Аргентин электронды формуласы. Атомдардың электрондық формулалары. Электрондық формулалардың ақпараттық мазмұны

Электрондық конфигурацияатом – оның электронды орбитальдарының сандық көрінісі. Электрондық орбитальдар – атом ядросының айналасында орналасқан әртүрлі пішінді аймақтар, онда электронның табылуы математикалық ықтимал. Электрондық конфигурация оқырманға атомның қанша электрон орбитальдары бар екенін тез және оңай айтуға, сондай-ақ әрбір орбитальдағы электрондардың санын анықтауға көмектеседі. Осы мақаланы оқығаннан кейін сіз электронды конфигурацияларды құрастыру әдісін меңгересіз.

Қадамдар

Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесі арқылы электрондардың таралуы

Атомыңыздың атомдық нөмірін табыңыз.Әрбір атомда онымен байланысқан электрондардың белгілі бір саны болады. Периодтық жүйедегі атом таңбасын табыңыз. Атомдық сан 1-ден басталып (сутегі үшін) және әрбір келесі атом үшін бір-бірге өсетін оң бүтін сан болып табылады. Атомдық нөмір - атомдағы протондар саны, сондықтан заряды нөлдік атомның электрондарының саны.

Атомның зарядын анықтаңыз.Бейтарап атомдарда периодтық кестеде көрсетілгендей электрондар саны болады. Бірақ зарядталған атомдар зарядының шамасына қарай азды-көпті электрондарға ие болады. Егер сіз зарядталған атоммен жұмыс жасасаңыз, электрондарды келесідей қосыңыз немесе азайтыңыз: әрбір теріс зарядқа бір электрон қосыңыз және әрбір оң заряд үшін бір электронды алыңыз.

• Мысалы, заряды -1 натрий атомында қосымша электрон болады қосымшаоның негізгі атомдық нөмірі 11. Басқаша айтқанда, атомда барлығы 12 электрон болады.
• Егер біз заряды +1 натрий атомы туралы айтатын болсақ, онда 11 негізгі атомдық нөмірден бір электронды алып тастау керек. Осылайша, атомда 10 электрон болады.

1. Орбитальдардың негізгі тізімін есте сақтаңыз.Атомдағы электрондар саны көбейген сайын олар атомның электронды қабатының әртүрлі ішкі деңгейлерін белгілі бір реттілікпен толтырады. Электрондық қабаттың әрбір ішкі деңгейі толтырылған кезде электрондардың жұп санын қамтиды. Келесі ішкі деңгейлер қол жетімді:

   Электрондық конфигурация белгілерін түсіну.Электрондық конфигурациялар әрбір орбитальдағы электрондардың санын анық көрсету үшін жазылған. Орбитальдар ретімен жазылады, әрбір орбитальдағы атомдар саны орбиталь атауының оң жағында үстіңгі таңба ретінде жазылады. Аяқталған электрондық конфигурация ішкі деңгей белгілеулері мен үстіңгі белгілер тізбегі түрінде болады.

   • Мұнда, мысалы, ең қарапайым электрондық конфигурация: 1s 2 2s 2 2p 6 .Бұл конфигурация 1s ішкі деңгейінде екі электронның, 2s ішкі деңгейінде екі электронның және 2p ішкі деңгейінде алты электронның бар екенін көрсетеді. 2 + 2 + 6 = барлығы 10 электрон. Бұл бейтарап неон атомының электрондық конфигурациясы (неонның атомдық нөмірі 10).

2. Орбитальдардың орналасу ретін есте сақтаңыз.Электрондық орбитальдар электрон қабатының санының өсу ретімен нөмірленетінін, бірақ энергиясының өсу реті бойынша орналасқанын есте сақтаңыз. Мысалы, толтырылған 4s 2 орбиталь ішінара толтырылған немесе толтырылған 3d 10 орбитальға қарағанда энергиясы төмен (немесе аз қозғалғыштығы) бар, сондықтан 4s орбиталь бірінші жазылады. Орбитальдардың ретін білгеннен кейін оларды атомдағы электрондар санына қарай оңай толтыруға болады. Орбитальдарды толтыру реті келесідей: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

   • Барлық орбитальдары толтырылған атомның электрондық конфигурациясы келесідей болады: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 67s 14 6d 10 7p 6
   • Барлық орбитальдар толтырылған кезде жоғарыдағы жазба Uuo (ununoctium) 118 элементінің электрондық конфигурациясы екенін, периодтық жүйедегі ең жоғары нөмірленген атом екенін ескеріңіз. Сондықтан бұл электрондық конфигурация бейтарап зарядталған атомның қазіргі уақытта белгілі барлық электрондық ішкі деңгейлерін қамтиды.

