Sa pozicione në hapësirë ​​ka orbitalja s? Struktura atomike, orbitalet atomike

Sistemet. Në këtë rast, orbitalja përcaktohet nga niveli i Shrodingerit me një elektron me një Hamiltonian efektiv me një elektron; energjia orbitale, si rregull, lidhet me (shih).

Varësisht nga sistemi për të cilin përcaktohet orbitalja, dallohen orbitalet atomike, molekulare dhe kristalore. Orbitalet atomike (AO) karakterizohen nga tre numra kuantikë: n kryesor, orbital / dhe n magnetik. Vlera l = 0, 1, 2,... specifikon katrorin e momentit orbital (këndor) (konstantja e Plankut), vlera m = l,l - 1,..., +1, 0, - 1 ,..., - l + 1, - l-projeksion i momentit në një bosht të caktuar z të zgjedhur; n numëron energjitë orbitale. Gjendjet me një të dhënë / numërohen me numra n = l + 1, l + 2,... Në sferikë. sistemi i koordinatave me qendër në thelbin e AO ka formën, ku dhe

-këndet polare, r-distanca nga bërthama. R nl (r) thirrur pjesa radiale e shoqërisë aksionare (funksioni radial), dhe Y lm (q, j) -sferike. harmonike. Gjatë rrotullimit të sistemit koordinativ, sferik harmoniku zëvendësohet nga një kombinim linear i harmonikëve me të njëjtën vlerë l; pjesa radiale e AO nuk ndryshon gjatë kthesave, dhe energjia që i korrespondon këtij AO është niveli është (21 + 1)-fish degjenerues. Zakonisht - indeksi i eksponencialit orbital, dhe Ppl - një polinom i shkallës (n - l - 1). Në shënimin e shkurtuar, AO përshkruhet me simbolin nl m, dhe n shënohet me numrat 1, 2, 3,..., vlerat l = 0, 1, 2, 3, 4, ... korrespondojnë te shkronjat s, p, d, f, g ,...; m janë treguar në fund djathtas, p.sh. 2p +1 , 3d -2 . AO-të që përmbajnë struktura sferike jo komplekse janë më të përshtatshme. harmonikat dhe kombinimet e tyre lineare që kanë . kuptimet. Shoqëritë e tilla aksionare quhen kub (teseral). Ata kanë formën , ku (x, y, z) është një polinom homogjen (funksion këndor) i shkallës l në lidhje me

Koordinatat karteziane

x, y, z me qendër në bërthamë (drejtimi i boshteve është arbitrar); AO përcaktohet me simbole, për shembull.

Në kim. Aplikimet shpesh tregojnë konturet AO, të cilat mund të jenë ndërtuar ndryshe. Naib. të ashtuquajturat e zakonshme sipërfaqet fazore, në të cilat përshkruhen vlerat kub. harmonike (ose sferike): në kënde të dhëna polare, moduli i pjesës këndore të shoqërisë aksionare e barabartë me distancën tek origjina. Në Fig. 1 tregon sipërfaqe të tjera, më vizuale, në të cilat abs. kanë vlerat e shoqërive të caktuara aksionare vlerë konstante. Të dyja metodat e paraqitjes së AO-ve janë praktikisht të njëjta vetëm afër origjinës së koordinatave. Në të gjitha rastet, shenjat + dhe - (ose hijezimi) tregojnë se cilën shenjë ka AO në një zonë të caktuar. Si të gjitha funksionet e valës, AO mund të shumëzohet me - 1, gjë që do të çojë në një ndryshimshenja e funksionit, por nuk janë vetë shenjat AO ato që kanë kuptim,

dhe alternimi i shenjave për sistemin AO gjatë përshkrimit të nishanit. orbitalet. Grafike imazhi i AO nuk ka gjithmonë kuptim. Kështu, katrorët e moduleve janë sferikë. harmonikat nuk varen nga këndi, kështu që imazhi, për shembull, i AO 2p x dhe 2p y do të jetë krejtësisht i ndryshëm nga imazhi i AO 2p + dhe 2p -, megjithëse të dyja AO janë plotësisht ekuivalente. Orbitalet molekulare

(MO) përshkruhen në fushën e të gjitha bërthamave dhe fusha mesatare e pjesës tjetër.

Në mënyrë tipike, MO nuk kanë një analit të thjeshtë. përfaqësime dhe përdoren për to (shih). Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). ku 0 = 0,372, b = 0,602, është orbitalja atomike 2p z C i (i = 1, 2, 3, 4). Orbitalja 1 ka një plan nyjor (xy), orbitalja 2 ka një plan plotësues. rrafshi nyjor pingul me këtë rrafsh dhe që kalon ndërmjet (Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).Një orbitale atomike që ka simetri sferike (Fig. 3) zakonisht shënohet si s -orbitaleNë metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).-AO).

, dhe elektronet në të janë Si

-elektrone

Rrezja e orbitalës atomike s rritet me rritjen e numrit të nivelit të energjisë; 1s-AO ndodhet brenda 2s-AO, ky i fundit ndodhet brenda 3s-AO, etj. me një qendër që i përgjigjet bërthamës atomike. Në përgjithësi, struktura e shtresës elektronike të një atomi në modelin orbital duket të jetë e shtresuar. Çdo nivel energjetik që përmban elektrone konsiderohet gjeometrikisht si shtresë elektronike. Për një emërtim të shkurtuar të një elektroni që zë një orbitale atomike s, përcaktimi i vetë s-AO përdoret me një indeks dixhital të sipërm që tregon numrin e elektroneve. Për shembull, 1s është përcaktimi i elektronit të vetëm në një atom hidrogjeni. Numri i nivelit të energjisë korrespondon.

numri kuantik kryesor, dhe lloji i orbitales eshte ,numri kuantik orbital dhe lloji i orbitales eshte

1s H=1s , Ai

Formula elektronike e kombinuar me diagrami i energjisë predha elektronike e një atomi (Fig. 3) e pasqyrojnë atë konfigurim elektronik.

Një orbitale atomike që ka simetri rrotulluese (boshtore) zakonisht shënohet si fq-orbitale (fq Një orbitale atomike që ka simetri sferike (Fig. 3) zakonisht shënohet si(Fig. 3); elektronet në të janë fq-elektrone.

