Элементүүдийн электрон бүтэц. Атомын электрон бүтэц

Аливаа бодис нь маш жижиг хэсгүүдээс тогтдог атомууд . Атом нь хамгийн жижиг бөөмс химийн элемент, бүгдийг нь хэмнэдэг онцлог шинж чанарууд. Атомын хэмжээг төсөөлөхийн тулд хэрэв тэдгээрийг бие биентэйгээ ойр байрлуулж чадвал нэг сая атом ердөө 0.1 мм-ийн зайг эзлэх байсан гэж хэлэхэд хангалттай.

Бодисын бүтцийн шинжлэх ухааны цаашдын хөгжил нь атом ч бас байгааг харуулсан нарийн төвөгтэй бүтэцэлектрон ба протоноос бүрдэнэ. Энэ нь ийм байдлаар үүссэн электрон онолбодисын бүтэц.

Эрт дээр үед эерэг ба сөрөг гэсэн хоёр төрлийн цахилгаан байдаг гэдгийг олж мэдсэн. Биед агуулагдах цахилгааны хэмжээг цэнэг гэж нэрлэх болсон. Биеийн цахилгаан эрчим хүчний төрлөөс хамааран цэнэг нь эерэг эсвэл сөрөг байж болно.

Мөн адил цэнэг нь түлхэж, ялгаатай нь татдаг болохыг туршилтаар тогтоосон.

Ингээд авч үзье атомын электрон бүтэц. Атомууд нь өөрөөсөө ч жижиг хэсгүүдээс бүрддэг, гэж нэрлэдэг электронууд.

ТОДОРХОЙЛОЛТ:Электрон нь хамгийн жижиг бөөмсхамгийн бага сөрөг цахилгаан цэнэгтэй бодис.

Электронууд эргэн тойрон эргэлддэг төв цөм, нэг буюу хэд хэдэн хэсгээс бүрдэнэ протонуудТэгээд нейтрон, төвлөрсөн тойрог замд. Электронууд нь сөрөг цэнэгтэй бөөмс, протон нь эерэг цэнэгтэй, нейтрон нь төвийг сахисан (Зураг 1.1).

ТОДОРХОЙЛОЛТ:Протон бол хамгийн бага эерэг цахилгаан цэнэгтэй бодисын хамгийн жижиг бөөмс юм.

Электрон ба протон байгаа эсэх нь эргэлзээгүй юм. Эрдэмтэд электрон, протоны масс, цэнэг, хэмжээг тогтоогоод зогсохгүй, тэдгээрийг янз бүрийн цахилгаан, радио инженерийн төхөөрөмжид ажиллуулах боломжтой болгосон.

Мөн электроны масс нь түүний хөдөлгөөний хурдаас хамаардаг ба электрон зөвхөн орон зайд урагшлахаас гадна тэнхлэгээ тойрон эргэдэг болохыг олж тогтоосон.

Бүтцийн хувьд хамгийн энгийн нь устөрөгчийн атом юм (Зураг 1.1). Энэ нь протоны цөм ба цөмийн эргэн тойронд маш хурдтайгаар эргэлддэг электроноос бүрдэж, атомын гаднах бүрхүүлийг (орбит) бүрдүүлдэг. Илүү нарийн төвөгтэй атомууд нь электронууд эргэлддэг хэд хэдэн бүрхүүлтэй байдаг.

Эдгээр бүрхүүлүүд нь цөмөөс дараалсан электронуудаар дүүрдэг (Зураг 1.2).

Одоо үүнийг харцгаая . Хамгийн гадна талын бүрхүүл гэж нэрлэдэг валент, мөн түүнд агуулагдах электронуудын тоог гэж нэрлэдэг валент. Цөмөөс хол байх тусам валентын бүрхүүл,тиймээс цөмөөс валентийн электрон бүрийг татах хүч төдий чинээ бага байдаг. Тиймээс атом нь валентийн бүрхүүл дүүрээгүй, цөмөөс хол байрласан эсвэл алдагдах тохиолдолд өөртөө электрон холбох чадварыг нэмэгдүүлдэг.
Гаднах бүрхүүлийн электронууд энерги хүлээн авах боломжтой. Хэрэв валентын бүрхүүлд байрлах электронууд шаардлагатай энергийн түвшинг хүлээн авдаг бол гадаад хүч, тэд түүнээс салж, атомыг орхиж, өөрөөр хэлбэл чөлөөт электрон болж чадна. Чөлөөт электронууд нэг атомаас атом руу санамсаргүй шилжих чадвартай. Тэдгээрийг агуулсан материалууд том тоо чөлөөт электронууд, гэж нэрлэдэг дамжуулагчид .

Тусгаарлагч , дамжуулагчийн эсрэг байна. Тэд гоожихоос сэргийлдэг цахилгаан гүйдэл. Зарим атомын валентийн электронууд нь бусад атомуудын валентийн бүрхүүлийг дүүргэж, тэдгээрийг нэгтгэдэг тул тусгаарлагч нь тогтвортой байдаг. Энэ нь чөлөөт электрон үүсэхээс сэргийлдэг.
Завсрын байрлалтусгаарлагч ба дамжуулагчийн хооронд байрлана хагас дамжуулагч , гэхдээ бид тэдний талаар дараа ярих болно
Ингээд авч үзье атомын шинж чанар. Ижил тооны электрон ба протонтой атом нь цахилгаан саармаг юм. Нэг буюу хэд хэдэн электрон авсан атом сөрөг цэнэгтэй болж түүнийг дууддаг сөрөг ион. Хэрэв атом нэг буюу хэд хэдэн электроноо алдвал энэ нь болно эерэг ион, өөрөөр хэлбэл эерэгээр цэнэглэгддэг.

Атом хэрхэн бүтдэгийг харцгаая. Бид зөвхөн загваруудын талаар ярих болно гэдгийг санаарай. Практикт атомууд илүү их байдаг нарийн төвөгтэй бүтэц. Гэвч орчин үеийн хөгжлийн ачаар бид шинж чанаруудыг (бүгд биш ч гэсэн) тайлбарлаж, бүр амжилттай таамаглах боломжтой болсон. Тэгэхээр атом ямар бүтэцтэй вэ? Энэ нь юугаар "хийсэн" вэ?