3. Атомдағы электрондар санына сәйкес орбитальдарды толтырыңыз.Мысалы, бейтарап кальций атомының электрондық конфигурациясын жазғымыз келсе, оны периодтық жүйедегі атомдық нөмірін іздеуден бастау керек. Оның атомдық нөмірі 20, сондықтан 20 электроны бар атомның конфигурациясын жоғарыдағы ретпен жазамыз.

   • Орбитальдарды жиырмасыншы электронға жеткенше жоғарыдағы ретпен толтырыңыз. Алғашқы 1s орбиталында екі электрон болады, 2s орбиталында да екі, 2p-де алты, 3-те екі, 3p-де 6, 4-те 2 (2 + 2 + 6 +2 +) болады. 6 + 2 = 20 .) Басқаша айтқанда, кальцийдің электрондық конфигурациясы келесі түрге ие: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .
   • Орбитальдар энергияның өсу ретімен орналасқанын ескеріңіз. Мысалы, сіз 4-ші энергетикалық деңгейге өтуге дайын болсаңыз, алдымен 4s орбиталын жазып алыңыз және содан кейін 3d. Төртінші энергетикалық деңгейден кейін сіз сол тәртіп қайталанатын бесіншіге өтесіз. Бұл үшінші энергетикалық деңгейден кейін ғана болады.

4. Периодтық кестені көрнекі нұсқау ретінде пайдаланыңыз.Сіз периодтық кестенің пішіні электронды конфигурациялардағы электронды ішкі деңгейлердің ретіне сәйкес келетінін байқаған боларсыз. Мысалы, сол жақтан екінші бағандағы атомдар әрқашан «s 2»-мен аяқталады, ал жіңішке ортаңғы бөліктің оң жақ шетіндегі атомдар әрқашан «d 10» және т.б. Периодтық кестені конфигурацияларды жазу үшін көрнекі нұсқаулық ретінде пайдаланыңыз - орбитальдарға қосу реті кестедегі позицияңызға қалай сәйкес келеді. Төменде қараңыз:

   • Атап айтқанда, ең сол жақ екі бағанда электрондық конфигурациялары s орбитальдарымен аяқталатын атомдар, кестенің оң жақ блогында конфигурациялары p орбитальдарымен аяқталатын атомдар және төменгі жартысында f орбитальдарымен аяқталатын атомдар бар.
   • Мысалы, хлордың электрондық конфигурациясын жазғанда, былай ойлаңыз: «Бұл атом периодтық жүйенің үшінші қатарында (немесе «периодында») орналасқан. Сондай-ақ ол p орбиталық блоктың бесінші тобында орналасқан. периодтық кестенің.Сондықтан оның электрондық конфигурациясы ..3p 5-пен аяқталады
   • Кестенің d және f орбиталь аймағындағы элементтер орналасқан периодқа сәйкес келмейтін энергия деңгейлерімен сипатталатынын ескеріңіз. Мысалы, d-орбитальдары бар элементтер блогының бірінші қатары 4-ші периодта орналасса да, 3d орбитальдарына сәйкес келеді, ал f-орбитальдары бар элементтердің бірінші қатары 6-да болғанымен 4f орбиталына сәйкес келеді. кезең.

5. Ұзын электронды конфигурацияларды жазуға арналған қысқартуларды үйреніңіз.Периодтық жүйенің оң жақ шетіндегі атомдар деп аталады асыл газдар.Бұл элементтер химиялық тұрғыдан өте тұрақты. Ұзын электронды конфигурацияларды жазу процесін қысқарту үшін атомыңыздан аз электроны бар жақын жердегі асыл газдың химиялық таңбасын шаршы жақшаға жазыңыз, содан кейін келесі орбиталық деңгейлердің электронды конфигурациясын жазуды жалғастырыңыз. Төменде қараңыз:

   • Бұл тұжырымдаманы түсіну үшін мысал конфигурациясын жазу пайдалы болады. Мырыштың (атомдық нөмірі 30) конфигурациясын асыл газды қамтитын аббревиатураны пайдаланып жазайық. Мырыштың толық конфигурациясы келесідей: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10. Дегенмен, 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 асыл газдың аргонның электронды конфигурациясы екенін көреміз. Мырышқа арналған электрондық конфигурацияның бір бөлігін төртбұрышты жақшадағы аргонның химиялық белгісімен (.) ауыстырыңыз.
   • Сонымен, қысқартылған түрде жазылған мырыштың электрондық конфигурациясы келесі пішінге ие: 4с 2 3д 10 .
   • Есіңізде болсын, егер сіз асыл газдың электронды конфигурациясын жазып жатсаңыз, айталық аргон, оны жаза алмайсыз! Осы элементтің алдындағы асыл газдың аббревиатурасын пайдалану керек; аргон үшін бұл неон () болады.

