Procesul de formare a particulelor de H2+ poate fi reprezentat astfel:

H + H+ H2+.

Astfel, un electron este situat pe orbitalul s molecular de legătură.

Multiplicitatea legăturii este egală cu jumătatea diferenței numărului de electroni din orbitalii de legătură și de slăbire. Prin urmare, multiplicitatea legăturii în particula H2+ este egală cu (1 – 0):2 = 0,5. Metoda VS, spre deosebire de metoda MO, nu explică posibilitatea formării legăturilor de către un electron.

Molecula de hidrogen are următoarea configurație electronică:

Molecula H2 are doi electroni de legătură, ceea ce înseamnă că legătura din moleculă este simplă.

Ionul molecular H2- are o configurație electronică:

H2- [(s 1s)2(s *1s)1].

Multiplicitatea legăturii în H2- este (2 - 1): 2 = 0,5.

Să luăm acum în considerare moleculele homonucleare și ionii din a doua perioadă.

Configurația electronică a moleculei Li2 este următoarea:

2Li(K2s)Li2.

Molecula Li2 conține doi electroni de legătură, ceea ce corespunde unei singure legături.

Procesul de formare a moleculei Be2 poate fi reprezentat astfel:

2 Be(K2s2) Be2 .

Numărul de electroni de legare și de slăbire din molecula Be2 este același și, deoarece un electron de slăbire distruge acțiunea unui electron de legare, molecula Be2 în starea fundamentală nu a fost găsită.

Într-o moleculă de azot, 10 electroni de valență sunt localizați în orbitali. Structura electronică a moleculei de N2:

Deoarece există opt legături și doi electroni care se slăbesc în molecula de N2, această moleculă are o legătură triplă. Molecula de azot este diamagnetică deoarece nu conține electroni nepereche.

Pe orbitalii moleculei de O2 sunt distribuiți 12 electroni de valență, prin urmare, această moleculă are configurația:

Orez. 9.2. Schema formării orbitalilor moleculari în molecula de O2 (sunt arătați doar 2p electroni ai atomilor de oxigen)

În molecula de O2, în conformitate cu regula lui Hund, doi electroni cu spini paraleli sunt plasați pe rând în doi orbitali cu aceeași energie (Fig. 9.2). Conform metodei VS, molecula de oxigen nu are electroni nepereche și ar trebui să aibă proprietăți diamagnetice, ceea ce este în contradicție cu datele experimentale. Metoda orbitală moleculară confirmă proprietățile paramagnetice ale oxigenului, care se datorează prezenței a doi electroni nepereche în molecula de oxigen. Multiplicitatea legăturilor dintr-o moleculă de oxigen este (8–4): 2 = 2.

Să luăm în considerare structura electronică a ionilor O2+ și O2-. În ionul O2+, 11 electroni sunt plasați în orbitalii săi, prin urmare, configurația ionului este următoarea:

Multiplicitatea legăturii în ionul O2+ este (8–3):2 = 2,5. În ionul O2-, 13 electroni sunt distribuiți în orbitalii săi. Acest ion are următoarea structură:

O2-.

Multiplicitatea legăturilor în ionul O2- este (8 - 5): 2 = 1,5. Ionii O2- și O2+ sunt paramagnetici, deoarece conțin electroni nepereche.

Configurația electronică a moleculei F2 are forma:

Multiplicitatea legăturilor în molecula F2 este 1, deoarece există un exces de doi electroni de legătură. Deoarece nu există electroni nepereche în moleculă, aceasta este diamagnetică.

În seria N2, O2, F2, energiile și lungimile legăturilor din molecule sunt:

O creștere a excesului de electroni de legare duce la o creștere a energiei de legare (forța legăturii). La trecerea de la N2 la F2, lungimea legăturii crește, ceea ce se datorează slăbirii legăturii.

În seria O2-, O2, O2+, multiplicitatea legăturilor crește, crește și energia legăturilor, iar lungimea legăturii scade.

Compoziția unei molecule. Adică prin ce atomi este formată molecula, în ce cantitate, prin ce legături sunt legați acești atomi. Toate acestea determină proprietatea moleculei și, în consecință, proprietatea substanței pe care o formează aceste molecule.

