E.N.FRENKEL
ქიმიის გაკვეთილი
სახელმძღვანელო მათთვის, ვინც არ იცის, მაგრამ უნდა ისწავლოს და გაიგოს ქიმია
ნაწილი I. ზოგადი ქიმიის ელემენტები
(სირთულის პირველი დონე)
გაგრძელება. დასაწყისი იხილეთ No13, 18, 23/2007 წ
თავი 3. ელემენტარული ინფორმაცია ატომის აგებულების შესახებ.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული კანონი
გახსოვდეთ რა არის ატომი, რისგან შედგება ატომი, იცვლება თუ არა ატომი ქიმიურ რეაქციებში.
ატომი არის ელექტრულად ნეიტრალური ნაწილაკი, რომელიც შედგება დადებითად დამუხტული ბირთვისა და უარყოფითად დამუხტული ელექტრონებისგან.
ქიმიური პროცესების დროს ელექტრონების რაოდენობა შეიძლება შეიცვალოს, მაგრამ ბირთვული მუხტი ყოველთვის იგივე რჩება. ატომში ელექტრონების განაწილების ცოდნა (ატომის სტრუქტურა), შესაძლებელია მოცემული ატომის მრავალი თვისების წინასწარმეტყველება, ასევე მარტივი და რთული ნივთიერებების თვისებები, რომელთა ნაწილიც ის არის.
ატომის აგებულება, ე.ი. ბირთვის შემადგენლობა და ელექტრონების განაწილება ბირთვის გარშემო მარტივად შეიძლება განისაზღვროს ელემენტის პოზიციით პერიოდულ სისტემაში.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში ქიმიური ელემენტები განლაგებულია გარკვეული თანმიმდევრობით. ეს თანმიმდევრობა მჭიდრო კავშირშია ამ ელემენტების ატომების სტრუქტურასთან. სისტემაში თითოეული ქიმიური ელემენტი მინიჭებულია სერიული ნომერი, გარდა ამისა, მისთვის შეგიძლიათ მიუთითოთ პერიოდის ნომერი, ჯგუფის ნომერი, ქვეჯგუფის ტიპი.
სტატიის გამოქვეყნების სპონსორი ონლაინ მაღაზია "მეგამე". მაღაზიაში ნახავთ ყველა გემოვნების ბეწვის პროდუქტს - ქურთუკები, ჟილეტები და ბეწვის ქურთუკები მელას, ნუტრიას, კურდღლის, წაულასი, ვერცხლის მელა, არქტიკული მელა. კომპანია ასევე გთავაზობთ ელიტარული ბეწვის ნაწარმის შეძენას და ინდივიდუალური სამკერვალო მომსახურებით სარგებლობას. ბეწვის პროდუქტები საბითუმო და საცალო ვაჭრობა - ბიუჯეტის კატეგორიიდან ფუფუნებამდე, ფასდაკლება 50%-მდე, 1 წლიანი გარანტია, მიწოდება უკრაინაში, რუსეთში, დსთ-ს და ევროკავშირის ქვეყნებში, პიკაპი კრივოი როგის შოურუმიდან, საქონელი უკრაინის წამყვანი მწარმოებლებისგან. რუსეთი, თურქეთი და ჩინეთი. საქონლის, ფასების, კონტაქტების კატალოგის ნახვა და რჩევის მიღება შეგიძლიათ ვებგვერდზე, რომელიც განთავსებულია მისამართზე: "megameh.com".
იცის ქიმიური ელემენტის ზუსტი „მისამართი“ - ჯგუფი, ქვეჯგუფი და პერიოდის ნომერი, შეიძლება ცალსახად განისაზღვროს მისი ატომის სტრუქტურა.
პერიოდიქიმიური ელემენტების ჰორიზონტალური რიგია. თანამედროვე პერიოდულ სისტემაში შვიდი პერიოდია. პირველი სამი პერიოდი პატარა, იმიტომ ისინი შეიცავს 2 ან 8 ელემენტს:
1 პერიოდი - H, He - 2 ელემენტი;
მე-2 პერიოდი - Li ... Ne - 8 ელემენტი;
მე-3 პერიოდი - Na ... Ar - 8 ელემენტი.
სხვა პერიოდები - დიდი. თითოეული მათგანი შეიცავს ელემენტების 2-3 რიგს:
მე-4 პერიოდი (2 რიგები) - K ... Kr - 18 ელემენტი;
მე-6 პერიოდი (3 სტრიქონი) - Cs ... Rn - 32 ელემენტი. ეს პერიოდი მოიცავს უამრავ ლანთანიდს.
ჯგუფიარის ქიმიური ელემენტების ვერტიკალური რიგი. სულ რვა ჯგუფია. თითოეული ჯგუფი შედგება ორი ქვეჯგუფისგან: მთავარი ქვეჯგუფიდა მეორადი ქვეჯგუფი. Მაგალითად:
ძირითად ქვეჯგუფს ქმნიან მცირე პერიოდების ქიმიური ელემენტები (მაგალითად, N, P) და დიდი პერიოდები (მაგალითად, As, Sb, Bi).
გვერდითი ქვეჯგუფი იქმნება მხოლოდ დიდი პერიოდების ქიმიური ელემენტებით (მაგალითად, V, Nb,
ტა).
ვიზუალურად, ეს ქვეჯგუფები ადვილად გამოირჩევიან. მთავარი ქვეჯგუფი არის „მაღალი“, ის იწყება 1-ლი ან მე-2 პერიოდიდან. მეორადი ქვეჯგუფი არის "დაბალი", დაწყებული მე-4 პერიოდიდან.
ასე რომ, პერიოდული სისტემის თითოეულ ქიმიურ ელემენტს აქვს თავისი მისამართი: წერტილი, ჯგუფი, ქვეჯგუფი, რიგითი რიცხვი.
მაგალითად, ვანადიუმი V არის მე-4 პერიოდის ქიმიური ელემენტი, ჯგუფი V, მეორადი ქვეჯგუფი, სერიული ნომერი 23.
ამოცანა 3.1.მიუთითეთ პერიოდი, ჯგუფი და ქვეჯგუფი ქიმიური ელემენტების სერიული ნომრებით 8, 26, 31, 35, 54.
ამოცანა 3.2.მიუთითეთ ქიმიური ელემენტის სერიული ნომერი და სახელი, თუ ცნობილია, რომ ის მდებარეობს:
ა) მე-4 პერიოდში VI ჯგუფი მეორადი ქვეჯგუფი;
ბ) მე-5 პერიოდში IV ჯგუფი ძირითადი ქვეჯგუფი.
როგორ შეიძლება პერიოდულ სისტემაში ელემენტის პოზიციის შესახებ ინფორმაცია იყოს დაკავშირებული მისი ატომის სტრუქტურასთან?
ატომი შედგება ბირთვისგან (დადებითად დამუხტული) და ელექტრონებისგან (უარყოფითად დამუხტული). ზოგადად, ატომი ელექტრულად ნეიტრალურია.
პოზიტიური ატომის ბირთვის მუხტიუდრის ქიმიური ელემენტის ატომურ რიცხვს.
ატომის ბირთვი რთული ნაწილაკია. ატომის თითქმის მთელი მასა კონცენტრირებულია ბირთვში. ვინაიდან ქიმიური ელემენტი არის იგივე ბირთვული მუხტის მქონე ატომების ერთობლიობა, შემდეგი კოორდინატები მითითებულია ელემენტის სიმბოლოსთან:
ამ მონაცემების საფუძველზე შეიძლება განისაზღვროს ბირთვის შემადგენლობა. ბირთვი შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან.
პროტონი გვაქვს მასა 1 (1,0073 ამუ) და მუხტი +1. ნეიტრონი ნმას არ აქვს მუხტი (ნეიტრალური) და მისი მასა დაახლოებით პროტონის მასის ტოლია (1,0087 amu).
ბირთვული მუხტი განისაზღვრება პროტონებით. და პროტონების რაოდენობაა(ზომის მიხედვით) ატომის ბირთვის მუხტი, ე.ი. სერიული ნომერი.