   ADOMAH мерзімді кестесін пайдалану

   1. ADOMAH периодтық кестесін меңгеріңіз.Электрондық конфигурацияны жазудың бұл әдісі есте сақтауды қажет етпейді, бірақ өзгертілген периодтық кестені қажет етеді, өйткені дәстүрлі периодтық жүйеде төртінші периодтан бастап период нөмірі электронды қабатқа сәйкес келмейді. ADOMAH периодтық кестесін табыңыз – ғалым Валерий Циммерман жасаған периодтық жүйенің ерекше түрі. Интернеттен қысқа іздеу арқылы оны табу оңай.

      • ADOMAH периодтық кестесінде көлденең жолдар галогендер, асыл газдар, сілтілік металдар, сілтілі жер металдары және т.б. сияқты элементтер топтарын білдіреді. Тік бағандар электрондық деңгейлерге сәйкес келеді және «каскадтар» деп аталады (диагональды сызықтар біріктіреді). s,p,d блоктарыжәне f) кезеңдерге сәйкес келеді.
      • Гелий сутегіге қарай жылжиды, өйткені бұл элементтердің екеуі де 1s орбитальмен сипатталады. Оң жақта кезеңдік блоктар (s,p,d және f) көрсетілген, ал төменгі жағында деңгей сандары берілген. Элементтер 1-ден 120-ға дейін нөмірленген ұяшықтарда берілген. Бұл сандар бейтарап атомдағы электрондардың жалпы санын көрсететін қарапайым атомдық сандар.

   2. ADOMAH кестесінде атомыңызды табыңыз.Элементтің электрондық конфигурациясын жазу үшін ADOMAH периодтық кестесінен оның таңбасын тауып, атомдық нөмірі жоғары барлық элементтерді сызып тастаңыз. Мысалы, эрбийдің (68) электронды конфигурациясын жазу керек болса, 69-дан 120-ға дейінгі барлық элементтерді сызып тастаңыз.

      • Кестенің төменгі жағындағы 1-ден 8-ге дейінгі сандарға назар аударыңыз. Бұл электрондық деңгейлердің сандары немесе бағандар саны. Тек сызылған элементтерді қамтитын бағандарды елемеу. Эрбия үшін 1,2,3,4,5 және 6 нөмірленген бағандар қалады.

   3. Орбиталық ішкі деңгейлерді элементіңізге дейін санаңыз.Кестенің оң жағында көрсетілген блок белгілеріне (s, p, d және f) және негізде көрсетілген баған нөмірлеріне қарап, блоктар арасындағы қиғаш сызықтарды елемеңіз және бағандарды ретімен тізімдеп, баған блоктарына бөліңіз. төменнен жоғарыға. Тағы да, барлық элементтері сызылған блоктарды елемеңіз. Бағандардың блоктарын баған нөмірінен кейін блок белгісінен бастап жазыңыз, осылайша: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (эрбий үшін).

      • Назар аударыңыз: Er-тің жоғарыдағы электронды конфигурациясы электронды ішкі деңгей санының өсу ретімен жазылған. Оны орбитальдарды толтыру ретімен де жазуға болады. Ол үшін баған блоктарын жазғанда бағандарға емес, төменнен жоғарыға қарай каскадтарды орындаңыз: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12 .

   4. Әрбір электронды ішкі деңгей үшін электрондарды санаңыз.Әр элементтен бір электрон қоса отырып, әр баған блогындағы сызылмаған элементтерді санап, олардың санын әр баған блогы үшін блок белгісінің жанына былай жаз: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2 . Біздің мысалда бұл эрбийдің электронды конфигурациясы.

   5. Қате электрондық конфигурациялардан хабардар болыңыз.Ең төменгі энергетикалық күйдегі атомдардың электрондық конфигурацияларына қатысты он сегіз типтік ерекшелік бар, олар негізгі энергия күйі деп те аталады. Олар бағынбайды жалпы ережетек электрондар алатын соңғы екі немесе үш позицияда. Бұл жағдайда нақты электрондық конфигурация электрондардың атомның стандартты конфигурациясымен салыстырғанда энергиясы төмен күйде болуын болжайды. Ерекше атомдарға мыналар жатады:

