Malyugin 14. Panlabas at panloob na mga antas ng enerhiya. Pagkumpleto ng antas ng enerhiya.
Alalahanin natin sa madaling sabi kung ano ang alam na natin tungkol sa istraktura ng shell ng elektron ng mga atomo:
ü ang bilang ng mga antas ng enerhiya ng atom = ang bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elemento;
ü ang pinakamataas na kapasidad ng bawat antas ng enerhiya ay kinakalkula ng formula 2n2
ü ang panlabas na energy shell ay hindi maaaring maglaman ng higit sa 2 electron para sa mga elemento ng period 1, higit sa 8 electron para sa mga elemento ng iba pang mga period
Muli, bumalik tayo sa pagsusuri ng scheme para sa pagpuno ng mga antas ng enerhiya sa mga elemento ng maliliit na panahon:
Talahanayan 1. Pagpuno ng mga antas ng enerhiya
para sa mga elemento ng maliliit na panahon
Numero ng panahon | Bilang ng mga antas ng enerhiya = numero ng panahon | Simbolo ng elemento, ang ordinal na numero nito | Kabuuan mga electron | Pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya | Numero ng pangkat |
|
|
H +1 )1 | +1 H, 1e- | |||||
|
He + 2 ) 2 | +2 Hindi, ika-2 | |||||
|
Li + 3 ) 2 ) 1 | + 3 Li, 2e-, 1e- | |||||
|
Maging +4 ) 2 )2 | + 4 Maging, 2e-,2 e- | |||||
|
B +5 ) 2 )3 | +5 B, 2e-, 3e- | |||||
|
C +6 ) 2 )4 | +6 C, 2e-, 4e- | |||||
|
N + 7 ) 2 ) 5 | + 7 N, 2e-,5 e- | |||||
|
O + 8 ) 2 ) 6 | + 8 O, 2e-,6 e- | |||||
|
F + 9 ) 2 ) 7 | + 9 F, 2e-,7 e- | |||||
|
Ne + 10 ) 2 ) 8 | + 10 Ne, 2e-,8 e- | |||||
|
Na + 11 ) 2 ) 8 )1 | +1 1 Na, 2e-, 8e-, 1e- | |||||
|
mg + 12 ) 2 ) 8 )2 | +1 2 mg, 2e-, 8e-, 2 e- | |||||
|
Sinabi ni Al + 13 ) 2 ) 8 )3 | +1 3 Sinabi ni Al, 2e-, 8e-, 3 e- | |||||
|
Si + 14 ) 2 ) 8 )4 | +1 4 Si, 2e-, 8e-, 4 e- | |||||
|
P + 15 ) 2 ) 8 )5 | +1 5 P, 2e-, 8e-, 5 e- | |||||
|
S + 16 ) 2 ) 8 )6 | +1 5 P, 2e-, 8e-, 6 e- | |||||
|
Cl + 17 ) 2 ) 8 )7 | +1 7 Cl, 2e-, 8e-, 7 e- | |||||
18 Ar |
Ar+ 18 ) 2 ) 8 )8 | +1 8 Ar, 2e-, 8e-, 8 e- |
Pag-aralan ang talahanayan 1. Ihambing ang bilang ng mga electron sa huling antas ng enerhiya at ang bilang ng pangkat kung saan matatagpuan ang elementong kemikal.
Napansin mo ba yun ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng mga atom ay kapareho ng bilang ng pangkat, kung saan matatagpuan ang elemento (ang exception ay helium)?
!!! Ang panuntunang ito ay totoo lamang para sa mga elemento major mga subgroup.
Ang bawat panahon ng sistema nagtatapos sa isang hindi gumagalaw na elemento(helium He, neon Ne, argon Ar). Ang panlabas na antas ng enerhiya ng mga elementong ito ay naglalaman ng pinakamataas na posibleng bilang ng mga electron: helium -2, ang natitirang mga elemento - 8. Ito ang mga elemento ng pangkat VIII ng pangunahing subgroup. Ang antas ng enerhiya na katulad ng istraktura ng antas ng enerhiya ng isang inert gas ay tinatawag nakumpleto. Ito ay isang uri ng limitasyon ng lakas ng antas ng enerhiya para sa bawat elemento ng Periodic system. Ang mga molekula ng mga simpleng sangkap - mga inert na gas, ay binubuo ng isang atom at nakikilala sa pamamagitan ng chemical inertness, ibig sabihin, halos hindi sila pumapasok sa mga reaksiyong kemikal.
Para sa natitirang mga elemento ng PSCE, ang antas ng enerhiya ay naiiba sa antas ng enerhiya ng hindi gumagalaw na elemento, ang mga naturang antas ay tinatawag hindi natapos. Ang mga atomo ng mga elementong ito ay nagsusumikap na kumpletuhin ang panlabas na antas ng enerhiya sa pamamagitan ng pagbibigay o pagtanggap ng mga electron.
Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili
1. Anong antas ng enerhiya ang tinatawag na panlabas?
2. Anong antas ng enerhiya ang tinatawag na panloob?
3. Anong antas ng enerhiya ang tinatawag na kumpleto?
4. Mga elemento ng aling pangkat at subgroup ang may kumpletong antas ng enerhiya?
5. Ano ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng mga elemento ng pangunahing subgroup?
6. Paano nagkakatulad ang mga elemento ng isang pangunahing subgroup sa istruktura ng antas ng elektroniko
7. Gaano karaming mga electron sa panlabas na antas ang naglalaman ng mga elemento ng a) pangkat IIA;
b) pangkat ng IVA; c) Pangkat VII A
Tingnan ang sagot
1. Huli
2. Anuman maliban sa huli
3. Ang isa na naglalaman ng pinakamataas na bilang ng mga electron. Pati na rin ang panlabas na antas, kung naglalaman ito ng 8 electron para sa panahon I - 2 electron.
4. Mga elemento ng pangkat VIIIA (inert elements)
5. Ang bilang ng pangkat kung saan matatagpuan ang elemento
6. Ang lahat ng elemento ng pangunahing mga subgroup sa panlabas na antas ng enerhiya ay naglalaman ng kasing dami ng mga electron bilang numero ng pangkat
7. a) ang mga elemento ng pangkat IIA ay may 2 electron sa panlabas na antas; b) ang mga elemento ng pangkat IVA ay may 4 na electron; c) ang mga elemento ng pangkat VII A ay may 7 electron.
Mga gawain para sa malayang solusyon
1. Tukuyin ang elemento ayon sa mga sumusunod na pamantayan: a) mayroon itong 2 elektronikong antas, sa panlabas - 3 electron; b) ay may 3 electronic na antas, sa panlabas - 5 electron. Isulat ang pamamahagi ng mga electron sa mga antas ng enerhiya ng mga atom na ito.
2. Anong dalawang atom ang may parehong bilang ng napunong antas ng enerhiya?
Tingnan ang sagot:
1. a) Itatag natin ang "coordinate" ng elementong kemikal: 2 electronic level - II period; 3 electron sa panlabas na antas - III Isang pangkat. Ito ay isang 5B bur. Scheme ng pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya: 2e-, 3e-
b) III panahon, pangkat ng VA, elementong phosphorus 15Р. Scheme ng pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya: 2e-, 8e-, 5e-
2. d) sodium at chlorine.