De exemplu, proprietățile apei: transparența, fluiditatea, capacitatea de a provoca rugină, se datorează tocmai prezenței a doi atomi de hidrogen și a unui atom de oxigen.

Prin urmare, înainte de a trece la studiul proprietăților moleculelor (adică proprietățile substanțelor), este necesar să se ia în considerare „blocurile de construcție” prin care se formează aceste molecule. Înțelegeți structura atomului.

Cum este aranjat un atom?

Atomii sunt particule care, atunci când sunt combinate între ele, formează molecule.

Atomul însuși este alcătuit din nucleu încărcat pozitiv (+)și înveliș de electroni încărcat negativ (-). În general, atomul este neutru din punct de vedere electric. Adică, sarcina nucleului este egală în valoare absolută cu sarcina învelișului de electroni.

Nucleul este format din următoarele particule:

• Protoni. Un proton poartă o sarcină +1. Masa sa este de 1 amu (unitate de masă atomică). Aceste particule sunt în mod necesar prezente în nucleu.

• Neutroni. Neutronul nu are sarcină (sarcină = 0). Masa sa este de 1 amu. Este posibil ca neutronii să nu fie în nucleu. Nu este o componentă necesară a nucleului atomic.

Astfel, protonii sunt responsabili de sarcina totală a nucleului. Deoarece un neutron are o sarcină de +1, sarcina nucleului este egală cu numărul de protoni.

Învelișul de electroni, după cum sugerează și numele, este format din particule numite electroni. Dacă comparăm nucleul unui atom cu o planetă, atunci electronii sunt sateliții săi. Învârtindu-se în jurul nucleului (deocamdată să ne imaginăm că pe orbite, dar de fapt pe orbite), ele formează o înveliș de electroni.

• Electron este o particulă foarte mică. Masa sa este atât de mică încât este luată ca 0. Dar sarcina unui electron este -1. Adică, modulul este egal cu sarcina protonului, diferă în semn. Deoarece un electron poartă o sarcină de -1, sarcina totală a învelișului de electroni este egală cu numărul de electroni din acesta.

O consecință importantă, deoarece un atom este o particulă care nu are încărcătură (sarcina nucleului și sarcina învelișului de electroni sunt egale în valoare absolută, dar semn opus), adică neutră electric, prin urmare, numărul de electroni dintr-un atom este egal cu numărul de protoni.

Cum diferă atomii diferitelor elemente chimice unul de altul?

Atomii diferitelor elemente chimice diferă între ei în ceea ce privește sarcina nucleului (adică numărul de protoni și, în consecință, numărul de electroni).

Cum să aflați sarcina nucleului unui atom al unui element? Genialul chimist intern D. I. Mendeleev, după ce a descoperit legea periodică și a dezvoltat un tabel numit după el, ne-a oferit ocazia să facem acest lucru. Descoperirea lui a fost cu mult înaintea curbei. Când nu se știa încă despre structura atomului, Mendeleev a aranjat elementele în tabel în ordinea creșterii sarcinii nucleare.

Adică, numărul de serie al unui element din sistemul periodic este sarcina nucleului unui atom al unui element dat. De exemplu, oxigenul are un număr de serie de 8, respectiv, sarcina nucleului atomului de oxigen este +8. În consecință, numărul de protoni este 8, iar numărul de electroni este 8.

Electronii din învelișul de electroni sunt cei care determină proprietățile chimice ale atomului, dar mai multe despre asta mai târziu.

Acum să vorbim despre masă.

Un proton este o unitate de masă, un neutron este, de asemenea, o unitate de masă. Prin urmare, se numește suma neutronilor și protonilor din nucleu numar de masa. (Electronii nu afectează în niciun fel masa, deoarece îi neglijăm masa și o considerăm egală cu zero).

Unitatea de masă atomică (a.m.u.) este o mărime fizică specială pentru a desemna mase mici de particule care formează atomi.

Toți acești trei atomi sunt atomi ai unui element chimic - hidrogen. Pentru că au aceeași încărcătură nucleară.

Cum vor diferi? Acești atomi au numere de masă diferite (datorită numărului diferit de neutroni). Primul atom are un număr de masă de 1, al doilea are 2, iar al treilea are 3.