      • Cr(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Nb(..., 4d4, 5s1); Ай(..., 4d5, 5s1); Ru(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); Pd(..., 4d10, 5s0); Ag(..., 4d10, 5s1); Ла(..., 5d1, 6s2); Ce(..., 4f1, 5d1, 6s2); Gd(..., 4f7, 5d1, 6s2); Ау(..., 5d10, 6s1); Ак(..., 6d1, 7s2); Th(..., 6d2, 7s2); Па(..., 5f2, 6d1, 7s2); У(..., 5f3, 6d1, 7s2); Np(..., 5f4, 6d1, 7s2) және См(..., 5f7, 6d1, 7s2).
   • Электрондық конфигурация түрінде жазылған атомның атомдық нөмірін табу үшін әріптерден кейінгі барлық сандарды (s, p, d және f) қосу жеткілікті. Бұл тек бейтарап атомдар үшін жұмыс істейді, егер сіз ионмен жұмыс жасасаңыз, ол жұмыс істемейді - қосымша немесе жоғалған электрондардың санын қосуға немесе азайтуға тура келеді.
   • Әріптен кейінгі сан үстіңгі жазу болып табылады, тестте қателеспеңіз.
   • «Жартылай толық» ішкі деңгей тұрақтылығы жоқ. Бұл жеңілдету. «Жартылай толтырылған» ішкі деңгейлерге жататын кез келген тұрақтылық әрбір орбитальда бір электронның болуымен түсіндіріледі, осылайша электрондар арасындағы итеруді азайтады.
   • Әрбір атом тұрақты күйге ұмтылады және ең тұрақты конфигурацияларда s және p ішкі деңгейлері толтырылған (s2 және p6). Асыл газдар мұндай конфигурацияға ие, сондықтан олар сирек реакцияға түседі және периодтық кестеде оң жақта орналасады. Сондықтан, егер конфигурация 3p 4-пен аяқталса, онда тұрақты күйге жету үшін оған екі электрон қажет (алтауын, соның ішінде s-кіші деңгейлі электрондарды жоғалту үшін көбірек энергия қажет, сондықтан төртеуін жоғалту оңайырақ). Ал егер конфигурация 4d 3 аяқталса, онда тұрақты күйге жету үшін үш электрон жоғалту керек. Сонымен қатар, жартылай толтырылған ішкі деңгейлер (s1, p3, d5..), мысалы, p4 немесе p2 қарағанда тұрақты; дегенмен, s2 және p6 одан да тұрақты болады.
   • Ионмен жұмыс істегенде, бұл протондар саны электрондар санына тең емес дегенді білдіреді. Бұл жағдайда атомның заряды химиялық таңбаның жоғарғы оң жағында (әдетте) бейнеленген болады. Демек, заряды +2 бар сурьма атомының электрондық конфигурациясы 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1 болады. 5p 3 5p 1 болып өзгергенін ескеріңіз. Бейтарап атом конфигурациясы s және p-ден басқа ішкі деңгейлерде аяқталғанда абай болыңыз.Электрондарды алып тастағанда, оларды тек валенттік орбитальдардан (s және p орбитальдары) алуға болады. Демек, егер конфигурация 4s 2 3d 7-мен аяқталса және атом +2 заряд алса, онда конфигурация 4s 0 3d 7-мен аяқталады. 3d 7 екенін ескеріңіз Жоқөзгерсе, оның орнына s орбиталындағы электрондар жоғалады.
   • Электронды «жоғары энергетикалық деңгейге көшуге» мәжбүр ететін жағдайлар бар. Ішкі деңгей жарты немесе толық болу үшін бір электрон жетпей қалғанда, ең жақын s немесе p ішкі деңгейінен бір электрон алыңыз және оны электрон қажет ететін ішкі деңгейге жылжытыңыз.
   • Электрондық конфигурацияны жазудың екі нұсқасы бар. Оларды жоғарыда эрбий үшін көрсетілгендей энергетикалық деңгей сандарының өсу ретімен немесе электронды орбитальдарды толтыру ретімен жазуға болады.
   • Сондай-ақ соңғы s және p ішкі деңгейлерін көрсететін валенттілік конфигурациясын ғана жазу арқылы элементтің электрондық конфигурациясын жазуға болады. Осылайша, сурьманың валенттілік конфигурациясы 5s 2 5p 3 болады.
   • Иондар бірдей емес. Олармен бұл әлдеқайда қиын. Екі деңгейді өткізіп жіберіп, қай жерден бастағаныңызға және электрондар санының қаншалықты көп екеніне байланысты бірдей үлгіні орындаңыз.

11-есеп.
17-элементтің электронды-графикалық формуласын жазыңыз, оның валенттік электрондарын анықтаңыз және кванттық сандар арқылы сипаттаңыз.
Шешімі:
Электрондық конфигурация nlx , Қайда n - бас кванттық сан, л x n+1 (Клечковский ережесі

1s>2s>2р>3s>3р>4s>3d>4р>5s>4d>5r>6s>(5d1) >4f>5d>6р>7s>(6d1-2)>5f>6d>7р

Белгілі бір элемент атомындағы электрондар саны оның D.I. кестесіндегі реттік нөміріне тең болғандықтан. Менделеев, онда 17-ші элемент – хлор (Cl – атомдық нөмірі 17) үшін электрондық формула:

1с 2 2с 2 2п 6 3с 2 3п 5

Хлордың валенттік электрондары 3с 2 3п 5 - 3s және 3p ішкі деңгейлерде орналасқан.Cl атомының валенттік орбитальдарында 7 электрон бар. Сондықтан элемент Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесінің жетінші тобына орналастырылған.