Paliwanag: a) sodium: +11 )2)8 )1 (napuno 2) ←→ hydrogen: +1)1
b) helium: +2 )2 (filled 1) ←→ hydrogen: hydrogen: +1)1
c) helium: +2 )2 (puno ng 1) ←→ neon: +10 )2)8 (napuno 2)
*G) sodium: +11 )2)8 )1 (napuno ng 2) ←→ chlorine: +17 )2)8 )7 (napunan 2)
4. Sampu. Bilang ng mga electron = serial number
5 c) arsenic at phosphorus. Ang mga atom na matatagpuan sa parehong subgroup ay may parehong bilang ng mga electron.
Mga Paliwanag:
a) sodium at magnesium (sa iba't ibang grupo); b) calcium at zinc (sa parehong grupo, ngunit magkaibang mga subgroup); * c) arsenic at phosphorus (sa isa, pangunahing, subgroup) d) oxygen at fluorine (sa iba't ibang grupo).
7. d) ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas
8. b) ang bilang ng mga antas ng enerhiya
9. a) lithium (matatagpuan sa pangkat IA ng panahon II)
10. c) silicon (IVA group, III period)
11. b) boron (2 antas - IIpanahon, 3 electron sa panlabas na antas - IIIAGrupo)
1 (2 puntos). Ang pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya sa potassium atom:A. 2e, 8e, 8e, 1e B. . ika-2, ika-8,
Ika-18, ika-8, ika-1
B. 2e, 1e D. 2e, 8e, 1e
2 (2 puntos). Ang bilang ng mga electron sa panlabas na layer ng elektron ng isang aluminyo atom:
A. 1 B. 2 C. 3 D.4
3 (2 puntos). Isang simpleng sangkap na may pinaka-binibigkas na mga katangian ng metal:
A. Kaltsyum B. Barium C. Strontium G. Radium
4 (2 puntos). Uri ng kemikal na bono sa isang simpleng sangkap - aluminyo:
A. Ionic B. Covalent polar
C. Metallic D. Covalent non-polar
5 (2 puntos). Ang bilang ng mga antas ng enerhiya para sa mga elemento ng isang subgroup mula sa itaas hanggang sa ibaba:
A. Pana-panahong nagbabago. B. Hindi nagbabago.
B. Tumataas. G. Bumababa.
6 (2 puntos). Ang lithium atom ay naiiba sa lithium ion:
A. 3 sa tabi ng nucleus. B. Ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya.
B. Ang bilang ng mga proton. D. Ang bilang ng mga neutron.
7 (2 puntos). Hindi gaanong gumanti sa tubig:
A. Barium. B. Magnesium.
B. Kaltsyum. G. Strontium
8 (2 puntos). Hindi nakikipag-ugnayan sa solusyon ng sulfuric acid:
A. Aluminyo. B. sodium
B. Magnesium. G. Copper
9 (2 puntos). Ang potassium hydroxide ay hindi nakikipag-ugnayan sa isang sangkap na ang formula ay:
A. Na2O B. AlCl3
B. Р2O5 D. Zn(NO3)2
10 (2 puntos). Isang serye kung saan ang lahat ng mga sangkap ay tumutugon sa bakal:
A. Hcl, CO2, CO
B. CO2, HCl, S
B. H2, O2, CaO
G. O2, CuSO4, H2SO4
11 (9 puntos). Magmungkahi ng tatlong paraan para sa paggawa ng sodium hydroxide. Suportahan ang iyong sagot gamit ang mga equation ng reaksyon.
12 (6 na puntos). Magsagawa ng isang hanay ng mga pagbabagong kemikal, na bumubuo ng mga equation ng reaksyon sa mga molecular at ionic na anyo, pangalanan ang mga produkto ng reaksyon:
FeCl2 → Fe(OH)2 → FeSO4 → Fe(OH)2
13 (6 na puntos). Paano, gamit ang anumang reagents (substances) at zinc, upang makuha ang oxide, base, asin nito? Isulat ang mga equation ng reaksyon sa anyong molekular.
14 (4 na puntos). Sumulat ng isang equation para sa kemikal na reaksyon sa pagitan ng lithium at nitrogen. Kilalanin ang ahente ng pagbabawas at ahente ng oxidizing sa reaksyong ito
matukoy sa pamamagitan ng:
A. numero ng pangkat;
B. numero ng panahon;
B. serial number.
4. Alin sa mga katangian ng mga elemento ng kemikal ang hindi nagbabago sa mga pangunahing subgroup:
At ang radius ng atom;
B bilang ng mga electron sa panlabas na antas;
B. ang bilang ng mga antas ng enerhiya.
5. Karaniwang istruktura ng mga atomo ng mga elemento na may mga serial number 7 at 15:
A. ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas, B. ang singil ng nucleus;
B. bilang ng mga antas ng enerhiya.
Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng simbolo ng isang elemento ng kemikal (sa ibinigay na pagkakasunud-sunod) at ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng atom nito. Mula sa mga titikNaaayon sa mga tamang sagot, bubuuin mo ang pangalan ng pag-install, na magpapahintulot sa sangkatauhan na malaman ang istraktura ng atom nang mas malalim (9 na titik).
Numero e bawat simbolo ng elemento
Enerhiya
Mg Si I F C Ba Sn Ca Br
2 cap 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 puntos). Ang pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya sa sodium atom-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 na puntos) Ang bilang ng panahon sa Periodic system ng D. I. Mendeleev, kung saan walang mga kemikal na elemento-metal: A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
3 (3 puntos). Uri ng chemical bond sa isang simpleng calcium substance:
A. Ionic. B. Covalent polar. B. Covalent non-polar. G. Metal.
4 (3 puntos). Isang simpleng sangkap na may pinaka-binibigkas na mga katangian ng metal:
A. Aluminyo. B. Silikon. B. Magnesium. G. Sodium.
5 (3 puntos). Ang radius ng mga atomo ng mga elemento ng 2nd period na may pagtaas sa singil ng nucleus mula sa isang alkali metal patungo sa isang halogen: A. Pana-panahong nagbabago. B. Hindi nagbabago. B. Tumataas. G. Bumababa.
6 (3 puntos). Ang magnesium atom ay naiiba sa magnesium ion:
A. Ang singil ng nucleus. B. Ang singil ng butil. B. Ang bilang ng mga proton. D. Ang bilang ng mga neutron.
7 (3 puntos). Ang pinakamalakas na reaksyon sa tubig:
A. Potassium. B. Lithium. B. Sodium. G. Rubidium.
8 (3 puntos). Hindi tumutugon sa dilute sulfuric acid:
A. Aluminyo. B. Barium. B. Bakal. G. Mercury.
9 (3 puntos). Ang Beryllium hydroxide ay hindi nakikipag-ugnayan sa isang sangkap na ang formula ay:
A. NaOH(p p). B. NaCl(p_p). B. HC1 (r_r). D. H2SO4.
10 (3 puntos). Isang serye kung saan ang lahat ng mga sangkap ay tumutugon sa calcium:
A. CO2, H2, HC1. B. NaOH, H2O, HC1. B. C12, H2O, H2SO4. G. S, H2SO4, SO3.
BAHAGI B. Takdang-aralin na may libreng sagot
11 (9 puntos). Magmungkahi ng tatlong paraan para sa paggawa ng iron(II) sulfate. Suportahan ang iyong sagot gamit ang mga equation ng reaksyon.