Sunt numiți atomii aceluiași element care diferă în ceea ce privește numărul de neutroni (și, prin urmare, numerele de masă). izotopi.

Izotopii de hidrogen prezentați chiar au propriile nume:

• Primul izotop (numărul de masă 1) se numește protium.
• Al doilea izotop (numărul de masă 2) se numește deuteriu.
• Al treilea izotop (cu un număr de masă de 3) se numește tritiu.

Acum următoarea întrebare rezonabilă este: de ce dacă numărul de neutroni și protoni din nucleu este un număr întreg, masa lor este de 1 amu, atunci în sistemul periodic masa unui atom este un număr fracționar. Pentru sulf, de exemplu: 32.066.

Răspuns: un element are mai mulți izotopi, ei diferă unul de celălalt ca număr de masă. Prin urmare, masa atomică din tabelul periodic este valoarea medie a maselor atomice ale tuturor izotopilor unui element, ținând cont de apariția lor în natură. Această masă, dată în sistemul periodic, se numește masa atomică relativă.

Pentru calculele chimice, sunt utilizați indicatori ai unui astfel de „atom mediu”. Masa atomică este rotunjită la cel mai apropiat număr întreg.

Structura învelișului de electroni.

Proprietățile chimice ale unui atom sunt determinate de structura învelișului său de electroni. Electronii din jurul nucleului nu sunt aranjați oricum. Electronii sunt localizați în orbitalii electronilor.

Orbital electronic- spațiul din jurul nucleului atomic, unde probabilitatea de a găsi un electron este cea mai mare.

Un electron are un parametru cuantic numit spin. Dacă luăm definiția clasică din mecanica cuantică, atunci a învârti este momentul unghiular intrinsec al particulei. Într-o formă simplificată, aceasta poate fi reprezentată ca direcția de rotație a unei particule în jurul axei sale.

Un electron este o particulă cu un spin semiîntreg, un electron poate avea fie +½, fie -½ spin. În mod convențional, aceasta poate fi reprezentată ca o rotație în sensul acelor de ceasornic și în sens invers acelor de ceasornic.

Nu mai mult de doi electroni cu spini opuși nu pot fi într-un orbital de electroni.

Denumirea general acceptată a unei locuințe electronice este o celulă sau o liniuță. Electronul este indicat printr-o săgeată: săgeata în sus este un electron cu spin pozitiv +½, săgeata în jos ↓ este un electron cu spin negativ -½.

Un electron care este singur într-un orbital se numește nepereche. Se numesc doi electroni din același orbital pereche.

Orbitalii electronici sunt împărțiți în patru tipuri în funcție de formă: s, p, d, f. Orbitalii de aceeași formă formează un subnivel. Numărul de orbitali la un subnivel este determinat de numărul de locații posibile în spațiu.

1. s orbital.

Orbitalul s este sferic:

În spațiu, orbitalul s poate fi localizat doar într-un singur fel:

Prin urmare, subnivelul s este format dintr-un singur orbital s.

1. p-orbital.

Orbitalul p are forma unei gantere:

În spațiu, orbitalul p poate fi localizat doar în trei moduri:

Prin urmare, subnivelul p este format din trei orbitali p.

1. d-orbital.

Orbitul d are o formă complexă:

În spațiu, orbitalul d poate fi localizat în cinci moduri diferite. Prin urmare, subnivelul d este format din cinci orbitali d.

1. orbital f

Orbitul f are o formă și mai complexă. În spațiu, orbitalul f poate fi plasat în șapte moduri diferite. Prin urmare, subnivelul f este format din șapte orbitali f.

Învelișul de electroni a unui atom este ca un foietaj. Are și straturi. Electronii aflați pe straturi diferite au energii diferite: pe straturile mai apropiate de nucleu - mai puțin, pe cele îndepărtate de nucleu - mai mult. Aceste straturi se numesc niveluri de energie.

Umplerea orbitalilor de electroni.