Титан атомының электрондық формуласы

12-есеп.
Титан атомының электрондық формуласын жазыңыз, валенттік электрондарды анықтаңыз және кванттық сандар арқылы сипаттаңыз.
Шешімі:
Электрондық формулаларатомдағы электрондардың энергия деңгейлері, ішкі деңгейлері (атомдық орбитальдар) бойынша таралуын көрсету. Электрондық конфигурациятаңбалар топтарымен белгіленеді nlx , Қайда n - бас кванттық сан, л – орбиталық кванттық сан (орнына сәйкес әріптік белгілеуді көрсетіңіз – s, p, d, f), x – берілген ішкі деңгейдегі (орбиталь) электрондар саны. Электронның энергияның ішкі деңгейін алатынын ескеру керек, онда оның энергиясы ең аз - азырақ болады. n+1 (Клечковский ережесі). Энергия деңгейлері мен ішкі деңгейлерді толтыру реті келесідей:

1s>2s>2р>3s>3р>4s>3d>4р>5s>4d>5r>6s>(5d1) >4f>5d>6р>7s>(6d1-2)>5f>6d>7р

Белгілі бір элемент атомындағы электрондар саны оның D.I. кестесіндегі реттік нөміріне тең болғандықтан. Менделеев, онда 22 -Ti элементі үшін электрондық формула:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

Титанның валенттік электрондары 4с 2 3д 2 4s 3D ішкі деңгейлерінде. Атомдардың электронды графикалық формулаларында әрбір атомдық орбиталь шаршы () арқылы белгіленеді.

Электрондық бұлттағы электрондардың деңгейлер, ішкі деңгейлер және орбитальдар бойынша таралуының шартты көрінісі деп аталады. атомның электрондық формуласы.

Ережелер|негізделген| қай|қайсы| макияж|тапсыру| электрондық формулалар

1. Минималды энергия принципі: жүйенің энергиясы неғұрлым аз болса, соғұрлым ол тұрақты болады.

2. Клечковский ережесі: электрондардың электрон бұлтының деңгейлері мен ішкі деңгейлері арасында таралуы негізгі және орбиталық кванттық сандар (n + 1) қосындысының мәнінің өсу ретімен жүреді. Егер мәндер тең болса (n + 1), алдымен n мәні кішірек ішкі деңгей толтырылады.

1 s 2 s p 3 s p d 4 s p d f 5 s p d f 6 s p d f 7 s p d f Деңгей нөмірі n 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 Орбиталь 1 0 1 1 * 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 кванттық сан

n+1| 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10

Клечковский сериясы

1* - №2 кестені қараңыз.

3. Хунд ережесі: бір ішкі деңгейдің орбитальдарын толтырған кезде параллель спиндері бар электрондардың орналасуы ең төменгі энергетикалық деңгейге сәйкес келеді.

Құрастыру|өтеді| электрондық формулалар

Потенциалдық қатар:1 s 2 s p 3 s p d 4 s p d f 5 s p d f 6 s p d f 7 s p d f

(n+1|) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10

Клечковский сериясы

Толтыру реті Электроника 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14.

(n+l|) 1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 7 8.

Электрондық формула 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 d 10 4s 2 p 6 d 10 f 14 5s 2 p 6 d 10 f 14 6s 2 p 6 d 10 f 14 7s 2 p 6 d 10 f 14 8...

(n+1|) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10

Электрондық формулалардың ақпараттық мазмұны

1. Элементтің периодтық|периодтық|дағы орны жүйесі.

2. Мүмкін болатын дәрежелер| элементтің тотығуы.

3. Элементтің химиялық сипаты.

4. Құрамы|қойма| және элементтер қосылыстарының қасиеттері.

Периодтық периодтағы элементтің орны|периодтық|Д.И.Менделеев жүйесі:

A) кезең нөмірі, онда элемент орналасқан, электрондар орналасқан деңгейлер санына сәйкес келеді;

б) топ нөмірі, берілген элемент жататын, валенттілік электрондарының қосындысына тең. s- және p-элементтердің атомдары үшін валенттік электрондар сыртқы деңгейдегі электрондар болып табылады; d – элементтер үшін бұл электрондар сыртқы деңгейжәне алдыңғы деңгейдің толтырылмаған ішкі деңгейі.

V) электронды отбасысоңғы электрон келетін ішкі деңгей белгісімен анықталады (s-, p-, d-, f-).