ნეიტრონების რაოდენობა ნგანისაზღვრება რაოდენობებს შორის სხვაობით: "ბირთის მასა" მაგრამდა "სერიული ნომერი" ზ. ასე რომ, ალუმინის ატომისთვის:
ნ = მაგრამ – ზ = 27 –13 = 14ნ,
ამოცანა 3.3.განსაზღვრეთ ატომების ბირთვების შემადგენლობა, თუ ქიმიური ელემენტი არის:
ა) მე-3 პერიოდი, VII ჯგუფი, მთავარი ქვეჯგუფი;
ბ) მე-4 პერიოდი, IV ჯგუფი, მეორადი ქვეჯგუფი;
გ) მე-5 პერიოდი, I ჯგუფი, მთავარი ქვეჯგუფი.
ყურადღება! ატომის ბირთვის მასის რაოდენობის განსაზღვრისას აუცილებელია პერიოდულ სისტემაში მითითებული ატომური მასის დამრგვალება. ეს კეთდება იმის გამო, რომ პროტონისა და ნეიტრონის მასები პრაქტიკულად მთელი რიცხვია და ელექტრონების მასის უგულებელყოფა შეიძლება.
მოდით განვსაზღვროთ ქვემოთ მოცემული ბირთვებიდან რომელი ეკუთვნის იმავე ქიმიურ ელემენტს:
A (20 რ + 20ნ),
B (19 რ + 20ნ),
20-ში რ + 19ნ).
ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტის ატომებს აქვთ A და B ბირთვები, რადგან ისინი შეიცავს პროტონების ერთსა და იმავე რაოდენობას, ანუ ამ ბირთვების მუხტები იგივეა. კვლევები აჩვენებს, რომ ატომის მასა მნიშვნელოვნად არ მოქმედებს მის ქიმიურ თვისებებზე.
იზოტოპებს უწოდებენ ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტის ატომებს (პროტონების იგივე რაოდენობა), რომლებიც განსხვავდებიან მასით (ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობა).
იზოტოპები და მათი ქიმიური ნაერთები ერთმანეთისგან განსხვავდება ფიზიკური თვისებებით, მაგრამ იგივე ქიმიური ელემენტის იზოტოპების ქიმიური თვისებები იგივეა. ამრიგად, ნახშირბად-14 (14 C) იზოტოპებს აქვთ იგივე ქიმიური თვისებები, რაც ნახშირბად-12-ს (12 C), რომლებიც შედიან ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის ქსოვილებში. განსხვავება ვლინდება მხოლოდ რადიოაქტიურობაში (იზოტოპი 14 C). ამიტომ იზოტოპები გამოიყენება სხვადასხვა დაავადების დიაგნოსტიკისა და მკურნალობისთვის, სამეცნიერო კვლევებისთვის.
დავუბრუნდეთ ატომის სტრუქტურის აღწერას. მოგეხსენებათ, ქიმიურ პროცესებში ატომის ბირთვი არ იცვლება. რა იცვლება? ცვლადი არის ელექტრონების საერთო რაოდენობა ატომში და ელექტრონების განაწილება. გენერალი ელექტრონების რაოდენობა ნეიტრალურ ატომშიმისი დადგენა ადვილია - უდრის სერიულ ნომერს, ე.ი. ატომის ბირთვის მუხტი:
ელექტრონებს აქვთ უარყოფითი მუხტი -1 და მათი მასა უმნიშვნელოა: პროტონის მასის 1/1840.
უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები ერთმანეთს მოგერიებენ და ბირთვიდან სხვადასხვა მანძილზე არიან. სადაც დაახლოებით თანაბარი ენერგიის მქონე ელექტრონები განლაგებულია ბირთვიდან დაახლოებით თანაბარ მანძილზე და ქმნიან ენერგეტიკულ დონეს.
ატომში ენერგიის დონეების რაოდენობა უდრის იმ პერიოდის რაოდენობას, რომელშიც ქიმიური ელემენტი მდებარეობს. ენერგეტიკული დონეები პირობითად ინიშნება შემდეგნაირად (მაგალითად, Al-სთვის):
ამოცანა 3.4.განსაზღვრეთ ენერგიის დონის რაოდენობა ჟანგბადის, მაგნიუმის, კალციუმის, ტყვიის ატომებში.
თითოეული ენერგეტიკული დონე შეიძლება შეიცავდეს ელექტრონების შეზღუდულ რაოდენობას:
პირველზე - არაუმეტეს ორი ელექტრონისა;
მეორეზე - არაუმეტეს რვა ელექტრონისა;
მესამეზე - არაუმეტეს თვრამეტი ელექტრონისა.
ეს რიცხვები აჩვენებს, რომ, მაგალითად, მეორე ენერგეტიკულ დონეს შეიძლება ჰქონდეს 2, 5 ან 7 ელექტრონი, მაგრამ არა 9 ან 12 ელექტრონი.
მნიშვნელოვანია იცოდეთ, რომ მიუხედავად ენერგიის დონის ნომრისა გარე დონე(ბოლო) არ შეიძლება იყოს რვა ელექტრონზე მეტი. გარე რვაელექტრონული ენერგიის დონე ყველაზე სტაბილურია და სრული ეწოდება. ენერგიის ასეთი დონეები გვხვდება ყველაზე არააქტიურ ელემენტებში - კეთილშობილ გაზებში.
როგორ განვსაზღვროთ ელექტრონების რაოდენობა დარჩენილი ატომების გარე დონეზე? ამისათვის არსებობს მარტივი წესი: გარე ელექტრონების რაოდენობაუდრის:
ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტებისთვის - ჯგუფის რაოდენობა;
მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტებისთვის ის არ შეიძლება იყოს ორზე მეტი.
მაგალითად (ნახ. 5):
ამოცანა 3.5.მიუთითეთ გარე ელექტრონების რაოდენობა ქიმიური ელემენტებისთვის სერიული ნომრებით 15, 25, 30, 53.
ამოცანა 3.6.პერიოდულ სისტემაში იპოვეთ ქიმიური ელემენტები, რომელთა ატომებში არის დასრულებული გარე დონე.
ძალიან მნიშვნელოვანია გარე ელექტრონების რაოდენობის სწორად განსაზღვრა, რადგან სწორედ მათთან არის დაკავშირებული ატომის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებები. ამრიგად, ქიმიურ რეაქციებში ატომები მიდრეკილნი არიან შეიძინონ სტაბილური, დასრულებული გარე დონე (8 ე). ამიტომ, ატომები, რომელთა გარე დონეზე არის რამდენიმე ელექტრონი, ურჩევნიათ გასცენ ისინი.
ქიმიურ ელემენტებს, რომელთა ატომებს მხოლოდ ელექტრონების შემოწირულობა შეუძლიათ, ეწოდება ლითონები. ცხადია, რომ ლითონის ატომის გარე დონეზე რამდენიმე ელექტრონი უნდა იყოს: 1, 2, 3.
თუ ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე ბევრი ელექტრონია, მაშინ ასეთი ატომები მიდრეკილნი არიან ელექტრონების მიღებამდე გარე ენერგიის დონის დასრულებამდე, ანუ რვა ელექტრონამდე. ასეთ ელემენტებს ე.წ არალითონები.
Კითხვა. მეორადი ქვეჯგუფების ქიმიური ელემენტები ლითონებს მიეკუთვნება თუ არამეტალებს? რატომ?
პასუხი პერიოდულ სისტემაში ძირითადი ქვეჯგუფების ლითონები და არამეტალები გამოყოფილია წრფით, რომელიც შეიძლება გაივლოს ბორიდან ატატინამდე. ამ ხაზის ზემოთ (და ხაზზე) არის არალითონები, ქვემოთ - ლითონები. მეორადი ქვეჯგუფების ყველა ელემენტი ამ ხაზის ქვემოთაა.
ამოცანა 3.7.დაადგინეთ ლითონები თუ არამეტალები მოიცავს: ფოსფორს, ვანადიუმს, კობალტს, სელენს, ბისმუტს. გამოიყენეთ ელემენტის პოზიცია ქიმიური ელემენტების პერიოდულ სისტემაში და ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე.
იმისათვის, რომ შევადგინოთ ელექტრონების განაწილება დანარჩენ დონეზე და ქვედონეებზე, უნდა იქნას გამოყენებული შემდეგი ალგორითმი.
1. დაადგინეთ ატომში ელექტრონების საერთო რაოდენობა (სერიული ნომრით).
2. განსაზღვრეთ ენერგიის დონეების რაოდენობა (პერიოდის ნომრის მიხედვით).