12 (6 na puntos). Tukuyin ang mga sangkap X, Y, Z, isulat ang kanilang mga pormula ng kemikal.
Fe(OH)3(t)= X(+HCl)= Y(+NaOH)=Z(t) Fe2O3
13 (6 na puntos). Paano, gamit ang anumang reagents (substances) at aluminyo, upang makakuha ng oxide, amphoteric hydroxide? Isulat ang mga equation ng reaksyon sa anyong molekular.
14 (4 na puntos). Ayusin ang mga metal: tanso, ginto, aluminyo, tingga sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng density.
15 (5 puntos). Kalkulahin ang masa ng metal na nakuha mula sa 160 g ng tanso (II) oxide.
E.N.FRENKEL
Tutorial sa kimika
Isang gabay para sa mga hindi nakakaalam, ngunit gustong matuto at maunawaan ang kimika
Bahagi I. Mga Elemento ng Pangkalahatang Chemistry
(unang antas ng kahirapan)
pagpapatuloy. Tingnan ang simula sa No. 13, 18, 23/2007
Kabanata 3. Elementarya na impormasyon tungkol sa istruktura ng atom.
Pana-panahong batas ng D.I. Mendeleev
Tandaan kung ano ang isang atom, kung ano ang binubuo ng isang atom, kung ang isang atom ay nagbabago sa mga reaksiyong kemikal.
Ang atom ay isang electrically neutral na particle na binubuo ng positively charged nucleus at negatively charged electron.
Ang bilang ng mga electron sa panahon ng mga proseso ng kemikal ay maaaring magbago, ngunit Ang nuclear charge ay palaging nananatiling pareho. Ang pag-alam sa pamamahagi ng mga electron sa isang atom (ang istraktura ng isang atom), posible na mahulaan ang maraming mga katangian ng isang naibigay na atom, pati na rin ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga sangkap kung saan ito ay bahagi.
Ang istraktura ng atom, i.e. ang komposisyon ng nucleus at ang pamamahagi ng mga electron sa paligid ng nucleus ay madaling matukoy ng posisyon ng elemento sa periodic system.
Sa periodic system ng D.I. Mendeleev, ang mga elemento ng kemikal ay nakaayos sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Ang pagkakasunud-sunod na ito ay malapit na nauugnay sa istraktura ng mga atomo ng mga elementong ito. Ang bawat elemento ng kemikal sa system ay itinalaga serial number, bilang karagdagan, para dito maaari mong tukuyin ang numero ng panahon, numero ng pangkat, uri ng subgroup.
Sponsor ng paglalathala ng artikulong online na tindahan na "Megameh". Sa tindahan ay makakahanap ka ng mga produktong fur para sa bawat panlasa - mga jacket, vests at fur coat na gawa sa fox, nutria, rabbit, mink, silver fox, arctic fox. Nag-aalok din sa iyo ang kumpanya na bumili ng mga piling produkto ng balahibo at gamitin ang mga serbisyo ng indibidwal na pananahi. Pakyawan at tingi ang mga produktong fur - mula sa kategorya ng badyet hanggang sa luho, mga diskwento hanggang 50%, 1 taong warranty, paghahatid sa Ukraine, Russia, CIS at EU na mga bansa, pickup mula sa showroom sa Krivoy Rog, mga kalakal mula sa nangungunang mga tagagawa ng Ukraine , Russia, Turkey at China. Maaari mong tingnan ang catalog ng mga kalakal, presyo, contact at makakuha ng payo sa website, na matatagpuan sa: "megameh.com".
Ang pag-alam sa eksaktong "address" ng isang elemento ng kemikal - isang pangkat, subgroup at numero ng panahon, ang isa ay maaaring malinaw na matukoy ang istraktura ng atom nito.
Panahon ay isang pahalang na hilera ng mga elemento ng kemikal. Mayroong pitong panahon sa modernong periodic system. Ang unang tatlong yugto maliit, dahil naglalaman sila ng 2 o 8 elemento:
1st period - H, He - 2 elemento;
2nd period - Li ... Ne - 8 elemento;
Ika-3 yugto - Na ... Ar - 8 elemento.
Iba pang mga panahon - malaki. Ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng 2-3 hilera ng mga elemento:
Ika-4 na yugto (2 hilera) - K ... Kr - 18 elemento;
Ika-6 na yugto (3 hilera) - Cs ... Rn - 32 elemento. Kasama sa panahong ito ang ilang lanthanides.
Grupo ay isang patayong hilera ng mga elemento ng kemikal. May walong grupo sa kabuuan. Ang bawat pangkat ay binubuo ng dalawang subgroup: pangunahing subgroup at pangalawang subgroup. Halimbawa:
Ang pangunahing subgroup ay nabuo ng mga kemikal na elemento ng maliliit na panahon (halimbawa, N, P) at malalaking panahon (halimbawa, As, Sb, Bi).
Ang isang side subgroup ay nabuo sa pamamagitan ng mga kemikal na elemento ng malalaking panahon lamang (halimbawa, V, Nb,
Ta).
Sa paningin, ang mga subgroup na ito ay madaling makilala. Ang pangunahing subgroup ay "mataas", ito ay nagsisimula sa 1st o 2nd period. Ang pangalawang subgroup ay "mababa", simula sa ika-4 na yugto.
Kaya, ang bawat elemento ng kemikal ng periodic system ay may sariling address: period, group, subgroup, ordinal number.
Halimbawa, ang vanadium V ay isang kemikal na elemento ng ika-4 na yugto, pangkat V, pangalawang subgroup, serial number 23.
Gawain 3.1. Tukuyin ang panahon, pangkat at subgroup para sa mga elemento ng kemikal na may mga serial number 8, 26, 31, 35, 54.
Gawain 3.2. Tukuyin ang serial number at pangalan ng elemento ng kemikal, kung alam na ito ay matatagpuan:
a) sa ika-4 na yugto, pangkat VI, pangalawang subgroup;
b) sa ika-5 yugto, pangkat IV, pangunahing subgroup.
Paano maiuugnay ang impormasyon tungkol sa posisyon ng isang elemento sa periodic system sa istruktura ng atom nito?
Ang isang atom ay binubuo ng isang nucleus (positibong sisingilin) at mga electron (negatibong sisingilin). Sa pangkalahatan, ang atom ay neutral sa kuryente.
Positibo singil ng nucleus ng isang atom katumbas ng atomic number ng elementong kemikal.
Ang nucleus ng isang atom ay isang kumplikadong particle. Halos lahat ng masa ng isang atom ay puro sa nucleus. Dahil ang isang kemikal na elemento ay isang koleksyon ng mga atomo na may parehong nuclear charge, ang mga sumusunod na coordinate ay ipinahiwatig malapit sa simbolo ng elemento:
Batay sa mga datos na ito, maaaring matukoy ang komposisyon ng nucleus. Ang nucleus ay binubuo ng mga proton at neutron.
