Ang komposisyon ng isang molekula. Iyon ay, sa pamamagitan ng kung anong mga atom ang nabuo ang molekula, sa kung anong dami, sa pamamagitan ng kung anong mga bono ang konektado sa mga atomo na ito. Ang lahat ng ito ay tumutukoy sa pag-aari ng molekula, at, nang naaayon, ang pag-aari ng sangkap na nabuo ng mga molekula na ito.

Halimbawa, ang mga katangian ng tubig: transparency, fluidity, ang kakayahang magdulot ng kalawang, ay dahil mismo sa pagkakaroon ng dalawang hydrogen atoms at isang oxygen atom.

Samakatuwid, bago magpatuloy sa pag-aaral ng mga katangian ng mga molekula (iyon ay, ang mga katangian ng mga sangkap), kinakailangang isaalang-alang ang "mga bloke ng gusali" kung saan nabuo ang mga molekula na ito. Unawain ang istruktura ng atom.

Paano nakaayos ang isang atom?

Ang mga atomo ay mga particle na, kapag pinagsama sa isa't isa, ay bumubuo ng mga molekula.

Ang atom mismo ay binubuo ng positibong sisingilin ang nucleus (+) at negatibong sisingilin ang shell ng elektron (-). Sa pangkalahatan, ang atom ay neutral sa kuryente. Iyon ay, ang singil ng nucleus ay katumbas ng ganap na halaga sa singil ng shell ng elektron.

Ang nucleus ay nabuo ng mga sumusunod na particle:

• Mga proton. May +1 na singil ang isang proton. Ang masa nito ay 1 amu (atomic mass unit). Ang mga particle na ito ay kinakailangang naroroon sa nucleus.

• Mga neutron. Ang neutron ay walang bayad (charge = 0). Ang masa nito ay 1 amu. Maaaring wala sa nucleus ang mga neutron. Ito ay hindi kinakailangang bahagi ng atomic nucleus.

Kaya, ang mga proton ay responsable para sa kabuuang singil ng nucleus. Dahil ang isang neutron ay may singil na +1, ang singil ng nucleus ay katumbas ng bilang ng mga proton.

Ang shell ng elektron, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ay nabuo sa pamamagitan ng mga particle na tinatawag na mga electron. Kung ihahambing natin ang nucleus ng isang atom sa isang planeta, kung gayon ang mga electron ang mga satellite nito. Umiikot sa paligid ng nucleus (sa ngayon ay isipin natin na sa mga orbit, ngunit sa katunayan sa mga orbit), sila ay bumubuo ng isang electron shell.

• Elektron ay isang napakaliit na butil. Ang masa nito ay napakaliit na ito ay kinuha bilang 0. Ngunit ang singil ng isang elektron ay -1. Iyon ay, ang modulus ay katumbas ng singil ng proton, naiiba sa sign. Dahil ang isang elektron ay may singil na -1, ang kabuuang singil ng shell ng elektron ay katumbas ng bilang ng mga electron sa loob nito.

Isang mahalagang kahihinatnan, dahil ang isang atom ay isang particle na walang singil (ang singil ng nucleus at ang singil ng shell ng elektron ay pantay sa ganap na halaga, ngunit kabaligtaran sa tanda), iyon ay, neutral sa kuryente, samakatuwid, ang bilang ng mga electron sa isang atom ay katumbas ng bilang ng mga proton.

Paano naiiba ang mga atomo ng iba't ibang elemento ng kemikal sa bawat isa?

Ang mga atom ng iba't ibang elemento ng kemikal ay naiiba sa bawat isa sa singil ng nucleus (iyon ay, ang bilang ng mga proton, at, dahil dito, ang bilang ng mga electron).

Paano malalaman ang singil ng nucleus ng isang atom ng isang elemento? Ang napakatalino na domestic chemist na si D. I. Mendeleev, na natuklasan ang pana-panahong batas, at nakabuo ng isang talahanayan na pinangalanan sa kanya, ay nagbigay sa amin ng pagkakataong gawin ito. Ang kanyang pagtuklas ay malayo sa unahan ng kurba. Noong hindi pa alam ang tungkol sa istruktura ng atom, inayos ni Mendeleev ang mga elemento sa talahanayan sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng nuclear charge.

Iyon ay, ang serial number ng isang elemento sa periodic system ay ang singil ng nucleus ng isang atom ng isang ibinigay na elemento. Halimbawa, ang oxygen ay may serial number na 8, ayon sa pagkakabanggit, ang singil ng nucleus ng oxygen atom ay +8. Alinsunod dito, ang bilang ng mga proton ay 8, at ang bilang ng mga electron ay 8.

Ang mga electron sa shell ng elektron ang tumutukoy sa mga kemikal na katangian ng atom, ngunit higit pa sa susunod.

Ngayon ay pag-usapan natin ang tungkol sa misa.

Ang isang proton ay isang yunit ng masa, ang isang neutron ay isang yunit din ng masa. Samakatuwid, ang kabuuan ng mga neutron at proton sa nucleus ay tinatawag Pangkalahatang numero. (Ang mga electron ay hindi nakakaapekto sa masa sa anumang paraan, dahil napapabayaan natin ang masa nito at itinuturing itong katumbas ng zero).