Çdo p-orbital atomik mund të pranojë (në frekuencë maksimale) dy elektrone, si çdo AO tjetër. Këto elektrone së bashku zënë të dy gjysmat fq-orbitalet. Në çdo nivel të energjisë atomike (përveç të parës) ka tre orbitale atomike, të cilat korrespondojnë me një popullsi maksimale prej gjashtë elektronesh.

Të tre fq-AO të të njëjtit nivel energjetik ndryshojnë nga njëri-tjetri në vendndodhjen hapësinore; boshtet e tyre, duke kaluar nëpër të dy gjysmat e orbitales dhe pingul me planin e saj nyjor, formojnë një sistem të koordinatave karteziane (shënime sëpatat e veta x, y, z). Prandaj, në çdo nivel energjetik ekziston një grup prej tre p-orbitalesh atomike: p x -, p y - dhe p z -AO. Shkronjat x, y, z korrespondojnë numër kuantik magnetik, e cila ju lejon të gjykoni ndikimin e një fushe magnetike të jashtme në shtresën elektronike të një atomi.

S-orbitalet atomike ekzistojnë në të gjitha nivelet e energjisë, atomike fq-orbitalet - në të gjitha nivelet përveç të parit. Në nivelin e tretë dhe të mëvonshëm të energjisë në një s-AO dhe tre fq-AO bashkon pesë orbitale atomike, të quajtura d -orbitalet(Fig. 4), dhe në nivelin e katërt dhe të mëvonshëm - shtatë orbitale të tjera atomike, të quajtura f -orbitalet.

2.3. Nënnivelet e energjisë

atom multielektronik. parimet

ndërtimi shtresë elektronike

Llogaritjet mekanike kuantike tregojnë se në atomet me shumë elektrone energjia e elektroneve të një niveli nuk është e njëjtë; mbushen elektronet orbitalet atomike tipe te ndryshme dhe kanë energji të ndryshme.

Niveli i energjisë karakterizohet numri kuantik kryesorn. Për të gjithë elementët e njohur, vlerat e n ndryshojnë nga 1 në 7. Elektronet në një atom me shumë elektrone të vendosura në kryesisht (i pangacmuar) gjendje, zënë nivelet e energjisë nga e para në të shtatën.

Karakterizohet nënniveli i energjisë numri kuantik orbitall. Për çdo nivel (n = konst) numri kuantik l pranon të gjitha vlerat e numrave të plotë nga 0 në (n-1), për shembull, me vlera n=3 l do të jetë 0, 1 dhe 2. Numri kuantik orbital përcakton formë gjeometrike(simetria) e orbitaleve Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).-, fq-, d-, f-nënnivel. Është e qartë se në të gjitha rastet n> l; në vlerën maksimale n=3 l është e barabartë me 2.

Nënnivelet ekzistuese për katër nivelet e para të energjisë, numri i orbitaleve atomike dhe elektroneve në to janë dhënë në Tabelën 1.

Modeli i mbushjes së predhave elektronike të atomeve përcaktohet nga parimi i përjashtimit i vendosur në 1925 nga fizikani zviceran Pauli.

Parimi Pauli: Një atom nuk mund të ketë dy elektrone në gjendje identike.

Dallimi midis elektroneve që zënë orbitale të ndryshme atomike të të njëjtit nënnivel ( n, l = konst), përveç nënnivelit s, karakterizohet numër kuantik magnetikm. Ky numër quhet magnetik sepse karakterizon sjelljen e elektroneve në një fushë magnetike të jashtme. Nëse vlera l përcakton formën gjeometrike të orbitaleve atomike të nënnivelit, pastaj vlerën e numrit kuantik m vendos rregullimin relativ hapësinor të këtyre orbitaleve.

Tabela 1

Nivelet e energjisë, nënnivelet dhe orbitalet

atom me shumë elektron

Numri kuantik magnetik m l brenda këtij nënniveli ( n, l = konst) pranon të gjitha vlerat e numrave të plotë nga + l para - l, duke përfshirë zero. Për nënnivelin s ( n = konst, l = 0 ) vetëm një vlerë është e mundur m l = 0, nga e cila rezulton se nënniveli s i çdo niveli energjie (nga i pari në të shtatën) përmban një s-AO.

Për nënnivelin p ( n> 1, l = 1) m l mund të marrë tre vlera +1, 0, -1, prandaj, nënniveli p i çdo niveli energjie (nga i dyti në të shtatën) përmban tre p-AO.

Për nënnivelin d ( n> 2, l = 2) m l ka pesë vlera +2, +1, 0, -1, -2 dhe, si pasojë, d- nënniveli i çdo niveli energjie (nga i treti në të shtatën) përmban domosdoshmërisht pesë d- SHA.

Po kështu, për secilën f- nënniveli ( n> 3, l = 3) m ka shtatë vlera +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 dhe për këtë arsye çdo f- nënniveli përmban shtatë f- SHA.

Kështu, Çdo orbitale atomike përcaktohet në mënyrë unike nga tre numra kuantikë - kryesorin , orbitale l dhe magnetike m l .

Në n = konst të gjitha vlerat që lidhen me një nivel të caktuar energjie janë të përcaktuara rreptësisht l, dhe kur l = konst – të gjitha vlerat që lidhen me një nënnivel të caktuar të energjisë m l .

Për shkak të faktit se çdo orbital mund të mbushet me maksimum dy elektrone, numri i elektroneve që mund të vendosen në çdo nivel dhe nënnivel energjetik dyfishohet. më shumë numër orbitalet per këtë nivel ose nënnivel. Meqenëse elektronet e vendosura në të njëjtën orbitale atomike kanë të njëjtat vlera numrat kuantikë n, l Dhe m l, atëherë për dy elektrone në një orbitale përdoret e katërta, numri kuantik spinNë metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., e cila përcaktohet nga spin-i i elektronit.

Sipas parimit Pauli, mund të thuhet se çdo elektron në një atom është unik karakterizohet nga grupi i tij prej katër numrash kuantikë - kryesorin , orbitalel , magnetikem dhe rrotullohenNë metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)..