Proton p ay may mass na 1 (1.0073 amu) at may singil na +1. Neutron n wala itong singil (neutral), at ang masa nito ay humigit-kumulang katumbas ng masa ng isang proton (1.0087 amu).
Ang nuclear charge ay tinutukoy ng mga proton. At ang bilang ng mga proton ay(ayon sa laki) singil ng nucleus ng isang atom, ibig sabihin. serial number.
Bilang ng mga neutron N tinutukoy ng pagkakaiba sa pagitan ng mga dami: "masa ng nucleus" PERO at "serial number" Z. Kaya, para sa isang aluminyo atom:
N = PERO – Z = 27 –13 = 14n,
Gawain 3.3. Tukuyin ang komposisyon ng nuclei ng mga atom kung ang elemento ng kemikal ay nasa:
a) 3rd period, pangkat VII, pangunahing subgroup;
b) ika-4 na yugto, pangkat IV, pangalawang subgroup;
c) 5th period, group I, pangunahing subgroup.
Pansin! Kapag tinutukoy ang mass number ng nucleus ng isang atom, kinakailangang i-round off ang atomic mass na ipinahiwatig sa periodic system. Ginagawa ito dahil ang masa ng proton at neutron ay halos integer, at ang masa ng mga electron ay maaaring mapabayaan.
Alamin natin kung alin sa mga nuclei sa ibaba ang nabibilang sa parehong elemento ng kemikal:
A (20 R + 20n),
B (19 R + 20n),
SA 20 R + 19n).
Ang mga atomo ng parehong elemento ng kemikal ay may nuclei A at B, dahil naglalaman ang mga ito ng parehong bilang ng mga proton, ibig sabihin, ang mga singil ng mga nuclei na ito ay pareho. Ipinakikita ng mga pag-aaral na ang masa ng isang atom ay hindi gaanong nakakaapekto sa mga katangian ng kemikal nito.
Ang mga isotopes ay tinatawag na mga atomo ng parehong elemento ng kemikal (kaparehong bilang ng mga proton), na naiiba sa masa (ibang bilang ng mga neutron).
Ang mga isotopes at ang kanilang mga kemikal na compound ay naiiba sa bawat isa sa mga pisikal na katangian, ngunit ang mga kemikal na katangian ng isotopes ng parehong elemento ng kemikal ay pareho. Kaya, ang mga isotopes ng carbon-14 (14 C) ay may parehong mga kemikal na katangian gaya ng carbon-12 (12 C), na pumapasok sa mga tisyu ng anumang buhay na organismo. Ang pagkakaiba ay makikita lamang sa radyaktibidad (isotope 14 C). Samakatuwid, ang mga isotopes ay ginagamit para sa pagsusuri at paggamot ng iba't ibang mga sakit, para sa siyentipikong pananaliksik.
Bumalik tayo sa paglalarawan ng istraktura ng atom. Tulad ng alam mo, ang nucleus ng isang atom ay hindi nagbabago sa mga proseso ng kemikal. Ano ang nagbabago? Ang variable ay ang kabuuang bilang ng mga electron sa atom at ang pamamahagi ng mga electron. Heneral bilang ng mga electron sa isang neutral na atom ito ay madaling matukoy - ito ay katumbas ng serial number, i.e. singil ng nucleus ng isang atom:
Ang mga electron ay may negatibong singil na -1, at ang kanilang masa ay bale-wala: 1/1840 ng masa ng isang proton.
Ang mga electron na may negatibong sisingilin ay nagtataboy sa isa't isa at nasa magkaibang distansya mula sa nucleus. Kung saan Ang mga electron na may humigit-kumulang pantay na dami ng enerhiya ay matatagpuan sa humigit-kumulang pantay na distansya mula sa nucleus at bumubuo ng antas ng enerhiya.
Ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa isang atom ay katumbas ng bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elementong kemikal. Ang mga antas ng enerhiya ay karaniwang itinalaga bilang mga sumusunod (halimbawa, para sa Al):
Gawain 3.4. Tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa mga atomo ng oxygen, magnesium, calcium, lead.
Ang bawat antas ng enerhiya ay maaaring maglaman ng limitadong bilang ng mga electron:
Sa una - hindi hihigit sa dalawang electron;
Sa pangalawa - hindi hihigit sa walong mga electron;
Sa pangatlo - hindi hihigit sa labing walong mga electron.
Ang mga numerong ito ay nagpapakita na, halimbawa, ang pangalawang antas ng enerhiya ay maaaring magkaroon ng 2, 5, o 7 electron, ngunit hindi 9 o 12 electron.
Mahalagang malaman na anuman ang numero ng antas ng enerhiya sa panlabas na antas(huling) ay hindi maaaring higit sa walong mga electron. Ang panlabas na walong elektron na antas ng enerhiya ay ang pinaka-matatag at tinatawag na kumpleto. Ang ganitong mga antas ng enerhiya ay matatagpuan sa mga pinaka-hindi aktibong elemento - ang mga marangal na gas.
Paano matukoy ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ng natitirang mga atomo? Mayroong isang simpleng panuntunan para dito: bilang ng mga panlabas na electron katumbas ng:
Para sa mga elemento ng pangunahing subgroup - ang bilang ng grupo;
Para sa mga elemento ng pangalawang subgroup, hindi ito maaaring higit sa dalawa.
Halimbawa (Larawan 5):
Gawain 3.5. Tukuyin ang bilang ng mga panlabas na electron para sa mga elemento ng kemikal na may mga serial number na 15, 25, 30, 53.
Gawain 3.6. Maghanap ng mga elemento ng kemikal sa periodic table, sa mga atomo kung saan mayroong kumpletong panlabas na antas.
Napakahalaga na matukoy nang tama ang bilang ng mga panlabas na electron, dahil Ito ay sa kanila na ang pinakamahalagang katangian ng atom ay nauugnay. Kaya, sa mga reaksiyong kemikal, ang mga atom ay may posibilidad na makakuha ng isang matatag, nakumpletong panlabas na antas (8 e). Samakatuwid, ang mga atomo, sa panlabas na antas kung saan kakaunti ang mga electron, mas gustong ibigay ang mga ito.
Ang mga kemikal na elemento na ang mga atomo ay maaari lamang magbigay ng mga electron ay tinatawag na mga metal. Malinaw, dapat mayroong ilang mga electron sa panlabas na antas ng metal na atom: 1, 2, 3.
Kung mayroong maraming mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ng isang atom, ang gayong mga atom ay may posibilidad na tumanggap ng mga electron bago makumpleto ang panlabas na antas ng enerhiya, ibig sabihin, hanggang sa walong mga electron. Ang mga naturang elemento ay tinatawag di-metal.
Tanong. Ang mga kemikal ba na elemento ng pangalawang subgroup ay nabibilang sa mga metal o di-metal? Bakit?
Sagot. Ang mga metal at di-metal ng mga pangunahing subgroup sa periodic table ay pinaghihiwalay ng isang linya na maaaring iguhit mula boron hanggang astatine. Sa itaas ng linyang ito (at sa linya) ay mga di-metal, sa ibaba - mga metal. Ang lahat ng elemento ng pangalawang subgroup ay nasa ibaba ng linyang ito.