Ang atomic mass unit (a.m.u.) ay isang espesyal na pisikal na dami para sa pagtatalaga ng maliliit na masa ng mga particle na bumubuo ng mga atom.

Ang lahat ng tatlong atom na ito ay mga atomo ng isang elementong kemikal - hydrogen. Dahil pareho sila ng nuclear charge.

Paano sila magkakaiba? Ang mga atom na ito ay may iba't ibang mga numero ng masa (dahil sa iba't ibang bilang ng mga neutron). Ang unang atom ay may mass number na 1, ang pangalawa ay may 2, at ang pangatlo ay may 3.

Ang mga atomo ng parehong elemento na naiiba sa bilang ng mga neutron (at samakatuwid ang mga numero ng masa) ay tinatawag isotopes.

Ang ipinakita na hydrogen isotopes ay mayroon ding sariling mga pangalan:

• Ang unang isotope (mass number 1) ay tinatawag na protium.
• Ang pangalawang isotope (mass number 2) ay tinatawag na deuterium.
• Ang ikatlong isotope (na may mass number na 3) ay tinatawag na tritium.

Ngayon ang susunod na makatwirang tanong ay: bakit kung ang bilang ng mga neutron at proton sa nucleus ay isang integer, ang kanilang masa ay 1 amu, kung gayon sa periodic system ang masa ng isang atom ay isang fractional na numero. Para sa asupre, halimbawa: 32.066.

Sagot: ang isang elemento ay may ilang mga isotopes, naiiba sila sa bawat isa sa mga numero ng masa. Samakatuwid, ang atomic mass sa periodic table ay ang average na halaga ng atomic mass ng lahat ng isotopes ng isang elemento, na isinasaalang-alang ang kanilang paglitaw sa kalikasan. Ang masa na ito, na ibinigay sa periodic system, ay tinatawag relatibong atomic mass.

Para sa mga kalkulasyon ng kemikal, ang mga tagapagpahiwatig ng tulad ng isang "average na atom" ay ginagamit. Ang masa ng atom ay bilugan sa pinakamalapit na integer.

Ang istraktura ng shell ng elektron.

Ang mga kemikal na katangian ng isang atom ay tinutukoy ng istraktura ng shell ng elektron nito. Ang mga electron sa paligid ng nucleus ay hindi nakaayos kahit papaano. Ang mga electron ay naisalokal sa mga orbital ng elektron.

Electronic orbital- ang espasyo sa paligid ng atomic nucleus, kung saan ang posibilidad na makahanap ng isang electron ay pinakamalaki.

Ang isang electron ay may isang quantum parameter na tinatawag na spin. Kung kukunin natin ang klasikal na kahulugan mula sa quantum mechanics, kung gayon paikutin ay ang intrinsic na angular momentum ng particle. Sa isang pinasimpleng anyo, maaari itong ilarawan bilang direksyon ng pag-ikot ng isang particle sa paligid ng axis nito.

Ang electron ay isang particle na may half-integer spin, ang isang electron ay maaaring magkaroon ng alinman sa +½ o -½ spin. Conventionally, ito ay maaaring kinakatawan bilang isang clockwise at counterclockwise rotation.

Hindi hihigit sa dalawang electron na may magkasalungat na mga spin ang maaaring nasa isang electron orbital.

Ang karaniwang tinatanggap na pagtatalaga ng isang elektronikong tirahan ay isang cell o isang gitling. Ang electron ay ipinahiwatig ng isang arrow: ang pataas na arrow ay isang electron na may positibong spin +½, ang pababang arrow ↓ ay isang electron na may negatibong spin -½.

Ang isang electron na nag-iisa sa isang orbital ay tinatawag walang kaparehas. Dalawang electron sa parehong orbital ang tinatawag ipinares.

Ang mga elektronikong orbital ay nahahati sa apat na uri depende sa hugis: s, p, d, f. Ang mga orbital ng parehong hugis ay bumubuo ng isang sublevel. Ang bilang ng mga orbital sa isang sublevel ay tinutukoy ng bilang ng mga posibleng lokasyon sa espasyo.

1. s orbital.

Ang s orbital ay spherical:

Sa espasyo, ang s-orbital ay matatagpuan lamang sa isang paraan:

Samakatuwid, ang s-sublevel ay nabuo ng isang s-orbital lamang.

1. p-orbital.

Ang p orbital ay hugis tulad ng isang dumbbell:

Sa espasyo, ang p-orbital ay matatagpuan lamang sa tatlong paraan:

Samakatuwid, ang p-sublevel ay nabuo ng tatlong p-orbital.

1. d-orbital.

Ang d-orbital ay may kumplikadong hugis:

Sa espasyo, ang d-orbital ay matatagpuan sa limang magkakaibang paraan. Samakatuwid, ang d-sublevel ay nabuo ng limang d-orbital.

1. f-orbital

Ang f-orbital ay may mas kumplikadong hugis. Sa espasyo, ang f-orbital ay maaaring ilagay sa pitong magkakaibang paraan. Samakatuwid, ang f-sublevel ay nabuo ng pitong f-orbitals.

