მალიუგინი 14. გარე და შიდა ენერგიის დონეები. ენერგიის დონის დასრულება.

მოკლედ გავიხსენოთ ის, რაც უკვე ვიცით ატომების ელექტრონული გარსის სტრუქტურის შესახებ:

ü ატომის ენერგეტიკული დონეების რაოდენობა = იმ პერიოდის რაოდენობა, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს;

ü თითოეული ენერგიის დონის მაქსიმალური სიმძლავრე გამოითვლება ფორმულით 2n2

ü 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
				H +1 )1	+1 H, 1e-
		ჰე + 2 ) 2	+2 არა, მე-2
				ლი + 3 ) 2 ) 1	+ 3 ლი, 2e-, 1e-
		იყავი +4 ) 2 )2	+ 4 იყავი, 2e-,2 ელ.
		B +5 ) 2 )3	+5 B, 2e-, 3e-
		C +6 ) 2 )4	+6 C, 2e-, 4e-
		ნ + 7 ) 2 ) 5	+ 7 ნ, 2e-,5 ელ.
		ო + 8 ) 2 ) 6	+ 8 ო, 2e-,6 ელ.
		ფ + 9 ) 2 ) 7	+ 9 ფ, 2e-,7 ელ.
		ნე + 10 ) 2 ) 8	+ 10 ნე, 2e-,8 ე-
				ნა + 11 ) 2 ) 8 )1	+1 1 ნა, 2e-, 8e-, 1e-
		მგ + 12 ) 2 ) 8 )2	+1 2 მგ, 2e-, 8e-, 2 ელ.
		ალ + 13 ) 2 ) 8 )3	+1 3 ალ, 2e-, 8e-, 3 ელ.
		სი + 14 ) 2 ) 8 )4	+1 4 სი, 2e-, 8e-, 4 ელ.
		პ + 15 ) 2 ) 8 )5	+1 5 პ, 2e-, 8e-, 5 ელ.
		ს + 16 ) 2 ) 8 )6	+1 5 პ, 2e-, 8e-, 6 ელ.
		კლ + 17 ) 2 ) 8 )7	+1 7 კლ, 2e-, 8e-, 7 ელ.
18 არ		არ+ 18 ) 2 ) 8 )8	+1 8 არ, 2e-, 8e-, 8 ელ.

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 მართალია მხოლოდელემენტებისთვის მაიორიქვეჯგუფები.

სისტემის ყოველი პერიოდი 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 ნივთიერებების მოლეკულები - ინერტული აირები, შედგება ერთი ატომისგან და გამოირჩევიან ქიმიური ინერტულობით, ანუ პრაქტიკულად არ შედიან 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

1. რომელ ენერგეტიკულ დონეს ეწოდება გარეგანი?

2. რომელ ენერგეტიკულ დონეს ეწოდება შიდა?

3. რომელ ენერგეტიკულ დონეს ეწოდება სრული?

4. რომელი ჯგუფისა და ქვეჯგუფის ელემენტებს აქვთ დასრულებული ენერგეტიკული დონე?

5. რა არის ელექტრონების რაოდენობა ძირითადი ქვეჯგუფების ელემენტების გარე ენერგეტიკულ დონეზე?

6. რამდენად მსგავსია ერთი ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტები ელექტრონული დონის სტრუქტურაში

7. რამდენი ელექტრონი შეიცავს გარე დონეზე ა) IIA ჯგუფის ელემენტებს;

ბ) IVA ჯგუფი; გ) VII ჯგუფი ა

პასუხის ნახვა

1. ბოლო

2. ნებისმიერი, მაგრამ უკანასკნელი

3. ის, რომელიც შეიცავს ელექტრონების მაქსიმალურ რაოდენობას. ისევე როგორც გარე დონე, თუ იგი შეიცავს 8 ელექტრონს I პერიოდისთვის - 2 ელექტრონს.