G) кіші топэлектрондық отбасына жататындығымен анықталады: s - және p - элементтер негізгі топшаларды, ал d - элементтер - екінші реттік, f - элементтер периодтық жүйенің төменгі бөлігінде (актинидтер мен лантанидтер) жеке бөлімдерді алады.

2. Мүмкін дәрежелер| элементтердің тотығуы.

Тотығу күйіатом электрондарды бергенде немесе алған кезде алатын заряд.

Электрондарды беретін атомдар оң заряд алады, ол берілген электрондар санына тең (электрон заряды (-1))

Z E 0 – жоқ  Z E + n

Электрондарды берген атом айналады катион(оң зарядталған ион). Атомнан электронды алу процесі деп аталады иондану процесі.Бұл процесті жүзеге асыру үшін қажетті энергия деп аталады иондану энергиясы ( Eion, eV).

Атомнан бірінші болып орбитальда жұбы жоқ – жұпталмаған сыртқы деңгейдегі электрондар бөлінеді. Бір деңгей ішінде бос орбитальдар болған кезде сыртқы энергияның әсерінен осы деңгейде жұп түзген электрондар жұптаспайды, содан кейін барлығы бірге бөлінеді. Жұптың электрондарының бірінің энергияның бір бөлігін жұтуы және оның жоғары ішкі деңгейге өтуі нәтижесінде пайда болатын жұптасу процесі деп аталады. қозу процесі.

Атом бере алатын электрондардың ең көп саны валенттілік электрондарының санына тең және элемент орналасқан топтың санына сәйкес келеді. Атомның барлық валенттік электрондарын жоғалтқаннан кейін алатын заряды деп аталады ең жоғары тотығу дәрежесіатом.

Босатқаннан кейін|жұмыстан босатылғаннан| валенттілік деңгейі сыртқы болады|болады| деңгейі қандай|қандай| алдыңғы валенттілік. Бұл толығымен электрондармен толтырылған деңгей, демек|демек,| энергетикалық тұрақты.

Сыртқы деңгейде 4-тен 7-ге дейін электрондары бар элементтер атомдары тек электрондарды беру арқылы ғана емес, сонымен қатар оларды қосу арқылы да энергетикалық тұрақты күйге жетеді. Нәтижесінде деңгей (.ns 2 p 6) қалыптасады - тұрақты инертті газ күйі.

Электрондарды қосқан атом алады терісдәрежесітотығу– қабылданған электрондар санына тең теріс заряд.

Z E 0 + ne  Z E - n

Атом қоса алатын электрондар саны (8 –N|) санына тең, мұндағы N – топтың саны|қандай| элемент (немесе валенттік электрондар саны) орналасқан.

Атомға электрондарды қосу процесі энергияның бөлінуімен бірге жүреді, ол деп аталады электронға жақындығы (Esaffinity,eB).

Элементтердің атомдары үшін электрондық формулаларды жазу кезінде энергия деңгейлерін көрсетіңіз (негізгі кванттық санның мәндері). nсандар түрінде - 1, 2, 3 және т.б.), энергетикалық ішкі деңгейлер (орбиталық кванттық сан мәндері) ләріптер түрінде - с, б, d, f) және жоғарғы жағындағы сан берілген ішкі деңгейдегі электрондар санын көрсетеді.

Кестедегі бірінші элемент Д.И. Менделеев сутегі, сондықтан атом ядросының заряды Н 1-ге тең, атомда бір ғана электрон бар с-бірінші деңгейдің ішкі деңгейі. Демек, сутегі атомының электрондық формуласы келесідей болады:

Екінші элемент гелий; оның атомында екі электрон бар, сондықтан гелий атомының электрондық формуласы 2 Жоқ 1с 2. Бірінші период тек екі элементті қамтиды, өйткені бірінші энергетикалық деңгей электрондармен толтырылған, оны тек 2 электрон алады.

Үшінші элемент - литий - екінші кезеңде, сондықтан оның екінші энергетикалық деңгейі электрондармен толтырыла бастайды (бұл туралы жоғарыда айттық). Екінші деңгейдің электрондармен толтырылуы басталады с-ішкі деңгей, сондықтан литий атомының электрондық формуласы 3-ке тең Ли 1с 2 2с 1 . Бериллий атомы электрондармен толтырылады с- ішкі деңгей: 4 Ve 1с 2 2с 2 .

2-ші периодтың келесі элементтерінде екінші энергетикалық деңгей электрондармен толтырылуын жалғастырады, енді ғана ол электрондармен толтырылады. Р- ішкі деңгей: 5 IN 1с 2 2с 2 2Р 1 ; 6 МЕН 1с 2 2с 2 2Р 2 … 10 Жоқ 1с 2 2с 2 2Р 6 .

