Конспект лекций Навои-07. Гоу впо Уральский государственный технический университет упи С. Д. Ващенко, О. А. Антропова
![]()
|
1.2. Основные закономерности распределения электронов в атомах
электроны заполняют орбитали в порядке повышения энергии орбиталей.
заполнение орбиталей электронами происходит в порядке возрастания сумм (n + l); а если для каких-либо орбиталей эта сумма одинакова, то электроны располагаются на орбитали с меньшим значением n. К примеру, определим очерёдность заполнения электронами 3p-, 3d-, 4s-, 4p- и 4d-подуровней (табл.2). Таблица 2
Расположение орбиталей многоэлектронных атомов в порядке повышения энергии имеет вид: 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<5d4f<6p<7s<6d5f<7p
в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел. С ![]() Максимальное число электронов на энергетическом уровне равно 2n2, где n – главное квантовое число (s-подуровень – 2 электрона; p-подуровень – 6 электронов; d-подуровень – 10 электронов и т.д.).
когда атом находится в устойчивом состоянии, электроны в пределах подуровня располагаются таким образом, чтобы суммарное спиновое число электронов было максимальным. К ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1.3. Электронные формулы атомов.Периодическая система Д.И.МенделееваРаспределение электронов в атоме по уровням, подуровням и орбиталям называют электронной структурой атома. Электронную структуру атомов изображают в виде электронных формул. В электронных формулах атомов элементов цифрой указывают энергетический уровень, латинской буквой – энергетический подуровень, надстрочным индексом – число электронов на данном подуровне. Например, электронная формула атома водорода – 1s1, атома натрия -1s22s22p63s1. Электронные структуры атомов связаны с положением элемента в Периодической системе Д.И.Менделеева: порядковым номером, периодом, группой, подгруппой. Период – совокупность химических элементов, расположенных по горизонтали. Номер периода равен числу энергетических уровней, на которых расположены электроны. Периодов в системе семь: с I по III - малые, с IV по VII – большие. Группа – совокупность химических элементов, расположенных в вертикальных колонках. Номер группы, как правило, равен числу валентных (участвующих в образовании химических связей) электронов. Групп восемь, их делят на подгруппы: главные и побочные. Главные подгруппы образованы элементами малых и больших периодов, побочные - только элементами больших периодов. У элементов главных подгрупп валентные электроны расположены на ns- и np-подуровнях, у элементов побочных – на (n-1)d- и ns-подуровнях.
для атомов элементов малых периодов - ns1, ns2, np1,,np6; для атомов элементов больших периодов - ns1, ns2,(n-1)d1,,(n-1)d10, np1,,np6. Примеры электронных формул (подчёркнуты валентные электроны): 13Al 1s22s22p63s23p1 (III период - малый, III группа, главная подгруппа); 21Sc 1s22s22p63s23p63d14s2 (IV период – большой, III группа, побочная подгруппа). Элементы, образующие одну подгруппу, имеют одинаковое строение внешних энергетических подуровней, их называют электронными аналогами. Свойства электронных аналогов и их соединений подобны и изменяются закономерно. Периодическое возникновение сходных электронных структур обусловлено действием Периодического закона, открытого Д.И. Менделеевым: свойства химических элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда ядер химических элементов (современная формулировка). Например, в пределах одного периода радиус атомов химических элементов закономерно уменьшается, восстановительные свойства также уменьшаются, окислительные – возрастают, оснóвные свойства гидроксидов ослабевают, кислотные – возрастают. В пределах главной подгруппы радиус атомов увеличивается, восстановительные свойства возрастают, окислительные уменьшаются, оснóвные свойства гидроксидов возрастают, кислотные – ослабевают. |