4. VIIIA ჯგუფის ელემენტები (ინერტული ელემენტები)

5. ჯგუფის ნომერი, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს

6. ძირითადი ქვეჯგუფების ყველა ელემენტი გარე ენერგეტიკულ დონეზე შეიცავს იმდენ ელექტრონს, რამდენიც ჯგუფის ნომერი

7. 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

1. დაადგინეთ ელემენტი შემდეგი კრიტერიუმების მიხედვით: ა) აქვს 2 ელექტრონული დონე, გარეზე - 3 ელექტრონი; ბ) აქვს 3 ელექტრონული დონე, გარედან - 5 ელექტრონი. დაწერეთ ელექტრონების განაწილება ამ ატომების ენერგეტიკულ დონეზე.

2. რომელ ორ ატომს აქვს იგივე რაოდენობის შევსებული ენერგიის დონე?

პასუხის ნახვა:

1. ა) დავადგინოთ ქიმიური ელემენტის „კოორდინატები“: 2 ელექტრონული დონე - II პერიოდი; 3 ელექტრონი გარე დონეზე - III A ჯგუფი. ეს არის 5B ბურუსი. ელექტრონების განაწილების სქემა ენერგიის დონის მიხედვით: 2e-, 3e-

ბ) III პერიოდი, VA ჯგუფი, ელემენტი ფოსფორი 15Р. ელექტრონების განაწილების სქემა ენერგიის დონის მიხედვით: 2e-, 8e-, 5e-

2. დ) ნატრიუმი და ქლორი.

ახსნა: ა) ნატრიუმი: +11 )2)8 )1 (შევსებული 2) ←→ წყალბადი: +1)1

ბ) ჰელიუმი: +2 )2 (შევსებული 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

5 გ) დარიშხანი და ფოსფორი. ერთსა და იმავე ქვეჯგუფში მდებარე ატომებს აქვთ ელექტრონების იგივე რაოდენობა.

განმარტებები:

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)

1 (2 ქულა). ელექტრონების განაწილება ენერგიის დონეების მიხედვით კალიუმის ატომში:

A. 2e, 8e, 8e, 1e B. მე-2, მე-8,

მე-18, მე-8, 1
B. 2e, 1e D. 2e, 8e, 1e

2 (2 ქულა). ელექტრონების რაოდენობა ალუმინის ატომის გარე ელექტრონულ ფენაზე:

A. 1 B. 2 C. 3 D.4

3 (2 ქულა). მარტივი ნივთიერება ყველაზე გამოხატული მეტალის თვისებებით:

ა. კალციუმი ბ. ბარიუმი გ. სტრონციუმი გ. რადიუმი

4 (2 ქულა). ქიმიური ბმის ტიპი მარტივ ნივთიერებაში - ალუმინი:

A. იონური B. კოვალენტური პოლარული

C. მეტალიკი D. კოვალენტური არაპოლარული

5 (2 ქულა). ენერგიის დონეების რაოდენობა ერთი ქვეჯგუფის ელემენტებისთვის ზემოდან ქვემოდან:

ა პერიოდულად იცვლება. B. არ იცვლება.

B. იზრდება. G. მცირდება.

6 (2 ქულა). ლითიუმის ატომი განსხვავდება ლითიუმის იონისგან:

A. 3 ბირთვის გვერდით. ბ. ელექტრონების რაოდენობა გარე ენერგეტიკულ დონეზე.

B. პროტონების რაოდენობა. D. ნეიტრონების რაოდენობა.

7 (2 ქულა). ყველაზე ნაკლებად ენერგიულად რეაგირებს წყალთან:

ა.ბარიუმი. ბ. მაგნიუმი.

B. კალციუმი. გ.სტრონციუმი

8 (2 ქულა). არ ურთიერთქმედებს გოგირდმჟავას ხსნართან:

ა ალუმინი. B. ნატრიუმი

ბ. მაგნიუმი. გ.სპილენძი

9 (2 ქულა). კალიუმის ჰიდროქსიდი არ ურთიერთქმედებს ნივთიერებასთან, რომლის ფორმულაა:

A. Na2O B. AlCl3

B. Р2O5 D. Zn(NO3)2

10 (2 ქულა). სერია, რომელშიც ყველა ნივთიერება რეაგირებს რკინასთან:

A. Hcl, CO2, CO

B. CO2, HCl, S

B. H2, O2, CaO

G. O2, CuSO4, H2SO4

11 (9 ქულა). შემოგვთავაზეთ სამი მეთოდი ნატრიუმის ჰიდროქსიდის წარმოებისთვის. დაადასტურეთ თქვენი პასუხი რეაქციის განტოლებით.