Gawain 3.7. Tukuyin kung ang mga metal o di-metal ay kinabibilangan ng: phosphorus, vanadium, cobalt, selenium, bismuth. Gamitin ang posisyon ng elemento sa periodic table ng mga elemento ng kemikal at ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas.
Upang mabuo ang pamamahagi ng mga electron sa mga natitirang antas at sublevel, ang sumusunod na algorithm ay dapat gamitin.
1. Tukuyin ang kabuuang bilang ng mga electron sa atom (sa pamamagitan ng serial number).
2. Tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya (ayon sa numero ng panahon).
3. Tukuyin ang bilang ng mga panlabas na electron (ayon sa uri ng subgroup at numero ng grupo).
4. Ipahiwatig ang bilang ng mga electron sa lahat ng antas maliban sa penultimate isa.
Halimbawa, ayon sa mga puntos 1–4 para sa manganese atom, ito ay tinutukoy:
Kabuuan 25 e; ipinamahagi (2 + 8 + 2) = 12 e; kaya, sa ikatlong antas ay: 25 - 12 = 13 e.
Ang pamamahagi ng mga electron sa manganese atom ay nakuha:
Gawain 3.8. Isagawa ang algorithm sa pamamagitan ng pagguhit ng mga atomic structure diagram para sa mga elemento No. 16, 26, 33, 37. Ipahiwatig kung ang mga ito ay metal o hindi metal. Ipaliwanag ang sagot.
Kapag pinagsama-sama ang mga diagram sa itaas ng istraktura ng atom, hindi namin isinasaalang-alang na ang mga electron sa atom ay sumasakop hindi lamang mga antas, kundi pati na rin ang ilang mga sublevel bawat antas. Ang mga uri ng mga sublevel ay ipinahiwatig ng mga letrang Latin: s, p, d.
Ang bilang ng mga posibleng sublevel ay katumbas ng level number. Ang unang antas ay binubuo ng isa
s-sublevel. Ang pangalawang antas ay binubuo ng dalawang sublevel - s at R. Ang ikatlong antas - mula sa tatlong sublevel - s, p at d.
Ang bawat sublevel ay maaaring maglaman ng mahigpit na limitadong bilang ng mga electron:
sa s-sublevel - hindi hihigit sa 2e;
sa p-sublevel - hindi hihigit sa 6e;
sa d-sublevel - hindi hihigit sa 10e.
Ang mga sublevel ng isang antas ay pinupunan sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod: spd.
kaya, R- Ang sublevel ay hindi maaaring magsimulang punan kung hindi puno s-sublevel ng isang naibigay na antas ng enerhiya, atbp. Batay sa panuntunang ito, madaling mabuo ang elektronikong pagsasaayos ng manganese atom:
Sa pangkalahatan elektronikong pagsasaayos ng isang atom ang mangganeso ay nakasulat na ganito:
25 Mn 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 .
Gawain 3.9. Gumawa ng mga elektronikong pagsasaayos ng mga atom para sa mga elemento ng kemikal No. 16, 26, 33, 37.
Bakit kailangang gumawa ng mga elektronikong pagsasaayos ng mga atomo? Upang matukoy ang mga katangian ng mga elementong kemikal na ito. Dapat tandaan na iyon lamang mga electron ng valence.
Ang mga electron ng Valence ay nasa panlabas na antas ng enerhiya at hindi kumpleto
d-sublevel ng pre-outer level.
Tukuyin natin ang bilang ng mga valence electron para sa manganese:
o pinaikling: Mn ... 3 d 5 4s 2 .
Ano ang matutukoy ng pormula para sa elektronikong pagsasaayos ng isang atom?
1. Anong elemento ito - metal o hindi metal?
Ang Manganese ay isang metal, dahil ang panlabas (ika-apat) na antas ay naglalaman ng dalawang electron.
2. Anong proseso ang tipikal para sa metal?
Ang mga atomo ng Manganese ay palaging nag-aabuloy ng mga electron sa mga reaksyon.
3. Anong mga electron at ilan ang magbibigay ng manganese atom?
Sa mga reaksyon, ang manganese atom ay nagbibigay ng dalawang panlabas na electron (sila ang pinakamalayo mula sa nucleus at mas mahinang naaakit nito), pati na rin ang limang pre-outer. d- mga electron. Ang kabuuang bilang ng mga valence electron ay pito (2 + 5). Sa kasong ito, walong electron ang mananatili sa ikatlong antas ng atom, i.e. nabuo ang kumpletong panlabas na antas.
Ang lahat ng pangangatwiran at konklusyon na ito ay maipapakita gamit ang scheme (Larawan 6):
Ang mga nagresultang conditional charge ng isang atom ay tinatawag estado ng oksihenasyon.
Isinasaalang-alang ang istraktura ng atom, sa katulad na paraan maaari itong ipakita na ang tipikal na estado ng oksihenasyon para sa oxygen ay -2, at para sa hydrogen +1.
Tanong. Alin sa mga elemento ng kemikal ang maaaring bumuo ng mga compound ng manganese, kung isasaalang-alang natin ang mga antas ng oksihenasyon nito na nakuha sa itaas?
Sagot: May oxygen lang, tk. ang atom nito ay may kabaligtaran na singil sa estado ng oksihenasyon nito. Ang mga formula ng kaukulang manganese oxides (dito ang mga estado ng oksihenasyon ay tumutugma sa mga valence ng mga elementong kemikal na ito):
Ang istraktura ng manganese atom ay nagpapahiwatig na ang mangganeso ay hindi maaaring magkaroon ng mas mataas na antas ng oksihenasyon, dahil sa kasong ito, ang isa ay kailangang hawakan ang kuwadra, nakumpleto na ngayon, bago ang panlabas na antas. Samakatuwid, ang +7 oxidation state ay ang pinakamataas, at ang katumbas na Mn 2 O 7 oxide ay ang pinakamataas na manganese oxide.
Upang pagsama-samahin ang lahat ng mga konseptong ito, isaalang-alang ang istruktura ng tellurium atom at ilan sa mga katangian nito:
Bilang isang non-metal, ang Te atom ay maaaring tumanggap ng 2 electron bago makumpleto ang panlabas na antas at mag-donate ng "dagdag" na 6 na electron:
Gawain 3.10. Iguhit ang mga elektronikong pagsasaayos ng Na, Rb, Cl, I, Si, Sn atoms. Tukuyin ang mga katangian ng mga elementong kemikal na ito, ang mga formula ng kanilang pinakasimpleng compound (na may oxygen at hydrogen).
Mga Praktikal na Konklusyon
1. Ang mga valence electron lamang ang lumalahok sa mga reaksiyong kemikal, na maaari lamang sa huling dalawang antas.
2. Ang mga metal na atom ay maaari lamang mag-donate ng mga valence electron (lahat o iilan), na kumukuha ng mga positibong estado ng oksihenasyon.
3. Ang mga non-metal na atom ay maaaring tumanggap ng mga electron (nawawala - hanggang walo), habang nakakakuha ng mga negatibong estado ng oksihenasyon, at nag-donate ng mga valence electron (lahat o iilan), habang nakakakuha sila ng mga positibong estado ng oksihenasyon.
