Tulong sa Tele2, mga taripa, mga tanong

Alamin natin kung paano mag-compose elektronikong pormula elemento ng kemikal. Ang tanong na ito ay mahalaga at may kaugnayan, dahil nagbibigay ito ng ideya hindi lamang sa istraktura, kundi pati na rin sa dapat na pisikal at mga katangian ng kemikal ang atom na pinag-uusapan.

Mga panuntunan sa compilation

Upang makabuo ng isang graphical at electronic na formula ng isang elemento ng kemikal, kinakailangan na magkaroon ng pag-unawa sa teorya ng atomic na istraktura. Upang magsimula, mayroong dalawang pangunahing bahagi ng isang atom: ang nucleus at ang mga negatibong electron. Kasama sa nucleus ang mga neutron, na walang singil, pati na rin ang mga proton, na may positibong singil.

Tinatalakay kung paano bumuo at matukoy ang elektronikong formula ng isang elemento ng kemikal, tandaan namin na upang mahanap ang bilang ng mga proton sa nucleus, ang Mendeleev periodic system ay kinakailangan.

Ang bilang ng isang elemento ay tumutugma sa bilang ng mga proton na matatagpuan sa nucleus nito. Ang bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang atom ay nagpapakilala sa bilang ng mga layer ng enerhiya kung saan matatagpuan ang mga electron.

Upang matukoy ang bilang ng mga neutron na walang singil ng kuryente, kinakailangang ibawas ang atomic number nito (bilang ng mga proton) mula sa relatibong masa ng atom ng isang elemento.

Mga tagubilin

Upang maunawaan kung paano buuin ang electronic formula ng isang elemento ng kemikal, isaalang-alang ang panuntunan para sa pagpuno ng mga sublevel na may mga negatibong particle, na binuo ni Klechkovsky.

Depende sa kung gaano karaming libreng enerhiya ang mayroon ang mga libreng orbital, isang serye ang pinagsama-sama na nagpapakilala sa pagkakasunud-sunod ng mga antas ng pagpuno ng mga electron.

Ang bawat orbital ay naglalaman lamang ng dalawang electron, na nakaayos sa antiparallel spins.

Upang maipahayag ang istraktura ng mga electronic shell, ginagamit ang mga graphic na formula. Ano ang hitsura ng mga elektronikong formula ng mga atom ng mga elemento ng kemikal? Paano lumikha ng mga pagpipilian sa graphic? Ang mga tanong na ito ay kasama sa kurso sa kimika ng paaralan, kaya tatalakayin natin ang mga ito nang mas detalyado.

Mayroong isang tiyak na matrix (batayan) na ginagamit kapag gumuhit ng mga graphic na formula. Ang s-orbital ay nailalarawan sa pamamagitan lamang ng isang quantum cell, kung saan ang dalawang electron ay matatagpuan sa tapat ng bawat isa. Ang mga ito ay ipinahiwatig sa pamamagitan ng mga arrow. Para sa p-orbital, tatlong cell ang inilalarawan, bawat isa ay naglalaman din ng dalawang electron, ang d orbital ay naglalaman ng sampung electron, at ang f orbital ay puno ng labing-apat na electron.

Mga halimbawa ng pag-compile ng mga electronic formula

Ipagpatuloy natin ang pag-uusap tungkol sa kung paano buuin ang electronic formula ng isang elemento ng kemikal. Halimbawa, kailangan mong lumikha ng isang graphical at electronic na formula para sa elementong mangganeso. Una, tukuyin natin ang posisyon ng elementong ito sa periodic table. Mayroon itong atomic number na 25, samakatuwid, mayroong 25 electron sa atom. Ang Manganese ay isang elemento ikaapat na yugto, samakatuwid, mayroon itong apat na antas ng enerhiya.

Paano isulat ang electronic formula ng isang elemento ng kemikal? Isinulat namin ang tanda ng elemento, pati na rin ang serial number nito. Gamit ang panuntunan ni Klechkovsky, namamahagi kami ng mga electron sa mga antas ng enerhiya at mga sublevel. Inilalagay namin ang mga ito nang sunud-sunod sa una, pangalawa, at pangatlong antas, na naglalagay ng dalawang electron sa bawat cell.

Susunod, ibubuod namin ang mga ito, nakakakuha ng 20 piraso. Tatlong antas ang ganap na puno ng mga electron, at limang electron lamang ang natitira sa ikaapat. Isinasaalang-alang na ang bawat uri ng orbital ay may sariling reserbang enerhiya, ibinabahagi namin ang natitirang mga electron sa 4s at 3d sublevel. Bilang resulta, ang natapos na electronic graphic formula para sa manganese atom ay may sumusunod na anyo:

1s2 / 2s2, 2p6 / 3s2, 3p6 / 4s2, 3d3

Praktikal na kahalagahan

Gamit ang mga electron graphic formula, malinaw mong makikita ang bilang ng mga libre (walang paired) na electron na tumutukoy sa valence ng isang partikular na elemento ng kemikal.

Nag-aalok kami ng isang pangkalahatang algorithm ng mga aksyon kung saan maaari kang lumikha ng mga electron graphic formula para sa anumang mga atom na matatagpuan sa periodic table.

Una sa lahat, kinakailangan upang matukoy ang bilang ng mga electron gamit ang periodic table. Ang numero ng panahon ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga antas ng enerhiya.

Ang pag-aari sa isang tiyak na grupo ay nauugnay sa bilang ng mga electron na matatagpuan sa panlabas na antas ng enerhiya. Ang mga antas ay nahahati sa mga sublevel at napunan sa pagsasaalang-alang sa panuntunan ng Klechkovsky.

Konklusyon

Upang matukoy ang mga posibilidad ng valence ng anumang elemento ng kemikal na matatagpuan sa periodic table, kinakailangan na mag-compile ng isang electronic graphic formula ng atom nito. Ang algorithm na ibinigay sa itaas ay magpapahintulot sa iyo na makayanan ang gawain, matukoy ang posibleng kemikal at pisikal na katangian atom.

Ang isang kumbensyonal na representasyon ng pamamahagi ng mga electron sa isang electron cloud ayon sa mga antas, sublevel at orbital ay tinatawag electronic formula ng atom.

Mga panuntunan batay sa|batay sa| alin|alin| make up|iabot| mga elektronikong formula

1. Prinsipyo ng pinakamababang enerhiya: mas kaunting enerhiya ang mayroon ang system, mas matatag ito.

2. Ang panuntunan ni Klechkovsky: ang distribusyon ng mga electron sa mga antas at sublevel ng electron cloud ay nangyayari sa pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng halaga ng kabuuan ng pangunahing at orbital na mga numero ng quantum (n + 1). Sa kaso ng pagkakapantay-pantay ng mga halaga (n + 1), ang sublevel na may mas maliit na halaga ng n ay unang pinupunan.

1 s 2 s p 3 s p d 4 s p d f 5 s p d f 6 s p d f 7 s p d f Level number n 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 Orbital 1 1* 0 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 quantum number

n+1| 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10

Serye ng Klechkovsky

1* - tingnan ang talahanayan Blg. 2.

3. Pamumuno ni Hund: kapag pinupunan ang mga orbital ng isang sublevel, ang paglalagay ng mga electron na may parallel spins ay tumutugma sa pinakamababang antas ng enerhiya.

Compilation|passes| mga elektronikong formula

Potensyal na serye:1 s 2 s p 3 s p d 4 s p d f 5 s p d f 6 s p d f 7 s p d f

(n+1|) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10

Serye ng Klechkovsky

Pagkakasunud-sunod ng pagpuno Electronics 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 ..