12 (6 ქულა). განახორციელეთ ქიმიური გარდაქმნების ჯაჭვი, შეადგინეთ რეაქციის განტოლებები მოლეკულური და იონური ფორმებით, დაასახელეთ რეაქციის პროდუქტები:

FeCl2 → Fe(OH)2 → FeSO4 → Fe(OH)2

13 (6 ქულა). როგორ მივიღოთ ნებისმიერი რეაგენტის (ნივთიერების) და თუთიის გამოყენებით მისი ოქსიდი, ბაზა, მარილი? დაწერეთ რეაქციის განტოლებები მოლეკულური ფორმით.

14 (4 ქულა). დაწერეთ განტოლება ლითიუმსა და აზოტს შორის ქიმიური რეაქციისთვის. იდენტიფიცირება შემამცირებელი და ჟანგვის აგენტი ამ რეაქციაში

1 ატომის გარე დონეზე ელექტრონების რაოდენობის პერიოდული გამეორება ხსნის _______________ 2. ატომის ენერგეტიკული დონეების რაოდენობა შეიძლება იყოს

განსაზღვრავს:
A. ჯგუფის ნომერი;
B. პერიოდის ნომერი;
B. სერიული ნომერი.

4. ქიმიური ელემენტების რომელი მახასიათებელი არ იცვლება ძირითად ქვეჯგუფებში:
და ატომის რადიუსი;
B ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე;
B. ენერგიის დონეების რაოდენობა.

5. 7 და 15 სერიული ნომრების მქონე ელემენტების ატომების საერთო სტრუქტურა:

ა. ელექტრონების რაოდენობა გარე დონეზე, ბ. ბირთვის მუხტი;

B. ენერგიის დონეების რაოდენობა.

დაადგინეთ შესაბამისობა ქიმიური ელემენტის სიმბოლოს (მოცემული თანმიმდევრობით) და მისი ატომის გარე ენერგეტიკულ დონეზე ელექტრონების რაოდენობას შორის ასოებიდან.

სწორი პასუხების შესაბამისად, თქვენ შეადგენთ ინსტალაციის სახელს, რაც კაცობრიობას საშუალებას მისცემს კიდევ უფრო ღრმად შეიცნოს ატომის სტრუქტურა (9 ასო).

ნომერი e თითო ელემენტის სიმბოლო

ენერგია

Mg Si I F C Ba Sn Ca Br

2 ქუდი o l s e m

4 a o v k a t d h i

7 v y l l n g o l r

1 (3 ქულა). ელექტრონების განაწილება ენერგიის დონეებით ნატრიუმის ატომში -

A. 2 ē, 1 ē B. 2 ē, 4 ē C. 2 ē, 8 ē, 1 ē. G. 2 ē, 8 ē, 3 ē.

2 (4 ქულა) დ.ი.მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში პერიოდის რიცხვი, რომელშიც არ არის ქიმიური ელემენტები-ლითონები: A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.

3 (3 ქულა). ქიმიური კავშირის ტიპი მარტივი კალციუმის ნივთიერებაში:

ა.იონური. B. კოვალენტური პოლარული. B. კოვალენტური არაპოლარული. გ ლითონი.

4 (3 ქულა). მარტივი ნივთიერება ყველაზე გამოხატული მეტალის თვისებებით:

ა ალუმინი. B. სილიკონი. ბ. მაგნიუმი. გ.ნატრიუმი.

5 (3 ქულა). მე-2 პერიოდის ელემენტების ატომების რადიუსი ბირთვის მუხტის ზრდით ტუტე მეტალიდან ჰალოგენამდე: ა. პერიოდულად იცვლება. B. არ იცვლება. B. იზრდება. G. მცირდება.