Ihambing natin ngayon ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal ng isang subgroup, halimbawa, sodium at rubidium:
Na...3 s 1 at Rb...5 s 1 .
Ano ang karaniwan sa istruktura ng mga atomo ng mga elementong ito? Sa panlabas na antas ng bawat atom, ang isang elektron ay mga aktibong metal. aktibidad ng metal nauugnay sa kakayahang mag-abuloy ng mga electron: mas madaling magbigay ng mga electron ang isang atom, mas malinaw ang mga katangiang metal nito.
Ano ang humahawak ng mga electron sa isang atom? pagkahumaling sa nucleus. Kung mas malapit ang mga electron sa nucleus, mas malakas silang naaakit ng nucleus ng atom, mas mahirap itong "punitin ang mga ito".
Batay dito, sasagutin natin ang tanong: aling elemento - Na o Rb - ang mas madaling nagbibigay ng panlabas na elektron? Aling elemento ang mas aktibong metal? Malinaw, rubidium, dahil ang mga valence electron nito ay mas malayo sa nucleus (at hindi gaanong mahigpit na hawak ng nucleus).
Konklusyon. Sa pangunahing mga subgroup, mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang mga katangian ng metal ay pinahusay, dahil ang radius ng atom ay tumataas, at ang mga valence electron ay mas mahinang naaakit sa nucleus.
Ihambing natin ang mga katangian ng mga kemikal na elemento ng pangkat VIIa: Cl …3 s 2 3p 5 at ako...5 s 2 5p 5 .
Ang parehong mga elemento ng kemikal ay hindi metal, dahil. isang elektron ang nawawala bago makumpleto ang panlabas na antas. Ang mga atomo na ito ay aktibong maakit ang nawawalang elektron. Bukod dito, ang mas malakas na nawawalang elektron ay umaakit sa isang non-metal na atom, mas malakas ang mga di-metal na katangian nito (ang kakayahang tumanggap ng mga electron) ay ipinapakita.
Ano ang sanhi ng pagkahumaling ng isang elektron? Dahil sa positibong singil ng nucleus ng atom. Bilang karagdagan, mas malapit ang elektron sa nucleus, mas malakas ang kanilang kapwa pagkahumaling, mas aktibo ang di-metal.
Tanong. Aling elemento ang may mas malinaw na mga di-metal na katangian: chlorine o yodo?
Sagot: Obviously, chlorine, kasi. ang mga valence electron nito ay mas malapit sa nucleus.
Konklusyon. Ang aktibidad ng mga non-metal sa mga subgroup ay bumababa mula sa itaas hanggang sa ibaba, dahil tumataas ang radius ng atom at mas mahirap para sa nucleus na maakit ang mga nawawalang electron.
Ihambing natin ang mga katangian ng silikon at lata: Si …3 s 2 3p 2 at Sn…5 s 2 5p 2 .
Ang parehong mga atom ay may apat na electron sa panlabas na antas. Gayunpaman, ang mga elementong ito sa periodic table ay nasa magkabilang panig ng linyang nag-uugnay sa boron at astatine. Samakatuwid, para sa silikon, ang simbolo nito ay nasa itaas ng B–At na linya, ang mga di-metal na katangian ay mas malinaw. Sa kabaligtaran, ang lata, na ang simbolo ay nasa ibaba ng B–At na linya, ay may mas malakas na katangian ng metal. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa atom ng lata, apat na valence electron ang tinanggal mula sa nucleus. Samakatuwid, ang attachment ng nawawalang apat na electron ay mahirap. Kasabay nito, ang pagbabalik ng mga electron mula sa ikalimang antas ng enerhiya ay nangyayari nang madali. Para sa silikon, ang parehong mga proseso ay posible, na ang una (pagtanggap ng mga electron) ay nangingibabaw.
Mga konklusyon sa kabanata 3. Ang mas kaunting mga panlabas na electron sa isang atom at mas malayo ang mga ito mula sa nucleus, mas malakas ang mga katangian ng metal.
Ang mas maraming mga panlabas na electron sa isang atom at mas malapit ang mga ito sa nucleus, mas maraming mga di-metal na katangian ang ipinakikita.
Batay sa mga konklusyon na nabuo sa kabanatang ito, ang isang "katangian" ay maaaring isama para sa anumang kemikal na elemento ng periodic system.
Algorithm ng Paglalarawan ng Ari-arian
elemento ng kemikal sa pamamagitan ng posisyon nito
sa periodic system
1. Gumuhit ng diagram ng istraktura ng atom, i.e. matukoy ang komposisyon ng nucleus at ang pamamahagi ng mga electron sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya at sublevel:
Tukuyin ang kabuuang bilang ng mga proton, electron at neutron sa isang atom (sa pamamagitan ng serial number at relatibong atomic mass);
Tukuyin ang bilang ng mga antas ng enerhiya (ayon sa numero ng panahon);
Tukuyin ang bilang ng mga panlabas na electron (ayon sa uri ng subgroup at numero ng grupo);
Ipahiwatig ang bilang ng mga electron sa lahat ng antas ng enerhiya maliban sa penultimate;
2. Tukuyin ang bilang ng mga valence electron.
3. Tukuyin kung aling mga katangian - metal o di-metal - ang mas malinaw para sa isang partikular na elemento ng kemikal.
4. Tukuyin ang bilang ng ibinigay (natanggap) na mga electron.
5. Tukuyin ang pinakamataas at pinakamababang estado ng oksihenasyon ng isang elemento ng kemikal.
6. Isinasaad ng pagbuo para sa oksihenasyon na ito ang mga kemikal na formula ng pinakasimpleng compound na may oxygen at hydrogen.
7. Tukuyin ang katangian ng oxide at sumulat ng equation para sa reaksyon nito sa tubig.
8. Para sa mga sangkap na ipinahiwatig sa talata 6, gumuhit ng mga equation ng mga katangiang reaksyon (tingnan ang Kabanata 2).
Gawain 3.11. Ayon sa pamamaraan sa itaas, gumawa ng mga paglalarawan ng mga atomo ng sulfur, selenium, calcium at strontium at ang mga katangian ng mga elementong kemikal na ito. Ano ang mga pangkalahatang katangian ng kanilang mga oxide at hydroxides?
Kung nakumpleto mo na ang mga pagsasanay 3.10 at 3.11, kung gayon madaling makita na hindi lamang ang mga atomo ng mga elemento ng isang subgroup, kundi pati na rin ang kanilang mga compound ay may mga karaniwang katangian at isang katulad na komposisyon.
Pana-panahong batas ng D.I. Mendeleev:ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal, pati na rin ang mga katangian ng simple at kumplikadong mga sangkap na nabuo sa kanila, ay nasa pana-panahong pag-asa sa singil ng nuclei ng kanilang mga atomo.
Ang pisikal na kahulugan ng pana-panahong batas: ang mga katangian ng mga elemento ng kemikal ay panaka-nakang paulit-ulit dahil ang mga pagsasaayos ng mga valence electron (ang pamamahagi ng mga electron ng mga panlabas at penultimate na antas) ay pana-panahong inuulit.