(n+l|) 1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 7 8.

Electronic formula 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 10 4s 2 p 6 d 10 f 14 5s 2 p 6 d 10 f 14 6s 2 p 6 d 10 f 14 7s 2 p 6 d 10 f 14 8...

(n+1|) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10

Nilalaman ng impormasyon ng mga electronic formula

1. Posisyon ng elemento sa periodic|periodic| sistema.

2. Degrees posible| oksihenasyon ng elemento.

3. Kemikal na katangian ng elemento.

4. Komposisyon|warehouse| at mga katangian ng mga koneksyon ng elemento.

Posisyon ng elemento sa periodic period|pana-panahon|Sistema ni D.I. Mendeleev:

A) numero ng panahon, kung saan matatagpuan ang elemento, ay tumutugma sa bilang ng mga antas kung saan matatagpuan ang mga electron;

b) numero ng pangkat, kung saan kabilang ang isang ibinigay na elemento, ay katumbas ng kabuuan ng mga valence electron. Ang mga electron ng Valence para sa mga atom ng s- at p-element ay mga electron ng panlabas na antas; para sa d – mga elemento ito ay mga electron ng panlabas na antas at ang hindi napunong sublevel ng nakaraang antas.

V) elektronikong pamilya tinutukoy ng simbolo ng sublevel kung saan dumating ang huling electron (s-, p-, d-, f-).

G) subgroup natutukoy sa pamamagitan ng pag-aari sa elektronikong pamilya: s - at p - ang mga elemento ay sumasakop sa mga pangunahing subgroup, at d - mga elemento - pangalawang, f - ang mga elemento ay sumasakop sa magkahiwalay na mga seksyon sa ibabang bahagi ng periodic table (actinides at lanthanides).

2. Mga posibleng degree| oksihenasyon ng mga elemento.

Katayuan ng oksihenasyon ay ang singil na nakukuha ng isang atom kapag ito ay sumuko o nakakuha ng mga electron.

Mga atomo na nag-donate ng mga electron gain positibong singil, na katumbas ng bilang ng mga electron na naibigay (electron charge (-1)

Z E 0 – ne  Z E + n

Ang atom na nagbigay ng mga electron ay nagiging kasyon(positive charged ion). Ang proseso ng pag-alis ng isang elektron mula sa isang atom ay tinatawag proseso ng ionization. Ang enerhiya na kinakailangan upang maisagawa ang prosesong ito ay tinatawag enerhiya ng ionization ( Eion, eV).

Ang unang ihihiwalay sa atom ay ang mga electron ng panlabas na antas, na walang pares sa orbital - walang kapares. Sa pagkakaroon ng mga libreng orbital sa loob ng isang antas, sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na enerhiya, mga electron na nabuo sa antas na ito pares ay steamed, at pagkatapos ay pinaghihiwalay lahat ng sama-sama. Ang proseso ng unpairing, na nangyayari bilang resulta ng pagsipsip ng isang bahagi ng enerhiya ng isa sa mga electron ng isang pares at ang paglipat nito sa mas mataas na sublevel, ay tinatawag proseso ng paggulo.

Ang pinakamalaking bilang ng mga electron na maaaring ibigay ng isang atom ay katumbas ng bilang ng mga valence electron at tumutugma sa bilang ng pangkat kung saan matatagpuan ang elemento. Ang singil na nakukuha ng isang atom pagkatapos mawala ang lahat ng valence electron nito ay tinatawag pinakamataas na estado ng oksihenasyon atom.

Pagkatapos palayain|dismiss| valence level external nagiging|nagiging| antas na|ano| nauna sa valence. Ito ay isang antas na ganap na puno ng mga electron, at samakatuwid|at samakatuwid| masiglang matatag.

Ang mga atomo ng mga elemento na may mula 4 hanggang 7 electron sa panlabas na antas ay nakakamit ng isang masiglang matatag na estado hindi lamang sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga electron, kundi pati na rin sa pamamagitan ng pagdaragdag sa kanila. Bilang resulta, nabuo ang isang antas (.ns 2 p 6) - isang matatag na estado ng inert gas.

Nakukuha ng atom na nagdagdag ng mga electron negatibodegreeoksihenasyon– negatibong singil, na katumbas ng bilang ng mga electron na tinanggap.

Z E 0 + ne  Z E - n

Ang bilang ng mga electron na maaaring idagdag ng isang atom ay katumbas ng bilang (8 –N|), kung saan ang N ay ang bilang ng pangkat kung saan|alin| elemento (o bilang ng mga valence electron) na matatagpuan.

Ang proseso ng pagdaragdag ng mga electron sa isang atom ay sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya, na tinatawag na affinity sa electron (Esaffinity,eB).

Algorithm para sa pagbuo ng electronic formula ng isang elemento:

1. Tukuyin ang bilang ng mga electron sa isang atom gamit ang Periodic Table of Chemical Elements D.I. Mendeleev.

2. Batay sa bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elemento, tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya; ang bilang ng mga electron sa huling antas ng elektroniko ay tumutugma sa numero ng pangkat.

3. Hatiin ang mga antas sa mga sublevel at orbital at punan ang mga ito ng mga electron alinsunod sa mga panuntunan para sa pagpuno ng mga orbital:

Dapat tandaan na ang unang antas ay naglalaman ng maximum na 2 electron 1s 2, sa pangalawa - maximum na 8 (dalawa s at anim R: 2s 2 2p 6), sa pangatlo - maximum na 18 (dalawa s, anim p, at sampu d: 3s 2 3p 6 3d 10).

• Pangunahing numero ng quantum n dapat minimal.
• Unang punan s- sublevel, kung gayon р-, d- b f- mga sublevel.
• Pinupuno ng mga electron ang mga orbital sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng enerhiya ng mga orbital (panuntunan ni Klechkovsky).
• Sa loob ng isang sublevel, ang mga electron ay unang sumasakop sa mga libreng orbital nang paisa-isa, at pagkatapos lamang na sila ay bumubuo ng mga pares (Hund's rule).
• Hindi maaaring magkaroon ng higit sa dalawang electron sa isang orbital (prinsipyo ni Pauli).

Mga halimbawa.

1. Gumawa tayo ng electronic formula ng nitrogen. Ang nitrogen ay numero 7 sa periodic table.

2. Gumawa tayo ng electronic formula para sa argon. Ang Argon ay numero 18 sa periodic table.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6.

3. Gumawa tayo ng electronic formula ng chromium. Ang Chromium ay numero 24 sa periodic table.

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

Diagram ng enerhiya ng zinc.

4. Gumawa tayo ng electronic formula ng zinc. Ang zinc ay numero 30 sa periodic table.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10

Pakitandaan na bahagi ng electronic formula, katulad ng 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6, ay ang electronic formula ng argon.

Ang electronic formula ng zinc ay maaaring kinakatawan bilang:

Ang gawain ng pag-iipon ng isang elektronikong formula para sa isang elemento ng kemikal ay hindi ang pinakamadali.

