Всегда в движении
Как известно, электроны всегда движутся. Они вращаются очень быстро вокруг ядра атома. Когда электроны движутся вокруг, они могут двигаться в любом направлении, пока они остаются в своей оболочке. Любое направление, которое вы можете себе представить - вверх, вниз или в сторону — электроны могут сделать это. Электроны постоянно вращаются в этих атомных оболочках, и эти оболочки, или орбитали, находятся на определенном расстоянии от ядра. Если вы являетесь электроном в первой оболочке, вы всегда ближе к ядру, чем электроны во второй оболочке.
Основы
Давайте рассмотрим некоторые основы атомных оболочек:
1. Центр атома называется ядром.
2. Электроны находятся в областях, называемых оболочками. Оболочку иногда называют энергетическим уровнем.
3. Оболочки — это области, которые окружают центр атома.
4. У каждой из этих оболочек есть имя (K, L, M ...).
Существует несколько способов описания атомных оболочек. Наиболее общие термины — это основные области, где вы найдете электроны. Химики используют значение «n» (главное квантовое число) или буквы K, L, M, N, O, P и Q (орбитальные квантовые числа). Оболочка «K» - самая близкая к ядру, а «Q» - самая дальняя. Для простых атомов эти значения «n» обычно соответствуют номеру строки в периодической таблице и также известны как энергетические уровни. Второе описание показывает, как электроны ведут себя внутри оболочек. Есть определенные модели движения. Химики описали эти образцы со орбитальным квантовым числом «l». Значения «l» говорят вам, в какой орбитали находится электрон. Вы увидите строчные буквы s, p, d, f, g и h для орбиталей.
Например, (H) атом будет иметь значения n = 1 и l = 0. Один электрон будет найден в оболочке "K" и орбитали "s". Если вы продолжите изучать химию, вы можете увидеть ее описание, написанное как 1s1. Гелий (He) все еще находится в оболочке K (верхний ряд), но у него есть два электрона. Первый электрон будет 1s1, а второй - 1s2. Как насчет лития (Li) с атомным номером три с тремя электронами? Это будет описано как 1s2 2s1. Это почему?
Не все оболочки и орбитали содержат одинаковое количество электронов. Для первых восемнадцати элементов есть несколько простых правил. Оболочка K содержит только два электрона. Оболочка L содержит только восемь электронов. Оболочка М содержит только восемь электронов. Оболочка М на самом деле может содержать до 18 электронов при переходе к более высоким атомным номерам. Максимальное количество электронов, которое вы найдете в любой оболочке, составляет 32.
Орбитальные основы
Мы немного поговорили о орбитальных описаниях s, p, d, f, g и h. Хотя электроны находятся на энергетических уровнях и в областях вокруг ядра, они также могут быть обнаружены в специальных областях в пределах этих энергетических уровней. Ученый по имени Шредингер начал понимать, что все электроны не были одинаковыми, и они не двигались одинаково. Итак, смотря на литий, мы увидели 1s2 2s1.
Эти значения описывают, где вы можете найти три электрона. Два находятся на энергетическом уровне один на орбитальном. Третий электрон находится на энергетическом уровне два и s-орбитали.
Они оба в одной и той же орбитальной области? Нет. Буква s-орбиталь указывает на формы областей, в которых вы найдете электроны. Орбиталь "s" имеет сферическую форму. Орбиталь «р» имеет форму штанги или восьмерки. Тогда у вас есть «d» с двумя возможными формами, и он просто уходит оттуда. Просто помните, что эти буквы относятся к областям, где вы можете найти электроны в пределах их энергетического уровня.
Последний пример: кремний (Si) с атомным номером 14. У вас четырнадцать электронов. Длинная электронная конфигурация этого атома, выглядит как 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. Вы видите, как числа складываются до четырнадцати? Ряд один имеет оболочку, которая может содержать два электрона. Это покрыто 1s2. Второй ряд периодической таблицы соответствует второй оболочке, которая может содержать восемь электронов. Вы можете увидеть эти восемь в 2s2 и 2p6. Наконец, у нас есть оболочка - строка три. Поскольку спины могут содержать только такое число электронов, вы видите их распределение на «s» и «p». Кремний имеет только четыре электрона в третьей оболочке. «S»-орбиталь может содержать два электрона, а два других находятся на «p»-орбитали. Когда вы распишите аргон (Ar) с атомным номером 18, вы начнете заполнять "d"-орбитали в элементах перехода.
Где электроны?
Мы говорили вам, что электроны находятся в определенных оболочках или движутся по определенным траекториям в орбиталях. Мы не можем точно сказать вам, где именно находится электрон в любой момент времени. Мы можем только приблизиться или угадать, где находится электрон. Согласно так называемой квантовой теории, электрон может быть найден где угодно вокруг ядра. Используя продвинутую математику, ученые могут приблизиться к общему расположению электронов. Эти общие области являются оболочками и орбиталями.