3. განსაზღვრეთ გარე ელექტრონების რაოდენობა (ქვეჯგუფის ტიპისა და ჯგუფის ნომრის მიხედვით).
4. მიუთითეთ ელექტრონების რაოდენობა ყველა დონეზე, გარდა ბოლო ერთისა.
მაგალითად, მანგანუმის ატომისთვის 1–4 პუნქტების მიხედვით, განისაზღვრება:
სულ 25 ე; განაწილებული (2 + 8 + 2) = 12 ე; ასე რომ, მესამე დონეზე არის: 25 - 12 = 13 ე.
მანგანუმის ატომში ელექტრონების განაწილება მიიღეს:
ამოცანა 3.8.შეიმუშავეთ ალგორითმი No16, 26, 33, 37 ელემენტების ატომური აგებულების სქემების შედგენით. მიუთითეთ ისინი ლითონია თუ არამეტალები. ახსენი პასუხი.
ატომის სტრუქტურის ზემოაღნიშნული დიაგრამების შედგენისას არ გავითვალისწინეთ, რომ ატომში ელექტრონები იკავებენ არა მხოლოდ დონეებს, არამედ გარკვეულ დონეებსაც. ქვედონეებითითოეულ დონეზე. ქვედონეების ტიპები მითითებულია ლათინური ასოებით: ს, გვ, დ.
შესაძლო ქვედონეების რაოდენობა დონის რიცხვის ტოლია.პირველი დონე შედგება ერთისაგან
ს- ქვედონე. მეორე დონე შედგება ორი ქვედონისგან - სდა რ. მესამე დონე - სამი ქვედონედან - ს, გვდა დ.
თითოეული ქვედონე შეიძლება შეიცავდეს ელექტრონების მკაცრად შეზღუდულ რაოდენობას:
s-ქვედონეზე - არაუმეტეს 2e;
p-ქვედონეზე - არაუმეტეს 6e;
d-ქვედონეზე - არაუმეტეს 10e.
ერთი დონის ქვედონეები ივსება მკაცრად განსაზღვრული თანმიმდევრობით: სგვდ.
ამრიგად, რ- ქვედონე ვერ დაიწყებს შევსებას, თუ არ არის სავსე ს- მოცემული ენერგეტიკული დონის ქვედონე და ა.შ. ამ წესიდან გამომდინარე, ადვილია მანგანუმის ატომის ელექტრონული კონფიგურაციის შედგენა:
საერთოდ ატომის ელექტრონული კონფიგურაციამანგანუმი ასე იწერება:
25 წუთი 1 ს 2 2ს 2 2გვ 6 3ს 2 3გვ 6 3დ 5 4ს 2 .
ამოცანა 3.9. გააკეთეთ ატომების ელექტრონული კონფიგურაციები ქიმიური ელემენტების No16, 26, 33, 37.
რატომ არის საჭირო ატომების ელექტრონული კონფიგურაციების გაკეთება? ამ ქიმიური ელემენტების თვისებების დასადგენად. უნდა გვახსოვდეს, რომ მხოლოდ ვალენტური ელექტრონები.
ვალენტური ელექტრონები არიან გარე ენერგეტიკულ დონეზე და არასრული
წინა გარე დონის d-ქვედონე.
მოდით განვსაზღვროთ მანგანუმის ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა:
ან შემოკლებით: Mn ... 3 დ 5 4ს 2 .
რა შეიძლება განისაზღვროს ატომის ელექტრონული კონფიგურაციის ფორმულით?
1. რა ელემენტია ეს - ლითონი თუ არალითონი?
მანგანუმი მეტალია, რადგან გარე (მეოთხე) დონე შეიცავს ორ ელექტრონს.
2. რა პროცესია დამახასიათებელი ლითონისთვის?
მანგანუმის ატომები ყოველთვის აძლევენ ელექტრონებს რეაქციებში.
3. რა ელექტრონი და რამდენი მისცემს მანგანუმის ატომს?
რეაქციების დროს მანგანუმის ატომი იძლევა ორ გარე ელექტრონს (ისინი ყველაზე შორს არიან ბირთვიდან და უფრო სუსტად იზიდავენ მას), ასევე ხუთ გარე ელექტრონს. დ- ელექტრონები. ვალენტური ელექტრონების საერთო რაოდენობა არის შვიდი (2 + 5). ამ შემთხვევაში რვა ელექტრონი დარჩება ატომის მესამე დონეზე, ე.ი. იქმნება სრული გარე დონე.
ყველა ეს მსჯელობა და დასკვნა შეიძლება აისახოს სქემის გამოყენებით (ნახ. 6):
შედეგად მიღებული ატომის პირობითი მუხტები ეწოდება ჟანგვის მდგომარეობები.
ატომის სტრუქტურის გათვალისწინებით, ანალოგიურად შეიძლება აჩვენოს, რომ ჟანგბადის ტიპიური დაჟანგვის მდგომარეობებია -2, ხოლო წყალბადისთვის +1.
Კითხვა. რომელ ქიმიურ ელემენტთან შეიძლება მანგანუმმა შექმნას ნაერთები, თუ გავითვალისწინებთ მის ზემოთ მიღებულ ჟანგვის ხარისხებს?
პასუხი: მხოლოდ ჟანგბადით, ტკ. მის ატომს აქვს საპირისპირო მუხტი ჟანგვის მდგომარეობაში. შესაბამისი მანგანუმის ოქსიდების ფორმულები (აქ ჟანგვის მდგომარეობები შეესაბამება ამ ქიმიური ელემენტების ვალენტობას):
მანგანუმის ატომის სტრუქტურა ვარაუდობს, რომ მანგანუმს არ შეიძლება ჰქონდეს დაჟანგვის უფრო მაღალი ხარისხი, რადგან ამ შემთხვევაში, უნდა შევეხოთ სტაბილურ, ახლა უკვე დასრულებულ, წინასწარ გარე დონეს. აქედან გამომდინარე, +7 დაჟანგვის მდგომარეობა ყველაზე მაღალია, ხოლო შესაბამისი Mn 2 O 7 ოქსიდი არის უმაღლესი მანგანუმის ოქსიდი.
ყველა ამ კონცეფციის გასამყარებლად, განიხილეთ ტელურუმის ატომის სტრუქტურა და მისი ზოგიერთი თვისება:
როგორც არალითონს, Te ატომს შეუძლია მიიღოს 2 ელექტრონი გარე დონის დასრულებამდე და გადასცეს "დამატებითი" 6 ელექტრონი:
ამოცანა 3.10.დახაზეთ Na, Rb, Cl, I, Si, Sn ატომების ელექტრონული კონფიგურაციები. განსაზღვრეთ ამ ქიმიური ელემენტების თვისებები, მათი უმარტივესი ნაერთების ფორმულები (ჟანგბადით და წყალბადით).
პრაქტიკული დასკვნები
1. ქიმიურ რეაქციებში მონაწილეობენ მხოლოდ ვალენტური ელექტრონები, რომლებიც შეიძლება იყოს მხოლოდ ბოლო ორ დონეზე.
2. ლითონის ატომებს შეუძლიათ მხოლოდ ვალენტური ელექტრონების შემოწირულობა (ყველა ან რამდენიმე), დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობების აღებით.
3. არამეტალის ატომებს შეუძლიათ მიიღონ ელექტრონები (დაკარგულები - რვამდე), უარყოფითი დაჟანგვის მდგომარეობების შეძენისას და ვალენტური ელექტრონების (ყველა ან რამდენიმე) დონაცია, ხოლო ისინი იძენენ დადებით ჟანგვის მდგომარეობებს.
მოდით შევადაროთ ერთი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტების თვისებები, მაგალითად, ნატრიუმი და რუბიდიუმი:
ნა... 3 ს 1 და Rb...5 ს 1 .
რა არის საერთო ამ ელემენტების ატომების სტრუქტურაში? თითოეული ატომის გარე დონეზე, ერთი ელექტრონი არის აქტიური ლითონი. ლითონის აქტივობადაკავშირებულია ელექტრონების დონაციის უნართან: რაც უფრო ადვილად გამოყოფს ატომი ელექტრონებს, მით უფრო გამოხატულია მისი მეტალის თვისებები.