Kaya, ang algorithm para sa pag-compile ng mga elektronikong formula ng mga elemento ay ang mga sumusunod:

• Isulat muna natin ang chemical sign. elemento, kung saan sa kaliwang ibaba ng sign ipinapahiwatig namin ang serial number nito.
• Susunod, sa bilang ng panahon (mula sa kung saan ang elemento) tinutukoy namin ang bilang ng mga antas ng enerhiya at gumuhit ng ganoong bilang ng mga arko sa tabi ng tanda ng elemento ng kemikal.
• Pagkatapos, ayon sa numero ng grupo, ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ay nakasulat sa ilalim ng arko.
• Sa ika-1 na antas, ang maximum na posible ay 2, sa pangalawa ay mayroon nang 8, sa pangatlo - kasing dami ng 18. Nagsisimula kaming maglagay ng mga numero sa ilalim ng kaukulang mga arko.
• Ang bilang ng mga electron sa penultimate level ay dapat kalkulahin tulad ng sumusunod: ang bilang ng mga electron na nakatalaga na ay ibabawas mula sa serial number ng elemento.
• Nananatili itong gawing electronic formula ang aming diagram:

Narito ang mga elektronikong formula ng ilang elemento ng kemikal:

• 1. Isinulat namin ang elemento ng kemikal at ang serial number nito Ang numero ay nagpapakita ng bilang ng mga electron sa atom.
  2. Gumawa tayo ng formula. Upang gawin ito, kailangan mong malaman ang bilang ng mga antas ng enerhiya ang batayan para sa pagpapasiya ay ang bilang ng panahon ng elemento.
  3. Hinahati namin ang mga antas sa mga sub-level.

  Sa ibaba makikita mo ang isang halimbawa kung paano gumawa ng tama ang mga elektronikong formula ng mga elemento ng kemikal.

Kailangan mong lumikha ng mga elektronikong pormula ng mga elemento ng kemikal sa ganitong paraan: kailangan mong tingnan ang bilang ng elemento sa periodic table, upang malaman kung gaano karaming mga electron ang mayroon ito. Pagkatapos ay kailangan mong malaman ang bilang ng mga antas, na katumbas ng panahon. Pagkatapos ang mga sublevel ay isinulat at pinunan:

Una sa lahat, kailangan mong matukoy ang bilang ng mga atom ayon sa periodic table.



Upang i-compile ang electronic formula, kakailanganin mo ang Mendeleev periodic system. Hanapin ang iyong elemento ng kemikal doon at tingnan ang panahon - ito ay magiging katumbas ng bilang ng mga antas ng enerhiya. Ang numero ng pangkat ay tumutugma ayon sa numero sa bilang ng mga electron sa huling antas. Ang bilang ng isang elemento ay magiging quantitatively katumbas ng bilang ng mga electron nito Malinaw din na kailangan mong malaman na ang unang antas ay may maximum na 2 electron, ang pangalawa - 8, at ang pangatlo - 18.

Ito ang mga pangunahing punto. Bilang karagdagan, sa Internet (kabilang ang aming website) makakahanap ka ng impormasyon na may handa na electronic formula para sa bawat elemento, upang masubukan mo ang iyong sarili.

Ang pag-compile ng mga elektronikong formula ng mga elemento ng kemikal ay napaka mahirap na proseso, hindi mo magagawa nang walang mga espesyal na talahanayan, at kailangan mong gumamit ng isang buong grupo ng mga formula. Sa madaling sabi, upang mag-compile kailangan mong dumaan sa mga yugtong ito:

Ito ay kinakailangan upang gumuhit ng isang orbital diagram kung saan magkakaroon ng isang konsepto kung paano naiiba ang mga electron sa bawat isa. Ang diagram ay nagha-highlight ng mga orbital at electron.

Ang mga electron ay puno ng mga antas, mula sa ibaba hanggang sa itaas, at may ilang mga sublevel.

Kaya una nating alamin ang kabuuang bilang ng mga electron ng isang naibigay na atom.

Pinupunan namin ang formula ayon sa isang tiyak na pamamaraan at isulat ito - ito ang magiging electronic formula.



Halimbawa, para sa Nitrogen ang formula na ito ay ganito ang hitsura, una ay haharapin natin ang mga electron:



At isulat ang formula:



Maintindihan ang prinsipyo ng pag-compile ng electronic formula ng isang elemento ng kemikal, kailangan mo munang matukoy ang kabuuang bilang ng mga electron sa isang atom sa pamamagitan ng numero sa periodic table. Pagkatapos nito, kailangan mong matukoy ang bilang ng mga antas ng enerhiya, na kumukuha bilang batayan ng bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elemento.

Ang mga antas ay pinaghiwa-hiwalay sa mga sublevel, na puno ng mga electron batay sa Prinsipyo ng Pinakamababang Enerhiya.

Maaari mong suriin ang kawastuhan ng iyong pangangatwiran sa pamamagitan ng pagtingin, halimbawa, dito.

Sa pamamagitan ng pagbubuo ng electronic formula ng isang kemikal na elemento, malalaman mo kung gaano karaming mga electron at electron layer ang nasa isang partikular na atom, pati na rin ang pagkakasunud-sunod ng kanilang pamamahagi sa mga layer.

Una, tinutukoy natin ang atomic number ng elemento ayon sa periodic table na tumutugma ito sa bilang ng mga electron. Ang bilang ng mga layer ng elektron ay nagpapahiwatig ng numero ng panahon, at ang bilang ng mga electron bawat huling layer tumutugma ang atom sa numero ng pangkat.

• una naming punan ang s-sublevel, at pagkatapos ay ang p-, d- b f-sublevels;
• ayon sa tuntunin ni Klechkovsky, pinupunan ng mga electron ang mga orbital sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng enerhiya ng mga orbital na ito;
• ayon sa tuntunin ni Hund, ang mga electron sa loob ng isang sublevel ay sumasakop sa mga libreng orbital nang paisa-isa at pagkatapos ay bumubuo ng mga pares;
• Ayon sa prinsipyo ng Pauli, mayroong hindi hihigit sa 2 mga electron sa isang orbital.

• Ang elektronikong formula ng isang elemento ng kemikal ay nagpapakita kung gaano karaming mga elektronikong layer at kung gaano karaming mga electron ang nasa atom at kung paano sila ipinamamahagi sa mga layer.

  Upang mabuo ang electronic formula ng isang elemento ng kemikal, kailangan mong tingnan ang periodic table at gamitin ang impormasyong nakuha para sa elementong ito. Ang atomic number ng isang elemento sa periodic table ay tumutugma sa bilang ng mga electron sa isang atom. Ang bilang ng mga elektronikong layer ay tumutugma sa numero ng panahon, ang bilang ng mga electron sa huling elektronikong layer ay tumutugma sa numero ng pangkat.

  Dapat tandaan na ang unang layer ay naglalaman ng maximum na 2 electron 1s2, ang pangalawa - isang maximum na 8 (dalawang s at anim na p: 2s2 2p6), ang pangatlo - isang maximum na 18 (dalawang s, anim na p, at sampu d: 3s2 3p6 3d10).

  Halimbawa, ang electronic formula ng carbon: C 1s2 2s2 2p2 (serial number 6, period number 2, group number 4).

  Electronic formula para sa sodium: Na 1s2 2s2 2p6 3s1 (serial number 11, period number 3, group number 1).

  Upang suriin ang tamang spelling ng electronic formula, maaari mong tingnan ang website www.alhimikov.net.

  Sa unang sulyap, ang pag-compile ng isang elektronikong formula para sa mga elemento ng kemikal ay maaaring mukhang isang medyo kumplikadong gawain, ngunit ang lahat ay magiging malinaw kung susundin mo ang sumusunod na pamamaraan:

  • una naming isulat ang mga orbital
  • Naglalagay kami ng mga numero sa harap ng mga orbital na nagpapahiwatig ng bilang ng antas ng enerhiya. Huwag kalimutan ang formula para sa pagtukoy maximum na dami mga electron sa antas ng enerhiya: N=2n2

  Paano mo malalaman ang bilang ng mga antas ng enerhiya? Tingnan lamang ang periodic table: ang numerong ito ay katumbas ng bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elemento.

  • Sa itaas ng icon ng orbital nagsusulat kami ng isang numero na nagpapahiwatig ng bilang ng mga electron na nasa orbital na ito.