Неон атомы электрондармен толтыруды аяқтайды Р-қосалқы деңгей, бұл элемент екінші кезеңді аяқтайды, оның сегіз электроны бар, өйткені с- Және Р- ішкі деңгейлерде тек сегіз электрон болуы мүмкін.

3-ші периодтың элементтерінде үшінші деңгейдің энергетикалық ішкі деңгейлерін электрондармен толтырудың ұқсас реттілігі бар. Осы кезеңдегі кейбір элементтер атомдарының электрондық формулалары келесідей:

11 На 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 1 ; 12 Mg 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 ; 13 Әл 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 1 ;

14 Си 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 2 ;…; 18 Ар 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 .

Үшінші период, екіншісі сияқты, толығымен электрондармен толтырылған элементпен (аргон) аяқталады Р-ішкі деңгей, бірақ үшінші деңгей үш ішкі деңгейді қамтиды ( с, Р, d). Клечковский ережелеріне сәйкес энергияның ішкі деңгейлерін толтырудың жоғарыдағы тәртібіне сәйкес 3-ші деңгейдің энергиясы dқосымша 4 деңгейлі энергия с, демек, аргонның жанындағы калий атомы және оның артындағы кальций атомы электрондармен 3 толтырылған. с- төртінші деңгейдің ішкі деңгейі:

19 TO 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 1 ; 20 Са 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 2 .

21-ші элемент – скандийден бастап элементтер атомдарындағы 3-ші ішкі деңгей электрондармен толтырыла бастайды. d. Бұл элементтер атомдарының электрондық формулалары:

21 Sc 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 2 3d 1 ; 22 Ти 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 2 3d 2 .

24-ші элементтің (хром) және 29-шы элементтің (мыс) атомдарында электронның «ағуы» немесе «сәтсіздігі» деп аталатын құбылыс байқалады: сыртқы 4-тен электрон. с– ішкі деңгей 3-ке «құлайды». d– субдеңгей, оны жартылай толтыру (хром үшін) немесе толық (мыс үшін) толтыру, бұл атомның тұрақтылығын арттыруға ықпал етеді:

24 Cr 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 1 3d 5 (...4 орнына с 2 3d 4) және

29 Cu 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 1 3d 10 (...4 орнына с 2 3d 9).

31-ші элемент - галлийден бастап 4-ші деңгейдің электрондармен толтырылуы жалғасуда, қазір - Р– ішкі деңгей:

31 Га 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 2 3d 10 4б 1 …; 36 Kr 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 4с 2 3d 10 4б 6 .

Бұл элемент 18 элементті қамтитын төртінші кезеңді аяқтайды.

Энергетикалық ішкі деңгейлерді электрондармен толтырудың ұқсас тәртібі 5-ші период элементтерінің атомдарында кездеседі. Алғашқы екеуіне (рубидий және стронций) толтырылады с– 5-ші деңгейдің ішкі деңгейі, келесі он элемент үшін (иттрийден кадмийге дейін) толтырылады d– 4-ші деңгейдің ішкі деңгейі; Период алты элементпен (индийден ксенонға дейін) аяқталады, олардың атомдары электрондармен толтырылған. Р– сыртқы, бесінші деңгейдің ішкі деңгейі. Сондай-ақ периодта 18 элемент бар.

Алтыншы периодтың элементтері үшін бұл толтыру тәртібі бұзылады. Периодтың басында, әдеттегідей, атомдары электрондармен толтырылған екі элемент бар с– сыртқы, алтыншы, деңгейдің ішкі деңгейі. Олардың артындағы келесі элемент лантан электрондармен толтырыла бастайды d– алдыңғы деңгейдің ішкі деңгейі, яғни. 5 d. Бұл электрондармен толтыруды аяқтайды 5 d- төменгі деңгей тоқтайды және келесі 14 элемент - церийден лютецийге дейін - толтыра бастайды. f-4-ші деңгейдің ішкі деңгейі. Бұл элементтердің барлығы кестенің бір ұяшығына енгізілген және төменде лантанидтер деп аталатын осы элементтердің кеңейтілген қатары берілген.

72-ші элемент - гафнийден - 80-ші элемент - сынапқа дейін электрондармен толтыру 5 жалғасады. d-қоғамдық деңгей, ал период әдеттегідей алты элементпен (таллийден радонға дейін) аяқталады, олардың атомдары электрондармен толтырылған. Р– сыртқы, алтыншы, деңгейдің ішкі деңгейі. Бұл ең үлкен кезең, оның ішінде 32 элемент.

Жетінші, толық емес, период элементтерінің атомдарында жоғарыда сипатталғандай ішкі деңгейлерді толтырудың бірдей реті көрінеді. Жоғарыда айтылғандардың барлығын ескере отырып, студенттерге 5-7 периодтағы элементтер атомдарының электрондық формулаларын өздері жазуға мүмкіндік береміз.