Атомын гаригийн загвар

Анх 1913 онд Данийн физикч Н.Бор санал болгосон. Энэ бол атомын бүтцийн тухай анхны онол юм шинжлэх ухааны баримтууд. Үүнээс гадна орчин үеийн сэдэвчилсэн нэр томъёоны үндэс суурийг тавьсан. Үүний дотор электрон бөөмс үүсдэг эргэлтийн хөдөлгөөнүүдНарны эргэн тойрон дахь гаригуудтай ижил зарчмын дагуу атомын эргэн тойронд. Бор тэдгээр нь зөвхөн цөмөөс тодорхой зайд байрладаг тойрог замд оршин тогтнох боломжтой гэж үзсэн. Эрдэмтэн яагаад ийм болсныг шинжлэх ухааны үүднээс тайлбарлаж чадаагүй ч ийм загвар нь олон туршилтаар батлагдсан. Цөмд хамгийн ойр дугаарласан нэгээс эхлэн тойрог замыг тодорхойлохын тулд бүхэл тоонуудыг ашигласан. Эдгээр бүх тойрог замыг бас түвшин гэж нэрлэдэг. Устөрөгчийн атом нь нэг электрон эргэдэг зөвхөн нэг түвшинтэй. Гэхдээ нарийн төвөгтэй атомууд бас түвшинтэй байдаг. Тэдгээрийг ижил төстэй хослуулсан бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваадаг эрчим хүчний боломжэлектронууд. Тиймээс, хоёр дахь нь аль хэдийн хоёр дэд түвшинтэй - 2s ба 2p. Гурав дахь нь аль хэдийн гурван - 3s, 3p, 3d байна. гэх мэт. Нэгдүгээрт, цөмд ойр байрлах дэд түвшнийх нь "хүн амтай", дараа нь алслагдсан байдаг. Тэд тус бүр нь зөвхөн тодорхой тооны электроныг агуулж чаддаг. Гэхдээ энэ бол төгсгөл биш. Дэд түвшин бүр нь тойрог замд хуваагддаг. -тай харьцуулалт хийцгээе энгийн амьдрал. Атомын электрон үүл нь хоттой адил юм. Түвшин нь гудамж юм. Дэд түвшин - хувийн байшинэсвэл орон сууц. Орбитал - өрөө. Тэд тус бүр нэг эсвэл хоёр электрон "амьдарч" байдаг. Тэд бүгд тодорхой хаягтай. Энэ бол атомын бүтцийн анхны диаграмм байв. Эцэст нь электронуудын хаягийн талаар: тэдгээрийг "квант" гэж нэрлэдэг тооны багцаар тодорхойлно.

Атомын долгионы загвар

Гэхдээ цаг хугацаа өнгөрөхөд гаригийн загваршинэчилсэн байна. Атомын бүтцийн хоёр дахь онолыг дэвшүүлсэн. Энэ нь илүү дэвшилтэт бөгөөд үр дүнг тайлбарлах боломжийг танд олгоно практик туршилтууд. Эхнийх нь Э.Шредингерийн санал болгосон атомын долгионы загвараар солигдсон. Дараа нь электрон нь зөвхөн бөөмс төдийгүй долгион хэлбэрээр илэрч болохыг аль хэдийн тогтоосон. Шредингер юу хийсэн бэ? Тэрээр долгионы хөдөлгөөнийг дүрсэлсэн тэгшитгэлийг ашигласан тул атом дахь электроны траекторийг бус, харин тодорхой цэгт түүнийг илрүүлэх магадлалыг олж болно. Хоёр онолыг нэгтгэдэг зүйл бол энгийн бөөмс нь тодорхой түвшин, дэд түвшин, тойрог замд байрладаг. Загваруудын ижил төстэй байдал энд дуусдаг. Би танд нэг жишээ хэлье - in долгионы онолОрбитал гэдэг нь электроныг 95% магадлалтайгаар олох боломжтой бүс юм. Үлдсэн орон зай нь 5% -ийг эзэлдэг боловч эцэст нь ашигласан нэр томъёо нь нийтлэг байдаг ч атомын бүтцийн онцлогийг долгионы загвараар дүрсэлсэн байдаг.

Энэ тохиолдолд магадлалын тухай ойлголт

Яагаад энэ нэр томъёог ашигласан бэ? Хэйзенберг 1927 онд тодорхойгүй байдлын зарчмыг томъёолсон бөгөөд одоо энэ зарчмыг бичил хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг тодорхойлоход ашиглаж байна. Энэ нь тэдний ердийнхөөс үндсэн ялгаан дээр суурилдаг физик бие. Энэ юу вэ? Сонгодог механикХүн үзэгдлийг тэдэнд нөлөөлөхгүйгээр ажиглаж чадна гэж үзсэн (ажиглалт селестиел биетүүд). Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн тухайн объект тодорхой хугацаанд хаана байхыг тооцоолох боломжтой. Гэхдээ бичил ертөнцийн хувьд бүх зүйл өөр байх ёстой. Жишээлбэл, багаж болон бөөмийн энерги нь харьцуулашгүй учраас электроныг түүнд нөлөөлөхгүйгээр ажиглах боломжгүй болсон. Энэ нь түүний энгийн бөөмийн байршил, төлөв байдал, чиглэл, хөдөлгөөний хурд болон бусад үзүүлэлтүүдийг өөрчлөхөд хүргэдэг. Мөн тодорхой шинж чанаруудын талаар ярих нь утгагүй юм. Тодорхой бус байдлын зарчим нь цөмийн эргэн тойронд байгаа электронуудын яг тодорхой чиглэлийг тооцоолох боломжгүй гэдгийг бидэнд хэлдэг. Та зөвхөн орон зайн тодорхой хэсэгт бөөмс олох магадлалыг зааж өгч болно. Энэ бол химийн элементийн атомын бүтцийн онцлог юм. Гэхдээ үүнийг зөвхөн эрдэмтэд практик туршилтанд анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Атомын найрлага

Гэхдээ бүхэл бүтэн сэдэв дээр анхаарлаа хандуулцгаая. Тиймээс, электрон бүрхүүлээс гадна атомын хоёр дахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь цөм юм. Энэ нь эерэг цэнэгтэй протон ба саармаг нейтроноос бүрдэнэ. Бид бүгд үелэх хүснэгтийг мэддэг. Элемент бүрийн тоо нь түүнд агуулагдах протоны тоотой тохирч байна. Нейтроны тоо нь атомын масс ба протоны тооны зөрүүтэй тэнцүү байна. Энэ дүрмээс гажсан байж болно. Дараа нь тэд элементийн изотоп байдаг гэж хэлдэг. Атомын бүтэц нь электрон бүрхүүлээр "хүрээлэгдсэн" байдаг. ихэвчлэн протоны тоотой тэнцүү байна. Сүүлчийн масс нь эхнийхээс ойролцоогоор 1840 дахин их бөгөөд нейтроны жинтэй ойролцоо байна. Цөмийн радиус нь атомын диаметрийн 1/200,000 орчим байна. Энэ нь өөрөө бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Энэ нь ерөнхийдөө химийн элементүүдийн атомуудын бүтэц юм. Масс, шинж чанарын ялгааг үл харгалзан тэдгээр нь ойролцоогоор ижил харагдаж байна.

Орбитууд

Атомын бүтцийн диаграм гэж юу болох талаар ярихдаа тэдний талаар чимээгүй байж болохгүй. Тиймээс эдгээр төрлүүд байдаг:

1. с. Тэд бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг.
2. х. Тэдгээр нь гурван хэмжээст найман дүрс эсвэл ээрэх шиг харагддаг.
3. d ба f. Байна нарийн төвөгтэй хэлбэр, үүнийг албан ёсны хэлээр тайлбарлахад хэцүү.