  Halimbawa, magiging ganito ang electronic formula para sa scandium.

Ang istruktura ng mga electronic shell ng mga atom ng mga elemento ng unang apat na yugto: $s-$, $p-$ at $d-$elemento. Elektronikong pagsasaayos ng isang atom. Ground at excited na estado ng mga atom

Ang konsepto ng atom ay lumitaw sa sinaunang mundo upang tukuyin ang mga particle ng bagay. Isinalin mula sa Griyego, ang atom ay nangangahulugang "hindi mahahati."

Mga electron

Ang Irish physicist na si Stoney, batay sa mga eksperimento, ay dumating sa konklusyon na ang kuryente ay inililipat maliliit na particle, na umiiral sa mga atomo ng lahat ng elemento ng kemikal. Noong $1891, iminungkahi ni G. Stoney na tawagan ang mga particle na ito mga electron, na nangangahulugang "amber" sa Greek.

Ilang taon matapos makuha ng electron ang pangalan nito, pinatunayan ng English physicist na si Joseph Thomson at ng French physicist na si Jean Perrin na ang mga electron ay may negatibong singil. Ito ang pinakamaliit na negatibong singil, na sa kimika ay kinuha bilang isang yunit na $(–1)$. Nagawa pa ni Thomson na matukoy ang bilis ng elektron (ito ay katumbas ng bilis ng liwanag - $300,000 km/s) at ang masa ng elektron (ito ay $1836$ beses na mas mababa kaysa sa masa ng isang hydrogen atom).

Ikinonekta nina Thomson at Perrin ang mga pole ng kasalukuyang pinagmumulan ng dalawang metal plate - isang katod at isang anode, na ibinebenta sa isang glass tube kung saan inilikas ang hangin. Kapag ang isang boltahe na humigit-kumulang 10 libong volt ay inilapat sa mga plato ng elektrod, isang maliwanag na paglabas ang kumikislap sa tubo, at ang mga particle ay lumipad mula sa cathode (negatibong poste) patungo sa anode (positibong poste), na unang tinawag ng mga siyentipiko. cathode ray, at pagkatapos ay nalaman na ito ay isang stream ng mga electron. Ang mga electron na tumatama sa mga espesyal na substance, gaya ng nasa screen ng TV, ay nagdudulot ng glow.

Ang konklusyon ay iginuhit: ang mga electron ay tumakas mula sa mga atomo ng materyal kung saan ginawa ang katod.

Ang mga libreng electron o ang kanilang daloy ay maaaring makuha sa iba pang mga paraan, halimbawa, sa pamamagitan ng pag-init ng metal wire o sa pamamagitan ng pagniningning ng liwanag sa mga metal na nabuo ng mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat I ng periodic table (halimbawa, cesium).

Ang estado ng mga electron sa isang atom

Ang estado ng isang electron sa isang atom ay nauunawaan bilang ang kabuuan ng impormasyon tungkol sa enerhiya ilang electron sa space, kung saan ito matatagpuan. Alam na natin na ang isang electron sa isang atom ay walang trajectory of motion, i.e. ang pwede lang nating pag-usapan mga probabilidad lokasyon nito sa espasyo sa paligid ng nucleus. Maaari itong matatagpuan sa anumang bahagi ng puwang na ito na nakapalibot sa nucleus, at ang hanay ng iba't ibang mga posisyon ay itinuturing bilang isang electron cloud na may tiyak na negatibong density ng singil. Sa makasagisag na paraan, maiisip ito sa ganitong paraan: kung posible na kunan ng larawan ang posisyon ng isang electron sa isang atom pagkatapos ng daan-daang o milyon-milyong mga segundo, tulad ng sa isang photo finish, kung gayon ang elektron sa naturang mga litrato ay ire-representa bilang isang punto. Kung ang hindi mabilang na mga larawang ito ay ipapatong, ang larawan ay magiging isang electron cloud na may pinakamalaking density kung saan mayroong karamihan sa mga puntong ito.

Ang figure ay nagpapakita ng isang "cut" ng naturang electron density sa isang hydrogen atom na dumadaan sa nucleus, at ang dashed line ay nagbabalangkas sa globo kung saan ang posibilidad ng pag-detect ng isang electron ay $90%$. Ang tabas na pinakamalapit sa nucleus ay sumasaklaw sa isang rehiyon ng espasyo kung saan ang posibilidad ng pag-detect ng isang electron ay $10%$, ang posibilidad na makakita ng electron sa loob ng pangalawang contour mula sa nucleus ay $20%$, sa loob ng ikatlo ay $≈30% $, atbp. Mayroong ilang kawalan ng katiyakan sa estado ng elektron. Upang makilala ang espesyal na estadong ito, ipinakilala ng German physicist na si W. Heisenberg ang konsepto ng prinsipyo ng kawalan ng katiyakan, ibig sabihin. nagpakita na imposibleng sabay-sabay at tumpak na matukoy ang enerhiya at lokasyon ng isang elektron. Ang mas tiyak na enerhiya ng isang electron ay tinutukoy, ang mas hindi tiyak ang posisyon nito, at vice versa, na natukoy ang posisyon, ito ay imposible upang matukoy ang enerhiya ng electron. Ang saklaw ng posibilidad para sa pag-detect ng isang electron ay walang malinaw na mga hangganan. Gayunpaman, posible na pumili ng isang puwang kung saan ang posibilidad na makahanap ng isang elektron ay pinakamataas.

Ang espasyo sa paligid ng atomic nucleus kung saan ang isang electron ay malamang na matagpuan ay tinatawag na isang orbital.

Naglalaman ito ng humigit-kumulang $90%$ ng electron cloud, na nangangahulugan na humigit-kumulang $90%$ ng oras na ang electron ay nasa bahaging ito ng espasyo. Batay sa kanilang hugis, mayroong apat na kilalang uri ng mga orbital, na itinalaga ng mga letrang Latin na $s, p, d$ at $f$. Graphic na larawan Ang ilang mga anyo ng mga electron orbital ay ipinapakita sa figure.

Ang pinakamahalagang katangian ng paggalaw ng isang electron sa isang tiyak na orbital ay ang enerhiya ng pagbubuklod nito sa nucleus. Ang mga electron na may katulad na mga halaga ng enerhiya ay bumubuo ng isang solong layer ng elektron, o antas ng enerhiya. Ang mga antas ng enerhiya ay binibilang simula sa nucleus: $1, 2, 3, 4, 5, 6$ at $7$.

Ang integer $n$ na nagsasaad ng bilang ng antas ng enerhiya ay tinatawag na pangunahing quantum number.

Ito ay nagpapakilala sa enerhiya ng mga electron na sumasakop sa isang naibigay na antas ng enerhiya. Ang mga electron ng unang antas ng enerhiya, na pinakamalapit sa nucleus, ay may pinakamababang enerhiya. Kung ikukumpara sa mga electron ng unang antas, ang mga electron ng kasunod na mga antas ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking halaga ng enerhiya. Dahil dito, ang mga electron ng panlabas na antas ay hindi bababa sa mahigpit na nakagapos sa atomic nucleus.

Ang bilang ng mga antas ng enerhiya (electronic na mga layer) sa isang atom ay katumbas ng bilang ng panahon sa sistema ng D.I Mendeleev kung saan nabibilang ang elementong kemikal: ang mga atomo ng mga elemento ng unang yugto ay may isang antas ng enerhiya; ikalawang yugto - dalawa; ikapitong yugto - pito.