რა ინახავს ელექტრონებს ატომში? მიზიდულობა ბირთვისკენ. რაც უფრო ახლოს არიან ელექტრონები ბირთვთან, მით უფრო ძლიერად იზიდავს მათ ატომის ბირთვი, მით უფრო რთულია მათი "მოწყვეტა".
ამის საფუძველზე ჩვენ ვუპასუხებთ კითხვას: რომელი ელემენტი - Na თუ Rb - აძლევს გარე ელექტრონს უფრო ადვილად? რომელი ელემენტია უფრო აქტიური ლითონი? ცხადია, რუბიდიუმი იმიტომ მისი ვალენტური ელექტრონები უფრო შორს არიან ბირთვისგან (და ნაკლებად ძლიერად იკავებენ ბირთვს).
დასკვნა. ძირითად ქვეჯგუფებში, ზემოდან ქვემოდან, მეტალის თვისებები გაძლიერებულია, იმიტომ ატომის რადიუსი იზრდება და ვალენტური ელექტრონები უფრო სუსტად იზიდავს ბირთვს.
შევადაროთ VIIa ჯგუფის ქიმიური ელემენტების თვისებები: Cl …3 ს 2 3გვ 5 და მე...5 ს 2 5გვ 5 .
ორივე ქიმიური ელემენტი არალითონია, რადგან. ერთი ელექტრონი აკლია გარე დონის დასრულებამდე. ეს ატომები აქტიურად მიიზიდავს დაკარგული ელექტრონს. უფრო მეტიც, რაც უფრო ძლიერად იზიდავს დაკარგული ელექტრონი არამეტალის ატომს, მით უფრო ძლიერია მისი არამეტალური თვისებები (ელექტრონების მიღების უნარი).
რა იწვევს ელექტრონის მიზიდულობას? ატომის ბირთვის დადებითი მუხტის გამო. გარდა ამისა, რაც უფრო ახლოს არის ელექტრონი ბირთვთან, მით უფრო ძლიერია მათი ურთიერთმიზიდულობა, მით უფრო აქტიურია არალითონი.
Კითხვა. რომელ ელემენტს აქვს უფრო გამოხატული არალითონური თვისებები: ქლორს თუ იოდს?
პასუხი: ცხადია, ქლორი, იმიტომ. მისი ვალენტური ელექტრონები უფრო ახლოს არიან ბირთვთან.
დასკვნა. არამეტალების აქტივობა ქვეჯგუფებში მცირდება ზემოდან ქვევით, იმიტომ ატომის რადიუსი იზრდება და ბირთვს უფრო და უფრო უჭირს დაკარგული ელექტრონების მიზიდვა.
მოდით შევადაროთ სილიციუმის და კალის თვისებები: Si …3 ს 2 3გვ 2 და Sn…5 ს 2 5გვ 2 .
ორივე ატომს აქვს ოთხი ელექტრონი გარე დონეზე. მიუხედავად ამისა, პერიოდული ცხრილის ეს ელემენტები ბორისა და ატატინის დამაკავშირებელი ხაზის მოპირდაპირე მხარესაა. ამიტომ, სილიკონისთვის, რომლის სიმბოლო B–At ხაზის ზემოთ არის, არამეტალური თვისებები უფრო გამოხატულია. პირიქით, კალას, რომლის სიმბოლო B–At ხაზის ქვემოთ არის, უფრო ძლიერი მეტალის თვისებები აქვს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ კალის ატომში ბირთვიდან ამოღებულია ოთხი ვალენტური ელექტრონი. ამიტომ, დაკარგული ოთხი ელექტრონის მიმაგრება რთულია. ამავდროულად, მეხუთე ენერგეტიკული დონიდან ელექტრონების დაბრუნება საკმაოდ მარტივად ხდება. სილიკონისთვის ორივე პროცესია შესაძლებელი, პირველი (ელექტრონების მიღება) ჭარბობს.
დასკვნები მე-3 თავში.რაც უფრო ნაკლები გარე ელექტრონებია ატომში და რაც უფრო შორს არიან ისინი ბირთვიდან, მით უფრო ძლიერია მეტალის თვისებები.
რაც უფრო მეტი გარე ელექტრონებია ატომში და რაც უფრო ახლოს არიან ისინი ბირთვთან, მით მეტი არამეტალური თვისებები ვლინდება.
ამ თავში ჩამოყალიბებული დასკვნების საფუძველზე შეიძლება შედგეს „მახასიათებელი“ პერიოდული სისტემის ნებისმიერი ქიმიური ელემენტისთვის.
ქონების აღწერილობის ალგორითმი
ქიმიური ელემენტი თავისი პოზიციით
პერიოდულ სისტემაში
1. შეადგინეთ ატომის აგებულების დიაგრამა, ე.ი. განსაზღვრეთ ბირთვის შემადგენლობა და ელექტრონების განაწილება ენერგიის დონეებისა და ქვედონეების მიხედვით:
დაადგინეთ ატომში პროტონების, ელექტრონების და ნეიტრონების საერთო რაოდენობა (სერიული ნომრით და ფარდობითი ატომური მასით);
განსაზღვრეთ ენერგიის დონეების რაოდენობა (პერიოდის ნომრის მიხედვით);
გარე ელექტრონების რაოდენობის განსაზღვრა (ქვეჯგუფისა და ჯგუფის ნომრის მიხედვით);
მიუთითეთ ელექტრონების რაოდენობა ყველა ენერგეტიკულ დონეზე, გარდა ბოლო ერთისა;
2. დაადგინეთ ვალენტური ელექტრონების რაოდენობა.
3. დაადგინეთ რომელი თვისებებია - ლითონი თუ არალითონი - უფრო გამოხატული მოცემული ქიმიური ელემენტისთვის.
4. განსაზღვრეთ მოცემული (მიღებული) ელექტრონების რაოდენობა.
5. დაადგინეთ ქიმიური ელემენტის უმაღლესი და ყველაზე დაბალი ჟანგვის მდგომარეობა.
6. ამ დაჟანგვის მდგომარეობებისთვის შეადგინეთ უმარტივესი ნაერთების ქიმიური ფორმულები ჟანგბადით და წყალბადით.
7. დაადგინეთ ოქსიდის ბუნება და დაწერეთ განტოლება წყალთან მისი რეაქციისთვის.
8. მე-6 პუნქტში მითითებულ ნივთიერებებზე შეადგინეთ დამახასიათებელი რეაქციების განტოლებები (იხ. თავი 2).
ამოცანა 3.11.ზემოაღნიშნული სქემის მიხედვით გააკეთეთ გოგირდის, სელენის, კალციუმის და სტრონციუმის ატომების და ამ ქიმიური ელემენტების თვისებების აღწერა. როგორია მათი ოქსიდების და ჰიდროქსიდების ზოგადი თვისებები?
თუ თქვენ დაასრულეთ სავარჯიშოები 3.10 და 3.11, მაშინ ადვილი მისახვედრია, რომ არა მხოლოდ ერთი ქვეჯგუფის ელემენტების ატომებს, არამედ მათ ნაერთებსაც აქვთ საერთო თვისებები და მსგავსი შემადგენლობა.
დ.ი.მენდელეევის პერიოდული კანონი:ქიმიური ელემენტების თვისებები, ისევე როგორც მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი და რთული ნივთიერებების თვისებები, პერიოდულ დამოკიდებულებაშია მათი ატომების ბირთვების მუხტზე.
პერიოდული კანონის ფიზიკური მნიშვნელობა: ქიმიური ელემენტების თვისებები პერიოდულად მეორდება, რადგან ვალენტური ელექტრონების კონფიგურაციები (გარე და ბოლო დონის ელექტრონების განაწილება) პერიოდულად მეორდება.
ამრიგად, ერთი და იგივე ქვეჯგუფის ქიმიურ ელემენტებს აქვთ ვალენტური ელექტრონების ერთნაირი განაწილება და, შესაბამისად, მსგავსი თვისებები.
მაგალითად, მეხუთე ჯგუფის ქიმიურ ელემენტებს აქვთ ხუთი ვალენტური ელექტრონი. ამავე დროს, ატომებში ქიმიური ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტები- ყველა ვალენტური ელექტრონი გარე დონეზეა: ... ns 2 np 3, სადაც ნ- პერიოდის ნომერი.