Ang electron shell ng isang atom ay parang puff pastry. Mayroon din itong mga layer. Ang mga electron na matatagpuan sa iba't ibang mga layer ay may iba't ibang enerhiya: sa mga layer na mas malapit sa nucleus - mas kaunti, sa mga malayo sa nucleus - higit pa. Ang mga layer na ito ay tinatawag na mga antas ng enerhiya.

Pagpuno ng mga orbital ng elektron.

Ang unang antas ng enerhiya ay mayroon lamang s-sublevel:

Sa pangalawang antas ng enerhiya, mayroong s-sublevel at lilitaw ang isang p-sublevel:

Sa ikatlong antas ng enerhiya, mayroong isang s-sublevel, isang p-sublevel, at isang d-sublevel na lilitaw:

Sa ika-apat na antas ng enerhiya, sa prinsipyo, ang isang f-sublevel ay idinagdag. Ngunit sa kurso ng paaralan, ang mga f-orbital ay hindi napunan, kaya hindi namin mailarawan ang f-sublevel:

Ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa isang atom ng isang elemento ay numero ng panahon. Kapag pinupunan ang mga orbital ng elektron, dapat sundin ang mga sumusunod na prinsipyo:

1. Sinusubukan ng bawat elektron na sakupin ang posisyon sa atom kung saan ang enerhiya nito ay magiging minimal. Iyon ay, una ang unang antas ng enerhiya ay napuno, pagkatapos ay ang pangalawa, at iba pa.

Upang ilarawan ang istraktura ng shell ng elektron, ginagamit din ang electronic formula. Ang electronic formula ay isang maikling talaan ng isang linya ng pamamahagi ng mga electron ayon sa mga sublevel.

1. Sa sublevel, unang pinupunan ng bawat electron ang isang bakanteng orbital. At bawat isa ay may spin +½ (pataas na arrow).

At pagkatapos lamang na mayroong isang electron sa bawat sublevel na orbital, ang susunod na electron ay ipinares - iyon ay, sinasakop nito ang isang orbital na mayroon nang electron:

1. d-sublevel ay napunan sa isang espesyal na paraan.

Ang katotohanan ay ang enerhiya ng d-sublevel ay mas mataas kaysa sa enerhiya ng s-sublevel ng NEXT energy layer. At tulad ng alam natin, sinusubukan ng elektron na kunin ang posisyon na iyon sa atom, kung saan ang enerhiya nito ay magiging minimal.

Samakatuwid, pagkatapos mapunan ang 3p sublevel, ang 4s sublevel ay unang punan, pagkatapos ay mapunan ang 3d sublevel.

At pagkatapos lamang na ganap na mapunan ang 3d sublevel, mapupuno ang 4p sublevel.

Ito ay pareho sa ika-4 na antas ng enerhiya. Pagkatapos mapunan ang 4p sublevel, ang 5s sublevel ay susunod na punan, na sinusundan ng 4d sublevel. At pagkatapos nito ay 5p lang.

1. At may isa pang punto, isang tuntunin tungkol sa pagpuno ng d-sublevel.

Pagkatapos ay mayroong isang kababalaghan na tinatawag kabiguan. Sa kaso ng pagkabigo, ang isang elektron mula sa s-sublevel ng susunod na antas ng enerhiya ay literal na bumabagsak sa d-electron.

Ground at excited na mga estado ng atom.

Ang mga atom na ang mga elektronikong pagsasaayos na ginawa natin ngayon ay tinatawag na mga atom pangunahing kondisyon. Iyon ay, ito ay isang normal, natural, kung gusto mo, estado.

Kapag ang isang atom ay tumatanggap ng enerhiya mula sa labas, maaaring mangyari ang paggulo.

Excitation ay ang paglipat ng isang ipinares na elektron sa isang walang laman na orbital, sa loob ng panlabas na antas ng enerhiya.

Halimbawa, para sa isang carbon atom:

Ang paggulo ay katangian ng maraming mga atomo. Dapat itong alalahanin, dahil tinutukoy ng paggulo ang kakayahan ng mga atomo na magbigkis sa isa't isa. Ang pangunahing bagay na dapat tandaan ay ang kondisyon kung saan maaaring mangyari ang paggulo: isang ipinares na elektron at isang walang laman na orbital sa antas ng panlabas na enerhiya.

Mayroong mga atom na mayroong ilang mga nasasabik na estado:

Electronic na pagsasaayos ng ion.

Ang mga ion ay mga particle na nagiging mga atomo at molekula sa pamamagitan ng pagkuha o pagkawala ng mga electron. Ang mga particle na ito ay may singil, dahil sila ay "hindi sapat" na mga electron, o ang kanilang labis. Positively charged ions ay tinatawag mga kasyon, negatibo - anion.

Ang chlorine atom (walang singil) ay nakakakuha ng electron. Ang isang electron ay may singil na 1- (isang minus), ayon sa pagkakabanggit, isang particle ay nabuo na may labis na negatibong singil. Chlorine anion:

Cl 0 + 1e → Cl –

Ang lithium atom (hindi rin nakakarga) ay nawawalan ng elektron. Ang isang elektron ay may singil na 1+ (isang plus), isang butil ay nabuo, na may kakulangan ng isang negatibong singil, iyon ay, ang singil nito ay positibo. lithium cation:

Li 0 – 1e → Li +

Ang nagiging mga ions, ang mga atomo ay nakakakuha ng gayong pagsasaayos na ang panlabas na antas ng enerhiya ay nagiging "maganda", iyon ay, ganap na napuno. Ang pagsasaayos na ito ay ang pinaka-thermodynamically stable, kaya may dahilan para ang mga atomo ay maging mga ion.