Төрөл бүрийн электроныг харгалзах тойрог замд 95% магадлалтайгаар олж болно. Өгөгдсөн мэдээлэл нь хийсвэр шинж чанартай тул тайван байх ёстой математик загвар, нөхцөл байдлын бодит бодит байдлаас илүү. Гэхдээ энэ бүхнээс үл хамааран түүнд сайн зүйл бий урьдчилан таамаглах хүчатом, тэр ч байтугай молекулуудын химийн шинж чанаруудын талаар. Түвшин нь цөмөөс хол байх тусам түүн дээр илүү их электрон байрлуулж болно. Тиймээс тойрог замын тоог тусгай томъёогоор тооцоолж болно: x 2. Энд x нь түвшний тоотой тэнцүү байна. Хоёр хүртэлх электроныг тойрог замд байрлуулж болох тул эцсийн эцэст тэдгээрийн тоон хайлтын томъёо дараах байдлаар харагдах болно: 2x2.

Орбитууд: техникийн өгөгдөл

Хэрэв бид фторын атомын бүтцийн талаар ярих юм бол гурван тойрог замтай болно. Тэд бүгдээрээ дүүрэх болно. Нэг дэд түвшний тойрог замын энерги ижил байна. Тэдгээрийг тодорхойлохын тулд давхаргын дугаарыг нэмнэ үү: 2s, 4p, 6d. Фторын атомын бүтцийн тухай яриа руугаа буцъя. Энэ нь хоёр s- ба нэг p-дэд түвшинтэй байх болно. Энэ нь есөн протонтой, ижил тооны электронтой. Эхний s түвшин. Энэ нь хоёр электрон юм. Дараа нь хоёр дахь s түвшин. Өөр хоёр электрон. Мөн 5 нь p түвшнийг дүүргэдэг. Энэ бол түүний бүтэц юм. Дараагийн дэд гарчгийг уншсаны дараа та өөрөө хийж болно шаардлагатай арга хэмжээмөн үүнд итгэлтэй байгаарай. Хэрэв бид аль фтор нь мөн хамаарах талаар ярих юм бол тэдгээр нь нэг бүлэгт багтдаг ч шинж чанараараа огт өөр гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс тэдний буцалгах цэг нь -188-аас 309 градусын хооронд хэлбэлздэг. Тэгвэл яагаад тэд нэгдсэн юм бэ? Бүгд баярлалаа химийн шинж чанар. Бүх галоген ба хамгийн их хэмжээгээрфтор нь хамгийн их исэлдүүлэх чадвартай байдаг. Тэд металлтай урвалд ордог бөгөөд өрөөний температурт ямар ч асуудалгүйгээр аяндаа гал авалцдаг.

Орбитууд хэрхэн дүүрдэг вэ?

Электронууд ямар дүрэм, зарчмаар байрладаг вэ? Илүү сайн ойлгохын тулд үг хэллэгийг хялбаршуулсан гурван үндсэн зүйлтэй танилцахыг бид танд санал болгож байна.

1. Хамгийн бага энергийн зарчим. Электронууд нь энергийг нэмэгдүүлэх дарааллаар тойрог замыг дүүргэх хандлагатай байдаг.
2. Паулигийн зарчим. Нэг тойрог замд хоёроос илүү электрон байж болохгүй.
3. Хундын дүрэм. Нэг дэд түвшинд электронууд эхлээд хоосон орбиталуудыг дүүргэж, дараа нь хос үүсгэдэг.

Атомын бүтэц нь үүнийг бөглөхөд туслах бөгөөд энэ тохиолдолд дүрсний хувьд илүү ойлгомжтой болно. Тиймээс, хэзээ практик ажилХэлхээний диаграммыг бүтээхдээ та үүнийг гартаа байлгах хэрэгтэй.

Жишээ

Өгүүллийн хүрээнд хэлсэн бүх зүйлийг нэгтгэн дүгнэхийн тулд та атомын электронууд нь тэдгээрийн түвшин, дэд түвшин, орбиталуудын хооронд хэрхэн хуваарилагддаг (өөрөөр хэлбэл түвшний тохиргоо гэж юу вэ) жишээг гаргаж болно. Үүнийг томьёо, энергийн диаграм, давхаргын диаграм хэлбэрээр дүрсэлж болно. Энд маш сайн зургууд байдаг бөгөөд үүнийг сайтар судалж үзээд атомын бүтцийг ойлгоход тусалдаг. Тиймээс эхний түвшинг эхлээд бөглөнө. Энэ нь зөвхөн нэг тойрог замтай, зөвхөн нэг дэд түвшинтэй. Бүх түвшинг хамгийн багаас нь эхлэн дараалан бөглөнө. Нэгдүгээрт, нэг дэд түвшинд нэг электроныг тойрог замд байрлуулна. Дараа нь хосууд үүсдэг. Хэрэв үнэ төлбөргүй байгаа бол өөр дүүргэх сэдэв рүү шилжих болно. Одоо та азот эсвэл фторын атомын бүтэц гэж юу болохыг олж мэдэх боломжтой (үүнийг өмнө нь авч үзсэн). Эхэндээ энэ нь бага зэрэг хэцүү байж болох ч та зургуудыг ашиглан таныг удирдан чиглүүлэх боломжтой. Тодорхой болгохын тулд азотын атомын бүтцийг авч үзье. Энэ нь 7 протонтой (цөмийг бүрдүүлдэг нейтронтой хамт) мөн ижил тооны электронтой (электрон бүрхүүлийг бүрдүүлдэг). Эхний s түвшнийг эхлээд бөглөнө. Энэ нь 2 электронтой. Дараа нь хоёр дахь s түвшин ирдэг. Мөн 2 электронтой. Үлдсэн гурвыг нь p-түвшинд байрлуулсан бөгөөд тус бүр нь нэг тойрог замыг эзэлдэг.

Дүгнэлт

Таны харж байгаагаар атомын бүтэц тийм биш юм нарийн төвөгтэй сэдэв(хэрэв та байрлалаас нь ойртвол сургуулийн курсМэдээжийн хэрэг хими). Бас ойлгоорой энэ сэдэвхэцүү биш. Эцэст нь би зарим онцлог шинж чанаруудын талаар танд хэлэхийг хүсч байна. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн атомын бүтцийн тухай ярихад энэ нь найман протон, 8-10 нейтронтой гэдгийг бид мэднэ. Байгаль дээрх бүх зүйл тэнцвэртэй байх хандлагатай байдаг тул хүчилтөрөгчийн хоёр атом молекул үүсгэдэг бөгөөд энд хоёр хосгүй электрон үүсдэг. ковалент холбоо. Өөр нэг тогтвортой хүчилтөрөгчийн молекул болох озон (O3) нь ижил төстэй байдлаар үүсдэг. Хүчилтөрөгчийн атомын бүтцийг мэдэхийн тулд та томъёог зөв зохиож чадна исэлдэлтийн урвалууд, энэ нь дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисыг агуулдаг.

Атом- эерэг цэнэгтэй цөм, сөрөг цэнэгтэй электронуудаас бүрдэх цахилгаан саармаг бөөмс. Атомын төвд эерэг цэнэгтэй цөм байдаг. Энэ нь бүх атомын доторх орон зайн өчүүхэн хэсгийг эзэлдэг; эерэг цэнэгмөн атомын бараг бүх масс.

Цөм нь энгийн хэсгүүдээс бүрддэг - протон ба нейтрон; эргэн тойронд атомын цөмЭлектронууд хаалттай тойрог замд хөдөлдөг.