Primul nivel de energie are doar subnivelul s:

La al doilea nivel de energie, există un subnivel s și apare un subnivel p:

La al treilea nivel de energie, există un subnivel s, un subnivel p și apare un subnivel d:

La al patrulea nivel de energie, în principiu, se adaugă un subnivel f. Dar în cursul școlii, orbitalii f nu sunt umpluți, așa că nu putem descrie subnivelul f:

Numărul de niveluri de energie dintr-un atom al unui element este numărul perioadei. La umplerea orbitalilor de electroni, trebuie respectate următoarele principii:

1. Fiecare electron încearcă să ocupe poziția în atom în care energia lui va fi minimă. Adică, mai întâi se umple primul nivel de energie, apoi al doilea și așa mai departe.

Pentru a descrie structura învelișului de electroni, se folosește și formula electronică. Formula electronică este o scurtă înregistrare pe o linie a distribuției electronilor pe subniveluri.

1. La subnivel, fiecare electron umple mai întâi un orbital liber. Și fiecare are rotire +½ (săgeată sus).

Și numai după ce există un electron în fiecare orbital de subnivel, următorul electron devine pereche - adică ocupă un orbital care are deja un electron:

1. d-sublevel este completat într-un mod special.

Faptul este că energia subnivelului d este mai mare decât energia subnivelului s al stratului energetic NEXT. Și după cum știm, electronul încearcă să ia acea poziție în atom, unde energia sa va fi minimă.

Prin urmare, după completarea subnivelului 3p, se umple mai întâi subnivelul 4s, după care se umple subnivelul 3d.

Și numai după ce subnivelul 3d este complet umplut, subnivelul 4p este umplut.

Este la fel și cu al 4-lea nivel de energie. După ce subnivelul 4p este completat, subnivelul 5s este completat în continuare, urmat de subnivelul 4d. Și după ea doar 5p.

1. Și mai există un punct, o regulă în ceea ce privește umplerea subnivelului d.

Apoi există un fenomen numit eșec. În caz de defecțiune, un electron de la subnivelul s al următorului nivel de energie cade literalmente la electronul d.

Stările fundamentale și excitate ale atomului.

Atomii ale căror configurații electronice le-am construit acum se numesc atomi stare de bază. Adică, aceasta este o stare normală, naturală, dacă doriți.

Când un atom primește energie din exterior, poate apărea excitația.

Excitaţie este tranziția unui electron pereche la un orbital gol, în cadrul nivelului energetic exterior.

De exemplu, pentru un atom de carbon:

Excitația este caracteristică multor atomi. Acest lucru trebuie reținut, deoarece excitația determină capacitatea atomilor de a se lega unul de celălalt. Principalul lucru de reținut este condiția în care poate apărea excitația: un electron pereche și un orbital gol în nivelul de energie exterior.

Există atomi care au mai multe stări excitate:

Configurația electronică a ionului.

Ionii sunt particule în care atomii și moleculele le transformă prin câștigarea sau pierderea de electroni. Aceste particule au o sarcină, pentru că fie „nu suficienți” electroni, fie excesul lor. Se numesc ioni încărcați pozitiv cationi, negativ - anionii.

Atomul de clor (nu are sarcină) câștigă un electron. Un electron are o sarcină de 1- (un minus), respectiv, se formează o particulă care are o sarcină negativă în exces. Anion de clor:

Cl 0 + 1e → Cl –

Atomul de litiu (de asemenea neîncărcat) pierde un electron. Un electron are o sarcină de 1+ (un plus), se formează o particulă, cu lipsă de sarcină negativă, adică sarcina sa este pozitivă. cation de litiu:

Li 0 – 1e → Li +

Transformându-se în ioni, atomii capătă o astfel de configurație încât nivelul energetic extern devine „frumos”, adică complet umplut. Această configurație este cea mai stabilă termodinamic, așa că există un motiv pentru care atomii se transformă în ioni.

Și, prin urmare, atomii elementelor grupului VIII-A (al optulea grup al subgrupului principal), așa cum se precizează în paragraful următor, sunt gaze nobile, astfel încât sunt inactive din punct de vedere chimic. Ele au următoarea structură în starea fundamentală: nivelul de energie exterior este complet umplut. Alți atomi, parcă, tind să dobândească configurația acestor gaze cele mai nobile și, prin urmare, se transformă în ioni și formează legături chimice.