At samakatuwid, ang mga atomo ng mga elemento ng pangkat na VIII-A (ang ikawalong pangkat ng pangunahing subgroup), tulad ng nakasaad sa susunod na talata, ay mga marangal na gas, na hindi aktibo sa kemikal. Mayroon silang sumusunod na istraktura sa ground state: ang panlabas na antas ng enerhiya ay ganap na napuno. Ang iba pang mga atomo, kumbaga, ay may posibilidad na makuha ang pagsasaayos ng mga pinaka marangal na gas na ito, at samakatuwid ay nagiging mga ion at bumubuo ng mga kemikal na bono.

STRUCTURE NG MULTI-ELECTRON ATOMS AT IONS

Ang isang elektron sa isang atom ay umiiral sa anyo ulap ng elektron, iyon ay, isang tiyak na rehiyon ng espasyong nuklear, na sumasaklaw sa humigit-kumulang 90% ng singil at masa ng elektron. Ang rehiyong ito ng espasyo ay tinatawag na orbital. Upang ganap na makilala ang estado ng bawat elektron sa isang atom, kinakailangan upang ipahiwatig ang mga halaga ng apat na numero ng quantum para dito: hepe n , orbital l , magnetic m l at paikutin MS .

Pangunahing numero ng quantum nailalarawan ang pangunahing enerhiya ng electron at ang laki ng electron cloud. Maaari lamang itong tumagal ng mga positive integer na halaga sa pagitan ng 1 at ¥. Mas malaki ang halaga n, mas malaki ang sukat ng electron cloud. Isang koleksyon ng mga electronic na estado na may parehong halaga n, ay tinatawag na elektronikong layer o antas ng enerhiya. Ang mga sumusunod na pagtatalaga ng titik ay tinatanggap para sa mga antas ng enerhiya

Sa n= 1 electron energy ay may pinakamababang halaga E 1 = -13.6 eV. Ang estadong ito ng electron ay tinatawag pangunahing o normal. Mga estado mula noon n= 2, 3, 4… ay tinatawag nasasabik. Ang mga enerhiya na naaayon sa kanila ay nauugnay sa E 1 pagpapahayag

Kapag ang isang electron ay gumagalaw mula sa isang antas ng enerhiya patungo sa isa pa, isang dami ng electromagnetic energy D ay hinihigop o ibinubuga. E

saan kasama ay ang bilis ng liwanag ( kasama= 3×10 8 m/s); kasama/ l \u003d n - dalas ng radiation, s -1.

Orbital(kung hindi man gilid o azimuthal) tinutukoy ng quantum number ang momentum ng electron at nailalarawan ang hugis ng electron cloud. Maaaring kunin ang lahat ng mga halaga ng integer mula 0 hanggang ( n- isa). Ang bawat halaga l tumutugma sa sarili nitong hugis ng electron cloud: at l= 0 – spherical; l= 1 - dumbbell; l= 2 - dalawang dumbbells na nagsasalubong sa tamang mga anggulo.

Ang mga electron ng parehong antas ng enerhiya na may parehong mga halaga l, anyo mga sublevel ng enerhiya, na may mga sumusunod na pagtatalaga ng titik

Ang mga halaga ng enerhiya sa mga sublevel ng bawat antas ay medyo naiiba. Ang bilang ng mga sublevel kung saan nahahati ang antas ng enerhiya ay katumbas ng numero ng antas, iyon ay, ang halaga n.

Ang estado ng isang electron na tumutugma sa ilang mga halaga n at l, ay isinulat bilang kumbinasyon ng digital na halaga n at sulat l(halimbawa, kapag n= 3 at l= 1 isulat 3 p).

Magnetic na quantum number nagpapakilala sa spatial na oryentasyon ng electron cloud, kumukuha ng lahat ng mga halaga ng integer mula sa - l dati +l, sa kabuuan sa bawat sublevel (2 l+ 1) mga halaga. Bilang ng mga value na tinanggap m l, ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga posibleng posisyon ng isang electron cloud ng isang partikular na uri sa espasyo, iyon ay, ang bilang ng mga orbital sa isang sublevel. Oo, kahit ano s sublevel ay binubuo ng isang orbital, p- sublevel - mula 3, d- sublevel - mula 5, at f- sublevel - sa 7. Ang lahat ng orbital ng parehong antas ay may parehong enerhiya at tinatawag mabulok.

Ang estado ng isang elektron sa isang atom, na nailalarawan sa pamamagitan ng mga halaga ng mga numero ng quantum n,l at m l, ay tinatawag na atomic orbital(AO).

Iikot ang quantum number nailalarawan ang intrinsic na mekanikal na sandali ng elektron na nauugnay sa pag-ikot nito sa paligid ng axis nito. Maaari lamang itong tumagal ng dalawang halaga MS= +1/2 at MS = – 1/2.