Popullsia e niveleve të energjisë, nënnivelet dhe orbitalet atomike nga elektronet i nënshtrohet rregullit të mëposhtëm (parimi i energjisë minimale): në një gjendje të pangacmuar, të gjitha elektronet kanë energjinë më të ulët.

Kjo do të thotë se secili prej elektroneve që mbush shtresën e një atomi zë një orbital të tillë që atomi në tërësi të ketë një energji minimale. Rritja e vazhdueshme kuantike e energjisë së nënniveleve ndodh në rendin e mëposhtëm:

1Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). – 2Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). – 2fq – 3Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). – 3fq – 4Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). – 3d – 4fq – 5Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). - …..

Mbushja e orbitaleve atomike brenda një nënniveli të energjisë ndodh në përputhje me rregullin e formuluar nga fizikani gjerman F. Hund (1927).

Rregulli i Hundit: orbitalet atomike që i përkasin të njëjtit nënnivel mbushen secila fillimisht me një elektron, dhe më pas mbushen me elektrone të dytë.

Rregulli i Hundit quhet edhe parimi i shumëfishimit maksimal, d.m.th. drejtimi paralel i mundshëm maksimal i rrotullimeve të elektroneve të një nënniveli energjetik.

Një atom i lirë nuk mund të ketë më shumë se tetë elektrone në nivelin më të lartë të energjisë.

Elektronet e vendosura në nivelin më të lartë të energjisë të një atomi (në shtresën e jashtme elektronike) quhen e jashtme; Numri i elektroneve të jashtme në një atom të çdo elementi nuk është kurrë më shumë se tetë. Për shumë elementë, është numri i elektroneve të jashtëm (me nënnivele të brendshme të mbushura) ai që përcakton kryesisht vetitë e tyre kimike. Për elektronet e tjera, atomet e të cilëve kanë një nënnivel të brendshëm të paplotësuar, për shembull 3 d- nënniveli i atomeve të elementeve si Sc, Ti, Cr, Mn, etj., Vetitë kimike varen nga numri i elektroneve të brendshëm dhe të jashtëm. Të gjitha këto elektrone quhen valencë; në formulat elektronike të shkurtuara të atomeve shkruhen pas simbolit të skeletit atomik, pra pas shprehjes në kllapa katrore.

Konfigurimi elektronik i një atomi është një paraqitje numerike e orbitaleve të tij elektronike. Orbitalet e elektroneve janë rajone forma të ndryshme të vendosura përreth bërthama atomike, në të cilin prania e një elektroni është matematikisht e mundshme. Konfigurimi elektronik ndihmon shpejt dhe me lehtësi t'i tregojë lexuesit se sa orbitale elektronike ka një atom, si dhe të përcaktojë numrin e elektroneve në secilën orbitale. Pas leximit të këtij artikulli, do të zotëroni metodën e hartimit të konfigurimeve elektronike.

Hapat

Shpërndarja e elektroneve duke përdorur sistemin periodik të D. I. Mendeleev

Gjej numer atomik atomin tuaj.Çdo atom ka numër të caktuar elektronet që lidhen me të. Gjeni simbolin e atomit tuaj në tabelën periodike. Numri atomik është një e tërë numër pozitiv, duke filluar nga 1 (për hidrogjenin) dhe duke u rritur me një për çdo atom pasues. Numri atomik është numri i protoneve në një atom, dhe për këtë arsye është edhe numri i elektroneve të një atomi me ngarkesë zero.

Përcaktoni ngarkesën e një atomi. Atomet neutrale do të kenë të njëjtin numër elektronesh siç tregohet në tabelën periodike. Megjithatë, atomet e ngarkuara do të kenë më shumë ose numër më i vogël elektronet - në varësi të madhësisë së ngarkesës së tyre. Nëse jeni duke punuar me një atom të ngarkuar, shtoni ose zbritni elektrone si më poshtë: shtoni një elektron për secilin ngarkesë negative dhe zbres një për çdo pozitiv.

• Për shembull, një atom natriumi me ngarkesë -1 do të ketë një elektron shtesë përveç kësaj në numrin e tij atomik bazë 11. Me fjalë të tjera, atomi do të ketë gjithsej 12 elektrone.
• Nëse po flasim për rreth një atomi natriumi me ngarkesë +1, nga baza numer atomik 11 ju duhet të hiqni një elektron. Kështu, atomi do të ketë 10 elektrone.

1. Mos harroni listën bazë të orbitaleve. Ndërsa numri i elektroneve në një atom rritet, ato mbushin nënnivele të ndryshme të shtresës elektronike të atomit sipas një sekuence specifike. Çdo nënnivel i shtresës elektronike, kur mbushet, përmban numër çift elektronet. Nënnivelet e mëposhtme janë në dispozicion:

   Kuptoni regjistrimin konfigurim elektronik. Konfigurimet e elektroneve janë shkruar për të treguar qartë numrin e elektroneve në secilën orbitale. Orbitalet shkruhen në mënyrë sekuenciale, me numrin e atomeve në secilën orbitale të shkruar si një mbishkrim në të djathtë të emrit të orbitës. Konfigurimi elektronik i përfunduar merr formën e një sekuence emërtimesh dhe mbishkrimesh nënnivele.

   • Këtu, për shembull, është konfigurimi elektronik më i thjeshtë: 1s 2 2s 2 2p 6 . Ky konfigurim tregon se ka dy elektrone në nënnivelin 1s, dy elektrone në nënnivelin 2s dhe gjashtë elektrone në nënnivelin 2p. 2 + 2 + 6 = 10 elektrone gjithsej. Ky është konfigurimi elektronik i një atomi neoni neutral (numri atomik i neonit është 10).