Ang pinakamalaking bilang ng mga electron sa isang antas ng enerhiya ay tinutukoy ng formula:

kung saan ang $N$ ay ang pinakamataas na bilang ng mga electron; Ang $n$ ay ang level number, o ang pangunahing quantum number. Dahil dito: sa unang antas ng enerhiya na pinakamalapit sa nucleus ay maaaring hindi hihigit sa dalawang electron; sa pangalawa - hindi hihigit sa $8$; sa pangatlo - hindi hihigit sa $18$; sa ikaapat - hindi hihigit sa $32$. At paano naman, ang mga antas ng enerhiya (electronic layer) ay nakaayos?

Simula sa ikalawang antas ng enerhiya $(n = 2)$, ang bawat isa sa mga antas ay nahahati sa mga sublevel (mga sublayer), bahagyang naiiba sa isa't isa sa nagbubuklod na enerhiya sa nucleus.

Ang bilang ng mga sublevel ay katumbas ng halaga ng pangunahing quantum number: ang unang antas ng enerhiya ay may isang sub level; ang pangalawa - dalawa; pangatlo - tatlo; ikaapat - apat. Ang mga sublevel, naman, ay nabuo ng mga orbital.

Ang bawat halaga ng $n$ ay tumutugma sa isang bilang ng mga orbital na katumbas ng $n^2$. Ayon sa data na ipinakita sa talahanayan, maaaring masubaybayan ng isa ang koneksyon sa pagitan ng pangunahing quantum number na $n$ at ang bilang ng mga sublevel, ang uri at bilang ng mga orbital, at ang maximum na bilang ng mga electron sa sublevel at level.

Pangunahing quantum number, mga uri at bilang ng mga orbital, maximum na bilang ng mga electron sa mga sublevel at level.

Ang mga sublevel ay karaniwang tinutukoy ng mga letrang Latin, gayundin ang hugis ng mga orbital kung saan binubuo ang mga ito: $s, p, d, f$. Kaya:

• $s$-sublevel - ang unang sublevel ng bawat energy level na pinakamalapit sa atomic nucleus, ay binubuo ng isang $s$-orbital;
• $p$-sublevel - ang pangalawang sublevel ng bawat isa, maliban sa una, energy level, ay binubuo ng tatlong $p$-orbitals;
• $d$-sublevel - ang ikatlong sublevel ng bawat isa, simula sa pangatlo, energy level, ay binubuo ng limang $d$-orbitals;
• Ang $f$-sublevel ng bawat isa, simula sa ikaapat na antas ng enerhiya, ay binubuo ng pitong $f$-orbital.

Atomic nucleus

Ngunit hindi lamang mga electron ang bahagi ng mga atomo. Natuklasan ng physicist na si Henri Becquerel na ang isang natural na mineral na naglalaman ng uranium salt ay naglalabas din ng hindi kilalang radiation, na naglalantad ng mga photographic film na naprotektahan mula sa liwanag. Ang kababalaghang ito ay tinawag radioactivity.

May tatlong uri ng radioactive rays:

1. $α$-ray, na binubuo ng $α$-particle na may singil na $2$ beses na mas malaki kaysa sa singil ng isang electron, ngunit may positibong senyales, at mass na $4$ beses na mas malaki kaysa sa mass ng isang hydrogen atom;
2. Ang mga $β$-ray ay kumakatawan sa daloy ng mga electron;
3. $γ$-ray - mga electromagnetic wave na may hindi gaanong masa, hindi nagdadala ng singil sa kuryente.

Dahil dito, ang atom ay may isang kumplikadong istraktura - ito ay binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus at mga electron.

Paano nakabalangkas ang isang atom?

Noong 1910, sa Cambridge, malapit sa London, pinag-aralan ni Ernest Rutherford at ng kanyang mga estudyante at kasamahan ang pagkalat ng $α$ na mga particle na dumadaan sa manipis gintong palara at bumagsak sa screen. Ang mga particle ng Alpha ay karaniwang lumihis mula sa orihinal na direksyon sa pamamagitan lamang ng isang degree, na tila nagpapatunay sa pagkakapareho at pagkakapareho ng mga katangian ng mga atomo ng ginto. At biglang napansin ng mga mananaliksik na ang ilang $α$ na mga particle ay biglang binago ang direksyon ng kanilang landas, na parang nakatagpo ng ilang uri ng balakid.

Sa pamamagitan ng paglalagay ng screen sa harap ng foil, na-detect ni Rutherford kahit ang mga bihirang kaso na iyon nang ang mga $α$ na particle, na sinasalamin mula sa mga gintong atomo, ay lumipad sa kabilang direksyon.

Ipinakita ng mga kalkulasyon na ang naobserbahang mga phenomena ay maaaring mangyari kung ang buong masa ng atom at lahat ng positibong singil nito ay puro sa isang maliit na gitnang nucleus. Ang radius ng nucleus, tulad ng nangyari, ay 100,000 beses na mas maliit kaysa sa radius ng buong atom, ang rehiyon kung saan matatagpuan ang mga electron na may negatibong singil. Kung ilalapat natin ang isang matalinghagang paghahambing, kung gayon ang buong dami ng isang atom ay maihahalintulad sa istadyum sa Luzhniki, at ang nucleus ay maihahalintulad sa isang bola ng soccer na matatagpuan sa gitna ng field.

Ang isang atom ng anumang elemento ng kemikal ay maihahambing sa isang maliit solar system. Samakatuwid, ang modelong ito ng atom, na iminungkahi ni Rutherford, ay tinatawag na planetary.

Mga Proton at Neutron

Lumalabas na ang maliit na atomic nucleus, kung saan ang buong masa ng atom ay puro, ay binubuo ng dalawang uri ng mga particle - mga proton at neutron.

Mga proton may singil na katumbas ng singil ng mga electron, ngunit kabaligtaran sa sign na $(+1)$, at isang masa na katumbas ng masa ng hydrogen atom (ito ay kinuha bilang pagkakaisa sa kimika). Ang mga proton ay itinalaga ng sign na $↙(1)↖(1)p$ (o $p+$). Mga neutron huwag magdala ng singil, sila ay neutral at may mass na katumbas ng masa ng isang proton, i.e. $1$. Ang mga neutron ay itinalaga ng sign na $↙(0)↖(1)n$ (o $n^0$).

Ang mga proton at neutron na magkasama ay tinatawag mga nucleon(mula sa lat. nucleus- core).

Ang kabuuan ng bilang ng mga proton at neutron sa isang atom ay tinatawag Pangkalahatang numero. Halimbawa, ang mass number ng isang aluminum atom ay:

Dahil ang masa ng electron, na kung saan ay bale-wala, ay maaaring napapabayaan, ito ay malinaw na ang buong masa ng atom ay puro sa nucleus. Ang mga electron ay itinalaga bilang mga sumusunod: $e↖(-)$.

Dahil ang atom ay neutral sa kuryente, halata rin iyon na ang bilang ng mga proton at electron sa isang atom ay pareho. Ito ay katumbas ng atomic number ng elementong kemikal, nakatalaga sa kanya sa Periodic table. Halimbawa, ang nucleus ng isang iron atom ay naglalaman ng $26$ proton, at $26$ na mga electron ay umiikot sa nucleus. Paano matukoy ang bilang ng mga neutron?

Tulad ng nalalaman, ang masa ng isang atom ay binubuo ng masa ng mga proton at neutron. Pag-alam sa serial number ng elementong $(Z)$, i.e. ang bilang ng mga proton, at ang mass number na $(A)$, katumbas ng kabuuan ng mga bilang ng mga proton at neutron, ang bilang ng mga neutron na $(N)$ ay matatagpuan gamit ang formula:

Halimbawa, ang bilang ng mga neutron sa isang iron atom ay:

$56 – 26 = 30$.