Kapag namamahagi ng mga electron sa isang atom sa ibabaw ng AO, maraming mga prinsipyo at panuntunan ang sinusunod. Ayon kay pinakamababang prinsipyo ng enerhiya Ang mga electron sa isang atom ay may posibilidad na sumakop una sa lahat ng mga AO na tumutugma sa pinakamababang halaga ng enerhiya ng elektron. Ang pagpapatupad ng prinsipyong ito ay isinasagawa batay sa Mga panuntunan ni Klechkovsky:

na may pagtaas sa atomic number ng elemento, ang mga electron ay inilalagay sa AO nang sunud-sunod bilang kabuuan ( n+l); para sa parehong mga halaga ng kabuuan na ito, ang orbital na may mas maliit na halaga ng numero ay napunan nang mas maaga n .

Ayon sa panuntunan ng Klechkovsky, ang pagpuno ng mga antas ng enerhiya ay karaniwang tumutugma sa sumusunod na serye: 1 s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p atbp.

Ang mga degenerate na orbital ng parehong antas ay puno ng mga electron alinsunod sa Ang panuntunan ni Hund (Hund).:

sa loob ng sublevel ng enerhiya, ang mga electron ay nakaayos upang ang kanilang kabuuang pag-ikot ay pinakamataas.

Nangangahulugan ito na sa una ay pinupunan ng mga electron ang lahat ng mga libreng orbital ng sublevel nang paisa-isa, na may magkaparehong direksyon ng mga pag-ikot, at pagkatapos lamang ang mga AO na ito ay napupuno ng pangalawang (pinares) na mga electron. Alinsunod sa Prinsipyo ni Pauli ang isang AO ay maaaring maglaman ng hindi hihigit sa dalawang electron na naiiba sa bawat isa sa pamamagitan ng halaga MS. Kaya, ang pinakamataas na kapasidad ng elektroniko ng alinman s-ang sublevel ay katumbas ng dalawa, p- sublevel - anim, d- sublevel - 10 e, a f- sublevel - 14 e.

Ang kabuuang bilang ng AO sa antas ng enerhiya ay tinutukoy ng formula

N AO = n 2 (6)

Ang kabuuang bilang ng mga electron sa isang antas ay maaaring kalkulahin mula sa equation

N e = 2n 2 (7)

Kapag ang isa o higit pang mga electron ay tinanggal mula sa isang atom, ito ay nagiging isang positibong sisingilin na ion. kasyon, na ang singil ay katumbas ng bilang ng mga electron na inalis. Ang attachment ng isa o higit pang mga electron sa isang atom ay humahantong sa pagbuo ng isang negatibong ion - anion, na ang negatibong singil ay katumbas ng bilang ng mga electron na natanggap.

Kapag nabuo ang isang cation, una sa lahat, iniiwan ng atom ang mga electron ng panlabas na antas ng enerhiya, dahil sa kasong ito ang mga gastos sa enerhiya para sa pagtanggal ng isang elektron ay magiging minimal. Kapag ang isang anion ay nabuo, ang mga electron ay inilalagay sa mga antas alinsunod sa prinsipyo ng pinakamababang enerhiya.

Valence tinatawag na mga electron na matatagpuan sa panlabas na antas ng enerhiya at mga indibidwal na sublevel ng pangalawa (para sa lanthanides at actinides - pangatlo) mula sa dulo ng electronic layer, na hindi ganap na nabuo, iyon ay, ang bilang ng mga electron sa sublevel ay hindi naabot ang halaga ng limitasyon.

Mga elemento na ang mga atomo ay napuno s-ang mga orbital ay kabilang sa pamilya s-mga elemento; kung saan napuno p sublevel, nabibilang sa pamilya p-mga elemento, atbp.

Halimbawa 1 Ang mga quantum number ng valence electron ng E 2- ion ay

Numero ng elektron n l m l m s

Tukuyin ang ordinal na numero ng elemento at pangalanan ito.

Desisyon

Ang valence electronic formula ng ion E 2-: ... 3 s 2 3p isa. Pagkatapos ng pag-alis ng dalawang dagdag na electron, ang elektronikong pagsasaayos ng atom ay kukuha ng anyo E: ... 3 s isa. Idagdag ang mga nawawalang electron E:1 s 2 2s 2 2p 6 3s isa. Ang kabuuang bilang ng mga electron (2 + 2 + 6 + 1) \u003d 11, na nangangahulugang ito ang numero ng elemento 11 - sodium Na.

Halimbawa 2 Isulat ang kumpletong electronic formula ng elemento na may serial number 27. Markahan ang valence electron nito at ipahiwatig ang mga halaga ng lahat ng quantum number para sa kanila. Anong pamilya ng elektron ang nabibilang sa atom na ito? Isulat ang electronic formula ng mga valence sublevel ng isang ibinigay na atom pagkatapos alisin ang dalawang valence electron.

Desisyon

Elemento na may numero 27 - cobalt Co. Binubuo namin ang electronic formula nito

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

Ang Valence electron ay 4 na electron s at 3 d mga sublevel. Ang mga halaga ng quantum number para sa bawat isa sa siyam na valence electron ay

Numero ng elektron n l m l m s

Dahil napuno ang sublevel d, kung gayon ang kobalt ay kabilang sa pamilya d-mga elemento.

Kapag ang dalawang electron ay nahiwalay sa isang cobalt atom, isang Co 2+ ion ang nabuo. Ang electronic formula ng valence electron Co 2+: ... 4 d 7 5s 0 .