Протон(p) - энгийн бөөмс-тай харьцангуй масс 1,00728 атомын нэгжмасс ба цэнэгийн +1 ердийн нэгж. Атомын цөм дэх протоны тоо нь үечилсэн систем дэх элементийн атомын тоотой тэнцүү байна D.I. Менделеев.

Нейтрон (n)- 1.00866 атомын массын нэгж (аму) харьцангуй масстай энгийн төвийг сахисан бөөмс.

N цөм дэх нейтроны тоог дараах томъёогоор тодорхойлно.

Энд A нь массын тоо, Z нь цөмийн цэнэг, тоотой тэнцүү байнапротон (ердийн дугаар).

Ерөнхийдөө атомын цөмийн параметрүүдийг дараах байдлаар бичдэг: цөмийн цэнэгийг элементийн тэмдгийн зүүн доод талд, массын дугаарыг дээд талд байрлуулна, жишээлбэл:

Энэ оруулга нь фосфорын атомын цөмийн цэнэг (тиймээс протоны тоо) 15, массын тоо 31, нейтроны тоо 31 - 15 = 16 болохыг харуулж байна. Протон ба нейтроны масс нь маш их ялгаатай байдаг. бие биенээсээ бага, масс нь цөмийн харьцангуй атомын масстай ойролцоогоор тэнцүү байна.

Электрон (e -)- 0.00055 а масстай энгийн бөөмс. e.m ба нөхцөлт хураамж –1. Атом дахь электронуудын тоо нь атомын цөмийн цэнэгтэй тэнцүү байна (Д.И.Менделеевийн үелэх систем дэх элементийн дарааллын дугаар).

Электронууд цөмийг тойрон тодорхой тодорхой тойрог замд хөдөлж, электрон үүл гэж нэрлэгддэг үүл үүсгэдэг.

Атомын цөмийг тойрсон орон зайн хамгийн их магадлалтай (90% ба түүнээс дээш) электрон олдох нь электрон үүлний хэлбэрийг тодорхойлдог.

s электроны электрон үүл нь бөмбөрцөг хэлбэртэй; s-энергийн дэд түвшин нь дээд тал нь хоёр электрон агуулж болно.

p-электроны электрон үүл нь дамббелл хэлбэртэй; Гурван p-орбитал нь хамгийн ихдээ зургаан электрон агуулж болно.

Орбиталуудыг дөрвөлжин хэлбэрээр дүрсэлсэн бөгөөд үндсэн ба хоёрдогч утгуудын дээр эсвэл доор бичигдсэн байдаг. квант тоо, энэ тойрог замыг дүрсэлсэн. Ийм бичлэгийг график электрон томъёо гэж нэрлэдэг, жишээлбэл:

Энэ томъёонд сумнууд нь электроныг заадаг бөгөөд сумны чиглэл нь эргэлтийн чиглэлтэй тохирч байна - өөрийн гэсэн. соронзон моментэлектрон. Эсрэг спинтэй ↓ электронуудыг хосолсон гэж нэрлэдэг.

Элементүүдийн атомын электрон тохиргоог дэд түвшний тэмдэгтүүдийг харуулсан электрон томъёо хэлбэрээр илэрхийлж болно энэ түвшин, тэмдэгтийн зэрэг нь тухайн дэд түвшний электронуудын тоо юм.

Химийн элементүүдийн үелэх системийн эхний 20 элементийн атомуудын электрон бүрхүүлийн бүтцийг 1-р хүснэгтэд үзүүлэв. Менделеев.

Атом дахь гаднах түвшний s-дэд түвшин нь нэг юмуу хоёр электроноор дүүргэгдсэн химийн элементүүдийг s-элементүүд гэж нэрлэдэг. Атом дахь p-дэд түвшин (нэгээс зургаан электрон) дүүрсэн химийн элементүүдийг p-элементүүд гэж нэрлэдэг.

Тоо электрон давхаргуудхимийн элементийн атом дахь хугацааны тоо тэнцүү байна.

-ын дагуу Хундын дүрэмэлектронууд ижил энергийн түвшний ижил төстэй тойрог замд байрладаг бөгөөд ингэснээр нийт спин нь хамгийн их байх болно. Тиймээс, энергийн дэд түвшинг дүүргэх үед электрон бүр нь юуны түрүүнд тусдаа эсийг эзэлдэг бөгөөд үүний дараа л тэдгээрийн хослол эхэлдэг. Жишээлбэл, азотын атомд бүх p-электронууд байх болно бие даасан эсүүд, мөн хүчилтөрөгчийн хувьд тэдгээрийн хослол эхлэх бөгөөд энэ нь неоны хувьд бүрэн дуусна.

Изотопуудцөмдөө ижил тооны протон агуулсан ижил элементийн атомууд гэж нэрлэгддэг боловч өөр тоонейтрон.

Изотопууд нь бүх элементүүдэд мэдэгддэг. Тиймээс үелэх систем дэх элементүүдийн атомын масс нь изотопуудын байгалийн хольцын массын дундаж бөгөөд бүхэл тооноос ялгаатай байна. Тиймээс, атомын массизотопуудын байгалийн хольц үйлчлэх боломжгүй гол шинж чанаратом, улмаар элемент. Атомын энэ шинж чанар нь атомын электрон бүрхүүл дэх электронуудын тоо, түүний бүтцийг тодорхойлдог цөмийн цэнэг юм.

Цөөн хэдэн зүйлийг харцгаая ердийн даалгаварэнэ хэсгийн хувьд.

Жишээ 1.Ямар элемент агуулсан атом цахим тохиргоо 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ?

Гадаад эрчим хүчний түвшинд энэ элементийннэг 4s электрон байна. Тиймээс энэ химийн элемент нь үндсэн дэд бүлгийн эхний бүлгийн дөрөв дэх үе юм. Энэ элемент нь кали юм.

Энэ хариултанд хүрэх өөр арга бий. Эвхсэн нийтбүх электронууд, бид 19-ийг авдаг. Нийт тооэлектронууд нь элементийн атомын дугаартай тэнцүү байна. Тогтмол хүснэгтийн 19-р тоо бол кали юм.

Жишээ 2.Химийн элемент нь хамгийн өндөр исэл RO 2-тэй тохирч байна. Энэ элементийн атомын гаднах энергийн түвшний цахим тохиргоо нь тохирч байна цахим томъёо:

1. ns 2 np 4
2. ns 2 np 2
3. ns 2 np 3
4. ns 2 np 6

Дээд ислийн томъёоны дагуу (томьёог харна уу өндөр исэлҮелэх систем) бид энэ химийн элемент нь дөрөвдүгээр бүлэгт багтдаг болохыг тогтоожээ үндсэн дэд бүлэг. Эдгээр элементүүд нь гаднах энергийн түвшинд дөрвөн электронтой байдаг - хоёр с ба хоёр p. Тиймээс зөв хариулт нь 2 байна.