STRUCTURA ATOMILOR SI IONILOR MULTIELECTRONICI

Un electron într-un atom există sub formă nor de electroni, adică o anumită regiune a spațiului nuclear, care acoperă aproximativ 90% din sarcina și masa electronului. Această regiune a spațiului se numește orbital. Pentru a caracteriza pe deplin starea fiecărui electron dintr-un atom, este necesar să se indice valorile a patru numere cuantice pentru acesta: şef n , orbital l , magnetic m l și învârte Domnișoară .

Numărul cuantic principal caracterizează energia principală a electronului și dimensiunea norului de electroni. Poate lua doar valori întregi pozitive între 1 și ¥. Cu cât valoarea este mai mare n, cu atât dimensiunea norului de electroni este mai mare. O colecție de stări electronice care au aceeași valoare n, se numește stratul electronic sau nivel de energie. Următoarele denumiri de litere sunt acceptate pentru nivelurile de energie

La n= 1 energie de electron are o valoare minimă E 1 = -13,6 eV. Această stare a electronului se numește principal sau normal. State de atunci n= 2, 3, 4... sunt numite excitat. Energiile corespunzătoare acestora sunt asociate cu E 1 expresie

Când un electron se deplasează de la un nivel de energie la altul, o cantitate de energie electromagnetică D este absorbită sau emisă E

Unde cu este viteza luminii ( cu= 3×10 8 m/s); cu/ l \u003d n - frecvența radiației, s -1.

Orbital(in caz contrar latură sau azimutal) numărul cuantic determină momentul impulsului electronului și caracterizează forma norului de electroni. Poate lua toate valorile întregi de la 0 la ( n- unu). Fiecare valoare l corespunde propriei forme a norului de electroni: at l= 0 – sferic; l= 1 - gantere; l= 2 - două gantere care se intersectează în unghi drept.

Electroni de același nivel energetic având aceleași valori l, formă subnivelurile energetice, care au următoarele denumiri de litere

Valorile energetice din subnivelurile fiecărui nivel sunt oarecum diferite. Numărul de subniveluri în care este împărțit nivelul de energie este egal cu numărul nivelului, adică valoarea n.

Starea unui electron corespunzătoare anumitor valori nși l, este scris ca o combinație de valoare digitală n si litera l(de exemplu, când n= 3 și l= 1 scrie 3 p).

Număr cuantic magnetic caracterizează orientarea spațială a norului de electroni, ia toate valorile întregi din - l inainte de +l, în total la fiecare subnivel (2 l+ 1) valori. Numărul de valori acceptate m l, indică numărul de poziții posibile ale unui nor de electroni de un anumit tip în spațiu, adică numărul de orbitali dintr-un subnivel. Da, oricare s subnivelul este format dintr-un orbital, p- subnivel - de la 3, d- subnivel - de la 5 și f- subnivel - din 7. Toți orbitalii de același nivel au aceeași energie și se numesc degenerat.

Starea unui electron într-un atom, caracterizată prin valorile numerelor cuantice n,lși m l, se numește orbital atomic(AO).

Spin număr cuantic caracterizează momentul mecanic intrinsec al electronului asociat cu rotația acestuia în jurul axei sale. Nu poate lua decât două valori Domnișoară= +1/2 și Domnișoară = – 1/2.

La distribuirea electronilor într-un atom peste AO, sunt respectate mai multe principii și reguli. Conform principiul energiei minime electronii dintr-un atom tind să ocupe în primul rând acele AO care corespund celei mai mici valori a energiei electronilor. Implementarea acestui principiu se realizează pe baza Klechkovsky guvernează:

cu o creștere a numărului atomic al elementului, electronii sunt plasați pe AO secvenţial ca sumă ( n+l); pentru aceleași valori ale acestei sume, orbitalul cu o valoare mai mică a numărului este completat mai devreme n .

Conform regulii Klechkovsky, umplerea nivelurilor de energie corespunde practic următoarei serii: 1 s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p etc.

Orbitalii degenerați de același nivel sunt umpluți cu electroni în conformitate cu Regula lui Hund (Hund).:

în cadrul subnivelului energetic, electronii sunt aranjați astfel încât spinul lor total să fie maxim.