2. Mbani mend rendin e orbitaleve. Mbani në mend se orbitalet e elektroneve numërohen në rend të rritjes së numrit të shtresës elektronike, por të renditura sipas renditjes në rritje të energjisë. Për shembull, një orbital 4s 2 i mbushur ka energji më të ulët (ose më pak lëvizshmëri) sesa një orbital 3d 10 i mbushur ose i mbushur pjesërisht, kështu që orbitalja 4s shkruhet e para. Pasi të dini rendin e orbitaleve, mund t'i plotësoni lehtësisht sipas numrit të elektroneve në atom. Rendi i mbushjes së orbitaleve është si më poshtë: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

   • Konfigurimi elektronik i një atomi në të cilin janë mbushur të gjitha orbitalet do të jetë si më poshtë: 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 5p 6 14 6d 10 7p 6
   • Vini re se hyrja e mësipërme, kur të gjitha orbitalet janë të mbushura, është konfigurimi elektronik i elementit Uuo (ununoctium) 118, atomi me numrin më të lartë në tabelën periodike. Prandaj, ky konfigurim elektronik përmban të gjitha nënnivelet elektronike të njohura aktualisht të një atomi të ngarkuar neutralisht.

3. Plotësoni orbitalet sipas numrit të elektroneve në atomin tuaj. Për shembull, nëse duam të shkruajmë konfigurimin elektronik të një atomi neutral të kalciumit, duhet të fillojmë duke kërkuar numrin e tij atomik në tabelën periodike. Numri atomik i tij është 20, kështu që ne do të shkruajmë konfigurimin e një atomi me 20 elektrone sipas rendit të mësipërm.

   • Plotësoni orbitalet sipas rendit të mësipërm derisa të arrini elektronin e njëzetë. Orbitalja e parë 1s do të ketë dy elektrone, orbitalja 2s do të ketë gjithashtu dy, 2p do të ketë gjashtë, 3s do të ketë dy, 3p do të ketë 6 dhe 4s do të ketë 2 (2 + 2 + 6 +2 + 6 + 2 = 20 .) Me fjalë të tjera, konfigurimi elektronik i kalciumit ka formën: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .
   • Vini re se orbitalet janë të renditura në mënyrë të rritjes së energjisë. Për shembull, kur të jeni gati të kaloni në nivelin e 4-të të energjisë, fillimisht shkruani orbitalën 4s dhe pastaj 3d. Pas nivelit të katërt të energjisë, kaloni në të pestin, ku përsëritet i njëjti rend. Kjo ndodh vetëm pas nivelit të tretë të energjisë.

4. Përdorni tabelën periodike si një sinjal vizual. Ju ndoshta e keni vënë re tashmë se forma e tabelës periodike korrespondon me rendin e nënniveleve të elektroneve në konfigurimin e elektroneve. Për shembull, atomet në kolonën e dytë nga e majta përfundojnë gjithmonë me "s 2", dhe atomet në skajin e djathtë të seksionit të hollë të mesëm përfundojnë gjithmonë me "d 10", etj. Përdorni tabelën periodike si një udhëzues vizual për të shkruar konfigurimet - se si rendi në të cilin shtoni në orbitalet korrespondon me pozicionin tuaj në tabelë. Shikoni më poshtë:

   • Në mënyrë të veçantë, dy kolonat në të majtë përmbajnë atome, konfigurimet elektronike të të cilëve përfundojnë në orbitale s, blloku i djathtë i tabelës përmban atome konfigurimet e të cilëve përfundojnë me orbitale p dhe gjysma e poshtme përmban atome që përfundojnë me f orbitale.
   • Për shembull, kur shkruani konfigurimin elektronik të klorit, mendoni kështu: "Ky atom ndodhet në rreshtin e tretë (ose "periudha") të tabelës periodike. Ai ndodhet gjithashtu në grupin e pestë të bllokut orbital p. të tabelës periodike, pra, konfigurimi i tij elektronik do të përfundojë me ..3p 5
   • Vini re se elementet në rajonin orbital d dhe f të tabelës karakterizohen nga nivele energjie që nuk korrespondojnë me periudhën në të cilën ndodhen. Për shembull, rreshti i parë i një blloku elementësh me orbitale d korrespondon me orbitalet 3d, megjithëse ndodhet në periudhën e 4-të, dhe rreshti i parë i elementeve me orbitale f korrespondon me një orbitale 4f, pavarësisht se është në të 6-tën. periudhë.

5. Mësoni shkurtesat për shkrimin e konfigurimeve të gjata të elektroneve. Atomet në skajin e djathtë të tabelës periodike quhen gaze fisnike. Këta elementë janë kimikisht shumë të qëndrueshëm. Për të shkurtuar procesin e shkrimit të konfigurimeve të gjata të elektroneve, thjesht shkruani simbolin kimik të gazit fisnik më të afërt me më pak elektrone se atomi juaj në kllapa katrore dhe më pas vazhdoni të shkruani konfigurimin elektronik të niveleve orbitale pasuese. Shikoni më poshtë:

   • Për të kuptuar këtë koncept, do të jetë e dobishme të shkruani një shembull konfigurimi. Le të shkruajmë konfigurimin e zinkut (numri atomik 30) duke përdorur shkurtesën që përfshin gazin fisnik. Konfigurimi i plotë i zinkut duket si ky: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10. Megjithatë, ne shohim se 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 është konfigurimi elektronik i argonit, një gaz fisnik. Thjesht zëvendësoni një pjesë të konfigurimit elektronik për zink me simbolin kimik për argonin në kllapa katrore (.)
   • Pra, konfigurimi elektronik i zinkut, i shkruar në formë të shkurtuar, ka formën: 4s 2 3d 10 .
   • Ju lutemi vini re se nëse jeni duke shkruar konfigurimin elektronik të një gazi fisnik, të themi argoni, nuk mund ta shkruani atë! Duhet të përdoret shkurtesa për gazin fisnik që i paraprin këtij elementi; për argonin do të jetë neoni ().

   Përdorimi i tabelës periodike ADOMAH

   1. Zotëroni tabelën periodike ADOMAH. Kjo metodë regjistrimi i konfigurimit elektronik nuk kërkon memorizim, por kërkon një tabelë periodike të modifikuar, pasi në tabelën periodike tradicionale, duke filluar nga periudha e katërt, numri i periudhës nuk korrespondon me shtresën elektronike. Gjeni tabelën periodike ADOMAH - lloj i veçantë tabela periodike, e zhvilluar nga shkencëtari Valery Zimmerman. Është e lehtë për tu gjetur me një kërkim të shkurtër në internet.