Ang talahanayan ay nagpapakita ng mga pangunahing katangian ng elementarya na mga particle.

Mga pangunahing katangian ng elementarya na mga particle.

Isotopes

Ang mga uri ng mga atomo ng parehong elemento na may parehong nuclear charge ngunit magkaibang mga numero ng masa ay tinatawag na isotopes.

salita isotope binubuo ng dalawa mga salitang Griyego:isos- magkapareho at topos- lugar, ay nangangahulugang "sinasakop ang isang lugar" (cell) sa Periodic Table of Elements.

Ang mga elemento ng kemikal na matatagpuan sa kalikasan ay pinaghalong isotopes. Kaya, ang carbon ay may tatlong isotopes na may masa na $12, 13, 14$; oxygen - tatlong isotopes na may masa na $16, 17, 18, atbp.

Karaniwan, ang kamag-anak na atomic na masa ng isang elemento ng kemikal na ibinigay sa Periodic Table ay ang average na halaga ng mga atomic na masa ng isang natural na halo ng mga isotopes ng isang naibigay na elemento, na isinasaalang-alang ang kanilang kamag-anak na kasaganaan sa kalikasan, samakatuwid ang mga halaga ng atomic ang mga masa ay kadalasang fractional. Halimbawa, ang mga natural na chlorine atoms ay pinaghalong dalawang isotopes - $35$ (mayroong $75%$ sa kalikasan) at $37$ (sila ay $25%$ sa kalikasan); samakatuwid, ang relatibong atomic mass ng chlorine ay $35.5$. Ang mga isotopes ng chlorine ay nakasulat tulad ng sumusunod:

$↖(35)↙(17)(Cl)$ at $↖(37)↙(17)(Cl)$

Ang mga kemikal na katangian ng chlorine isotopes ay eksaktong pareho, tulad ng mga isotopes ng karamihan sa mga elemento ng kemikal, halimbawa potassium, argon:

$↖(39)↙(19)(K)$ at $↖(40)↙(19)(K)$, $↖(39)↙(18)(Ar)$ at $↖(40)↙(18 )(Ar)$

Gayunpaman, ang hydrogen isotopes ay lubhang nag-iiba sa mga katangian dahil sa napakalaking pagtaas ng maramihang sa kanilang kamag-anak na atomic na masa; binigyan pa sila ng mga indibidwal na pangalan at simbolo ng kemikal: protium - $↖(1)↙(1)(H)$; deuterium - $↖(2)↙(1)(H)$, o $↖(2)↙(1)(D)$; tritium - $↖(3)↙(1)(H)$, o $↖(3)↙(1)(T)$.

Ngayon ay maaari na tayong magbigay ng moderno, mas mahigpit at siyentipikong kahulugan ng isang kemikal na elemento.

Ang elementong kemikal ay isang koleksyon ng mga atomo na may parehong nuclear charge.

Ang istraktura ng mga elektronikong shell ng mga atomo ng mga elemento ng unang apat na panahon

Isaalang-alang natin ang pagpapakita ng mga elektronikong pagsasaayos ng mga atomo ng mga elemento ayon sa mga panahon ng sistema ng D.I.

Mga elemento ng unang yugto.

Scheme elektronikong istraktura ang mga atomo ay nagpapakita ng pamamahagi ng mga electron sa mga elektronikong layer (mga antas ng enerhiya).

Ang mga elektronikong formula ng mga atom ay nagpapakita ng pamamahagi ng mga electron sa mga antas ng enerhiya at mga sublevel.

Ang mga graphic na electronic formula ng mga atom ay nagpapakita ng pamamahagi ng mga electron hindi lamang sa mga antas at sublevel, kundi pati na rin sa mga orbital.

Sa isang helium atom, kumpleto ang unang layer ng elektron - naglalaman ito ng $2$ electron.

Ang hydrogen at helium ay $s$ na mga elemento; ang $s$ orbital ng mga atom na ito ay puno ng mga electron.

Mga elemento ng ikalawang yugto.

Para sa lahat ng elemento ng ikalawang yugto, ang unang layer ng elektron ay napupuno, at pinupunan ng mga electron ang $s-$ at $p$ na mga orbital ng ikalawang layer ng elektron alinsunod sa prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya (unang $s$ at pagkatapos ay $p$ ) at ang mga panuntunan ni Pauli at Hund.

Sa neon atom, kumpleto ang pangalawang layer ng elektron - naglalaman ito ng $8$ electron.

Mga elemento ng ikatlong yugto.

Para sa mga atomo ng mga elemento ng ikatlong yugto, ang una at pangalawang mga layer ng elektron ay nakumpleto, kaya ang ikatlong layer ng elektron ay napuno, kung saan maaaring sakupin ng mga electron ang mga antas ng 3s-, 3p- at 3d-sub.

Ang istraktura ng mga elektronikong shell ng mga atomo ng mga elemento ng ikatlong panahon.

Kinukumpleto ng magnesium atom ang $3.5$ electron orbital nito. Ang $Na$ at $Mg$ ay $s$-mga elemento.

Sa aluminyo at kasunod na mga elemento, ang $3d$ sublevel ay puno ng mga electron.

$↙(18)(Ar)$ Argon

$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)s^2(3)p^6$

Ang isang argon atom ay may $8$ electron sa panlabas na layer nito (ikatlong electron layer). Habang ang panlabas na layer ay nakumpleto, ngunit sa kabuuan sa ikatlong layer ng elektron, tulad ng alam mo na, maaaring mayroong 18 mga electron, na nangangahulugan na ang mga elemento ng ikatlong yugto ay hindi napuno ng $3d$-orbital.

Ang lahat ng elemento mula $Al$ hanggang $Ar$ ay $р$ -mga elemento.

$s-$ at $p$ -mga elemento anyo pangunahing mga subgroup sa Periodic Table.

Mga elemento ng ikaapat na yugto.

Ang mga atomo ng potasa at kaltsyum ay may ikaapat na layer ng elektron at ang $4s$ sublevel ay napuno, dahil ito ay may mas mababang enerhiya kaysa sa $3d$ sublevel. Upang gawing simple ang mga graphical na elektronikong formula ng mga atomo ng mga elemento ng ikaapat na yugto:

1. Tukuyin natin ang conventional graphical electronic formula ng argon bilang mga sumusunod: $Ar$;
2. Hindi namin ilarawan ang mga sublevel na hindi napunan sa mga atom na ito.

$K, Ca$ - $s$ -mga elemento, kasama sa mga pangunahing subgroup. Para sa mga atom mula $Sc$ hanggang $Zn$, ang 3d sublevel ay puno ng mga electron. Ito ay $3d$ elemento. Kasama sila sa mga subgroup sa gilid, ang kanilang panlabas na layer ng elektron ay napuno, sila ay inuri bilang mga elemento ng transisyon.