ატომებზე მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტებიმხოლოდ 1 ან 2 ელექტრონი არის გარე დონეზე, დანარჩენი არის შიგნით დ- პრე-გარე დონის ქვედონე: ... ( ნ – 1)დ 3 ns 2, სადაც ნ- პერიოდის ნომერი.
ამოცანა 3.12.შეადგინეთ No35 და 42 ქიმიური ელემენტების ატომების მოკლე ელექტრონული ფორმულები და შემდეგ შეადგინეთ ამ ატომებში ელექტრონების განაწილება ალგორითმის მიხედვით. დარწმუნდით, რომ თქვენი პროგნოზი ახდება.
სავარჯიშოები მე-3 თავისთვის
1. ჩამოაყალიბეთ „პერიოდი“, „ჯგუფი“, „ქვეჯგუფი“ ცნებების განმარტებები. რას ქმნიან ქიმიური ელემენტები: ა) პერიოდი; ბ) ჯგუფი; გ) ქვეჯგუფი?
2. რა არის იზოტოპები? რა თვისებები - ფიზიკური თუ ქიმიური - აქვთ იზოტოპებს საერთო? რატომ?
3. ჩამოაყალიბეთ დიმენდელეევის პერიოდული კანონი. ახსენით მისი ფიზიკური მნიშვნელობა და აჩვენეთ მაგალითებით.
4. რა არის ქიმიური ელემენტების მეტალის თვისებები? როგორ იცვლებიან ისინი ჯგუფში და პერიოდში? რატომ?
5. როგორია ქიმიური ელემენტების არამეტალური თვისებები? როგორ იცვლებიან ისინი ჯგუფში და პერიოდში? რატომ?
6. შეადგინეთ ქიმიური ელემენტების მოკლე ელექტრონული ფორმულები No 43, 51, 38. დაადასტურეთ თქვენი ვარაუდები ზემოთ აღნიშნული ალგორითმის მიხედვით ამ ელემენტების ატომების სტრუქტურის აღწერით. მიუთითეთ ამ ელემენტების თვისებები.
7. მოკლე ელექტრონული ფორმულებით
ა) ...4 ს 2 4p 1;
ბ) …4 დ 1 5ს 2 ;
3-ში დ 5 4s 1
დაადგინეთ შესაბამისი ქიმიური ელემენტების პოზიცია დ.ი.მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში. დაასახელეთ ეს ქიმიური ელემენტები. დაადასტურეთ თქვენი ვარაუდები ამ ქიმიური ელემენტების ატომების სტრუქტურის აღწერით ალგორითმის მიხედვით. მიუთითეთ ამ ქიმიური ელემენტების თვისებები.
Გაგრძელება იქნება
რაც უფრო ახლოს არის ატომის ბირთვთან ატომის ელექტრონული გარსი, მით უფრო ძლიერად იზიდავს ელექტრონები ბირთვს და მით უფრო დიდია მათი შეკავშირების ენერგია ბირთვთან. ამრიგად, ელექტრონული გარსების მოწყობა მოხერხებულად ხასიათდება ენერგიის დონეებით და ქვედონეებით და მათზე ელექტრონების განაწილებით. ელექტრონული ენერგიის დონეების რაოდენობა უდრის პერიოდის რაოდენობას,რომელშიც ელემენტი მდებარეობს. ენერგეტიკულ დონეზე ელექტრონების რიცხვის ჯამი ელემენტის რიგითი რიცხვის ტოლია.
ატომის ელექტრონული სტრუქტურა ნაჩვენებია ნახ. 1.9 ენერგეტიკულ დონეზე და ქვედონეებზე ელექტრონების განაწილების დიაგრამის სახით. დიაგრამა შედგება ელექტრონული უჯრედებისგან, რომლებიც გამოსახულია კვადრატებით. თითოეული უჯრედი განასახიერებს ერთ ელექტრონულ ორბიტალს, რომელსაც შეუძლია მიიღოს ორი ელექტრონი საპირისპირო ტრიალებით, რომლებიც მითითებულია ზემოთ და ქვემოთ ისრებით.
ბრინჯი. 1.9.
ატომის ელექტრონული დიაგრამა აგებულია თანმიმდევრობით ენერგიის დონის რაოდენობის გაზრდა.იმავე მიმართულებით ელექტრონის ენერგია იზრდებადა მცირდება მისი ბირთვთან კავშირის ენერგია.სიცხადისთვის, ჩვენ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ, რომ ატომის ბირთვი დიაგრამის "ბოლოშია". ელემენტის ატომში ელექტრონების რაოდენობა უდრის ბირთვში არსებული პროტონების რაოდენობას, ე.ი. ელემენტის ატომური ნომერი პერიოდულ სისტემაში.
პირველი ენერგეტიკული დონე შედგება მხოლოდ ერთი ორბიტალისაგან, რომელიც აღინიშნება სიმბოლოთი ს.ეს ორბიტალი ივსება წყალბადის და ჰელიუმის ელექტრონებით. წყალბადს აქვს ერთი ელექტრონი, წყალბადს კი ერთვალენტიანია. ჰელიუმს აქვს ორი დაწყვილებული ელექტრონი საპირისპირო სპინებით, ჰელიუმს აქვს ნულოვანი ვალენტობა და არ ქმნის ნაერთებს სხვა ელემენტებთან. ქიმიური რეაქციის ენერგია საკმარისი არ არის ჰელიუმის ატომის გასაღვიძებლად და ელექტრონის მეორე დონეზე გადასაყვანად.
მეორე ენერგეტიკული დონე შედგება: "-ქვედონე და /. (-ქვედონე, რომელსაც აქვს სამი ორბიტალი (უჯრედი). ლითიუმი აგზავნის მესამე ელექტრონს 2"-ქვედონეზე. ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი იწვევს ლითიუმის მონოვალენტურობას. ბერილიუმი ავსებს იგივეს. ქვედონე მეორე ელექტრონთან, შესაბამისად, აუზიანებელ მდგომარეობაში ბერილიუმს აქვს ორი დაწყვილებული ელექტრონი. თუმცა, უმნიშვნელო აგზნების ენერგია საკმარისია ერთი ელექტრონის ^-ქვედონეზე გადასატანად, რაც ბერილიუმს ორვალენტიანს ხდის.
2p-ქვედონის შემდგომი შევსება ანალოგიურად მიმდინარეობს. ნაერთებში ჟანგბადი ორვალენტიანია. ჟანგბადი არ აჩვენებს მაღალ ვალენტობას მეორე დონის ელექტრონების დაწყვილების და მესამე ენერგეტიკულ დონეზე გადატანის შეუძლებლობის გამო.
ჟანგბადისგან განსხვავებით, იმავე ქვეჯგუფში ჟანგბადის ქვეშ მდებარე გოგირდს შეუძლია გამოავლინოს 2, 4 და 6 ვალენტობა თავის ნაერთებში მესამე დონის ელექტრონების გაფუჭების და მათი ^-ქვედონეზე გადატანის შესაძლებლობის გამო. გაითვალისწინეთ, რომ გოგირდის სხვა ვალენტური მდგომარეობაც შესაძლებელია.
ელემენტებს, რომელთა s-ქვედონე ივსება, ეწოდება „-ელემენტები. ანალოგიურად, თანმიმდევრობა იქმნება R-ელემენტები. ელემენტები s-და p-ქვედონეები შედის ძირითად ქვეჯგუფებში. მეორადი ქვეჯგუფების ელემენტებია ^-ელემენტები (არასწორი სახელი - გარდამავალი ელემენტები).
მოსახერხებელია ქვეჯგუფების აღნიშვნა ელექტრონების სიმბოლოებით, რის გამოც წარმოიქმნა ქვეჯგუფში შემავალი ელემენტები, მაგ. ს"-ქვეჯგუფი (წყალბადი, ლითიუმი, ნატრიუმი და სხვ.) ან //-ქვეჯგუფი (ჟანგბადი, გოგირდი და სხვ.).
თუ პერიოდული ცხრილი აგებულია ისე, რომ პერიოდების რიცხვები გაიზარდოს ქვემოდან ზევით და ჯერ ერთი და შემდეგ ორი ელექტრონი მოთავსდეს თითოეულ ელექტრონულ უჯრედში, მიიღება ხანგრძლივი პერიოდული სისტემა, რომელიც წააგავს განაწილების დიაგრამას. ელექტრონების ენერგეტიკულ დონეზე და ქვედონეებზე.
| პარამეტრის სახელი | მნიშვნელობა |
| სტატიის თემა: | ენერგეტიკული დონეები |
| რუბრიკა (თემატური კატეგორია) | Განათლება |
ატომის სტრუქტურა
1. ატომის აგებულების თეორიის შემუშავება. თან
2. ატომის ბირთვი და ელექტრონული გარსი. თან
3. ატომის ბირთვის აგებულება. თან
4. ნუკლიდები, იზოტოპები, მასის რიცხვი. თან
5. ენერგიის დონეები.