      • NË tabelë periodike Rreshtat horizontale ADOMAH përfaqësojnë grupe elementësh si halogjenët, gazet inerte, metale alkali, metalet alkaline të tokës etj. Kolonat vertikale korrespondojnë me nivelet elektronike, dhe të ashtuquajturat "kaskada" (linjat diagonale që lidhin blloqet s,p,d dhe f) korrespondojnë me periudha.
      • Heliumi lëviz drejt hidrogjenit sepse të dy këta elementë karakterizohen nga një orbitale 1s. Blloqet e periodave (s,p,d dhe f) tregohen me anën e djathtë, dhe numrat e nivelit janë dhënë në bazë. Elementet paraqiten në kutitë me numër 1 deri në 120. Këta numra janë numra atomikë të zakonshëm që përfaqësojnë total elektronet në një atom neutral.

   2. Gjeni atomin tuaj në tabelën ADOMAH. Për të shkruar konfigurimin elektronik të një elementi, kërkoni simbolin e tij në tabelën periodike ADOMAH dhe kryqëzoni të gjithë elementët me një numër atomik më të lartë. Për shembull, nëse duhet të shkruani konfigurimin elektronik të erbiumit (68), kaloni të gjithë elementët nga 69 në 120.

      • Vini re numrat 1 deri në 8 në fund të tabelës. Këto janë numra të niveleve elektronike, ose numra kolonash. Injoroni kolonat që përmbajnë vetëm artikuj të gërmuar. Për erbiumin mbeten kolonat me numër 1,2,3,4,5 dhe 6.

   3. Numëroni nënnivelet orbitale deri në elementin tuaj. Duke parë simbolet e bllokut të paraqitur në të djathtë të tabelës (s, p, d, dhe f) dhe numrat e kolonave të paraqitura në bazë, injoroni linjat diagonale midis blloqeve dhe ndani kolonat në blloqe kolonash, duke i renditur ato sipas renditjes. nga poshtë lart. Përsëri, injoroni blloqet që kanë të gjithë elementët të kryqëzuar. Shkruani blloqet e kolonave duke filluar nga numri i kolonës të ndjekur nga simboli i bllokut, pra: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (për erbium).

      • Ju lutemi vini re: Konfigurimi elektronik i mësipërm i Er është shkruar në rend rritës të numrit të nënnivelit të elektroneve. Mund të shkruhet edhe sipas radhës së mbushjes së orbitaleve. Për ta bërë këtë, ndiqni kaskadat nga poshtë lart, në vend të kolonave, kur shkruani blloqe kolonash: 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. Numëroni elektronet për çdo nënnivel elektronik. Numëroni elementet në çdo bllok kolone që nuk janë gërmuar, duke bashkangjitur një elektron nga secili element dhe shkruani numrin e tyre pranë simbolit të bllokut për çdo bllok kolone kështu: 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 . Në shembullin tonë, ky është konfigurimi elektronik i erbiumit.

   5. Kini parasysh konfigurimet e gabuara elektronike. Ekzistojnë tetëmbëdhjetë përjashtime tipike që lidhen me konfigurimet elektronike të atomeve në gjendjen më të ulët të energjisë, të quajtur edhe gjendja bazë. gjendje energjetike. Ata nuk binden rregull i përgjithshëm vetëm në dy ose tre pozicionet e fundit të zëna nga elektronet. Në këtë rast, konfigurimi aktual elektronik supozon se elektronet janë në një gjendje me një energji më të ulët në krahasim me konfigurimin standard të atomit. Atomet e përjashtimit përfshijnë:

      • Kr(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Nb(..., 4d4, 5s1); Mo(..., 4d5, 5s1); Ru(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); Pd(..., 4d10, 5s0); Ag(..., 4d10, 5s1); La(..., 5d1, 6s2); Ce(..., 4f1, 5d1, 6s2); Gd(..., 4f7, 5d1, 6s2); Au(..., 5d10, 6s1); Ac(..., 6d1, 7s2); Th(..., 6d2, 7s2); Pa(..., 5f2, 6d1, 7s2); U(..., 5f3, 6d1, 7s2); Np(..., 5f4, 6d1, 7s2) dhe Cm(..., 5f7, 6d1, 7s2).
      • Për të gjetur numrin atomik të një atomi kur shkruhet në formë konfigurimi elektronik, thjesht mblidhni të gjithë numrat që pasojnë shkronjat (s, p, d dhe f). Kjo funksionon vetëm për atomet neutrale, nëse keni të bëni me një jon nuk do të funksionojë - do t'ju duhet të shtoni ose zbrisni numrin e elektroneve shtesë ose të humbura.
      • Numri pas shkronjës është një mbishkrim, mos bëni gabim në test.
      • Nuk ka një stabilitet të nënnivelit "gjysmë të plotë". Ky është një thjeshtësim. Çdo stabilitet që i atribuohet nënnivelet "gjysmë të mbushura" ndodh sepse secila orbitale është e zënë nga një elektron, kështu që zmbrapsja midis elektroneve minimizohet.
      • Çdo atom tenton në një gjendje të qëndrueshme dhe konfigurimet më të qëndrueshme kanë nënnivelet s dhe p të mbushura (s2 dhe p6). Gazet fisnike kanë këtë konfigurim, kështu që ata rrallë reagojnë dhe ndodhen në të djathtë në tabelën periodike. Prandaj, nëse një konfigurim përfundon në 3p 4, atëherë i duhen dy elektrone për të arritur një gjendje të qëndrueshme (për të humbur gjashtë, duke përfshirë elektronet e nënnivelit s, kërkohet më shumë energji, kështu që humbja e katër është më e lehtë). Dhe nëse konfigurimi përfundon në 4d 3, atëherë për të arritur një gjendje të qëndrueshme duhet të humbasë tre elektrone. Përveç kësaj, nënnivelet gjysmë të mbushura (s1, p3, d5..) janë më të qëndrueshme se, për shembull, p4 ose p2; megjithatë, s2 dhe p6 do të jenë edhe më të qëndrueshme.
      • Kur keni të bëni me një jon, kjo do të thotë se numri i protoneve nuk është i barabartë me numrin e elektroneve. Ngarkesa e atomit në këtë rast do të përshkruhet në krye të djathtë (zakonisht) të simbolit kimik. Prandaj, një atom antimoni me ngarkesë +2 ka konfigurimin elektronik 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1 . Vini re se 5p 3 ka ndryshuar në 5p 1 . Kini kujdes kur konfigurimi i atomit neutral përfundon në nënnivele të ndryshme nga s dhe p. Kur hiqni elektronet, mund t'i merrni ato vetëm nga orbitalet e valencës (orbitalet s dhe p). Prandaj, nëse konfigurimi përfundon në 4s 2 3d 7 dhe atomi merr një ngarkesë prej +2, atëherë konfigurimi do të përfundojë në 4s 0 3d 7. Ju lutemi vini re se 3d 7 Jo ndryshimet, elektronet nga orbitalja s humbasin në vend të tyre.
      • Ka kushte kur një elektron detyrohet të "lëvizë në një nivel më të lartë energjie". Kur një nënnivel i mungon një elektron për të qenë gjysmë ose i plotë, merrni një elektron nga nënniveli më i afërt s ose p dhe zhvendoseni në nënnivelin që ka nevojë për elektronin.
      • Ekzistojnë dy mundësi për regjistrimin e konfigurimit elektronik. Ato mund të shkruhen në rend rritës të numrave të nivelit të energjisë ose në rendin e mbushjes së orbitaleve të elektroneve, siç u tregua më lart për erbiumin.
      • Ju gjithashtu mund të shkruani konfigurimin elektronik të një elementi duke shkruar vetëm konfigurimin e valencës, i cili përfaqëson nënnivelin e fundit s dhe p. Kështu, konfigurimi i valencës së antimonit do të jetë 5s 2 5p 3.
      • Jonet nuk janë të njëjta. Është shumë më e vështirë me ta. Kapërceni dy nivele dhe ndiqni të njëjtin model në varësi të vendit ku keni filluar dhe sa i madh është numri i elektroneve.