Bigyang-pansin ang istraktura ng mga electronic shell ng chromium at copper atoms. Sa mga ito, ang isang electron ay "nabibigo" mula sa $4s-$ hanggang sa $3d$ sublevel, na ipinaliwanag ng higit na katatagan ng enerhiya ng nagreresultang $3d^5$ at $3d^(10)$ na mga electronic configuration:

$↙(24)(Cr)$ $1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(6)3d^(4) 4s^(2)…$

$↙(29)(Cu)$ $1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(6)3d^(9)4s^(2)…$

Simbolo ng elemento, serial number, pangalan	Diagram ng elektronikong istraktura	Electronic na formula	Graphical na elektronikong formula
$↙(19)(K)$ Potassium		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1$
$↙(20)(C)$ Kaltsyum		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2$
$↙(21)(Sc)$ Scandium		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1(3)d^1$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^1(4)s^1$
$↙(22)(Ti)$ Titanium		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^2$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^2(4)s^2$
$↙(23)(V)$ Vanadium		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^3$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^3(4)s^2$
$↙(24)(Cr)$ Chrome		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1(3)d^5$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^5(4)s^1$
$↙(29)(Cu)$ Chrome		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1(3)d^(10)$ o $1s^2(2)s^2(2 )p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^1$
$↙(30)(Zn)$ Zinc		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^(10)$ o $1s^2(2)s^2(2 )p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^2$
$↙(31)(Ga)$ Gallium		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^(10)4p^(1)$ o $1s^2(2) s^2(2)p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^(2)4p^(1)$
$↙(36)(Kr)$ Krypton		$1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^(10)4p^6$ o $1s^2(2)s^ 2(2)p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^(2)4p^6$

Sa zinc atom, ang ikatlong layer ng electron ay kumpleto - lahat ng $3s, 3p$ at $3d$ na mga sublevel ay napunan dito, na may kabuuang $18$ na mga electron.

Sa mga elementong sumusunod sa zinc, ang ikaapat na layer ng elektron, ang $4p$ sublevel, ay patuloy na pinupuno. Mga elemento mula $Ga$ hanggang $Kr$ - $р$ -mga elemento.

Ang panlabas (ika-apat) na layer ng krypton atom ay kumpleto at mayroong $8$ electron. Ngunit sa kabuuan sa ikaapat na layer ng elektron, tulad ng alam mo, maaaring mayroong $32$ na mga electron; ang krypton atom ay mayroon pa ring hindi napunong $4d-$ at $4f$ na mga sublevel.

Para sa mga elemento ng ikalimang yugto, ang mga sublevel ay pinupunan sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: $5s → 4d → 5p$. At mayroon ding mga pagbubukod na nauugnay sa "pagkabigo" ng mga electron sa $↙(41)Nb$, $↙(42)Mo$, $↙(44)Ru$, $↙(45)Rh$, $↙(46 ) Pd$, $↙(47)Ag$. Lumilitaw ang $f$ sa ikaanim at ikapitong yugto -mga elemento, ibig sabihin. mga elemento kung saan pinupunan ang $4f-$ at $5f$ na mga sublevel ng ikatlong panlabas na electronic layer, ayon sa pagkakabanggit.

$4f$ -mga elemento tinawag lanthanides.

$5f$ -mga elemento tinawag actinides.

Ang pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga elektronikong sublevel sa mga atomo ng mga elemento ng ikaanim na yugto: $↙(55)Cs$ at $↙(56)Ba$ - $6s$ elemento; $↙(57)La ... 6s^(2)5d^(1)$ - $5d$-elemento; $↙(58)Се$ – $↙(71)Lu - 4f$-elemento; $↙(72)Hf$ – $↙(80)Hg - 5d$-mga elemento; $↙(81)T1$ – $↙(86)Rn - 6d$-mga elemento. Ngunit dito, masyadong, may mga elemento kung saan ang pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga elektronikong orbital ay nilabag, na, halimbawa, ay nauugnay sa higit na katatagan ng enerhiya ng kalahati at ganap na napuno ng $f$-sublevels, i.e. $nf^7$ at $nf^(14)$.

Depende sa kung aling sublevel ng atom ang huling napuno ng mga electron, lahat ng elemento, gaya ng naintindihan mo na, ay nahahati sa apat na pamilya ng elektron, o mga bloke:

1. $s$ -mga elemento; ang $s$-sublevel ng panlabas na antas ng atom ay puno ng mga electron; Ang $s$-elemento ay kinabibilangan ng hydrogen, helium at mga elemento ng pangunahing subgroup ng mga pangkat I at II;
2. $p$ -mga elemento; ang $p$-sublevel ng panlabas na antas ng atom ay puno ng mga electron; Ang $p$-mga elemento ay kinabibilangan ng mga elemento ng pangunahing subgroup ng mga pangkat III–VIII;
3. $d$ -mga elemento; ang $d$-sublevel ng pre-external na antas ng atom ay puno ng mga electron; Ang $d$-mga elemento ay kinabibilangan ng mga elemento ng pangalawang subgroup ng mga pangkat I–VIII, ibig sabihin. mga elemento ng intercalary na dekada ng malalaking panahon na matatagpuan sa pagitan ng $s-$ at $p-$elemento. Tinatawag din sila mga elemento ng paglipat;
4. $f$ -mga elemento; pinupunan ng mga electron ang $f-$sublevel ng ikatlong panlabas na antas ng atom; kabilang dito ang lanthanides at actinides.

Elektronikong pagsasaayos ng isang atom. Ground at excited na estado ng mga atom

Nalaman iyon ng Swiss physicist na si W. Pauli noong $1925 ang isang atom ay maaaring magkaroon ng hindi hihigit sa dalawang electron sa isang orbital, pagkakaroon ng kabaligtaran (antiparallel) backs (isinalin mula sa Ingles bilang spindle), i.e. nagtataglay ng mga katangian na maaaring kumbensiyonal na maisip bilang ang pag-ikot ng isang electron sa paligid ng haka-haka na axis nito clockwise o counterclockwise. Ang prinsipyong ito ay tinatawag Prinsipyo ni Pauli.

Kung mayroong isang electron sa isang orbital, ito ay tinatawag walang kaparehas, kung dalawa, ito ipinares na mga electron, ibig sabihin. mga electron na may kabaligtaran na mga spin.

Ang figure ay nagpapakita ng isang diagram ng paghahati ng mga antas ng enerhiya sa mga sublevel.

$s-$ Orbital, tulad ng alam mo na, ay may spherical na hugis. Ang electron ng hydrogen atom na $(n = 1)$ ay matatagpuan sa orbital na ito at hindi ipinares. Para sa kadahilanang ito elektronikong pormula, o elektronikong pagsasaayos, ay nakasulat nang ganito: $1s^1$. Sa mga electronic formula, ang numero ng antas ng enerhiya ay ipinahiwatig ng numero sa unahan ng titik $(1...)$, Latin na titik tumutukoy sa isang sublevel (uri ng orbital), at ang numerong nakasulat sa kanan sa itaas ng titik (bilang isang exponent) ay nagpapakita ng bilang ng mga electron sa sublevel.

Para sa isang helium atom He, na mayroong dalawang magkapares na electron sa isang $s-$orbital, ang formula na ito ay: $1s^2$. Ang electron shell ng helium atom ay kumpleto at napaka-stable. Ang helium ay isang marangal na gas. Sa pangalawang antas ng enerhiya $(n = 2)$ mayroong apat na orbital, isang $s$ at tatlong $p$. Ang mga electron ng $s$-orbital ng ikalawang antas ($2s$-orbital) ay may mas mataas na enerhiya, dahil ay nasa mas malaking distansya mula sa nucleus kaysa sa mga electron ng $1s$ orbital $(n = 2)$. Sa pangkalahatan, para sa bawat halaga ng $n$ mayroong isang $s-$orbital, ngunit may katumbas na supply ng electron energy dito at, samakatuwid, na may katumbas na diameter, lumalaki habang tumataas ang halaga ng $n$ Ang s-$Orbital, gaya ng alam mo na , ay may spherical na hugis. Ang electron ng hydrogen atom na $(n = 1)$ ay matatagpuan sa orbital na ito at hindi ipinares. Samakatuwid, ang electronic formula nito, o electronic configuration, ay nakasulat bilang mga sumusunod: $1s^1$. Sa mga electronic formula, ang bilang ng antas ng enerhiya ay ipinapahiwatig ng numero sa harap ng titik $(1...)$, ang Latin na titik ay tumutukoy sa sublevel (uri ng orbital), at ang numerong nakasulat sa kanan sa itaas ng Ang titik (bilang isang exponent) ay nagpapakita ng bilang ng mga electron sa sublevel.