6. სტრუქტურის კვანტურ-მექანიკური ახსნა.
6.1. ატომის ორბიტალური მოდელი.
6.2. ორბიტალების შევსების წესები.
6.3. ორბიტალები s-ელექტრონებით (ატომური s-ორბიტალები).
6.4. ორბიტალები p-ელექტრონებით (ატომური p-ორბიტალები).
6.5. ორბიტალები d-f ელექტრონებით
7. მულტიელექტრონული ატომის ენერგეტიკული ქვედონეები. კვანტური რიცხვები.
ენერგეტიკული დონეები
ატომის ელექტრონული გარსის სტრუქტურა განისაზღვრება ატომში ცალკეული ელექტრონების სხვადასხვა ენერგიის რეზერვებით. ატომის ბორის მოდელის შესაბამისად, ელექტრონებს შეუძლიათ დაიკავონ ის პოზიციები ატომში, რომლებიც შეესაბამება ზუსტად განსაზღვრულ (კვანტიზებულ) ენერგეტიკულ მდგომარეობებს. ამ მდგომარეობას ენერგეტიკული დონეები ეწოდება.
ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც შეიძლება იყოს ცალკე ენერგეტიკულ დონეზე, განისაზღვრება ფორმულით 2n 2, სადაც n არის დონის რაოდენობა, რომელიც აღინიშნება არაბული ციფრებით 1 - 7. პირველი ოთხი ენერგეტიკული დონის მაქსიმალური შევსება. ფორმულის შესაბამისად 2n 2 არის: პირველი დონისთვის - 2 ელექტრონი, მეორესთვის - 8, მესამესთვის -18 და მეოთხე დონისთვის - 32 ელექტრონი. ელექტრონებით ცნობილი ელემენტების ატომებში უმაღლესი ენერგიის დონეების მაქსიმალური შევსება არ არის მიღწეული.
ბრინჯი. 1 გვიჩვენებს პირველი ოცი ელემენტის ენერგეტიკული დონეების შევსებას ელექტრონებით (H წყალბადიდან კალციუმამდე Ca, შავი წრეებით). ენერგეტიკული დონეების მითითებული თანმიმდევრობით შევსებით, მიიღება ელემენტების ატომების უმარტივესი მოდელები, შევსების თანმიმდევრობის დაცვით (სურათზე ქვემოდან ზემოდან და მარცხნიდან მარჯვნივ) ისე, რომ ბოლო ელექტრონი მიუთითებს შესაბამისი ელემენტის სიმბოლოზე მესამე ენერგეტიკულ დონეზე მ(მაქსიმალური ტევადობა 18 e -) ელემენტებისთვის Na - Ar შეიცავს მხოლოდ 8 ელექტრონს, შემდეგ მეოთხე ენერგეტიკული დონე იწყებს დაგროვებას ნ- მასზე ორი ელექტრონი ჩნდება K და Ca ელემენტებისთვის. შემდეგი 10 ელექტრონი კვლავ იკავებს დონეს მ(ელემენტები Sc – Zn (არ არის ნაჩვენები), შემდეგ კი გრძელდება N დონის შევსება კიდევ ექვსი ელექტრონით (ელემენტები Ca-Kr, თეთრი წრეები).
| ბრინჯი. ერთი |  ბრინჯი. 2 |
თუ ატომი ძირითადი მდგომარეობაშია, მაშინ მისი ელექტრონები იკავებენ დონეებს მინიმალური ენერგიით, ანუ ყოველი მომდევნო ელექტრონი იკავებს ენერგიულად ყველაზე ხელსაყრელ პოზიციას, როგორიცაა ნახ. 1. ატომზე გარე ზემოქმედებით, რომელიც დაკავშირებულია მასში ენერგიის გადაცემასთან, მაგალითად, გახურებით, ელექტრონები გადადიან უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე (ნახ. 2). ატომის ამ მდგომარეობას ეწოდება აღგზნებული. ქვედა ენერგეტიკულ დონეზე გამოთავისუფლებული ადგილი ივსება (როგორც ხელსაყრელი პოზიცია) უფრო მაღალი ენერგიის დონის ელექტრონით. გადასვლისას ელექტრონი გამოყოფს ენერგიის გარკვეულ რაოდენობას, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ შეესაბამება დონეებს შორის ენერგიის სხვაობას. ელექტრონული გადასვლების შედეგად წარმოიქმნება დამახასიათებელი გამოსხივება. შთანთქმის (გამოსხივებული) სინათლის სპექტრული ხაზებიდან შეიძლება რაოდენობრივი დასკვნის გაკეთება ატომის ენერგეტიკული დონეების შესახებ.
ატომის ბორის კვანტური მოდელის მიხედვით, ელექტრონი, რომელსაც აქვს გარკვეული ენერგეტიკული მდგომარეობა, მოძრაობს ატომში წრიულ ორბიტაზე. იგივე ენერგეტიკული რეზერვის მქონე ელექტრონები განლაგებულია ბირთვიდან თანაბარ მანძილზე, თითოეული ენერგეტიკული დონე შეესაბამება ელექტრონების საკუთარ კომპლექტს, რომელსაც ბორის მიერ ელექტრონულ ფენას უწოდებენ. ᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ ბორის მიხედვით, ერთი ფენის ელექტრონები მოძრაობენ სფერული ზედაპირის გასწვრივ, შემდეგი ფენის ელექტრონები მეორე სფერული ზედაპირის გასწვრივ. ყველა სფერო ჩაწერილია ერთმანეთში ატომის ბირთვის შესაბამისი ცენტრით.
ENERGY LEVELS - კონცეფცია და ტიპები. კატეგორიის კლასიფიკაცია და მახასიათებლები "ენერგეტიკული დონეები" 2017, 2018 წ.
მოკლედ გავიხსენოთ ის, რაც უკვე ვიცით ატომების ელექტრონული გარსის სტრუქტურის შესახებ:
ატომის ენერგეტიკული დონეების რაოდენობა = იმ პერიოდის რაოდენობა, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს;
თითოეული ენერგიის დონის მაქსიმალური სიმძლავრე გამოითვლება ფორმულით 2n 2
გარე ენერგეტიკული გარსი არ შეიძლება შეიცავდეს 2 ელექტრონზე მეტს 1 პერიოდის ელემენტებისთვის, 8 ელექტრონზე მეტი სხვა პერიოდის ელემენტებისთვის.
