Атом. Электроны и электронная оболочка (1). Тема Атом. Электроны и электронная оболочка
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
16 Тема 2. Атом. Электроны и электронная оболочка Атом - мельчайшая химически неделимая частица, обладающая микроскопическими размерами и массой Атом состоит из: Ядра Нейтронов (Заряд = 0 ) ⇒ 0 1 𝑛 Протонов ( Заряд = +1) ⇒ 1 1 𝑝 Электронной оболочки ( Заряд электронов = -1) ⇒ 𝑒 o A = Z+N o Z - число протонов o N = число нейтронов o A = массовое число ядра 𝑍 𝐴 𝑋 обозначение элемента X с числом протонов Z и числом нейтронов A Пример: 8 16 𝑂 0 обозначение элемента O (кислород) с числом протонов 8 (равно числу электронов) и числом нейтронов 16. Цифра 0 показывает, что атом элемента не заряжен. Химический элемент - Атомы с определенным количеством протонов (определённым зарядом ядра) Электронная оболочка - Совокупность электронов в атоме Атомная орбиталь - Атомное пространство, где нахождение атома наиболее вероятно Энергетический уровень - совокупность атомных орбиталей Электронный слой - Совокупность электронов на одном уровне 17 Памятка: На первом уровне любого атома не может располагаться более 2-х электронов (атом водорода имеет всего 1 электрон, который и располагается на первом уровне. Все остальные атомы имеют по 2 электрона на первом энергетическом уровне). На втором уровне не может располагаться более 8-ми электронов (меньше – может, если общая сумма электронов в атоме меньше 10). На третьем уровне не может находиться более 18-ти электронов (меньше – может, если: o Общая сумма электронов в атоме меньше 28, и при этом атом имеет больше 2-х энергетических уровней; o Элемент относится к d-элементам). Число электронов на внешнем энергетическом уровне равно номеру группы элемента. Число энергетических уровней равно номеру периода элемента. Разберем пример того, как нужно рассуждать при расселении электронов по энергетическим уровням: 15 P – фосфор. Всего электронов в атоме – 15 (равно порядковому номеру элемента). Элемент находится в 3-м периоде, в пятой группе, отсюда делаем вывод, что число энергетических уровней – 3, число электронов на внешнем уровне – 5. Так как сумма электронов – 15, а 5 из них находится на внешнем энергетическом уровне (ВЭУ), остается расселить 10 электронов на 1-й и 2-й энергетические уровни. Таким образом, на первый сажаем 2 электрона, остается 8, которые и уходят на второй. Получаем: 15 P: 2e - 8e - 5e - Существует еще один подход к изучению распределения электронов по энергетическим уровням – расселение электронов по s-,p-,d-орбиталям. 18 Памятка: Каждый новый уровень начинается с заполнения s-орбитали, которая способна вместить 2 электрона. Таким образом, первый уровень любого атома (за исключением водорода с 1-м электроном) содержит 2 электрона, которые способна вместить s- орбиталь. Первый уровень принимает вид 1s 2 (1s 1 для водорода) Переходим на 2-й уровень. Если в атоме содержится более 4-х электронов, заполнив s-орбиталь, переходим к заполнению p-орбитали, на которую способны поместиться 6 электронов (сумма электронов на s- + p-обиталях не превышает 8). Таким образом, на втором уровне могут находиться только s- и p-орбитали (d-нет). При полном комплекте (8 электронов) второй уровень принимает вид 2s 2 2p 6 Третий уровень также начинаем с заполнения s-орбитали, при необходимости переходим к заполнению p-орбитали. Если на третьем уровне больше 8-ми электронов, то, посадив максимальное количество электронов на s- (2 электрона) и p- (6 электронов) орбитали, переходим к заполнению d-орбитали, которая вмещает максимум 10 электронов. При полном комплекте (18 электронов) 3-й уровень принимает вид 3s 2 3p 6 3d 10 Если атом элемента имеет больше 3-х энергетических уровней, то, первые 2 уровня заполняем в соответствии с правилами заполнения s-, p-орбиталей. Переходим на третий, если на нем содержится больше 8-ми электронов, рассаживаем 8 на s-,p- орбитали и переходим к заполнению 4s-орбитали, только после этого заполняем 3d- орбиталь, после чего, если необходимо, заполняем 4p-. s-орбиталь энергетически более выгодна, чем p-, а p- более выгодна, чем d-. Разберем пример: 35 Br – бром. Первым делом распишем расселение электронов по энергетическим уровням. Бром – элемент 4-ого периода, 5-ой группы, значит, атом имеет 4 энергетических уровня и 7 электронов на внешнем – четвертом – энергетическом уровне. Первый уровень занимают 2 электрона, на второй – можем вместить 8. Итого: 2 на первом, 8 на втором и 7 на внешнем. Отнимем сумму от общего количества электронов: 35 -17 = 18. Третий уровень как раз позволяет нам вместить 18 электронов. Получаем: 35 Br: 2e - 8e - 18e - 7e - Перейдем к записи s-, p-конфигурации атома. Итак, когда перед глазами есть расписанное распределение электронов по уровням, расселить их по орбиталям проще. Начнем рассуждение. Первый уровень содержит 2 электрона, которые способна вместить s-орбиталь. Перейдем на второй, содержащий 8 электронов, 2 – снова отправляем на s-орбиталь, 19 остается 6, которые как раз могут расположиться на p-орбитали. 1-й и 2-й уровни заполнены. Третий уровень содержит 18 электронов, 8 из которых садятся на s- (2 электрона) и p- (6 электронов). Пока не затрагиваем 3d-орбиталь и переходим на более энергетически выгодную 4s-орбиталь, на которую отправляем 2 из 7 имеющихся электронов. Возвращаемся на 3-й уровень с 18-тью электронами, 8 из которых уже расселены, а оставшиеся 10 как раз вмещает d-орбиталь. На последнем – 4-ом – уровне осталось 5 незаселенных электронов, которые отправляются на 4p- орбиталь. Что получается в итоге: 35 Br: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 |