Сургалтын даалгавар

1. Кальцийн атом дахь s-электронуудын нийт тоо

1) 20
2) 40
3) 8
4) 6

2. Азотын атом дахь хосолсон p-электронуудын тоо

1) 7
2) 14
3) 3
4) 4

3. Азотын атом дахь хосгүй s-электронуудын тоо тэнцүү байна

1) 7
2) 14
3) 3
4) 4

4. Аргон атомын гаднах энергийн түвшний электронуудын тоо нь

1) 18
2) 6
3) 4
4) 8

5. 9 4 Be атом дахь протон, нейтрон, электронуудын тоо тэнцүү байна

1) 9, 4, 5
2) 4, 5, 4
3) 4, 4, 5
4) 9, 5, 9

6. Электрон давхаргуудаар электронуудын тархалт 2; 8; 4 - дотор байрлах атомтай тохирч байна.

1) 3-р үе, IA бүлэг
2) 2-р үе, IVA бүлэг
3) 3-р үе, IVA бүлэг
4) 3-р үе, VA бүлэг

7. VA бүлгийн 3-р үед байрлах химийн элемент нь диаграммтай тохирч байна цахим бүтэцатом

1) 2, 8, 6
2) 2, 6, 4
3) 2, 8, 5
4) 2, 8, 2

8. 1s 2 2s 2 2p 4 электрон тохиргоотой химийн элемент нь дэгдэмхий бодис үүсгэдэг. устөрөгчийн холболт, хэний томъёолол

1) EN
2) EN 2
3) EN 3
4) EN 4

9. Химийн элементийн атом дахь электрон давхаргын тоо тэнцүү байна

1) түүний серийн дугаар
2) бүлгийн дугаар
3) цөм дэх нейтроны тоо
4) хугацааны дугаар

10. Тоо гадаад электронуудүндсэн дэд бүлгийн химийн элементүүдийн атомуудад тэнцүү байна

1) элементийн серийн дугаар
2) бүлгийн дугаар
3) цөм дэх нейтроны тоо
4) хугацааны дугаар

11. Цуврал дахь химийн элемент бүрийн атомуудын гаднах электрон давхаргад хоёр электрон байдаг

1) Тэр, Бэ, Ба
2) Mg, Si, O
3) C, Mg, Ca
4) Ба, ах, Б

12. Электрон томьёо нь 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 химийн элемент нь найрлагын исэл үүсгэдэг.

1) Li 2 O
2) MgO
3) K 2 O
4) Na 2 O

13. Хүхрийн атом дахь электрон давхаргын тоо болон p-электронуудын тоо тэнцүү байна

1) 2, 6
2) 3, 4
3) 3, 16
4) 3, 10

14. Электрон тохиргоо ns 2 np 4 нь атомтай тохирч байна

1) хлор
2) хүхэр
3) магни
4) цахиур

15. Үндсэн төлөвт байгаа натрийн атомын валентийн электронууд нь энергийн дэд түвшинд байрладаг

1) 2 секунд
2) 2х
3) 3 секунд
4) 3х

16. Азот, фосфорын атомууд байдаг

1) ижил тооны нейтрон
2) ижил тооны протон
3) гаднах электрон давхаргын ижил тохиргоо

17. Ижил тоо валентын электронуудкальцийн атомтай ба

1) кали
2) хөнгөн цагаан
3) бериллий
4) бор

18. Нүүрстөрөгч ба фторын атомууд байдаг

1) ижил тооны нейтрон
2) ижил тооны протон
3) ижил тооны электрон давхаргууд
4) ижил тооны электронууд

19. Үндсэн төлөвт байгаа нүүрстөрөгчийн атом нь хосгүй электронуудын тоотой байдаг

1) 1
3) 3
2) 2
4) 4

20. Үндсэн төлөвт байгаа хүчилтөрөгчийн атомд хосолсон электронуудын тоо тэнцүү байна

Атомын электрон тохиргоонь атом дахь электронуудын байрлалыг түвшин болон дэд түвшнээр харуулсан томъёо юм. Өгүүллийг судалсны дараа та электронууд хаана, хэрхэн байрлаж байгааг мэдэж, квант тоонуудтай танилцаж, атомын электрон тохиргоог түүний тоогоор хийж чаддаг байх болно.

Элементүүдийн цахим тохиргоог яагаад судлах хэрэгтэй вэ?

Атомууд нь барилгын багцтай адил: тодорхой тооны хэсгүүд байдаг, тэдгээр нь бие биенээсээ ялгаатай боловч нэг төрлийн хоёр хэсэг нь туйлын ижил байдаг. Гэхдээ энэ барилгын багц нь хуванцараас хамаагүй илүү сонирхолтой бөгөөд яагаад гэдгийг эндээс харж болно. Ойролцоох хүмүүсээс хамаарч тохиргоо өөрчлөгддөг. Жишээлбэл, устөрөгчийн дэргэд хүчилтөрөгч Магадгүйус болон хувирч, натритай ойролцоо байвал хий болж, төмрийн дэргэд бүрэн зэв болж хувирдаг. Яагаад ийм зүйл болдог вэ гэсэн асуултад хариулж, атомын хажууд байгаа үйлдлийг урьдчилан таамаглахын тулд электрон тохиргоог судлах шаардлагатай бөгөөд үүнийг доор авч үзэх болно.

Атомд хэдэн электрон байдаг вэ?

Атом нь цөм, түүний эргэн тойронд эргэлддэг электронууд нь протон, нейтроноос бүрддэг. Төвийг сахисан төлөвт атом бүр өөрийн цөм дэх протоны тоотой тэнцүү тооны электронтой байна. Протоны тоог элементийн атомын дугаараар тодорхойлно, жишээлбэл, хүхэр нь 16 протонтой - үелэх системийн 16-р элемент. Алт нь 79 протонтой - үелэх системийн 79-р элемент. Үүний дагуу хүхэр нь саармаг төлөвт 16 электронтой, алт нь 79 электронтой.

Электроныг хаанаас хайх вэ?

Электроны зан төлөвийг ажигласнаар тодорхой хэв маягийг гаргаж авсан бөгөөд тэдгээр нь квант тоогоор тодорхойлогддог бөгөөд нийт 4 байдаг.

• Үндсэн квант тоо
• Орбитын квант тоо
• Соронзон квант тоо
• Спин квант тоо

Орбитал

Цаашилбал, тойрог зам гэдэг үгийн оронд бид "орбитал" гэсэн нэр томъёог ашиглах болно долгионы функцэлектрон гэдэг нь ойролцоогоор электрон цагийнхаа 90 хувийг зарцуулдаг бүс нутаг юм.

N - түвшин
L - бүрхүүл
M l - тойрог замын тоо
M s - тойрог замын эхний эсвэл хоёр дахь электрон

Орбитын квант тоо l

электрон үүлийг судалсны үр дүнд хамааралтай болох нь тогтоогдсон эрчим хүчний түвшин, үүл нь бөмбөг, дамббелл болон өөр хоёр илүү төвөгтэй гэсэн дөрвөн үндсэн хэлбэрийг авдаг. Эрчим хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд эдгээр хэлбэрийг s-, p-, d- болон f-бүрхүүл гэж нэрлэдэг. Эдгээр бүрхүүл бүр нь 1 (on s), 3 (p дээр), 5 (d) ба 7 (f дээр) тойрог замтай байж болно. Орбитын квант тоо нь тойрог замууд байрладаг бүрхүүл юм. s,p,d ба f орбиталуудын тойрог замын квант тоо нь тус тус 0,1,2 эсвэл 3 утгыг авна.

s-бүрхүүл дээр нэг тойрог зам (L=0) - хоёр электрон байна
p-бүрхүүл (L=1) дээр гурван орбитал байдаг - зургаан электрон
d-бүрхүүл дээр таван орбитал байдаг (L=2) - арван электрон
f-бүрхүүл (L=3) дээр долоон орбитал байдаг - арван дөрвөн электрон

Соронзон квант тоо m l

P-бүрхүүл дээр гурван тойрог зам байдаг бөгөөд тэдгээр нь -L-ээс +L хүртэлх тоогоор тодорхойлогддог, өөрөөр хэлбэл p-бүрхүүл (L=1)-ийн хувьд "-1", "0" ба "1" орбиталууд байдаг. . Соронзон квант тоог m l үсгээр тэмдэглэнэ.