Aceasta înseamnă că la început electronii umplu toți orbitalii liberi ai subnivelului unul câte unul, având spinuri direcționate identic, și abia apoi acești AO sunt umpluți cu al doilea electroni (pereche). In conformitate cu principiul Pauli un AO nu poate conține mai mult de doi electroni care diferă unul de celălalt prin valoare Domnișoară. Astfel, capacitatea electronică maximă a oricărui s-subnivelul este egal cu doi, p- subnivel - șase, d- subnivel - 10 e, A f- subnivel - 14 e.

Numărul total de AO la nivel de energie este determinat de formulă

N AO = n 2 (6)

Numărul total de electroni dintr-un nivel poate fi calculat din ecuație

N e = 2n 2 (7)

Când unul sau mai mulți electroni sunt îndepărtați dintr-un atom, acesta devine un ion încărcat pozitiv. cation, a cărui sarcină este egală cu numărul de electroni îndepărtați. Atașarea unuia sau mai multor electroni la un atom duce la formarea unui ion negativ - anion, a cărui sarcină negativă este egală cu numărul de electroni primiți.

Când se formează un cation, în primul rând, atomul părăsește electronii nivelului de energie externă, deoarece în acest caz costurile energetice pentru detașarea unui electron vor fi minime. Când se formează un anion, electronii sunt plasați la niveluri în conformitate cu principiul energiei minime.

Valenţă numiți electroni care se află la nivelul energiei externe și subnivelurile individuale ale celui de-al doilea (pentru lantanide și actinide - al treilea) de la sfârșitul stratului electronic, care nu sunt complet formați, adică numărul de electroni din subnivel nu a a atins valoarea limită.

Elemente ai căror atomi sunt umpluți s-orbitalii apartin familiei s-elemente; în care se umple p subnivel, aparțin familiei p-elemente etc.

Exemplul 1 Numerele cuantice ale electronilor de valență ai ionului E 2- sunt

Numărul de electroni n l m l m s

Determinați numărul ordinal al elementului și denumiți-l.

Decizie

Formula electronică de valență a ionului E 2-: ... 3 s 2 3p unu . După îndepărtarea a doi electroni în plus, configurația electronică a atomului va lua forma E: ... 3 s unu . Adăugați electronii lipsă E:1 s 2 2s 2 2p 6 3s unu . Numărul total de electroni (2 + 2 + 6 + 1) \u003d 11, ceea ce înseamnă că acesta este elementul numărul 11 ​​- sodiu Na.

Exemplul 2 Notați formula electronică completă a elementului cu numărul de serie 27. Marcați electronii de valență și indicați valorile tuturor numerelor cuantice pentru ei. Cărei familii de electroni aparține acest atom? Scrieți formula electronică a subnivelurilor de valență ale unui atom dat după îndepărtarea a doi electroni de valență.

Decizie

Element cu numărul 27 - cobalt Co. Noi compunem formula sa electronică

27 Co: 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 7

Electronii de valență sunt 4 electroni sși 3 d subniveluri. Valorile numărului cuantic pentru fiecare dintre cei nouă electroni de valență sunt

Numărul de electroni n l m l m s

Deoarece subnivelul este umplut d, atunci cobaltul aparține familiei d-elemente.

Când doi electroni sunt desprinși dintr-un atom de cobalt, se formează un ion de Co 2+. Formula electronică a electronilor de valență Co 2+: ... 4 d 7 5s 0 .

Exemplul 3 Scrieți formulele electronice ale atomului de siliciu în starea normală și excitată.

Decizie

Formula electronică a atomului de siliciu conține 14 electroni. În stare normală Si 14:1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2. Când este excitat, unul dintre electronii perechi 3 s-orbitalii se vor muta la subnivelul 3 p iar formula electronică va lua forma

Si + E® Si * : 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3 .

Excitarea suplimentară a atomului de siliciu este imposibilă, deoarece toți electronii de valență ai atomului sunt nepereche.

Sarcini

1. Un atom al cărui element în starea fundamentală are o configurație electronică de 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2? Determinați numărul total de niveluri și subniveluri de energie ocupate de electroni într-un atom dat.

