepallide elektronide elektronid on elektroonilise pilve erinev vorm: Sfäärilised (s), hantli kujuline (p) ja keerulisem konfiguratsioon d) ja f.Sfäärilised aatomi orbitaalteadlased nõustusid helistama s.-Orbitaalia. See on kõige stabiilsem ja asub südamiku lähedal.

Mida suurem on aatomi elektronne energia, seda kiiremini pöörleb, kõige tugevam ala tema viibimine on välja tõmmatud ja lõpuks muutub hantli kujuga p.-orbitaal:

Sellise vormi elektrooniline pilv võib aatomil hõivata kolm sätet Ruumi koordinaatide teljed x., y. ja z.. See on lihtsalt selgitatud: Lõppude lõpuks on kõik elektronid laetud negatiivsed, nii et elektroonilised pilved vastastikku tõrjutud Ja nad püüavad üksteisest võimalikult palju majutada.

Niisiis, p.- Ettevaatusabinõud võib olla kolm. Nende energia on muidugi sama ja ruumi asukoht on erinev.

Teha skeemi järjekindlalt täites elektroni energia taset

Nüüd saame teha skeemi aatomite elektrooniliste kestade struktuurist:

  1. Me määratleme kesta elektronide koguarv elemendi järjestuse numbri järgi.
  2. Määrake elektroonilise kesta energia taseme arv. Nende arv on võrdne tabelis D. I. Mendeleev perioodi numbriga, kus element asub.
  3. Määrake iga energiataseme elektronide arv.
  4. Kasutades araabia arvud, et määrata tase ja tähistavad orbiidi tähed s ja p ning selle orbiidi elektronide arv, araabia number, kirja parempoolse ülaosas, kujutavad aatomite struktuuri täpsemalt elektrooniliste valemitega. Teadlased nõustusid iga aatomi orbiidi tähistamisega kvantrakk - ruut energiadiagramm:

Kohta s. - Kaubandus võib asuda üksaatomi orbitaal.

a. p.- sinfight neid võib olla juba kolm -

(Vastavalt kolme teljega koordinaatide):

Orbitaalid d.– ja f.- aatomi alaline ala võib juba olla viis ja seitsevastavalt:

Hüdrogeani aatomi keskmes on laengu +1, nii et ainult üks elektron liigub oma tuuma ümber tuuma ümber. Kirjutame vesinikuaatomi elektroonilise konfiguratsiooni

Keemilise elemendi aatomi struktuuri ja selle omaduste vaheliste suhete loomine kaaluge mitmeid keemilisi elemente.

Pärast vesinikuelemendi heeliumi. Heeliumi aatomi kernel on +2-laadimine, mistõttu heeliumi aatom sisaldab kahte elektroni esimesel energiatasandil:

Kuna esimesel energiatasandil ei pruugi olla rohkem kui kaks elektroni, seda peetakse lõpetatud.

Element nr 3 - liitium. Liitium-südamikul on +3 laengu liitiumaatomil, kolm elektroni. Kaks neist asuvad esimesel energiakultuuril ja kolmas elektrooniline algab teise energia taseme täitmiseks. Esiteks täidetakse esimene tase S-orbitaal, seejärel teine \u200b\u200btase S-orbitaal. Elektron, mis on teisel tasandil, on nõrgenenud tuumaga ühendatud kui ülejäänud kaks.

Süsiniku aatomi puhul võib elektroonika ja graafiliste valemite kohaselt juba eeldada kolm võimalikku täiteainet kestade skeemi:

Aatomi spektri analüüs näitab, et viimane kava on õige. Selle reegli abil on lämmastikuaatomi elektrooniline struktuur lihtne teha:

See skeem vastab valemile 1S 2 2S 2 2 pp 3. Seejärel algab 2P orbitaalide elektronide paarid. Elektroonilised valemid ülejäänud aatomite teise perioodi:

Neo aatomi lõpp, mis täidab teise energiataseme ja elementide süsteemi teise perioodi ehitamist.

Leia perioodilises süsteemis liitiumi keemiline märk liitiumi NEON NE-s suurendades loomulikult aatomite laengutatu. Täidetakse järk-järgult elektronide teise kihi. Teise kihi elektronide arvu suurenemisega nõrgendatakse elementide metallist omadused järk-järgult ja asendatakse mittemetallist.

Kolmas periood, mis sarnaneb teisega, algab kahe elemendiga (Na, Mg), kus elektronid paigutatakse välimise elektroonilise kihi S-pioneryle. Siis järgneb kuus elementi (al-st AR-le), millel on välise elektronkihi p-alaja. Teise ja kolmanda perioodi vastavate elementide välimise elektroonilise kihi struktuur on sarnane. Teisisõnu, Kerneli eest tasu suurenemisega kordub perioodiliselt aatomite väliste kihtide elektrooniline struktuur. Kui elemendid on võrdselt paigutatud välise energia taset, siis nende elementide omadused on sarnased. Ütleme argooni ja neoon, mis sisaldavad kaheksa elektroni välimise tasandil ja seetõttu nad on inertsed, see tähendab, et peaaegu ei sisene keemiliste reaktsioonide. Vabas vormis argooni ja neoon - gaasid, millel on ühe kariloomad molekulid.

Liitium, naatriumi- ja kaaliumi aatomid sisaldavad välimise tasandil ühe elektroni ja neil on sarnased omadused, nii et need paigutatakse samasse perioodilise süsteemi rühma.

III. Järeldused.

1. Kerneli laengu suurendamise järjekorras asuvate keemiliste elementide omadused korratakse perioodiliselt, kuna elementide välise energiataseme struktuuri korratakse perioodiliselt korduvalt.

2. Sujuv muutus keemiliste elementide omadustes samal perioodil võib seletada elektronide arvu järkjärgulise suurenemisega välise energia tasemel.

3. Ühesse perekonda kuuluvate keemiliste elementide omaduste sarnasuse põhjus on nende aatomite väliste energiatasemete sama struktuur.

IV. Uue materjali kinnitamine.

Ülesanne klassi:

1. Pange järgmiste elementide aatomite struktuur:

a) naatrium;
b) Silicon

2. Võrdle lämmastiku ja fosfori aatomite struktuuri.

3. Vastavalt Valence Elektronide levitamisele leidke kirje:

a) 1s 2 2s 1
B) 1s 2 2s 2 2 pp 6 3S 2 3P 6
B) 1s 2 2S 2 2 pp 6 3S 2 3P 4
D) 1s 2 2S 2 2 pp 4
D) 1s 2 2S 2 2 pp 6 3S 2 3P 6 4S 1

4. Arvuti esitluse kasutamine "Aatomite elektrooniliste valemite koostamine" Tehke elektroonilised valemid a) lämmastiku aatomid; b) väävli .

5. Layout "koostamine elektrooniliste valemite koostamine aatomite elektrooniliste valemite struktuuri jaoks: a) magneesium; b) hapnik.

V. Kodutöö: § 8, lk. 28-33.

Joonistage aatomite elektrooniliste kestade struktuuri skeemid: boor, kloor, liitium, alumiinium.