კიდევ ერთხელ, დავუბრუნდეთ ენერგიის დონის შევსების სქემის ანალიზს მცირე პერიოდების ელემენტებში:
ცხრილი 1. ენერგიის დონეების შევსება
მცირე პერიოდების ელემენტებისთვის
| პერიოდის ნომერი | ენერგიის დონეების რაოდენობა = პერიოდის ნომერი | ელემენტის სიმბოლო, მისი რიგითი ნომერი | სულ ელექტრონები | ელექტრონების განაწილება ენერგიის დონეების მიხედვით | ჯგუფის ნომერი |
|
| სქემა 1 | სქემა 2 |
|||||
| 1 | 1 | 1 ნ | 1 | H +1) 1 | +1 H, 1e - | I (VII) |
| 2 არა | 2 | ჰე + 2 ) 2 | +2 არა, მე-2 - | VIII |
||
| 2 | 2 | 3Li | 3 | ლი + 3 ) 2 ) 1 | + 3 ლი, 2ე - , 1ე - | მე |
| 4 იყავი | 4 | იყავი +4) 2 ) 2 | + 4 იყავი, 2ე - , 2 ე - | II |
||
| 5ბ | 5 | B +5) 2 ) 3 | +5 B, 2e - , მე-3 - | III |
||
| 6C | 6 | C +6) 2 ) 4 | +6 C, 2e - , მე-4 - | IV |
||
| 7 ნ | 7 | ნ + 7 ) 2 ) 5 | + 7 ნ, 2ე - , 5 ე - | ვ |
||
| 8 ო | 8 | ო + 8 ) 2 ) 6 | + 8 ო, 2ე - , 6 ე - | VI |
||
| 9F | 9 | ფ + 9 ) 2 ) 7 | + 9 ფ, 2ე - , 7 ე - | VI |
||
| 10 ნე | 10 | ნე+ 10 ) 2 ) 8 | + 10 ნე, 2ე - , 8 ე - | VIII |
||
| 3 | 3 | 11 ნა | 11 | ნა+ 11 ) 2 ) 8 ) 1 | +1 1 ნა, 2ე - , 8ე - , 1ე - | მე |
| 12 მგ | 12 | მგ+ 12 ) 2 ) 8 ) 2 | +1 2 მგ, 2ე - , 8ე - , 2 ე - | II |
||
| 13 ალ | 13 | ალ+ 13 ) 2 ) 8 ) 3 | +1 3 ალ, 2ე - , 8ე - , 3 ე - | III |
||
| 14 სი | 14 | სი+ 14 ) 2 ) 8 ) 4 | +1 4 სი, 2ე - , 8ე - , 4 ე - | IV |
||
| 15 გვ | 15 | პ+ 15 ) 2 ) 8 ) 5 | +1 5 პ, 2ე - , 8ე - , 5 ე - | ვ |
||
| 16S | 16 | ს+ 16 ) 2 ) 8 ) 6 | +1 5 პ, 2ე - , 8ე - , 6 ე - | VI |
||
| 17Cl | 17 | კლ+ 17 ) 2 ) 8 ) 7 | +1 7 კლ, 2ე - , 8ე - , 7 ე - | VI |
||
| 18 არ | 18 | არ+ 18 ) 2 ) 8 ) 8 | +1 8 არ, 2ე - , 8ე - , 8 ე - | VIII |
||
გააანალიზეთ ცხრილი 1. შეადარეთ ელექტრონების რაოდენობა ბოლო ენერგეტიკულ დონეზე და იმ ჯგუფის რაოდენობა, რომელშიც ქიმიური ელემენტია განთავსებული.
შეგიმჩნევიათ ეს ელექტრონების რაოდენობა ატომების გარე ენერგეტიკულ დონეზე იგივეა, რაც ჯგუფის ნომერი, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს (გამონაკლისი არის ჰელიუმი)?
!!! ეს წესი მართალიამხოლოდ ელემენტებისთვისმაიორი ქვეჯგუფები.
ყოველი პერიოდი D.I. მენდელეევი მთავრდება ინერტული ელემენტით(ჰელიუმი ჰე, ნეონი ნე, არგონი არ). ამ ელემენტების გარე ენერგეტიკული დონე შეიცავს ელექტრონების მაქსიმალურ რაოდენობას: ჰელიუმი -2, დარჩენილი ელემენტები - 8. ეს არის მთავარი ქვეჯგუფის VIII ჯგუფის ელემენტები. ინერტული აირის ენერგეტიკული დონის სტრუქტურის მსგავსი ენერგეტიკული დონე ეწოდება დასრულდა. ეს არის ენერგიის დონის ერთგვარი სიძლიერის ზღვარი პერიოდული სისტემის თითოეული ელემენტისთვის. მარტივი ნივთიერების - ინერტული აირების მოლეკულები შედგება ერთი ატომისგან და გამოირჩევიან ქიმიური ინერტულობით, ე.ი. პრაქტიკულად არ შედის ქიმიურ რეაქციებში.
PSCE-ს დარჩენილი ელემენტებისთვის ენერგიის დონე განსხვავდება ინერტული ელემენტის ენერგეტიკული დონისგან, ასეთ დონეებს ე.წ. დაუმთავრებელი. ამ ელემენტების ატომები მიდრეკილნი არიან დაასრულონ თავიანთი გარე ენერგიის დონე ელექტრონების შეწირვით ან მიღებით.
კითხვები თვითკონტროლისთვის
რომელ ენერგეტიკულ დონეს ეწოდება გარე?
რომელ ენერგეტიკულ დონეს ეწოდება შიდა?
ენერგიის რომელ დონეს ეწოდება სრული?
რომელი ჯგუფისა და ქვეჯგუფის ელემენტებს აქვთ დასრულებული ენერგეტიკული დონე?
რა არის ელექტრონების რაოდენობა ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტების გარე ენერგეტიკულ დონეზე?
რამდენად მსგავსია ერთი ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტები ელექტრონული დონის სტრუქტურაში
რამდენი ელექტრონი შეიცავს გარე დონეზე ა) IIA ჯგუფის ელემენტებს;
პასუხის ნახვა
ბოლო
ნებისმიერი, მაგრამ უკანასკნელი
ის, რომელიც შეიცავს ელექტრონების მაქსიმალურ რაოდენობას. ისევე როგორც გარე დონე, თუ იგი შეიცავს 8 ელექტრონს I პერიოდისთვის - 2 ელექტრონს.
ჯგუფი VIIIA ელემენტები (ინერტული ელემენტები)
ჯგუფის ნომერი, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს
ძირითადი ქვეჯგუფების ყველა ელემენტი გარე ენერგიის დონეზე შეიცავს იმდენ ელექტრონს, რამდენიც ჯგუფის ნომერი
ა) IIA ჯგუფის ელემენტებს გარე დონეზე აქვთ 2 ელექტრონი; ბ) ჯგუფის IVA ელემენტებს აქვთ 4 ელექტრონი; გ) VII A ჯგუფის ელემენტებს აქვთ 7 ელექტრონი.
ამოცანები დამოუკიდებელი გადაწყვეტისთვის
დაადგინეთ ელემენტი შემდეგი მახასიათებლების მიხედვით: ა) აქვს 2 ელექტრონული დონე, გარეზე - 3 ელექტრონი; ბ) აქვს 3 ელექტრონული დონე, გარედან - 5 ელექტრონი. დაწერეთ ელექტრონების განაწილება ამ ატომების ენერგეტიკულ დონეზე.
რომელ ორ ატომს აქვს იგივე რაოდენობის შევსებული ენერგიის დონე?
რამდენი ელექტრონია მაგნიუმის გარე ენერგეტიკულ დონეზე?
რამდენი ელექტრონი არის ნეონის ატომში?
რა ორ ატომს აქვს ელექტრონების ერთნაირი რაოდენობა გარე ენერგიის დონეზე: ა) ნატრიუმი და მაგნიუმი; ბ) კალციუმი და თუთია; გ) დარიშხანი და ფოსფორი დ) ჟანგბადი და ფტორი.
ელექტრონების გოგირდის ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე: ა) 16; ბ) 2; გ) 6 დ) 4
რა საერთო აქვთ გოგირდის და ჟანგბადის ატომებს: ა) ელექტრონების რაოდენობას; ბ) ენერგიის დონეების რაოდენობა გ) პერიოდის რაოდენობა დ) ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე.
რა საერთო აქვთ მაგნიუმის და ფოსფორის ატომებს: ა) პროტონების რაოდენობას; ბ) ენერგიის დონეების რაოდენობა გ) ჯგუფის ნომერი დ) ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე.
აირჩიეთ მეორე პერიოდის ელემენტი, რომელსაც აქვს ერთი ელექტრონი გარე დონეზე: ა) ლითიუმი; ბ) ბერილიუმი; გ) ჟანგბადი; დ) ნატრიუმის
მესამე პერიოდის ელემენტის ატომის გარე დონეზე 4 ელექტრონია. მიუთითეთ ეს ელემენტი: ა) ნატრიუმი; ბ) ნახშირბადი გ) სილიციუმი დ) ქლორი
ატომს აქვს 2 ენერგეტიკული დონე და 3 ელექტრონი. მიუთითეთ ეს ელემენტი: ა) ალუმინი; ბ) ბორი გ) მაგნიუმი დ) აზოტი
პასუხის ნახვა:
1. ა) დავადგინოთ ქიმიური ელემენტის „კოორდინატები“: 2 ელექტრონული დონე - II პერიოდი; 3 ელექტრონი გარე დონეზე - III A ჯგუფი. ეს არის ბორი 5 B. ელექტრონების განაწილების სქემა ენერგიის დონის მიხედვით: მე-2 - , მე-3 -
ბ) III პერიოდი, VA ჯგუფი, ელემენტი ფოსფორი 15 R. ელექტრონების განაწილების სქემა ენერგეტიკული დონეების მიხედვით: მე-2 - , 8ე - , 5ე -
2. დ) ნატრიუმი და ქლორი.