Kaya, ang mga elemento ng kemikal ng parehong subgroup ay may parehong pamamahagi ng mga valence electron at, samakatuwid, ang mga katulad na katangian.
Halimbawa, ang mga kemikal na elemento ng ikalimang pangkat ay may limang valence electron. Kasabay nito, sa mga atomo ng kemikal mga elemento ng pangunahing subgroup- lahat ng valence electron ay nasa panlabas na antas: ... ns 2 np 3, saan n– numero ng panahon.
Sa mga atomo mga elemento ng pangalawang subgroup 1 o 2 electron lamang ang nasa panlabas na antas, ang natitira ay nasa d- sublevel ng pre-external level: ... ( n – 1)d 3 ns 2, kung saan n– numero ng panahon.
Gawain 3.12. Gumawa ng mga maikling elektronikong formula para sa mga atomo ng mga elemento ng kemikal No. 35 at 42, at pagkatapos ay buuin ang pamamahagi ng mga electron sa mga atom na ito ayon sa algorithm. Tiyaking magkatotoo ang iyong hula.
Mga pagsasanay para sa kabanata 3
1. Bumuo ng mga kahulugan ng mga konseptong "panahon", "grupo", "subgroup". Ano ang binubuo ng mga kemikal na elemento: a) period; b) isang pangkat; c) subgroup?
2. Ano ang isotopes? Anong mga katangian - pisikal o kemikal - mayroon ang mga isotopes na magkakatulad? Bakit?
3. Bumuo ng pana-panahong batas ng DIMendeleev. Ipaliwanag ang pisikal na kahulugan nito at ilarawan gamit ang mga halimbawa.
4. Ano ang mga katangian ng metal ng mga elemento ng kemikal? Paano sila nagbabago sa isang grupo at sa isang panahon? Bakit?
5. Ano ang mga di-metal na katangian ng mga elemento ng kemikal? Paano sila nagbabago sa isang grupo at sa isang panahon? Bakit?
6. Gumawa ng maikling elektronikong mga formula ng mga elemento ng kemikal No. 43, 51, 38. Kumpirmahin ang iyong mga pagpapalagay sa pamamagitan ng paglalarawan sa istruktura ng mga atomo ng mga elementong ito ayon sa algorithm sa itaas. Tukuyin ang mga katangian ng mga elementong ito.
7. Sa pamamagitan ng maikling electronic formula
a) ...4 s 2 4p 1 ;
b) …4 d 1 5s 2 ;
sa 3 d 5 4s 1
matukoy ang posisyon ng mga kaukulang elemento ng kemikal sa periodic system ng D.I. Mendeleev. Pangalanan ang mga kemikal na elementong ito. Kumpirmahin ang iyong mga pagpapalagay sa isang paglalarawan ng istraktura ng mga atomo ng mga elementong kemikal na ito ayon sa algorithm. Tukuyin ang mga katangian ng mga elementong kemikal na ito.
Itutuloy
- mga particle na bumubuo ng mga molekula.Subukang isipin kung gaano kaliit ang mga atomo kumpara sa laki ng mga molekula mismo sa halimbawang ito.
Punan natin ng gas ang rubber balloon. Kung ipagpalagay natin na isang milyong molekula bawat segundo ang lumalabas sa bola sa pamamagitan ng isang manipis na pagbutas, pagkatapos ay aabutin ng 30 bilyong taon para makatakas ang lahat ng mga molekula mula sa bola. Ngunit ang isang molekula ay maaaring maglaman ng dalawa, tatlo, o marahil ilang sampu o kahit ilang libong atomo!
Ginawang posible ng modernong teknolohiya na kunan ng larawan ang molekula at ang atom gamit ang isang espesyal na mikroskopyo. Ang molekula ay nakuhanan ng larawan sa isang magnification na 70 milyong beses, at ang atom sa 260 milyong beses.
Sa mahabang panahon, naniniwala ang mga siyentipiko na ang atom ay hindi mahahati. Kahit isang salita atom sa ibig sabihin ng Greek "hindi mahahati". Gayunpaman, ipinakita ng mga pangmatagalang pag-aaral na, sa kabila ng kanilang maliit na sukat, ang mga atomo ay binubuo ng mas maliliit na bahagi ( elementarya na mga particle).
Hindi ba totoo na ang istraktura ng atom ay kahawig solar system ?
AT ang sentro ng atom - nucleus, kung saan gumagalaw ang mga electron sa ilang distansya
Core- ang pinakamabigat na bahagi ng atom, naglalaman ito ng masa ng atom.
Ang nucleus at mga electron ay may mga singil sa kuryente na magkasalungat sa tanda ngunit pantay sa magnitude.
Ang nucleus ay may positibong singil, ang mga electron ay may negatibong singil, kaya ang atom sa kabuuan ay hindi sinisingil.
Tandaan
Ang lahat ng mga atomo ay may nucleus at mga electron. Ang mga atom ay naiiba sa bawat isa: sa pamamagitan ng masa at singil ng nucleus; ang bilang ng mga electron.
Mag-ehersisyo
Bilangin ang bilang ng mga electron sa aluminum, carbon, hydrogen atoms. Punan ang talahanayan.
|
· Pangalan ng atom |
Bilang ng mga electron sa isang atom |
|
aluminyo atom |
|
|
carbon atom |
|
|
atom ng hydrogen |
Gusto mo bang malaman ang higit pa tungkol sa istraktura ng atom? Pagkatapos ay basahin mo.
Ang singil ng nucleus ng isang atom ay tinutukoy ng ordinal na numero ng elemento.
Halimbawa , ang serial number ng hydrogen ay 1 (natukoy mula sa Mendeleev Periodic Table), na nangangahulugan na ang singil ng atomic nucleus ay +1.
Ang serial number ng silicon ay 14 (natukoy mula sa Periodic Table), na nangangahulugan na ang singil ng nucleus ng silicon atom ay +14.
Upang maging neutral ang isang atom, ang bilang ng mga positibo at negatibong singil sa isang atom ay dapat na pareho.
(summing up sa zero).
Ang bilang ng mga electron (negatively charged particles) ay katumbas ng charge ng nucleus (positively charged particles) at katumbas ng ordinal number ng elemento.
Ang isang hydrogen atom ay may 1 electron, ang silicon ay may 14 na electron.
Ang mga electron sa isang atom ay gumagalaw sa mga antas ng enerhiya.
Ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa isang atom ay tinutukoy ng bilang ng panahon, kung saan matatagpuan ang elemento (natukoy din mula sa Periodic Table ng Mendeleev)
Halimbawa, ang hydrogen ay isang elemento ng unang panahon, na nangangahulugang mayroon ito
1 na antas ng enerhiya, at ang silikon ay isang elemento ng ikatlong yugto, samakatuwid 14 na mga electron ang ipinamamahagi sa tatlong antas ng enerhiya. Ang oxygen at carbon ay mga elemento ng ikatlong yugto, kaya ang mga electron ay gumagalaw sa tatlong antas ng enerhiya.