Бүрхүүлийн дотор электронууд өөр өөр тойрог замд байрлах нь илүү хялбар байдаг тул эхний электронууд орбитал бүрт нэгийг дүүргэж, дараа нь тус бүрт хос электрон нэмэгддэг.

d-бүрхүүлийг авч үзье:
d-бүрхүүл нь L=2 утгатай тохирч байна, өөрөөр хэлбэл таван орбиталь (-2,-1,0,1 ба 2), эхний таван электрон нь M l =-2, M утгыг авч бүрхүүлийг дүүргэдэг. l =-1, M l =0 , M l =1,M l =2.

Спин квант тоо m s

Спин гэдэг нь электроныг тэнхлэгээ тойрон эргэх чиглэл, хоёр чиглэлтэй тул спин квант тоо нь +1/2 ба -1/2 гэсэн хоёр утгатай байна. Нэг энергийн дэд түвшин нь зөвхөн эсрэгээр эргэх хоёр электроныг агуулж болно. Спин квант тоог m s гэж тэмдэглэнэ

Үндсэн квант тоо n

Гол квант тоо нь энергийн түвшин юм Энэ мөчДолоон энергийн түвшин мэдэгдэж байгаа бөгөөд тус бүр нь тодорхойлогддог Араб тоо: 1,2,3,...7. Түвшин тус бүрийн бүрхүүлийн тоо нь түвшний тоотой тэнцүү байна: эхний түвшинд нэг бүрхүүл, хоёр дахь нь хоёр гэх мэт.

Электрон тоо

Тиймээс аливаа электроныг дөрвөн квант тоогоор дүрсэлж болно, эдгээр тоонуудын хослол нь электроны байрлал бүрт өвөрмөц бөгөөд эхний электроныг ав, хамгийн бага энергийн түвшин N = 1, эхний түвшинд нэг бүрхүүл байна. Ямар ч түвшний эхний бүрхүүл нь бөмбөг хэлбэртэй байдаг (s -shell), өөрөөр хэлбэл. L=0, соронзон квант тоо нь зөвхөн нэг утгыг авах боломжтой, M l =0, эргэх нь +1/2-тэй тэнцүү байх болно. Хэрэв бид тав дахь электроныг (ямар ч атомд) авбал түүний үндсэн квант тоонууд нь: N=2, L=1, M=-1, спин 1/2 байх болно.

Химийн бодис бол бидний эргэн тойрон дахь ертөнцөөс бүрддэг зүйл юм.

Химийн бодис бүрийн шинж чанарыг хоёр төрөлд хуваадаг: бусад бодис үүсгэх чадварыг тодорхойлдог химийн болон объектив байдлаар ажиглагддаг физикийн шинж чанартай бөгөөд тэдгээрийг тусад нь авч үзэх боломжтой. химийн хувиргалт. Жишээлбэл, бодисын физик шинж чанар нь түүний нэгтгэх байдал(хатуу, шингэн эсвэл хий), дулаан дамжуулалт, дулаан багтаамж, уусах чадвар өөр өөр орчин(ус, спирт гэх мэт), нягтрал, өнгө, амт гэх мэт.

Зарим хүмүүсийн өөрчлөлтүүд химийн бодисуудбусад бодисуудад химийн үзэгдэл буюу химийн урвал гэж нэрлэдэг. Зарим өөрчлөлтүүд илт дагалддаг физик үзэгдлүүд бас байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. физик шинж чанарбусад бодис болгон хувиргахгүйгээр бодисууд. TO физик үзэгдлүүджишээлбэл, мөс хайлах, ус хөлдөх, уурших гэх мэт.

Үйл явцын явцад юу болдог талаар химийн үзэгдэл, бид ажигласнаар дүгнэж болно онцлог шинж чанарууд химийн урвалөнгөний өөрчлөлт, тунадасжилт, хийн хувьсал, дулаан ба/эсвэл гэрэл гэх мэт.

Жишээлбэл, химийн урвал явагдах тухай дүгнэлтийг дараахь байдлаар хийж болно.

Өдөр тутмын амьдралд масштаб гэж нэрлэгддэг усыг буцалгах үед тунадас үүсэх;

Гал шатаах үед дулаан, гэрэл ялгарах;

Агаар дахь шинэхэн алимны зүслэгийн өнгө өөрчлөгдөх;

Зуурмагийг исгэх явцад хийн бөмбөлөг үүсэх гэх мэт.

Химийн урвалын явцад бараг өөрчлөгддөггүй, зөвхөн өөр хоорондоо шинэ байдлаар холбогддог бодисын хамгийн жижиг хэсгүүдийг атом гэж нэрлэдэг.

Ийм материйн нэгжүүд оршин тогтнох тухай санаа эргээд гарч ирсэн эртний Грекоюун ухаанд эртний философичид, энэ нь "атом" гэсэн нэр томъёоны гарал үүслийг тайлбарладаг, учир нь "атомос" нь грек хэлнээс шууд орчуулбал "хуваагдах боломжгүй" гэсэн утгатай.

Гэсэн хэдий ч, эртний Грекийн философичдын санаанаас ялгаатай нь атомууд нь материйн үнэмлэхүй хамгийн бага хэмжээ биш юм. Тэд өөрсдөө нарийн төвөгтэй бүтэцтэй.

Атом бүр нь нэгээс бүрддэг субатомын тоосонцор– протон, нейтрон ба электронуудыг p + , n o болон e − тэмдгээр тус тус тэмдэглэнэ. Ашигласан тэмдэглэгээний дээд тэмдэг нь протон нь нэгж эерэг цэнэгтэй, электрон нь нэгж эерэг цэнэгтэй болохыг харуулж байна. сөрөг цэнэг, гэхдээ нейтрон цэнэггүй.

Атомын чанарын бүтцийн хувьд атом бүрт бүх протон ба нейтрон нь цөм гэж нэрлэгддэг цөмд төвлөрч, түүний эргэн тойронд электронууд электрон бүрхүүл үүсгэдэг.

Протон ба нейтрон нь бараг ижил масстай, өөрөөр хэлбэл. m p ≈ m n, электроны масс нь тус бүрийн массаас бараг 2000 дахин бага, өөрөөр хэлбэл. m p /m e ≈ m n /m e ≈ 2000.