6 (3 ქულა). მაგნიუმის ატომი განსხვავდება მაგნიუმის იონისგან:

ა ბირთვის მუხტი. B. ნაწილაკების მუხტი. B. პროტონების რაოდენობა. D. ნეიტრონების რაოდენობა.

7 (3 ქულა). ყველაზე ენერგიულად რეაგირებს წყალთან:

ა კალიუმი. B. ლითიუმი. ბ. ნატრიუმი. გ.რუბიდიუმი.

8 (3 ქულა). არ რეაგირებს განზავებულ გოგირდმჟავასთან:

ა ალუმინი. ბ.ბარიუმი. ბ.რკინა. გ.მერკური.

9 (3 ქულა). ბერილიუმის ჰიდროქსიდი არ ურთიერთქმედებს ნივთიერებასთან, რომლის ფორმულაა:

A. NaOH (p p). B. NaCl (p_p). B. HC1 (r_r). D. H2SO4.

10 (3 ქულა). სერია, რომელშიც ყველა ნივთიერება რეაგირებს კალციუმთან:

A. CO2, H2, HC1. B. NaOH, H2O, HC1. B. C12, H2O, H2SO4. G. S, H2SO4, SO3.

ნაწილი B. დავალებები უფასო პასუხით

11 (9 ქულა). შემოგვთავაზეთ სამი მეთოდი რკინის(II) სულფატის წარმოებისთვის. დაადასტურეთ თქვენი პასუხი რეაქციის განტოლებით.

12 (6 ქულა). განსაზღვრეთ X, Y, Z ნივთიერებები, დაწერეთ მათი ქიმიური ფორმულები.

Fe(OH)3(t)= X(+HCl)= Y(+NaOH)=Z(t) Fe2O3

13 (6 ქულა). როგორ მივიღოთ ოქსიდი, ამფოტერული ჰიდროქსიდი ნებისმიერი რეაგენტის (ნივთიერების) და ალუმინის გამოყენებით? დაწერეთ რეაქციის განტოლებები მოლეკულური ფორმით.

14 (4 ქულა). დაალაგეთ ლითონები: სპილენძი, ოქრო, ალუმინი, ტყვია სიმკვრივის გაზრდის მიხედვით.

15 (5 ქულა). გამოთვალეთ 160 გ სპილენძის (II) ოქსიდისგან მიღებული ლითონის მასა.

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 თვისებების პროგნოზირება, 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 მდებარეობს 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 ატომების ერთობლიობა იგივე ბირთვული მუხტით, 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 (სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონები).

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. ასე რომ, 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 ბორით 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 მოხდეს 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.

Ამგვარად, 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".

აქედან გამომდინარე, ჩვენ ვუპასუხებთ კითხვას: რომელი ელემენტი - Na თუ Rb - ათავისუფლებს 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-ზე 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

- ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან მოლეკულებს.

შეეცადეთ წარმოიდგინოთ, რამდენად მცირეა ატომები ამ მაგალითში თავად მოლეკულების ზომასთან შედარებით.

ავივსოთ რეზინის ბუშტი გაზით. თუ ვივარაუდებთ, რომ წამში მილიონი მოლეკულა გამოდის ბურთიდან თხელი პუნქციის მეშვეობით, მაშინ 30 მილიარდი წელი დასჭირდება, რომ ყველა მოლეკულა გაიქცეს ბურთიდან. მაგრამ ერთი მოლეკულა შეიძლება შეიცავდეს ორ, სამ, ან შესაძლოა რამდენიმე ათეულ ან თუნდაც რამდენიმე ათას ატომს!

თანამედროვე ტექნოლოგიამ შესაძლებელი გახადა როგორც მოლეკულის, ასევე ატომის გადაღება სპეციალური მიკროსკოპის გამოყენებით. მოლეკულა გადაიღეს 70 მილიონი ჯერ გადიდებით, ხოლო ატომი 260 მილიონი ჯერ.

დიდი ხნის განმავლობაში მეცნიერებს სჯეროდათ, რომ ატომი განუყოფელია. თუნდაც სიტყვა ატომი ბერძნულად ნიშნავს "განუყოფელი".თუმცა, ხანგრძლივმა კვლევებმა აჩვენა, რომ, მიუხედავად მათი მცირე ზომისა, ატომები შედგება კიდევ უფრო მცირე ნაწილებისგან ( ელემენტარული ნაწილაკები).