etj.... Një koleksion orbitalesh elektronesh me energji të ngjashme formon një shtresë (d.m.th., një guaskë ose nivel energjie). Nivelet e energjisë numërohen duke filluar nga bërthama e atomit: 1, 2, 3,n. Sa më larg nga bërthama, aq më të gjera janë shtresat dhe aq më shumë orbitale dhe elektrone mund të strehojnë. Po, në n 2 - nivelin 2 orbitale, dhe ato mund të strehojnë deri në 2

elektronet. Në elementët e njohur, elektronet gjenden vetëm në shtatë nivelet e para, dhe vetëm katër të parat prej tyre janë të mbushura.Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). , fq , d Ekzistojnë katër lloje të orbitaleve, ato janë të përcaktuara f DheNë metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). . Në çdo nivel (shtresë) ka njëfq-orbitale që përmban elektronet të lidhura më fort me bërthamën. I ndjekur nga tre d -orbitale, pesëf-orbitalet dhe, së fundi, shtatë

Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). - Numri i elektronevefq – Orbitalet janë në formë sferiked forma e një trap ose dy sferash prekëse, f -orbitalet kanë 4 “petale”, dhe

-orbitalet 8. Në prerje tërthore këto orbitale duken përafërsisht siç tregohet në figurë. Tre R -orbitalet janë të orientuara në hapësirë ​​përgjatë boshteve sistem drejtkëndorfq koordinon dhe caktohen në përputhje me rrethanat, x Ekzistojnë katër lloje të orbitaleve, ato janë të përcaktuara p y; d p z f - DheNë metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). -orbitalet ndodhen gjithashtu në kënde të caktuara me njëra-tjetrën; sferike

Çdo element pasues në një periudhë ka një numër atomik një më të madh se elementi i mëparshëm dhe përmban një elektron më shumë. Ky elektron shtesë zë orbitalën tjetër në rend rritës. Duhet të kihet parasysh se shtresat elektronike janë difuze dhe energjia e disa orbitaleve të shtresave të jashtme është më e ulët se ajo e atyre të brendshme. Prandaj, për shembull, fillimisht mbushetNë metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). -Orbitali i nivelit të katërt (4Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). -orbitale), dhe vetëm pasi të ketë përfunduar mbushja e 3d -orbitalet. Rendi i mbushjes së orbitaleve zakonisht është si më poshtë: 1Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). , 2 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). , 2 fq , 3 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). , 3 fq , 4 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). , 3 d , 4 fq , 5 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). , 4 d , 5 fq , 6 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). , 4 f , 5 d , 6 fq , 7 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). . Në shënimin e përdorur për të përfaqësuar konfigurimin elektronik të një elementi, mbishkrimi në shkronjën që përfaqëson orbitalin tregon numrin e elektroneve në atë orbitale. Për shembull, regjistro 1 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 2 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 2 fq 5 do të thotë se me 1Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). -Orbitalja e një atomi përmban dy elektrone, 2Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). -orbitalet dy, në 2Tre pesë elektrone. Atomet neutrale që kanë 8 elektrone në shtresën e jashtme të tyre elektronike (d.m.th. janë të mbushurNë metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).- Dhe Tre -orbitalet) janë aq të qëndrueshme sa praktikisht nuk hyjnë në asnjë reaksionet kimike. Këto janë atomet e gazeve inerte. Konfigurimi elektronik i heliumit 1 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2, neoni 2 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 2 fq 6, argoni 3 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 3 fq 6, krypton 4 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 3 d 10 4 fq 6, ksenon 5 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 4 d 10 5 fq 6 dhe në fund radoni 6 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 4 f 14 5 d 10 6 fq 6 .

Përbërja e atomit.

Një atom përbëhet nga bërthama atomike Dhe shtresë elektronike.

Bërthama e një atomi përbëhet nga protone ( p+) dhe neutronet ( n 0). Shumica e atomeve të hidrogjenit kanë një bërthamë të përbërë nga një proton.

Numri i protoneve N(p+) është e barabartë me ngarkesën bërthamore ( Z) dhe numrin serial të elementit në serinë natyrore të elementeve (dhe në tabelë periodike elementet).

N(fq +) = Z

Shuma e neutroneve N(n 0), e shënuar thjesht me shkronjën N, dhe numri i protoneve Z thirrur numri masiv dhe shënohet me shkronjë A.

A = Z + N

Predha elektronike e një atomi përbëhet nga elektrone që lëvizin rreth bërthamës ( e -).