Учир нь үндсэн өмчатомын цахилгаан саармаг байдал ба нэг электроны цэнэг юм цэнэгтэй тэнцүүнэг протон, үүнээс бид аливаа атом дахь электронуудын тоо протоны тоотой тэнцүү байна гэж дүгнэж болно.

Жишээлбэл, доорх хүснэгтэд атомын боломжит найрлагыг харуулав.

Атомын төрөл тэнцүү цэнэгцөм, өөрөөр хэлбэл. -тай ижил тооТэдний цөм дэх протоныг химийн элемент гэж нэрлэдэг. Ингээд дээрх хүснэгтээс атом1 ба атом2 нь нэг химийн элементэд, атом3 ба атом4 нь өөр химийн элементэд харьяалагддаг гэж дүгнэж болно.

Химийн элемент бүр өөрийн гэсэн нэр, бие даасан тэмдэгтэй байдаг бөгөөд үүнийг тодорхой аргаар уншдаг. Жишээлбэл, атомууд нь цөмд зөвхөн нэг протон агуулдаг хамгийн энгийн химийн элементийг "устөрөгч" гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг "үнс" гэж уншдаг "H" тэмдгээр, химийн элементийг "үнс" гэж нэрлэдэг. +7 цөмийн цэнэг (өөрөөр хэлбэл 7 протон агуулсан) - "азот" нь "en" гэж уншдаг "N" тэмдэгтэй.

Дээрх хүснэгтээс харахад нэг химийн элементийн атомууд цөм дэх нейтроны тоогоор ялгаатай байж болно.

Атомууд нь ижил химийн элементэд хамаарах боловч байдаг өөр өөр тоо хэмжээнейтрон ба үүний үр дүнд массыг изотоп гэж нэрлэдэг.

Жишээлбэл, устөрөгчийн химийн элемент нь гурван изотоптой - 1 H, 2 H, 3 H. H тэмдгийн дээрх 1, 2, 3 индексүүд нь нейтрон ба протоны нийт тоог илэрхийлдэг. Тэдгээр. Устөрөгч нь түүний атомын цөмд нэг протон байдгаараа онцлог шинж чанартай химийн элемент гэдгийг мэдэж байгаа тул 1 H изотопт нейтрон огт байдаггүй (1-1 = 0) гэж дүгнэж болно. 2 H изотоп - 1 нейтрон (2-1 = 1), 3 H изотопод - хоёр нейтрон (3-1 = 2). Өмнө дурьдсанчлан нейтрон ба протон нь ижил масстай бөгөөд электроны масс нь тэдгээртэй харьцуулахад өчүүхэн бага байдаг тул 2Н изотоп нь 1Н изотопоос бараг хоёр дахин хүнд, 3Н изотоп нь бүр гурав дахин хүнд. Устөрөгчийн изотопын массад ийм их хэмжээний тархалт үүссэн тул 2 H ба 3 H изотопуудад тусдаа нэр, тэмдэг өгсөн байсан бөгөөд энэ нь бусад химийн элементийн хувьд ердийн зүйл биш юм. 2Н изотопыг дейтерий гэж нэрлээд D тэмдэг, 3Н изотопыг тритий гэж нэрлээд T тэмдэглэгээг өгсөн.

Хэрэв бид протон ба нейтроны массыг нэг болгон авч, электроны массыг үл тоомсорловол атом дахь протон ба нейтроны нийт тооноос гадна зүүн дээд индексийг түүний масс гэж үзэж болно. тиймээс энэ индексийг массын тоо гэж нэрлэдэг ба А тэмдгээр тэмдэглэнэ. Аливаа протоны цөмийн цэнэг атомтай тохирч, протон бүрийн цэнэгийг уламжлалт байдлаар +1-тэй тэнцүү гэж үздэг тул протон дахь протоны тоог цөмийг цэнэгийн тоо (Z) гэж нэрлэдэг. Атом дахь нейтроны тоог N гэж тэмдэглэснээр массын тоо, цэнэгийн тоо, нейтроны тооны хоорондын хамаарлыг математикийн хувьд дараах байдлаар илэрхийлж болно.

дагуу орчин үеийн санаанууд, электрон нь хос (бөөмийн долгион) шинж чанартай байдаг. Энэ нь бөөмс болон долгионы шинж чанартай байдаг. Бөөмийн нэгэн адил электрон нь масс ба цэнэгтэй боловч долгион шиг электронуудын урсгал нь дифракцын чадвараараа тодорхойлогддог.

Атом дахь электроны төлөвийг тодорхойлохын тулд дүрслэлийг ашигладаг квант механик, үүний дагуу электрон тодорхой замналгүй бөгөөд сансар огторгуйн аль ч цэгт байрлаж болно, гэхдээ өөр өөр магадлалтай.

Цөмийг тойрсон орон зайн электрон хамгийн их байх магадлалтай бүсийг атомын орбитал гэж нэрлэдэг.

Атомын тойрог замд байж болно янз бүрийн хэлбэрүүд, хэмжээ, чиглэл. Атомын орбиталыг мөн электрон үүл гэж нэрлэдэг.

Графикийн хувьд нэг атомын орбиталыг ихэвчлэн дөрвөлжин нүдээр тэмдэглэдэг.

Квант механик нь маш нарийн төвөгтэй математикийн аппараттай тул сургуулийн химийн хичээлийн хүрээнд зөвхөн квант механик онолын үр дагаврыг авч үздэг.

Эдгээр үр дагаврын дагуу аливаа атомын орбитал ба түүнд байрлах электрон нь 4 квант тоогоор бүрэн тодорхойлогддог.

• Үндсэн квант тоо - n - тодорхойлно нийт эрчим хүчөгөгдсөн тойрог замд электрон. Үндсэн квант тооны утгын хүрээ - бүгд бүхэл тоо, өөрөөр хэлбэл n = 1,2,3,4, 5 гэх мэт.
• Орбитын квант тоо - l - атомын тойрог замын хэлбэрийг тодорхойлдог бөгөөд 0-ээс n-1 хүртэлх бүхэл тоон утгыг авч болно, энд n нь үндсэн квант тоо юм.

l = 0-тэй орбиталуудыг нэрлэдэг с- тойрог замууд. s-Орбиталууд нь бөмбөрцөг хэлбэртэй бөгөөд орон зайд чиглэлгүй байдаг.

l = 1-тэй орбиталуудыг нэрлэдэг х- тойрог замууд. Эдгээр тойрог замууд нь гурван хэмжээст найман дүрс хэлбэртэй, өөрөөр хэлбэл. тэгш хэмийн тэнхлэгийн эргэн тойронд найман дүрсийг эргүүлснээр олж авсан хэлбэр бөгөөд гадна талаасаа дамббеллтэй төстэй.

l = 2-тэй орбиталуудыг дуудна г- тойрог замууд, мөн l = 3-тай - е- тойрог замууд. Тэдний бүтэц нь илүү төвөгтэй байдаг.