განა ასე არ არის, რომ ატომის აგებულება ჰგავს მზის სისტემა ?

AT ატომის ცენტრი - ბირთვი, რომლის გარშემოც ელექტრონები მოძრაობენ გარკვეულ მანძილზე

ბირთვი- ატომის ყველაზე მძიმე ნაწილი, ის შეიცავს ატომის მასას.

ბირთვს და ელექტრონებს აქვთ ელექტრული მუხტები, რომლებიც საპირისპიროა ნიშნით, მაგრამ თანაბარი სიდიდით.

ბირთვს აქვს დადებითი მუხტი, ელექტრონებს - უარყოფითი, ამიტომ ატომი მთლიანობაში არ არის დამუხტული.

გახსოვდეთ

ყველა ატომს აქვს ბირთვი და ელექტრონები. ატომები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან: ბირთვის მასითა და მუხტით; ელექტრონების რაოდენობა.

ვარჯიში

დაითვალეთ ელექტრონების რაოდენობა ალუმინის, ნახშირბადის, წყალბადის ატომებში. შეავსეთ ცხრილი.

· ატომის სახელი	ელექტრონების რაოდენობა ატომში
ალუმინის ატომი
ნახშირბადის ატომი
წყალბადის ატომი

გსურთ გაიგოთ მეტი ატომის სტრუქტურის შესახებ? შემდეგ წაიკითხეთ.

ატომის ბირთვის მუხტი განისაზღვრება ელემენტის რიგითი ნომრით.

Მაგალითად , წყალბადის სერიული ნომერია 1 (განისაზღვრება პერიოდული ცხრილიდან), რაც ნიშნავს, რომ ატომის ბირთვის მუხტი არის +1.

სილიციუმის სერიული ნომერია 14 (განისაზღვრება პერიოდული ცხრილის მიხედვით), რაც ნიშნავს, რომ სილიციუმის ატომის ბირთვის მუხტი არის +14.

იმისთვის, რომ ატომი იყოს ელექტრულად ნეიტრალური, ატომში დადებითი და უარყოფითი მუხტების რაოდენობა უნდა იყოს იგივე.

(ჯამამდე ნულამდე).

ელექტრონების რაოდენობა (უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები) უდრის ბირთვის მუხტს (დადებითად დამუხტული ნაწილაკები) და უდრის ელემენტის რიგით რიცხვს.

წყალბადის ატომს აქვს 1 ელექტრონი, სილიციუმს აქვს 14 ელექტრონი.

ატომში ელექტრონები მოძრაობენ ენერგიის დონეებზე.

ატომში ენერგიის დონეების რაოდენობა განისაზღვრება პერიოდის ნომრით,რომელშიც ელემენტი მდებარეობს (ასევე განისაზღვრება მენდელეევის პერიოდული ცხრილიდან)

მაგალითად, წყალბადი არის პირველი პერიოდის ელემენტი, რაც ნიშნავს, რომ მას აქვს

1 ენერგეტიკული დონე, ხოლო სილიციუმი მესამე პერიოდის ელემენტია, ამიტომ 14 ელექტრონი ნაწილდება სამ ენერგეტიკულ დონეზე. ჟანგბადი და ნახშირბადი მესამე პერიოდის ელემენტებია, ამიტომ ელექტრონები მოძრაობენ სამი ენერგეტიკული დონის გასწვრივ.

ვარჯიში

1. როგორია ბირთვის მუხტი ნახატზე ნაჩვენები ქიმიური ელემენტების ატომებში?

2. რამდენი ენერგეტიკული დონეა ალუმინის ატომში?

ბრინჯი. 7. გამოსახულების ფორმები და ორიენტაციები

ს-,გვ-,დ-, ორბიტალები სასაზღვრო ზედაპირების გამოყენებით.