Halimbawa 3 Isulat ang mga electronic formula ng silicon atom sa normal at excited na estado.

Desisyon

Ang electronic formula ng silicon atom ay naglalaman ng 14 na electron. Sa normal na kalagayan Si 14:1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2. Kapag nasasabik, ang isa sa mga ipinares na electron 3 s-ang mga orbital ay lilipat sa sublevel 3 p at ang electronic formula ang kukuha ng form

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

Ang karagdagang paggulo ng silikon na atom ay imposible, dahil ang lahat ng mga valence electron ng atom ay hindi ipinares.

Mga gawain

1. Isang atom kung saan ang elemento sa ground state ay may electronic configuration na 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2? Tukuyin ang kabuuang bilang ng mga antas ng enerhiya at mga sublevel na inookupahan ng mga electron sa isang partikular na atom.

2. Gamit ang panuntunan ni Hund, ipamahagi ang mga electron sa mga orbital na tumutugma sa pinakamababang estado ng enerhiya ng mga atomo: manganese, nitrogen, silicon.

3. Ilan ang libre f-Ang mga orbital ay nakapaloob sa mga atomo ng mga elemento na may mga serial number na 59, 60, 90, 93? Gamit ang panuntunan ni Hund, ipamahagi ang mga electron sa mga orbital para sa mga atomo ng mga elementong ito.

4. Isulat ang mga elektronikong pormula ng hindi pa natutuklasang mga elemento No. 110 at No. 113 at ipahiwatig kung anong lugar ang kanilang dadalhin sa periodic system.

5. Ang isang atom ng isang elemento ay may electronic formula na 1 s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3R 6. Isulat para dito ang mga electronic formula ng ion E - at ang conditional ion E 7+.

6. Isulat ang mga elektronikong formula ng mga atom ng mga elemento na may mga serial number na 21 at 23. Ilan ang libre d-orbital sa mga atomo ng mga elementong ito? Tukuyin ang valence electron ng mga elemento.

7. Isulat ang mga electronic formula ng atoms at ions: Se, Ti 2+, V 3-. Lagyan ng label ang kanilang mga valence electron.

8. Isulat ang electronic formula ng isang atom at pangalanan ang elemento kung ang mga halaga ng mga quantum number ng valence electron ay pantay:

9. Para sa mga elemento kung aling mga panahon, ang mga electron ng panlabas na layer ay nailalarawan sa pamamagitan ng halaga ng kabuuan ( n+l) = 5? Anong mga elektronikong pamilya ang kinabibilangan ng mga elementong ito?

10. Isulat ang mga elektronikong formula ng mga particle: Br - , Br + , Br 5+ . Isulat ang mga quantum number ng valence electron ng Br + ion.

11. Tukuyin ang bilang ng mga hindi magkapares na electron sa isang iridium atom. Tukuyin ang mga halaga ng quantum number ng valence electron ng atom na ito.

12. Isulat ang electronic formula ng sulfur atom, gaano karaming mga hindi magkapares na electron mayroon itong atom sa normal at excited na mga estado? Ano ang mga electronic formula ng S 2- at S 4+?

13. Ilan at anong spatial orientations d Orbitals alam mo ba? Ano ang quantum number para dito?

14. Isulat ang buong electronic formula ng mga atom at ion: Zn 4-, Kr, Se 2+. Lagyan ng label ang kanilang mga valence electron.

15. Tukuyin ang serial number ng elemento at isulat ang buong electronic formula ng atom, kung pagkatapos ilakip ang dalawang electron dito, ang mga quantum number ng valence sublevel ay ang mga sumusunod:

16. Isulat ang mga elektronikong formula ng mga particle: Po, Bi 3+, Mn 2-. Gumuhit ng mga electron-graphic na diagram ng kanilang mga valence sublevel.

17. Isulat ang kumpletong electronic formula at electronic graphic scheme ng valence sublevels ng thallium at krypton atoms.

18. Tukuyin ang kabuuang bilang ng mga electron hindi 8 antas ng enerhiya.

19. Ilang libre d-Ang mga orbital ay naroroon sa mga atomo ng titanium at vanadium? Isulat para sa mga atom na ito ang mga halaga ng mga quantum number ng panlabas na layer.

20. Gaano karaming mga halaga ng magnetic quantum number ang posible para sa mga electron ng sublevel ng enerhiya, ang orbital quantum number na kung saan ay: a) l= 3; b) l = 4?

21. Aling elemento ang may tatlong electron sa isang atom, para sa bawat isa n= 3 at l= 1? Ano ang mga halaga ng magnetic quantum number para sa kanila? Ang atom ba na ito ay may mga ipinares na electron?

22. Gumawa ng mga electronic formula ng mga elemento na may mga serial number 27 at 60. Ipahiwatig ang mga halaga ng lahat ng quantum number para sa mga valence electron ng mga ions ng mga elementong ito na may mga singil + 1 at - 1.

23. Maaari bang umiral ang mga pagsasaayos R 7 o d 12 - mga electron. Bakit? Bumuo ng electronic formula ng isang atom ng isang elemento na may serial number 22 at ipahiwatig ang mga valence electron nito.