ახსნა: ა) ნატრიუმი: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (შევსებული 2) ←→ წყალბადი: +1) 1
ბ) ჰელიუმი: +2 ) 2 (შევსებულია 1) ←→ წყალბადი: წყალბადი: +1) 1
გ) ჰელიუმი: +2 ) 2 (შევსებულია 1) ←→ ნეონი: +10 ) 2 ) 8 (შევსებული 2)
*G)ნატრიუმი: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (შევსებული 2) ←→ ქლორი: +17 ) 2 ) 8 ) 7 (შევსებულია 2)
4. ათი. ელექტრონების რაოდენობა = სერიული ნომერი
გ) დარიშხანი და ფოსფორი. ერთსა და იმავე ქვეჯგუფში მდებარე ატომებს აქვთ ელექტრონების იგივე რაოდენობა.
ა) ნატრიუმი და მაგნიუმი (სხვადასხვა ჯგუფებში); ბ) კალციუმი და თუთია (ერთ ჯგუფში, მაგრამ სხვადასხვა ქვეჯგუფში); * გ) დარიშხანი და ფოსფორი (ერთ, ძირითად, ქვეჯგუფში) დ) ჟანგბადი და ფტორი (სხვადასხვა ჯგუფებში).
7. დ) ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე
8. ბ) ენერგიის დონეების რაოდენობა
9. ა) ლითიუმი (მდებარეობს II პერიოდის IA ჯგუფში)
10. გ) სილიციუმი (IVA ჯგუფი, III პერიოდი)
11. ბ) ბორი (2 დონე - IIპერიოდი 3 ელექტრონი გარე დონეზე - IIIAჯგუფი)
ატომი არის ელექტრულად ნეიტრალური ნაწილაკი, რომელიც შედგება დადებითად დამუხტული ბირთვისა და უარყოფითად დამუხტული ელექტრონული გარსისგან. ბირთვი ატომის ცენტრშია და შედგება დადებითად დამუხტული პროტონებისა და დაუმუხტველი ნეიტრონებისგან, რომლებიც ერთმანეთთან აკავშირებს ბირთვულ ძალებს. ატომის ბირთვული აგებულება ექსპერიმენტულად დაამტკიცა 1911 წელს ინგლისელმა ფიზიკოსმა ე.რეზერფორდმა.
პროტონების რაოდენობა განსაზღვრავს ბირთვის დადებით მუხტს და უდრის ელემენტის რიგით რაოდენობას. ნეიტრონების რაოდენობა გამოითვლება როგორც სხვაობა ატომურ მასასა და ელემენტის რიგით რიცხვს შორის. ელემენტებს, რომლებსაც აქვთ იგივე ბირთვული მუხტი (პროტონების იგივე რაოდენობა), მაგრამ განსხვავებული ატომური მასა (სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონები), იზოტოპები ეწოდება. ატომის მასა ძირითადად კონცენტრირებულია ბირთვში, რადგან ელექტრონების უმნიშვნელო მასის უგულებელყოფა შეიძლება. ატომური მასა უდრის ყველა პროტონის და ბირთვის ყველა ნეიტრონის მასების ჯამს.
ელემენტი არის ატომის ტიპი იგივე ბირთვული მუხტით. ამჟამად ცნობილია 118 სხვადასხვა ქიმიური ელემენტი.
ატომის ყველა ელექტრონი ქმნის მის ელექტრონულ გარსს. ელექტრონულ გარსს აქვს უარყოფითი მუხტი, რომელიც უდრის ელექტრონების მთლიან რაოდენობას. ატომის გარსში ელექტრონების რაოდენობა ემთხვევა ბირთვის პროტონების რაოდენობას და უდრის ელემენტის რიგით რაოდენობას. გარსში არსებული ელექტრონები ელექტრონების ფენებს შორის ნაწილდება ენერგეტიკული რეზერვების მიხედვით (მსგავსი ენერგიების მქონე ელექტრონები ქმნიან ერთ ელექტრონულ ფენას): ქვედა ენერგიის ელექტრონები უფრო ახლოს არიან ბირთვთან, უმაღლესი ენერგიის ელექტრონები უფრო შორს არიან ბირთვიდან. ელექტრონული ფენების რაოდენობა (ენერგიის დონეები) ემთხვევა იმ პერიოდის რაოდენობას, რომელშიც ქიმიური ელემენტი მდებარეობს.
განასხვავებენ დასრულებულ და არასრულ ენერგეტიკულ დონეებს. დონე ითვლება დასრულებულად, თუ შეიცავს ელექტრონების მაქსიმალურ რაოდენობას (პირველი დონე - 2 ელექტრონი, მეორე დონე - 8 ელექტრონი, მესამე დონე - 18 ელექტრონი, მეოთხე დონე - 32 ელექტრონი და ა.შ.). არასრული დონე შეიცავს ნაკლებ ელექტრონს.
დონეს ატომის ბირთვიდან ყველაზე შორს ეწოდება გარე დონე. გარე ენერგეტიკულ დონეზე არსებულ ელექტრონებს გარე (ვალენტურ) ელექტრონებს უწოდებენ. ელექტრონების რაოდენობა გარე ენერგიის დონეზე ემთხვევა იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ქიმიური ელემენტია განთავსებული. გარე დონე ითვლება დასრულებულად, თუ ის შეიცავს 8 ელექტრონს. 8A ჯგუფის ელემენტების ატომებს (ინერტული აირები ჰელიუმი, ნეონი, კრიპტონი, ქსენონი, რადონი) აქვთ დასრულებული გარე ენერგიის დონე.
ატომის ბირთვის ირგვლივ სივრცის რეგიონს, რომელშიც ელექტრონის ყველაზე დიდი ალბათობაა ნაპოვნი, ელექტრონის ორბიტალი ეწოდება. ორბიტალები განსხვავდება ენერგიის დონით და ფორმით. ფორმა განასხვავებს s-ორბიტალებს (სფერო), p-ორბიტალებს (მოცულობითი რვა), d-ორბიტალებს და f-ორბიტალებს. თითოეულ ენერგეტიკულ დონეს აქვს ორბიტალების საკუთარი ნაკრები: პირველ ენერგეტიკულ დონეზე - ერთი s-ორბიტალი, მეორე ენერგეტიკულ დონეზე - ერთი s- და სამი p-ორბიტალი, მესამე ენერგეტიკულ დონეზე - ერთი s-, სამი p-, ხუთი d-ორბიტალი, მეოთხე ენერგეტიკულ დონეზე ერთი s-, სამი p-, ხუთი d-ორბიტალი და შვიდი f-ორბიტალი. თითოეულ ორბიტალს შეუძლია შეინახოს მაქსიმუმ ორი ელექტრონი.
ელექტრონების განაწილება ორბიტალებში აისახება ელექტრონული ფორმულების გამოყენებით. მაგალითად, მაგნიუმის ატომისთვის ელექტრონების განაწილება ენერგიის დონეებზე იქნება შემდეგი: 2e, 8e, 2e. ეს ფორმულა აჩვენებს, რომ მაგნიუმის ატომის 12 ელექტრონი ნაწილდება სამ ენერგეტიკულ დონეზე: პირველი დონე დასრულებულია და შეიცავს 2 ელექტრონს, მეორე დონე დასრულებულია და შეიცავს 8 ელექტრონს, მესამე დონე არ არის დასრულებული, რადგან შეიცავს 2 ელექტრონს. კალციუმის ატომისთვის ელექტრონების განაწილება ენერგიის დონეებზე იქნება შემდეგი: 2e, 8e, 8e, 2e. ეს ფორმულა აჩვენებს, რომ კალციუმის 20 ელექტრონი ნაწილდება ოთხ ენერგეტიკულ დონეზე: პირველი დონე დასრულებულია და შეიცავს 2 ელექტრონს, მეორე დონე დასრულებულია და შეიცავს 8 ელექტრონს, მესამე დონე არ არის დასრულებული, რადგან შეიცავს 8 ელექტრონს, მეოთხე დონე არ არის დასრულებული, რადგან შეიცავს 2 ელექტრონს.