კვანტური რიცხვიმ ლ დაურეკა მაგნიტური . ის განსაზღვრავს ატომური ორბიტალის სივრცით განლაგებას და იღებს მთელ რიცხვებს - ლ+-მდე ლნულის გავლით, ეს არის 2 ლ+ 1 მნიშვნელობა (ცხრილი 27).

იმავე ქვედონის ორბიტალები ( ლ= const) აქვთ იგივე ენერგია. ასეთ სახელმწიფოს ე.წ ენერგიით გადაგვარებული. Ისე გვ-ორბიტალური - სამჯერ, დ- ხუთჯერ და ვარიან შვიდჯერ დეგენერატები. სასაზღვრო ზედაპირები ს-,გვ-,დ-, ორბიტალები ნაჩვენებია ნახ. 7.

ს -ორბიტალებისფერულად სიმეტრიული ნებისმიერისთვის ნდა ერთმანეთისგან განსხვავდებიან მხოლოდ სფეროს ზომით. მათი მაქსიმალური სიმეტრიული ფორმა განპირობებულია იმით, რომ ატ ლ= 0 და μ ლ = 0.

ცხრილი 27

ორბიტალების რაოდენობა ენერგეტიკულ ქვედონეებზე

ორბიტალური კვანტური რიცხვი	მაგნიტური კვანტური რიცხვი	მოცემული მნიშვნელობის მქონე ორბიტალების რაოდენობა ლ
	მ ლ
	–2, –1, 0, +1, +2
	–3, –2, –1, 0, +1, +2, +3

გვ -ორბიტალებიარსებობს ნ≥ 2 და ლ= 1, ასე რომ, არსებობს სამი შესაძლო ორიენტაცია სივრცეში: მ ლ= -1, 0, +1. ყველა p-ორბიტალს აქვს კვანძოვანი სიბრტყე, რომელიც ყოფს ორბიტალს ორ რეგიონად; შესაბამისად, სასაზღვრო ზედაპირები ჰანტელის ფორმისაა, რომლებიც სივრცეში ორიენტირებულია ერთმანეთთან შედარებით 90° კუთხით. სიმეტრიის ღერძი მათთვის არის კოორდინატთა ღერძები, რომლებიც აღინიშნება გვ x , გვ წ , გვ ზ .

დ -ორბიტალებიგანისაზღვრება კვანტური რიცხვით ლ = 2 (ნ≥ 3), რომლის დროსაც მ ლ= –2, –1, 0, +1, +2, ანუ მათ ახასიათებთ სივრცეში ორიენტაციის ხუთი ვარიანტი. დ- აღინიშნება ორბიტალები, რომლებიც ორიენტირებულია პირებით კოორდინატთა ღერძების გასწვრივ დ ზ² და დ x ²– წ² და ორიენტირებულია პირებით კოორდინატთა კუთხეების ბისექტორების გასწვრივ - დ xy , დ yz , დ xz .

შვიდი ვ -ორბიტალებიშესაბამისი ლ = 3 (ნ≥ 4) ნაჩვენებია როგორც სასაზღვრო ზედაპირები.

კვანტური რიცხვები ნ, ლდა მსრულად არ ახასიათებს ელექტრონის მდგომარეობას ატომში. ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ ელექტრონს აქვს კიდევ ერთი თვისება - სპინი. გამარტივებულად, სპინი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ელექტრონის ბრუნვა საკუთარი ღერძის გარშემო. დატრიალებული კვანტური რიცხვი m ს აქვს მხოლოდ ორი მნიშვნელობა მ ს= ±1/2, რომელიც არის ელექტრონის კუთხური იმპულსის ორი პროექცია არჩეულ ღერძზე. ელექტრონები განსხვავებული მ სმითითებულია ზევით და ქვევით მიმართული ისრებით.

ატომური ორბიტალების შევსების თანმიმდევრობა

ატომური ორბიტალების პოპულაცია (AO) ელექტრონებით ხორციელდება უმცირესი ენერგიის პრინციპით, პაულიას პრინციპით, ჰუნდის წესით და მრავალელექტრონიანი ატომებისთვის კლეჩკოვსკის წესით.