Ескерту:Кейбіреулерінде оқулықтарЭлементтердің атомдарының электрондық формулаларын жазудың басқа тәртібіне рұқсат етіледі: оларды толтыру реті бойынша емес, әрбір энергетикалық деңгейде кестеде келтірілген электрондар санына сәйкес. Мысалы, мышьяк атомының электрондық формуласы келесідей болуы мүмкін: As 1с 2 2с 2 2Р 6 3с 2 3б 6 3d 10 4с 2 4б 3 .

АНЫҚТАУ

Электрондық формулаХимиялық элемент атомының (конфигурациясы) атомдағы немесе молекуладағы электрондардың электрондық қабаттардағы (деңгейлер мен ішкі деңгейлер) орналасуын көрсетеді.

Көбінесе электронды формулалар жердегі немесе қозған күйдегі атомдар үшін және иондар үшін жазылады.

Химиялық элемент атомының электрондық формуласын құрастыру кезінде ескеру қажет бірнеше ережелер бар. Бұл Паули қағидасы, Клечковский ережесі немесе Хунд ережесі.

Электрондық формуланы құрастыру кезінде химиялық элементтің периодтық нөмірі атомдағы энергетикалық деңгейлердің (қабықтардың) санын, ал оның реттік нөмірі электрондардың санын анықтайтынын ескеру қажет.

Сәйкес Клечковский ережесі, энергия деңгейлерінің толтырылуы негізгі және орбиталық кванттық сандар қосындысының өсу ретімен (n + l), ал осы қосындының тең мәндерімен - n өсу ретімен жүреді:

1с< 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s ≈ 5d ≈ 4f < 6p и т.д.

Сонымен, n + l = 5 мәні 3d (n = 3, l=2), 4d (n=4, l=1) және 5s (n=5, l =0) энергетикалық ішкі деңгейлеріне сәйкес келеді. Бұл ішкі деңгейлердің біріншісі негізгі кванттық санның мәні азырақ деңгеймен толтырылады.

Атомдардағы электрондардың әрекеті швейцариялық ғалым В.Паули тұжырымдаған алып тастау принципіне бағынады: атомда төрт кванттық саны бірдей екі электрон болуы мүмкін емес. Сәйкес Паули принципі, үш кванттық санның белгілі бір мәндерімен сипатталатын бір орбитальда (негізгі, орбиталық және магниттік) спиндік кванттық санның мәні бойынша ерекшеленетін екі электрон ғана орналаса алады. Ол Паули принципінен шығады салдары: Әрбір энергетикалық деңгейдегі электрондардың максималды мүмкін саны бас кванттық санның екі еселенген квадратына тең.

Атомның электрондық формуласы

Атомның электрондық формуласы былай бейнеленген: әрбір энергетикалық деңгей араб цифрымен белгіленген белгілі бір бас кванттық n санына сәйкес келеді; Әрбір саннан кейін энергетикалық ішкі деңгейге сәйкес келетін және орбиталық кванттық санды білдіретін әріп қойылады. Әріптің үстіңгі белгісі ішкі деңгейдегі электрондардың санын көрсетеді. Мысалы, натрий атомының электрондық формуласы келесідей:

11 N 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .

Энергетикалық ішкі деңгейлерді электрондармен толтырған кезде, оны да байқау керек Хунд ережесі: бұл ішкі деңгейде электрондар жалпы спин максималды болатындай энергетикалық күйлерді иеленуге бейім (бұл электронды-графикалық формулаларды құрастыру кезінде айқын көрінеді).

Есептерді шешу мысалдары

МЫСАЛ 1

Жаттығу

Атомдық нөмірлері 7, 16, 21 болатын элементтер атомдарының электрондық формулаларын жаз.

Жауап

Атом нөмірі 7 химиялық элемент - азот. Ол екінші периодта, сондықтан екі орбиталь бар. Периодтық жүйенің V тобында азоттың орналасуы сыртқы энергетикалық деңгейде 5 валенттік электронның бар екенін көрсетеді: 1s 2 2s 2 2p 3 . Атом нөмірі 16 химиялық элемент - күкірт. Ол үшінші периодта, сондықтан үш орбиталь бар. Периодтық жүйенің VI тобында күкірттің орналасуы сыртқы энергетикалық деңгейде 6 валенттік электронның бар екенін көрсетеді: 16 S) 2) 8) 6 ; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 . Атом нөмірі 21 химиялық элемент - скандий. Ол төртінші периодта, сондықтан төрт орбиталь бар. Скандийдің периодтық жүйенің ІІІ тобында орналасуы сыртқы энергетикалық деңгейде 3 валенттік электронның болуын көрсетеді: 21 Sc) 2) 8) 8) 3 ; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 .