Mag-ehersisyo
1. Ano ang singil ng nucleus sa mga atomo ng mga elemento ng kemikal na ipinapakita sa figure?
2. Ilang antas ng enerhiya ang mayroon sa isang aluminyo atom?
kanin. 7. Mga hugis at oryentasyon ng imahe
s-,p-,d-, mga orbital na gumagamit ng mga hangganang ibabaw.
Quantum numberm l tinawag magnetic . Tinutukoy nito ang spatial arrangement ng atomic orbital at kumukuha ng mga integer value mula sa - l sa + l sa pamamagitan ng zero, iyon ay 2 l+ 1 na halaga (Talahanayan 27).
Mga orbital ng parehong sublevel ( l= const) ay may parehong enerhiya. Ang ganitong estado ay tinatawag bumababa sa enerhiya. Kaya p-orbital - tatlong beses, d- limang beses, at f ay pitong beses na bumagsak. Mga hangganang ibabaw s-,p-,d-, ang mga orbital ay ipinapakita sa fig. 7.
s -mga orbital spherically simetriko para sa anumang n at naiiba sa bawat isa lamang sa laki ng globo. Ang kanilang maximally simetriko hugis ay dahil sa ang katunayan na sa l= 0 at μ l = 0.
Talahanayan 27
Bilang ng mga orbital sa mga sublevel ng enerhiya
|
Orbital quantum number |
Magnetic na quantum number |
Bilang ng mga orbital na may ibinigay na halaga l |
|
m l | ||
|
–2, –1, 0, +1, +2 | ||
|
–3, –2, –1, 0, +1, +2, +3 |
p -mga orbital umiiral sa n≥ 2 at l= 1, kaya mayroong tatlong posibleng oryentasyon sa espasyo: m l= -1, 0, +1. Ang lahat ng mga p-orbital ay may nodal plane na naghahati sa orbital sa dalawang rehiyon; samakatuwid, ang mga hangganan ng ibabaw ay hugis dumbbell, na nakatuon sa espasyo sa isang anggulo na 90° na may kaugnayan sa isa't isa. Ang mga palakol ng mahusay na proporsyon para sa kanila ay ang mga coordinate axes, na tinutukoy p x , p y , p z .
d -mga orbital tinutukoy ng quantum number l = 2 (n≥ 3), kung saan m l= –2, –1, 0, +1, +2, ibig sabihin, nailalarawan sila ng limang variant ng oryentasyon sa espasyo. d-Ang mga orbital na nakatuon sa mga blades sa kahabaan ng mga coordinate axes ay tinutukoy d z² at d x ²– y², at nakatuon sa pamamagitan ng mga blades kasama ang mga bisector ng mga coordinate na anggulo - d xy , d yz , d xz .
pito f -mga orbital katumbas l = 3 (n≥ 4) ay ipinapakita bilang mga ibabaw ng hangganan.
quantum number n, l at m hindi ganap na nailalarawan ang estado ng isang elektron sa isang atom. Ito ay eksperimento na itinatag na ang elektron ay may isa pang pag-aari - spin. Sa simpleng paraan, maaaring ilarawan ang spin bilang pag-ikot ng isang electron sa paligid ng sarili nitong axis. Iikot ang quantum number m s ay may dalawang kahulugan lamang m s= ±1/2, na dalawang projection ng angular momentum ng electron sa napiling axis. mga electron na may iba't ibang m s ipinahihiwatig ng mga arrow na nakaturo pataas at pababa.
Ang pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga atomic orbital
Ang populasyon ng mga atomic orbitals (AO) na may mga electron ay isinasagawa ayon sa prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya, ang prinsipyo ng Paulia, ang panuntunan ng Hund, at para sa maraming-electron na mga atomo, ang panuntunang Klechkovsky.
Ang prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya ay nangangailangan ng mga electron na punan ang AO sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng enerhiya ng elektron sa mga orbital na ito. Sinasalamin nito ang pangkalahatang tuntunin - ang pinakamataas na katatagan ng system ay tumutugma sa pinakamaliit na enerhiya nito.
Prinsipyo pauli (1925) ipinagbabawal ang mga electron na may parehong hanay ng mga quantum number na nasa isang multi-electron atom. Nangangahulugan ito na ang alinmang dalawang electron sa isang atom (o molekula, o ion) ay dapat na magkaiba sa isa't isa sa halaga ng hindi bababa sa isang quantum number, iyon ay, hindi maaaring magkaroon ng higit sa dalawang electron na may magkaibang mga spin (pinares na mga electron) sa isang orbital. Ang bawat sublevel ay naglalaman ng 2 l+ 1 orbital na naglalaman ng hindi hihigit sa 2(2 l+ 1) mga electron. Ito ay sumusunod mula dito na ang kapasidad s-orbital - 2, p-orbital - 6, d-orbital - 10 at f-orbital - 14 na mga electron. Kung ang bilang ng mga electron para sa isang naibigay l kabuuan mula 0 hanggang n– 1, pagkatapos ay makuha namin ang formula Bora–Ibaon, na tumutukoy sa kabuuang bilang ng mga electron sa isang antas na may ibinigay n:
Ang formula na ito ay hindi isinasaalang-alang ang interelectronic na pakikipag-ugnayan at titigil na maging wasto kapag n ≥ 3.
Ang mga orbital na may parehong enerhiya (degenerate) ay pinupuno ayon sa tuntunin Gunda : ang pagsasaayos ng elektron na may pinakamataas na pag-ikot ay may pinakamababang enerhiya. Nangangahulugan ito na kung mayroong tatlong mga electron sa p-orbital, kung gayon ang mga ito ay nakaayos tulad ng sumusunod: , at ang kabuuang pag-ikot S=3/2, hindi ganito: , S=1/2.
Ang panuntunan ni Klechkovsky (prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya). Sa multielectron atoms, tulad ng sa hydrogen atom, ang estado ng electron ay tinutukoy ng mga halaga ng parehong apat na quantum number, ngunit sa kasong ito ang electron ay hindi lamang sa larangan ng nucleus, kundi pati na rin sa field. ng iba pang mga electron. Samakatuwid, ang enerhiya sa maraming-electron na mga atom ay tinutukoy hindi lamang ng punong-guro, kundi pati na rin ng orbital quantum number, o sa halip, ang kanilang kabuuan: tumataas ang enerhiya ng mga atomic orbital habang tumataas ang kabuuann + l; na may parehong halaga, ang antas na may mas maliit ay unang punannat malakil. Ang enerhiya ng atomic orbitals ay tumataas ayon sa serye:
|
1s<2s<2p<3s<3p<4s≈3d<4p<5s≈4d<5p<6s≈4f≈5d<6p<7s≈5f≈6d<7p. |
Kaya, apat na quantum number ang naglalarawan sa estado ng isang electron sa isang atom at nailalarawan ang enerhiya ng electron, ang spin nito, ang hugis ng electron cloud at ang oryentasyon nito sa espasyo. Kapag ang isang atom ay pumasa mula sa isang estado patungo sa isa pa, ang ulap ng elektron ay muling naayos, iyon ay, ang mga halaga ng mga numero ng quantum ay nagbabago, na sinamahan ng pagsipsip o paglabas ng enerhiya na quanta ng atom.