2. Folosind regula lui Hund, distribuiți electronii în orbitali corespunzători stării de energie cea mai scăzută a atomilor: mangan, azot, siliciu.

3. Câte gratuite f-orbitalii este continut in atomii elementelor cu numere de serie 59, 60, 90, 93? Folosind regula lui Hund, distribuiți electronii între orbitalii atomilor acestor elemente.

4. Scrieți formulele electronice ale elementelor încă nedescoperite Nr. 110 și Nr. 113 și indicați ce loc vor ocupa acestea în sistemul periodic.

5. Un atom al unui element are formula electronică 1 s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3R 6. Scrieți pentru el formulele electronice ale ionului E - și ale ionului condiționat E 7+.

6. Scrieți formulele electronice ale atomilor elementelor cu numerele de serie 21 și 23. Câte libere d-orbitalii din atomii acestor elemente? Precizați electronii de valență ai elementelor.

7. Notează formulele electronice ale atomilor și ionilor: Se, Ti 2+, V 3-. Etichetează-le electronii de valență.

8. Scrieți formula electronică a unui atom și numiți elementul dacă valorile numerelor cuantice ale electronilor de valență sunt egale:

9. Pentru elemente ale căror perioade, electronii stratului exterior sunt caracterizați prin valoarea sumei ( n+l) = 5? Cărei familii electronice aparțin aceste elemente?

10. Notează formulele electronice ale particulelor: Br - , Br + , Br 5+ . Notați numerele cuantice ale electronilor de valență ai ionului Br +.

11. Determinați numărul de electroni nepereche dintr-un atom de iridiu. Precizați valorile numerelor cuantice ale electronilor de valență ai acestui atom.

12. Scrieți formula electronică a atomului de sulf, câți electroni nepereche are acest atom în starea normală și excitată? Care sunt formulele electronice ale lui S 2- și S 4+?

13. Câte și ce orientări spațiale d Orbitali stii? Care este numărul cuantic pentru asta?

14. Notați formulele electronice complete ale atomilor și ionilor: Zn 4-, Kr, Se 2+. Etichetează-le electronii de valență.

15. Determinați numărul de serie al elementului și notați formula electronică completă a atomului, dacă după atașarea a doi electroni la acesta, numerele cuantice ale subnivelurilor de valență sunt următoarele:

16. Scrieți formulele electronice ale particulelor: Po, Bi 3+, Mn 2-. Desenați diagrame electron-grafice ale subnivelurilor lor de valență.

17. Notați formula electronică completă și schema grafică electronică a subnivelurilor de valență ale atomilor de taliu și cripton.

18. Determinați numărul total de electroni nu nivelul de energie 8.

19. Câte gratuite d-orbitalii sunt prezenti in atomii de titan si vanadiu? Notați pentru acești atomi valorile numerelor cuantice ale stratului exterior.

20. Câte valori ale numărului cuantic magnetic sunt posibile pentru electronii subnivelului energetic, al căror număr cuantic orbital este: a) l= 3; b) l = 4?

21. Care element are trei electroni într-un atom, pentru fiecare dintre care n= 3 și l= 1? Care sunt valorile numărului cuantic magnetic pentru ei? Are acest atom electroni perechi?

22. Realizați formule electronice ale elementelor cu numerele de serie 27 și 60. Indicați valorile tuturor numerelor cuantice pentru electronii de valență ai ionilor acestor elemente cu sarcini + 1 și - 1.

23. Pot exista configurații R 7 sau d 12 - electroni. De ce? Compuneți formula electronică a unui atom al unui element cu numărul de serie 22 și indicați electronii de valență ai acestuia.

24. Scrieți formulele electronice ale atomilor elementelor cu numerele de serie 15 și 28. Care este spinul maxim R-electroni la atomii primului si d-electroni la atomii celui de-al doilea element.

25. Un atom al cărui element are următoarea structură a straturilor de electroni exterior și penultimul 2 s2 2R 6 3s 2 3R

26. Un atom al cărui element are următoarea structură a straturilor de electroni exterior și penultimul 3 s 2 3R 6 3d 3 4s 2? Scrieți pentru ei numerele cuantice ale electronilor de valență în stare normală.