3) Соронзон квант тоо – m l – тодорхой атомын тойрог замын орон зайн чиг баримжааг тодорхойлж, тойрог замын өнцгийн импульсийн проекцийг чиглэл рүү илэрхийлнэ. соронзон орон. Соронзон квант тоо m l нь гадаад соронзон орны хүч чадлын векторын чиглэлтэй харьцуулахад тойрог замын чиглэлтэй тохирч, -l-ээс +l хүртэлх бүхэл тоон утгыг авч болно, үүнд 0 орно. нийт боломжит утгуудтэнцүү (2л+1). Жишээлбэл, l = 0 m l = 0 (нэг утга), l = 1 м l = -1, 0, +1 (гурван утга), l = 2 м l = -2, -1, 0, + 1 , +2 (соронзон квант тооны таван утга) гэх мэт.

Тиймээс, жишээлбэл, p-орбиталууд, i.e. Орбитал квант тоо l = 1, "гурван хэмжээст найман дүрс" хэлбэртэй орбиталууд нь соронзон квант тооны гурван утгатай (-1, 0, +1) тохирдог. орон зайд бие биедээ перпендикуляр гурван чиглэл.

4) Спин квант тоо (эсвэл зүгээр л спин) - m s - утгыг авч болох атом дахь электроны эргэлтийн чиглэлийг хариуцдаг гэж үзэж болно; Янз бүрийн эргэлттэй электронуудыг босоо сумаар зааж өгдөг өөр өөр талууд: ↓ ба .

Ижил үндсэн квант тоотой атомын бүх орбиталуудын багцыг энергийн түвшин гэж нэрлэдэг. электрон бүрхүүл. Зарим n тоотой дурын энергийн түвшин нь n 2 орбиталаас бүрдэнэ.

Олон тооны тойрог замуудтай ижил утгуудүндсэн квант тоо ба тойрог замын квант тоо нь энергийн дэд түвшинг илэрхийлдэг.

Үндсэн квант тоо n-д тохирох энергийн түвшин бүр n дэд түвшнийг агуулна. Эргээд тойрог замын квант тоо l бүхий энергийн дэд түвшин бүр нь (2l+1) орбиталуудаас бүрдэнэ. Ийнхүү s дэд түвшин нь нэг s орбиталаас, p дэд түвшин нь гурван p орбиталаас, d дэд түвшин нь таван d орбиталаас, f дэд түвшин нь долоон f орбиталаас бүрдэнэ. Өмнө дурьдсанчлан нэг атомын тойрог зам нь ихэвчлэн нэгээр тодорхойлогддог дөрвөлжин нүд, дараа нь s-, p-, d- болон f-дэд түвшнийг дараах байдлаар графикаар дүрсэлж болно.

Орбитал бүр нь n, l, m l гэсэн гурван квант тооноос бүрдэх бие даасан нарийн тодорхойлогдсон багцтай тохирч байна.

Орбиталуудын хоорондох электронуудын тархалтыг электрон тохиргоо гэж нэрлэдэг.

Бөглөх атомын орбиталуудэлектронууд гурван нөхцлийн дагуу үүсдэг:

• Хамгийн бага эрчим хүчний зарчим: Электронууд хамгийн бага энергийн дэд түвшнээс эхлэн орбиталуудыг дүүргэдэг. Дэд түвшний энергийн өсөлтийн дараалал нь дараах байдалтай байна: 1с<2s<2p<3s<3p<4s≤3d<4p<5s≤4d<5p<6s…;

Цахим дэд түвшинг бөглөх энэ дарааллыг санахад хялбар болгохын тулд дараах график дүрслэл нь маш тохиромжтой.

• Паули зарчим: Орбитал бүр хоёроос илүүгүй электрон агуулж болно.

Хэрэв тойрог замд нэг электрон байвал түүнийг хосгүй, хоёр байвал электрон хос гэнэ.

• Хундын дүрэм: атомын хамгийн тогтвортой төлөв нь нэг дэд түвшинд атом нь хамгийн их хосгүй электронтой байх төлөв юм. Атомын энэ хамгийн тогтвортой төлөвийг үндсэн төлөв гэж нэрлэдэг.

Үнэн хэрэгтээ дээрх нь жишээлбэл, p-дэд түвшний гурван тойрог замд 1, 2, 3, 4-р электронуудыг байрлуулах ажлыг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ гэсэн үг юм.

Цэнэгийн тоо 1-тэй устөрөгчөөс атомын орбиталуудыг 36 цэнэгийн дугаартай криптон (Kr) хүртэл дүүргэх ажлыг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ.

Атомын орбиталуудыг дүүргэх дарааллын ийм дүрслэлийг энергийн диаграм гэж нэрлэдэг. Бие даасан элементүүдийн цахим диаграмм дээр үндэслэн тэдгээрийн электрон томьёо (тохиргоо) гэж нэрлэгддэг зүйлийг бичих боломжтой. Жишээлбэл, 15 протонтой элемент ба үүний үр дүнд 15 электрон, өөрөөр хэлбэл. Фосфор (P) нь дараах энергийн диаграммтай байна.

Цахим томьёо болгон хувиргахад фосфорын атом дараах хэлбэртэй болно.

15 P = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

Дэд түвшний тэмдгийн зүүн талд байгаа хэвийн хэмжээтэй тоонууд нь энергийн түвшний дугаарыг, дэд түвшний тэмдгийн баруун талд байгаа дээд тэмдэгтүүд нь харгалзах дэд түвшний электронуудын тоог харуулдаг.

Доорх үелэх системийн эхний 36 элементийн электрон томъёог Д.И. Менделеев.

Өмнө дурьдсанчлан, үндсэн төлөвт атомын тойрог замд электронууд хамгийн бага энергийн зарчмын дагуу байрладаг. Гэсэн хэдий ч атомын үндсэн төлөвт хоосон p-орбитал байгаа тохиолдолд түүнд илүүдэл энергийг өгснөөр атомыг өдөөгдсөн төлөвт шилжүүлж болно. Жишээлбэл, үндсэн төлөвт байгаа борын атом нь дараах хэлбэрийн электрон тохиргоо, энергийн диаграммтай байдаг.

5 B = 1s 2 2s 2 2p 1

Мөн сэтгэл хөдөлсөн төлөвт (*), өөрөөр хэлбэл. Борын атомд тодорхой хэмжээний энерги өгөхөд түүний электрон тохиргоо болон энергийн диаграмм дараах байдалтай харагдана.

5 B* = 1s 2 2s 1 2p 2

Атомын аль дэд түвшинг хамгийн сүүлд дүүргэж байгаагаас хамааран химийн элементүүдийг s, p, d, f гэж хуваадаг.

Хүснэгтээс s, p, d, f элементүүдийг олох D.I. Менделеев:

• s-элементүүд нь бөглөх сүүлчийн s-дэд түвшинтэй байна. Эдгээр элементүүдэд I ба II бүлгийн үндсэн (хүснэгтийн нүдний зүүн талд) дэд бүлгүүдийн элементүүд орно.
• p-элементүүдийн хувьд p-дэд түвшнийг дүүргэсэн байна. p-элементүүд нь эхний ба долдугаар хэсгээс бусад үе бүрийн сүүлийн зургаан элемент, түүнчлэн III-VIII бүлгийн үндсэн дэд бүлгүүдийн элементүүдийг агуулдаг.
• d-элементүүд нь s- болон p-элементүүдийн хооронд том хугацаанд байрладаг.
• f-элементүүдийг лантанид ба актинид гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг D.I хүснэгтийн доод хэсэгт жагсаасан болно. Менделеев.