24. Isulat ang mga elektronikong formula ng mga atomo ng mga elemento na may mga serial number na 15 at 28. Ano ang pinakamataas na spin R-mga electron sa mga atomo ng una at d-mga electron sa mga atomo ng pangalawang elemento.

25. Isang atom kung saan elemento ang may sumusunod na istraktura ng panlabas at penultimate na mga layer ng electron 2 s2 2R 6 3s 2 3R

26. Isang atom kung saan elemento ang may sumusunod na istraktura ng panlabas at penultimate na mga layer ng elektron 3 s 2 3R 6 3d 3 4s 2? Isulat para sa kanila ang mga quantum number ng valence electron sa normal na estado.

27. Isang atom kung saan elemento ang may sumusunod na istraktura ng panlabas at penultimate na mga layer ng elektron 3 s 2 3R 6 3d 10 4s 2 4R 5 ? Isulat para sa kanila ang mga quantum number ng valence electron sa isang excited na estado.

28. Isang atom kung saan elemento ang may sumusunod na istraktura ng panlabas at penultimate na mga layer ng elektron 4 s 2 4R 6 4d 7 5s isa ? Isulat ang buong elektronikong mga formula para sa kanila sa nasasabik na estado.

29. Isang atom kung saan elemento ang may sumusunod na istraktura ng panlabas at penultimate na mga layer ng electron 4 s 2 4R 6 4d 10 5s 0? Isulat ang buong elektronikong mga formula para sa kanila sa nasasabik na estado.

30. Ilang libre d-naroroon ang mga orbital sa mga atomo ng niobium at zirconium? Isulat para sa mga atom na ito ang mga halaga ng mga quantum number ng panlabas na layer.

Ang proseso ng pagbuo ng H2+ na butil ay maaaring kinakatawan tulad ng sumusunod:

H + H+ H2+.

Kaya, ang isang elektron ay matatagpuan sa bonding molecular s-orbital.

Ang multiplicity ng bond ay katumbas ng kalahating pagkakaiba ng bilang ng mga electron sa bonding at loosening orbitals. Kaya, ang multiplicity ng bond sa H2+ particle ay katumbas ng (1 – 0):2 = 0.5. Ang pamamaraan ng VS, sa kaibahan sa pamamaraan ng MO, ay hindi nagpapaliwanag ng posibilidad ng pagbuo ng bono ng isang elektron.

Ang molekula ng hydrogen ay may sumusunod na elektronikong pagsasaayos:

Ang H2 molecule ay may dalawang bonding electron, na nangangahulugan na ang bond sa molecule ay single.

Ang molekular na ion H2- ay may elektronikong pagsasaayos:

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

Ang multiplicity ng bond sa H2- ay (2 - 1): 2 = 0.5.

Isaalang-alang natin ngayon ang mga homonuclear molecule at ion ng ikalawang yugto.

Ang elektronikong pagsasaayos ng molekula ng Li2 ay ang mga sumusunod:

2Li(K2s)Li2 .

Ang molekula ng Li2 ay naglalaman ng dalawang bonding electron, na tumutugma sa isang solong bono.

Ang proseso ng pagbuo ng molekula ng Be2 ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod:

2 Be(K2s2) Be2 .

Ang bilang ng mga bonding at loosening electron sa Be2 molecule ay pareho, at dahil ang isang loosening electron ay sumisira sa pagkilos ng isang bonding electron, ang Be2 molecule sa ground state ay hindi natagpuan.

Sa isang nitrogen molecule, 10 valence electron ang matatagpuan sa mga orbital. Elektronikong istraktura ng N2 molecule:

Dahil mayroong walong pagbubuklod at dalawang lumuluwag na mga electron sa molekula ng N2, ang molekula na ito ay may triple bond. Ang molekula ng nitrogen ay diamagnetic dahil hindi ito naglalaman ng mga hindi magkapares na electron.

Sa mga orbital ng molekulang O2, 12 valence electron ang ipinamamahagi, samakatuwid, ang molekula na ito ay may pagsasaayos:

kanin. 9.2. Scheme ng pagbuo ng mga molecular orbitals sa O2 molecule (2p electron lang ng oxygen atoms ang ipinapakita)

Sa molekula ng O2, alinsunod sa panuntunan ni Hund, dalawang electron na may parallel spins ay inilalagay nang paisa-isa sa dalawang orbital na may parehong enerhiya (Larawan 9.2). Ayon sa pamamaraan ng VS, ang molekula ng oxygen ay walang mga hindi pares na mga electron at dapat magkaroon ng mga katangian ng diamagnetic, na hindi naaayon sa data ng eksperimentong. Kinukumpirma ng molecular orbital method ang paramagnetic properties ng oxygen, na dahil sa pagkakaroon ng dalawang hindi magkapares na electron sa oxygen molecule. Ang multiplicity ng mga bono sa isang molekula ng oxygen ay (8–4):2 = 2.

Isaalang-alang natin ang elektronikong istraktura ng O2+ at O2- ions. Sa O2+ ion, 11 electron ang inilalagay sa mga orbital nito, samakatuwid, ang pagsasaayos ng ion ay ang mga sumusunod:

Ang multiplicity ng bond sa O2+ ion ay (8–3):2 = 2.5. Sa O2-ion, 13 electron ang ipinamamahagi sa mga orbital nito. Ang ion na ito ay may sumusunod na istraktura:

O2-.