Para sa isang helium atom na $He$, na mayroong dalawang magkapares na electron sa isang $s-$orbital, ang formula na ito ay: $1s^2$. Ang electron shell ng helium atom ay kumpleto at napaka-stable. Ang helium ay isang marangal na gas. Sa pangalawang antas ng enerhiya $(n = 2)$ mayroong apat na orbital, isang $s$ at tatlong $p$. Ang mga electron ng $s-$orbitals ng pangalawang antas ($2s$-orbitals) ay may mas mataas na enerhiya, dahil ay nasa mas malaking distansya mula sa nucleus kaysa sa mga electron ng $1s$ orbital $(n = 2)$. Sa pangkalahatan, para sa bawat halaga ng $n$ mayroong isang $s-$orbital, ngunit may katumbas na supply ng enerhiya ng elektron dito at, samakatuwid, na may katumbas na diameter, lumalaki habang tumataas ang halaga ng $n$.

$p-$ Orbital ay may hugis ng isang dumbbell, o isang malaking-malaki figure walo. Ang lahat ng tatlong $p$-orbital ay matatagpuan sa atom na magkaparehong patayo kasama ang mga spatial na coordinate na iginuhit sa pamamagitan ng nucleus ng atom. Dapat itong bigyang-diin muli na ang bawat antas ng enerhiya (electronic layer), simula sa $n= 2$, ay may tatlong $p$-orbital. Habang tumataas ang halaga ng $n$, sinasakop ng mga electron ang $p$-orbital na matatagpuan sa malalayong distansya mula sa nucleus at nakadirekta sa mga $x, y, z$ axes.

Para sa mga elemento ng ikalawang yugto na $(n = 2)$, ang una ay napunan ng $s$-orbital, at pagkatapos ay tatlong $p$-orbital; electronic formula $Li: 1s^(2)2s^(1)$. Ang $2s^1$ electron ay mas mahinang nakagapos sa nucleus ng atom, kaya madaling ibigay ito ng lithium atom (tulad ng naaalala mo, ang prosesong ito ay tinatawag na oxidation), na nagiging lithium ion $Li^+$ .

Sa beryllium Be atom, ang ikaapat na electron ay matatagpuan din sa $2s$ orbital: $1s^(2)2s^(2)$. Ang dalawang panlabas na electron ng beryllium atom ay madaling matanggal - $B^0$ ay na-oxidize sa $Be^(2+)$ cation.

Sa boron atom, ang ikalimang electron ay sumasakop sa $2p$ orbital: $1s^(2)2s^(2)2p^(1)$. Susunod, ang $C, N, O, F$ na mga atomo ay puno ng $2p$-orbitals, na nagtatapos sa noble gas neon: $1s^(2)2s^(2)2p^(6)$.

Para sa mga elemento ng ikatlong yugto, ang $3s-$ at $3p$ na orbital ay pinupunan, ayon sa pagkakabanggit. Limang $d$-orbital ng ikatlong antas ang nananatiling libre:

$↙(11)Na 1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(1)$,

$↙(17)Cl 1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(5)$,

$↙(18)Ar 1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(6)$.

Minsan sa mga diagram na naglalarawan ng pamamahagi ng mga electron sa mga atomo, ang bilang lamang ng mga electron sa bawat antas ng enerhiya ay ipinahiwatig, i.e. sumulat ng mga pinaikling elektronikong formula ng mga atom ng mga elemento ng kemikal, sa kaibahan sa buong mga elektronikong formula na ibinigay sa itaas, halimbawa:

$↙(11)Na 2, 8, 1;$ $↙(17)Cl 2, 8, 7;$ $↙(18)Ar 2, 8, 8$.

Para sa mga elemento ng malalaking yugto (ika-apat at ikalima), ang unang dalawang electron ay sumasakop ng $4s-$ at $5s$ orbital, ayon sa pagkakabanggit: $↙(19)K 2, 8, 8, 1;$ $↙(38)Sr 2 , 8, 18, 8, 2$. Simula sa ikatlong elemento ng bawat major period, ang susunod na sampung electron ay mapupunta sa nakaraang $3d-$ at $4d-$orbitals, ayon sa pagkakabanggit (para sa mga elemento ng side subgroups): $↙(23)V 2, 8, 11 , 2;$ $↙( 26)Fr 2, 8, 14, 2;$ $↙(40)Zr 2, 8, 18, 10, 2;$ $↙(43)Tc 2, 8, 18, 13, 2$. Bilang panuntunan, kapag napunan ang nakaraang $d$-sublevel, ang panlabas ($4р-$ at $5р-$, ayon sa pagkakabanggit) $р-$sublevel ay magsisimulang punan: $↙(33)Bilang 2, 8 , 18, 5;$ $ ↙(52)Te 2, 8, 18, 18, 6$.

Para sa mga elemento ng malalaking yugto - ang ikaanim at ang hindi kumpletong ikapito - ang mga antas ng elektroniko at mga sublevel ay puno ng mga electron, bilang panuntunan, tulad nito: ang unang dalawang electron ay pumapasok sa panlabas na $s-$sublevel: $↙(56)Ba 2, 8, 18, 18, 8, 2;$ $↙(87)Fr 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1$; ang susunod na isang electron (para sa $La$ at $Ca$) sa nakaraang $d$-sublevel: $↙(57)La 2, 8, 18, 18, 9, 2$ at $↙(89)Ac 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2$.

Pagkatapos ang susunod na $14$ electron ay mapupunta sa ikatlong panlabas na antas ng enerhiya, sa $4f$ at $5f$ orbital ng lanthanides at actinides, ayon sa pagkakabanggit: $↙(64)Gd 2, 8, 18, 25, 9, 2; $ $↙(92 )U 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2$.

Pagkatapos, ang pangalawang panlabas na antas ng enerhiya ($d$-sublevel) ng mga elemento ng mga side subgroup ay magsisimulang mabuo muli: $↙(73)Ta 2, 8, 18, 32, 11, 2;$ $↙(104)Rf 2, 8, 18 , 32, 32, 10, 2$. At sa wakas, pagkatapos lamang na ganap na mapuno ng sampung electron ang $d$-sublevel ay muling mapupuno ang $p$-sublevel: $↙(86)Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8$.

Kadalasan ang istraktura ng mga elektronikong shell ng mga atom ay inilalarawan gamit ang enerhiya o mga quantum cell - ang tinatawag na mga graphic na electronic formula. Para sa notasyong ito, ginagamit ang sumusunod na notasyon: ang bawat quantum cell ay itinalaga ng isang cell na tumutugma sa isang orbital; Ang bawat elektron ay ipinahiwatig ng isang arrow na tumutugma sa direksyon ng pag-ikot. Kapag nagsusulat ng isang graphical na electronic formula, dapat mong tandaan ang dalawang panuntunan: Prinsipyo ni Pauli, ayon sa kung saan maaaring mayroong hindi hihigit sa dalawang electron sa isang cell (orbital), ngunit may mga antiparallel spins, at F. Pamumuno ni Hund, ayon sa kung saan ang mga electron ay sumasakop sa mga libreng cell muna nang paisa-isa at sa parehong oras ay mayroon parehong halaga pabalik, at pagkatapos lamang mag-asawa, ngunit ang mga likuran, ayon sa prinsipyo ng Pauli, ay nasa magkasalungat na direksyon.