მინიმალური ენერგიის პრინციპი მოითხოვს, რომ ელექტრონები დასახლდნენ AO-ში ამ ორბიტალებში ელექტრონების ენერგიის გაზრდის მიზნით. ეს ასახავს ზოგად წესს - სისტემის მაქსიმალური სტაბილურობა შეესაბამება მისი ენერგიის მინიმუმს.

პრინციპი პაული (1925) კრძალავს კვანტური რიცხვების იგივე სიმრავლის მქონე ელექტრონებს მრავალელექტრონულ ატომში ყოფნას. ეს ნიშნავს, რომ ატომში (ან მოლეკულაში, ან იონში) ნებისმიერი ორი ელექტრონი უნდა განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან მინიმუმ ერთი კვანტური რიცხვის მნიშვნელობით, ანუ არ შეიძლება იყოს ორი ელექტრონის მეტი სხვადასხვა სპინით (დაწყვილებული ელექტრონები). ერთი ორბიტალი. თითოეული ქვედონე შეიცავს 2 ლ+ 1 ორბიტალი, რომელიც შეიცავს არაუმეტეს 2(2 ლ+ 1) ელექტრონები. აქედან გამომდინარეობს, რომ ტევადობა ს-ორბიტალი - 2, გვ-ორბიტალი - 6, დ-ორბიტალები - 10 და ვ-ორბიტალი - 14 ელექტრონი. თუ ელექტრონების რაოდენობა მოცემულისთვის ლჯამი 0-დან ნ– 1, მაშინ მივიღებთ ფორმულას ბორა -დამარხეთ, რომელიც განსაზღვრავს ელექტრონების საერთო რაოდენობას მოცემულ დონეზე ნ:

ეს ფორმულა არ ითვალისწინებს ელექტრონულ ურთიერთქმედებას და წყვეტს მოქმედებას, როდესაც ნ ≥ 3.

ერთნაირი ენერგიით (გადაგვარებული) ორბიტალები ივსება შესაბამისად წესი გუნდა : ელექტრონების კონფიგურაცია მაქსიმალური სპინით აქვს ყველაზე დაბალი ენერგია. ეს ნიშნავს, რომ თუ p-ორბიტალში არის სამი ელექტრონი, მაშინ ისინი განლაგებულია შემდეგნაირად: , და ჯამური სპინი ს=3/2, არა ასე: , ს=1/2.

კლეჩკოვსკის წესი (მინიმალური ენერგიის პრინციპი). მრავალელექტრონულ ატომებში, ისევე როგორც წყალბადის ატომში, ელექტრონის მდგომარეობა განისაზღვრება იგივე ოთხი კვანტური რიცხვის მნიშვნელობებით, მაგრამ ამ შემთხვევაში ელექტრონი არა მხოლოდ ბირთვის ველშია, არამედ ველშიც. სხვა ელექტრონების. ამრიგად, მრავალელექტრონულ ატომებში ენერგია განისაზღვრება არა მხოლოდ ძირითადი, არამედ ორბიტალური კვანტური რიცხვით, უფრო სწორად, მათი ჯამით: ატომური ორბიტალების ენერგია ჯამის მატებასთან ერთად იზრდებან + ლ; იმავე რაოდენობით, ჯერ ივსება დონე უფრო პატარასთანნდა დიდილ. ატომური ორბიტალების ენერგია იზრდება სერიების მიხედვით:

1ს<2ს<2გვ<3ს<3გვ<4ს≈3დ<4გვ<5ს≈4დ<5გვ<6ს≈4ვ≈5დ<6გვ<7ს≈5ვ≈6დ<7გვ.

ამრიგად, ოთხი კვანტური რიცხვი აღწერს ელექტრონის მდგომარეობას ატომში და ახასიათებს ელექტრონის ენერგიას, მის სპინს, ელექტრონული ღრუბლის ფორმას და მის ორიენტაციას სივრცეში. როდესაც ატომი გადადის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში, ხდება ელექტრონული ღრუბლის რესტრუქტურიზაცია, ანუ იცვლება კვანტური რიცხვების მნიშვნელობები, რასაც თან ახლავს ატომის მიერ ენერგიის კვანტების შთანთქმა ან გამოსხივება.