27. Un atom al cărui element are următoarea structură a straturilor de electroni exterior și penultimul 3 s 2 3R 6 3d 10 4s 2 4R 5 ? Scrieți pentru ei numerele cuantice ale electronilor de valență în stare excitată.

28. Un atom al cărui element are următoarea structură a straturilor de electroni exterior și penultimul 4 s 2 4R 6 4d 7 5s unu ? Scrieți formulele electronice complete pentru ei în starea excitată.

29. Un atom al cărui element are următoarea structură a straturilor de electroni exterior și penultimul 4 s 2 4R 6 4d 10 5s 0? Scrieți formulele electronice complete pentru ei în starea excitată.

30. Câte gratuite d-orbitalii sunt prezenti in atomii de niobiu si zirconiu? Notați pentru acești atomi valorile numerelor cuantice ale stratului exterior.

Atomii sunt formați din trei tipuri de particule mici. În centrul unui atom se află un nucleu format din protoni și neutroni. În jurul nucleului există electroni care formează învelișuri de electroni. Numărul de electroni este de obicei egal cu numărul de protoni din nucleu. Numărul de neutroni din nucleu poate fi diferit: de la zero la câteva zeci.

Masa unui proton este aproximativ egală cu masa unui neutron. În comparație cu masele lor, masa unui electron este neglijabilă. Electronii sunt așa-numitele particule încărcate negativ, protonii sunt particule încărcate pozitiv. Neutronii sunt particule neîncărcate sau neutre din punct de vedere electric (vom afla ce este o sarcină electrică și cum sunt determinate semnele acesteia în § 8-c).

Particulele nucleului sunt ferm legate între ele prin forțe nucleare speciale. Atracția electronilor către nucleu este mult mai slabă decât atracția reciprocă a protonilor și neutronilor, astfel încât electronii (spre deosebire de particulele nucleului - protoni și neutroni) se pot separa de atomii lor și trece la alții.

Ca urmare a tranzițiilor electronilor, se formează ioni - atomi sau grupuri de atomi în care numărul de electroni nu este egal cu numărul de protoni. Dacă un ion conține mai multe particule încărcate negativ decât cele pozitive, atunci un astfel de ion se numește negativ. În caz contrar, ionul se numește pozitiv. Partea superioară a figurii arată pierderea unui electron de către un atom, adică formarea unui ion pozitiv. În partea de jos a figurii, formarea unui ion negativ dintr-un atom.

Ionii sunt foarte des întâlniți în substanțe, de exemplu, sunt în toate metalele fără excepție. Motivul este că unul sau mai mulți electroni din fiecare atom de metal sunt separați și se mișcă în interiorul metalului, formând așa-numitul gaz de electroni. Din cauza pierderii de electroni, adică a particulelor negative, atomii de metal devin ioni pozitivi. Acest lucru este valabil pentru metale în orice stare - solidă, lichidă sau gazoasă (de exemplu, pentru vaporii de mercur).

Știți deja că în stare solidă toate metalele sunt cristale (vezi § 7). Ionii tuturor metalelor sunt aranjați ordonat, formând o rețea cristalină. În metalele aflate în stare lichidă sau gazoasă, nu există o aranjare ordonată a ionilor, dar electronii sunt încă prezenti.

Unii ioni pot fi formați din mai mulți atomi. De exemplu, moleculele de acid sulfuric H2SO4 într-o soluție apoasă se descompun în ioni de hidrogen pozitivi, fiecare dintre care are un atom și ioni negativi ai reziduului de acid, fiecare dintre care are cinci atomi (vezi figura).

Formarea ionilor din molecule neutre (ionizare) poate avea loc din diverse motive. Una dintre ele, dizolvarea, tocmai am luat în considerare. Un alt motiv este creșterea temperaturii. În acest caz, gama de vibrații atât a moleculelor, cât și a atomilor care le alcătuiesc crește. Dacă temperatura depășește o anumită valoare, atunci molecula se va dezintegra și se vor forma ioni. Ionizarea poate apărea și sub acțiunea frecării, electricității, luminii, radiațiilor.