Numri i elektroneve N(e-) në shtresën elektronike të një atomi neutral është i barabartë me numrin e protoneve Z në thelbin e saj.

Masa e një protoni është afërsisht e barabartë me masën e një neutroni dhe 1840 herë më shumë masë elektron, pra masa e atomit praktikisht është e barabartë me masën e bërthamës.

Forma e atomit është sferike. Rrezja e bërthamës rreth 100,000 herë më pak se rreze atom.

Element kimik- lloji i atomeve (mbledhja e atomeve) me ngarkesë të barabartë bërthama (me numër të njëjtë të protoneve në bërthamë).

Izotop- një koleksion atomesh të të njëjtit element me të njëjtin numër neutronesh në bërthamë (ose një lloj atomi me të njëjtin numër protonesh dhe të njëjtin numër neutronesh në bërthamë).

Izotopët e ndryshëm ndryshojnë nga njëri-tjetri në numrin e neutroneve në bërthamat e atomeve të tyre.

Emërtimi atom individual ose izotopi: (E është simboli i elementit), për shembull: .

Struktura e shtresës elektronike të një atomi

Orbitale atomike- gjendja e një elektroni në një atom. Simboli për orbitalin është . Çdo orbital ka një re elektronike përkatëse.

Orbitalet e atomeve reale në gjendjen tokësore (të pangacmuara) janë katër llojesh: Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., fq, d Dhe f.

Re elektronike- pjesa e hapësirës në të cilën mund të gjendet një elektron me një probabilitet prej 90 (ose më shumë) për qind.

shënim: ndonjëherë konceptet e "orbitale atomike" dhe "re elektronike" nuk dallohen, duke i quajtur të dyja "orbitale atomike".

Shtresa elektronike e një atomi është e shtresuar. Shtresa elektronike të formuara nga retë elektronike të njëjtën madhësi. Orbitalet e një shtrese formohen niveli elektronik ("energjia")., energjitë e tyre janë të njëjta për atomin e hidrogjenit, por të ndryshme për atomet e tjera.

Orbitalet e të njëjtit lloj grupohen në elektronike (energjia) nënnivelet:
Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).-Nënniveli (përbëhet nga një Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).-orbitalet), simbol - .
fq-Nënniveli (përbëhet nga tre fq
d-Nënniveli (përbëhet nga pesë d-orbitalet), simboli - .
f-Nënniveli (përbëhet nga shtatë f-orbitalet), simboli - .

Energjitë e orbitaleve të të njëjtit nënnivel janë të njëjta.

Kur caktoni nënnivele, numri i shtresës (niveli elektronik) i shtohet simbolit të nënnivelit, për shembull: 2 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 3fq, 5d do të thotë Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).-nënniveli i nivelit të dytë, fq-nënniveli i nivelit të tretë, d-nënniveli i nivelit të pestë.

Numri i përgjithshëm i nënniveleve në një nivel është i barabartë me numrin e nivelit n. Numri i përgjithshëm i orbitaleve në një nivel është i barabartë me n 2. Prandaj, numri i përgjithshëm retë në një shtresë është gjithashtu e barabartë n 2 .

Emërtimet: - orbitale e lirë (pa elektrone), - orbitale me një elektron të paçiftuar, - orbitale me çift ​​elektronik(me dy elektrone).

Rendi në të cilin elektronet mbushin orbitalet e një atomi përcaktohet nga tre ligje të natyrës (formulimet janë dhënë në terma të thjeshtuar):

1. Parimi i energjisë më të vogël - elektronet mbushin orbitalet sipas radhës së rritjes së energjisë së orbitaleve.

2. Parimi Pauli - nuk mund të ketë më shumë se dy elektrone në një orbital.

3. Rregulli i Hundit - brenda një nënniveli, elektronet fillimisht mbushin orbitalet boshe (një nga një), dhe vetëm pas kësaj ato formojnë çifte elektronike.

Numri i përgjithshëm i elektroneve në nivelin elektronik (ose shtresën elektronike) është 2 n 2 .

Shpërndarja e nënniveleve sipas energjisë shprehet si më poshtë (në rend të rritjes së energjisë):

1Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 2Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 2fq, 3Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 3fq, 4Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 3d, 4fq, 5Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 4d, 5fq, 6Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 4f, 5d, 6fq, 7Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih)., 5f, 6d, 7fq ...

Kjo sekuencë shprehet qartë nga një diagram energjie:

Shpërndarja e elektroneve të një atomi nëpër nivele, nënnivele dhe orbitale (konfigurimi elektronik i një atomi) mund të përshkruhet në formën e një formule elektronike, një diagrami energjie ose, e thjeshtuar, në formën e një diagrami. shtresa elektronike("qarku elektronik").

Shembuj të strukturës elektronike të atomeve:

Elektronet e valencës- elektronet e atomit që mund të marrin pjesë në formim lidhjet kimike. Për çdo atom kjo është gjithçka elektronet e jashtme plus ato elektrone para të jashtme, energjia e të cilëve është më e madhe se ajo e atyre të jashtme. Për shembull: atomi i Ca ka 4 elektrone të jashtme Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2, ato janë gjithashtu valencë; atomi i Fe ka 4 elektrone të jashtme Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 por ai ka 3 d 6, pra atomi i hekurit ka 8 elektronet e valencës. Valence formula elektronike atomet e kalciumit - 4 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2, dhe atomet e hekurit - 4 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 3d 6 .

Tabelë periodike elementet kimike D. I. Mendeleev
(sistemi natyror i elementeve kimike)

Ligji periodik elementet kimike (formulim modern): vetitë e elementeve kimike, si dhe substancave të thjeshta dhe komplekse të formuara prej tyre, varen periodikisht nga vlera e ngarkesës së bërthamave atomike.

Tabelë periodike- shprehje grafike e ligjit periodik.

Seritë natyrore të elementeve kimike- një sërë elementesh kimike të renditura sipas rritjes së numrit të protoneve në bërthamat e atomeve të tyre, ose, çfarë është e njëjta, sipas ngarkesave në rritje të bërthamave të këtyre atomeve. Numri serial i elementit në këtë rresht e barabartë me numrin protonet në bërthamën e ndonjë atomi të atij elementi.

