Вокруг ядра атома находятся электроны.
Электрон – частица, которая имеет заряд «-1» и очень маленькую массу, которой, как правило, пренебрегают.
Электронная оболочка атома – совокупность всех электронов данного элемента.
Поскольку атомы не имеет заряда, количество «+» частиц должно быть равно количеству «-» частиц, поэтому в атоме:
Количество электронов = количеству протонов = порядковому номеру элемента.
Электроны удерживаются ядром за счет электростатического притяжения. Но все они находятся на разном расстоянии от ядра. Кто-то – ближе, а кто-то – дальше. Все зависит от энергии электронов. Электроны с меньшей энергией находятся ближе всех к ядру. Чем больше энергия электрона, тем сильнее он удаляется от ядра. Электроны с одинаковой энергией, соответственно, находятся на одинаковом расстоянии от ядра и образуют энергетический уровень (электронный слой).
Чем ближе энергетический уровень к ядру, тем меньше электронов он вмещает. Количество энергетических уровней у любого элемента равно номеру периода в таблице Менделеева.
Самый дальний от ядра уровень называется внешним. Его номер равен номеру периода, а электроны на нем называются внешними электронами.
Перед внешним уровнем находится предвнешний. Давайте теперь разберем каждый уровень повнимательнее. Итак, на одном уровне находятся несколько электронов с одинаковой энергией. Но дело в том, что они движутся вокруг ядра они по разным траекториям и в разных плоскостях. Эти траектории называются орбиталями. Их существует несколько типов:
- s-орбиталь
- p-орбиталь
- d-орбиталь
- f-орбиталь
Рассмотрим каждую орбиталь:
s-орбиталь имеет форму шара, который во всех плоскостях существует в неизменном виде.
p-орбиталь имеет форму гантелей и может существовать в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях.
Орбитали d и f имеют не постоянную форму, однако известно, что d-орбиталь имеет пять вариантов, а f-орбиталь – семь.
Таким образом, мы имеем: уровни, в каждом из которых есть орбитали, существующие в разных плоскостях. Совокупность одинаковых орбиталей одного уровня называется подуровень. Например: все p-орбитали (в количестве трёх) 2-го уровня образуют 2p-подуровень.
Запоминаем: чем ближе уровень к ядру, тем меньше электронов и орбиталей он в себя вмещает. Оказалось, что 1 энергетический уровень состоит только из одного s-подуровня. На 2 энергетическом уровне находятся s- и p-подуровни, на третьем – s- , p-, и d-подуровни.
Порядок заполнения энергетических уровней
У каждого атома свой порядковый номер, то есть свое уникальное количество электронов. Например: у водорода – 1, у кислорода – 16, у хрома – 24. Однако принципы расположения электронов по энергетическим уровням одинаковые:
1.Принцип Паули: на одной орбитали не может находиться больше двух электронов.
2.Принцип наименьшей энергии: электроны заполняют энергетические уровни и подуровни в порядке увеличения их энергии в соответствии с этим порядком:
3.Принцип Гунда: на одном подуровне электроны располагаются сначала по одному, а затем заполняют уровень до конца.
Итак, с принципами заполнения энергетических уровней мы ознакомились. Теперь попробуем составить несколько электронных формул. В электронных формулах сначала указываем номер уровня, а затем тип орбитали. Верхний индекс справа от буквы показывает число электронов на орбитали. Орбитали указываются в порядке заполнения. Запись 2p⁵ означает, что на 2 уровне р-подуровне расположено 2 электрона.
Углерод:
Углерод находится во втором периоде, значит у него 2 энергетических уровня. Порядковый номер – 6, что показывает суммарное количество электронов, которое нам сейчас нужно будет разложить по уровням и подуровням.
Итак:
1) Вспоминаем принцип наименьшей энергии: 1s < 2s < 2 p
2) Не забываем про количество орбиталей каждого типа
3) Помним, что на одной орбитали может располагаться не больше двух электронов
Таким образом, электронная формула углерода выглядит так: 1s²2s²2p²
Графический вариант:
Электронная формула натрия: Na 1s²2s²2p⁶3s¹
Электронная формула калия : К 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹
Электронная формула титана: Ti 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d²
Коротко о главном: электрон имеет двойственную природу и обладает свойствами как частиц, так и волн. А пространство вокруг ядра называется электронной орбиталью. Там как раз электрон и находится с наибольшей вероятностью
Получить бесплатный урок по любому предмету!
#егэ #химия #егэ по химии