Ang multiplicity ng mga bono sa O2- ion ay (8 - 5): 2 = 1.5. Ang mga O2- at O2+ ions ay paramagnetic, dahil naglalaman ang mga ito ng mga hindi magkapares na electron.

Ang elektronikong pagsasaayos ng molekula ng F2 ay may anyo:

Ang multiplicity ng bono sa molekula ng F2 ay 1, dahil mayroong labis na dalawang bonding electron. Dahil walang mga hindi magkapares na electron sa molekula, ito ay diamagnetic.

Sa serye ng N2, O2, F2, ang mga enerhiya at haba ng bono sa mga molekula ay:

Ang pagtaas sa labis ng mga nagbubuklod na electron ay humahantong sa pagtaas ng nagbubuklod na enerhiya (lakas ng bono). Kapag pumasa mula sa N2 hanggang F2, ang haba ng bono ay tumataas, na dahil sa pagpapahina ng bono.

Sa serye ng O2-, O2, O2+, tumataas ang multiplicity ng bono, tumataas din ang enerhiya ng bono, at bumababa ang haba ng bono.

1. Ang isang atom ay binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus at isang negatibong sisingilin na electron shell. Ang atom ay neutral sa kuryente. Ang bilang ng mga proton sa nucleus ay katumbas ng bilang ng mga electron. Ang nucleus ay binubuo ng mga proton at neutron. Ang mga kamag-anak na masa ng proton at neutron ay katumbas ng 1, ang proton ay may singil na +1, ang neutron ay hindi sinisingil. Ang nuclear charge ay katumbas ng bilang ng mga proton, ang masa ng nucleus ay katumbas ng kabuuan ng mga masa ng mga proton at neutron. Ang masa ng isang atom ay pangunahing binubuo ng masa ng nucleus, dahil ang masa ng mga electron ay maliit (ang masa ng isang elektron ay 1/1840 ng masa ng isang proton).

2. Ang serial number ng elemento ay katumbas ng nuclear charge (ang bilang ng mga proton), ang kamag-anak na masa ng isotope ng elemento ay katumbas ng bilang ng mga proton at neutron: Ar = Z + N.

3. Ang mga electron ay inilalagay sa mga antas ng enerhiya. Ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa isang atom ay katumbas ng bilang ng panahon. Ang maximum na bilang ng mga electron sa isang antas ng enerhiya ay 2n 2 (n ay ang numero ng antas ng enerhiya).

4. Ang mga electron na nasa parehong antas ng enerhiya ay bumubuo ng magkakaibang mga ulap (orbital):
s - ang mga electron ay bumubuo ng mga ulap ng spherical na hugis,
p - mga electron - hugis dumbbell,
d at f - ang mga electron ay may mas kumplikadong hugis.
Sa unang antas ng enerhiya mayroon lamang isang s-sublevel, sa pangalawang s- at p-sublevel, sa ikatlong s-, p-, d-sublevel, sa ikaapat na s-, p-, d-, f- mga sublevel.
Ang mga sublevel ng enerhiya ay may isang s-orbital, tatlong p-orbital, limang d-orbital, pitong f-orbital. Ang bawat orbital ay maaaring magkaroon ng isa (walang paired) o dalawang (pares) na electron. Kaya, ang maximum na bilang ng mga s-electron sa antas ng enerhiya ay 2, p-electrons - 6, d-electrons - 10, f-electrons - 14.

5. Ang antas ng enerhiya ay maaaring makumpleto o hindi kumpleto. Sa isang nakumpletong antas ng enerhiya, ang lahat ng mga orbital ay napuno, ang mga electron ay ipinares.

6. Ang pagpuno ng mga antas ng enerhiya ay sumusunod sa prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya. Sinasakop ng elektron ang orbital na may pinakamababang enerhiya.

7. Ang elektronikong istraktura ay isinulat ng isang elektronikong formula (halimbawa: 6 C 1s 2 2s 2 2p 2) o gamit ang mga quantum cell.

8. Ang mga kemikal na katangian ng isang elemento ay nakasalalay sa elektronikong istraktura. Ang elektronikong istraktura ng mga atom ay pana-panahong paulit-ulit, samakatuwid, ang mga katangian ng kemikal ay pana-panahong paulit-ulit.

9. Ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon (at pinakamataas na valency) para sa karamihan ng mga elemento ay tinutukoy ng numero ng pangkat.

10. Ang estado ng negatibong oksihenasyon ng mga non-metal (valence sa volatile hydrogen compounds ng mga non-metal) ay tinutukoy ng bilang ng mga electron na nawawala bago ang pagkumpleto ng panlabas na antas ng enerhiya, ayon sa formula na "group number - 8".

11. Ang mga ion ay nabuo mula sa mga atomo bilang resulta ng pagbibigay o pagtanggap ng mga electron.
E 0 - ne \u003d E n +
E 0 + ne \u003d E n-

12. Isotopes - mga atomo ng parehong elemento ng kemikal na may parehong nuclear charge, ngunit magkaibang masa. Ang isotopic nuclei ay naglalaman ng parehong bilang ng mga proton ngunit magkaibang bilang ng mga neutron.