Tabela e elementeve kimike është ndërtuar duke "prerë" serinë natyrore të elementeve kimike në periudhave(rreshtat horizontale të tabelës) dhe grupimet (kolonat vertikale të tabelës) të elementeve me të ngjashme strukturë elektronike atomet.

Varësisht nga mënyra se si i kombinoni elementët në grupe, tabela mund të jetë afatgjate(elementet me të njëjtin numër dhe lloj elektronesh valente mblidhen në grupe) dhe periudhë e shkurtër(elementet me numër të njëjtë të elektroneve valente mblidhen në grupe).

Grupet e tabelave me periudha të shkurtra ndahen në nëngrupe ( kryesore Dhe anësor), që përkon me grupet e tabelës me periudhë afatgjatë.

Të gjithë atomet e elementeve kanë të njëjtën periudhë të njëjtin numër shtresa elektronike, të barabarta me numrin e periudhës.

Numri i elementeve në periudha: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Shumica e elementeve të periudhës së tetë janë marrë në mënyrë artificiale elementet e fundit të kësaj periudhe ende nuk janë sintetizuar; Të gjitha periudhat përveç të parës fillojnë me formimin e një elementi metal alkali(Li, Na, K, etj.) dhe përfundojnë me një element formues gazi fisnik (He, Ne, Ar, Kr, etj.).

Në tabelën me periudha të shkurtra ka tetë grupe, secili prej të cilave ndahet në dy nëngrupe (kryesore dhe dytësore), në tabelën me periudhë të gjatë janë gjashtëmbëdhjetë grupe, të cilat numërohen me numra romakë me shkronjat A ose B, për shembull: IA, IIIB, VIA, VIIB. Grupi IA i tabelës me periudhë të gjatë korrespondon me nëngrupin kryesor të grupit të parë të tabelës me periudhë të shkurtër; grupi VIIB - nëngrupi anësor grupi i shtatë: pjesa tjetër - e njëjta gjë.

Karakteristikat e elementeve kimike ndryshojnë natyrshëm në grupe dhe periudha.

Në periudha (me rritje të numrit serik)

• ngarkesa bërthamore rritet
• numri i elektroneve të jashtëm rritet,
• rrezja e atomeve zvogëlohet,
• forca e lidhjes midis elektroneve dhe bërthamës rritet (energjia e jonizimit),
• elektronegativiteti rritet,
• janë duke u intensifikuar vetitë oksiduese substanca të thjeshta("jo metalike"),
• dobësohen vetitë restauruese substanca të thjeshta ("metalike"),
• dobësohet karakter bazë hidroksidet dhe oksidet përkatëse,
• rritet karakteri acidik i hidroksideve dhe oksideve përkatëse.

Në grupe (me numër serik në rritje)

• ngarkesa bërthamore rritet
• rrezja e atomeve rritet (vetëm në grupet A),
• forca e lidhjes ndërmjet elektroneve dhe bërthamës zvogëlohet (energjia e jonizimit; vetëm në grupet A),
• elektronegativiteti zvogëlohet (vetëm në grupet A),
• vetitë oksiduese të substancave të thjeshta dobësohen ("jometalike"; vetëm në grupet A),
• rriten vetitë reduktuese të substancave të thjeshta ("metaliciteti"; vetëm në grupet A),
• karakteri bazë i hidroksideve dhe oksideve përkatëse rritet (vetëm në grupet A),
• dobëson karakterin acidik të hidroksideve dhe oksideve përkatëse (vetëm në grupet A),
• stabiliteti zvogëlohet komponimet e hidrogjenit(aktiviteti i tyre restaurues rritet; vetëm në grupet A).

Detyra dhe teste me temën “Tema 9. “Struktura e atomit. Ligji periodik dhe sistemi periodik i elementeve kimike nga D. I. Mendeleev (PSHE) "."

• Ligji periodik - Ligji periodik dhe struktura e atomeve klasat 8–9
  Duhet të dini: ligjet e mbushjes së orbitaleve me elektrone (parimi i energjisë më të vogël, parimi Pauli, rregulli i Hundit), strukturën e tabelës periodike të elementeve.

  Ju duhet të jeni në gjendje të: përcaktoni përbërjen e një atomi nga pozicioni i elementit në tabelën periodike dhe, anasjelltas, të gjeni një element në sistemin periodik, duke ditur përbërjen e tij; përshkruani diagramin e strukturës, konfigurimin elektronik të një atomi, joni dhe, anasjelltas, përcaktoni pozicionin e një elementi kimik në PSCE nga diagrami dhe konfigurimi elektronik; të karakterizojë elementin dhe substancat që ai formon sipas pozicionit të tij në PSCE; të përcaktojë ndryshimet në rrezen e atomeve, vetitë e elementeve kimike dhe substancat që ato formojnë brenda një periudhe dhe një nëngrupi kryesor sistemi periodik.

  Shembulli 1. Përcaktoni numrin e orbitaleve në nivelin e tretë elektronik. Cilat janë këto orbitale?
  Për të përcaktuar numrin e orbitaleve, ne përdorim formulën N orbitalet = n 2 ku n- numri i nivelit. N orbitale = 3 2 = 9. Një 3 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih).-, tre 3 fq- dhe pesë 3 d-orbitalet.

  Shembulli 2. Përcaktoni cilin atom të elementit ka formulën elektronike 1 Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 2Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 2fq 6 3Në metodat që thonë. orbitalet, funksioni valor multielektroni është ndërtuar si produkt ose përcaktues i përbërë nga orbitalet spin, d.m.th. orbitalet e shumëzuara me funksionin e rrotullimit ose (shih). 2 3fq 1 .
  Për të përcaktuar se çfarë elementi është, duhet të zbuloni se çfarë është numër serik, e cila është e barabartë me numrin e përgjithshëm të elektroneve të një atomi. NË në këtë rast: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Ky është alumini.

  Pasi të siguroheni që gjithçka që ju nevojitet është mësuar, vazhdoni me përfundimin e detyrave. Ju urojmë suksese.

  
  Lexim i rekomanduar:
  • O. S. Gabrielyan dhe të tjerët Kimia e 11-të. M., Bustard, 2002;
  • G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Kimia e klasës së 11-të. M., Edukimi, 2001.