1.1.1. Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов. Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденное состояние атомов.
Электронная оболочка атома
Атом лития
Бесплатная помощь с домашними заданиями
/ Строение атома
Lecture on Электронное строение атомов элементов
Химия — наука о веществах, их свойствах и превращениях. Химическими веществами называют то, из чего состоит окружающий нас мир. Свойства каждого химического вещества делятся на два типа: Так, например, физическими свойствами вещества являются его агрегатное состояние твердое, жидкое или газообразное , теплопроводность, теплоемкость, растворимость в различных средах вода, спирт и др. Превращения одних химических веществ в другие вещества называют химическими явлениями или химическими реакциями. Следует отметить, что существуют также и физические явления , которые, очевидно, сопровождаются изменением каких-либо физических свойств вещества без его превращения в другие вещества. К физическим явлениям, например, относятся плавление льда, замерзание или испарение воды и др. О том, что в ходе какого-либо процесса имеет место химическое явление, можно сделать вывод, наблюдая характерные признаки химических реакций, такие как изменение цвета, образование осадка, выделение газа, выделение теплоты и или света. Так, например, вывод о протекании химических реакций можно сделать, наблюдая: Мельчайшие частицы вещества, которые в процессе химических реакций практически не претерпевают изменений, а лишь по-новому соединяются между собой, называются атомами. Тем не менее, вопреки идее древнегреческих философов, атомы не являются абсолютным минимумом материи, то есть сами имеют сложное строение. Надстрочный индекс в используемых обозначениях указывает на то, что протон имеет единичный положительный заряд, электрон — единичный отрицательный заряд, а нейтрон заряда не имеет. Что касается качественного устройства атома, то у каждого атома все протоны и нейтроны сосредоточены в так называемом ядре , вокруг которого электроны образуют электронную оболочку. Поскольку фундаментальным свойством атома является его электронейтральность , а заряд одного электрона равен заряду одного протона, из этого можно сделать вывод о том, что количество электронов в любом атоме равно количеству протонов. Так, например, в таблице ниже представлен возможный состав атомов: Вид атомов с одинаковым зарядом ядер, то есть с одинаковым числом протонов в их ядрах, называют химическим элементом. Таким образом, из таблицы выше можно сделать вывод о том, что атом1 и атом2 относятся в одному химическому элементу, а атом3 и атом4 — к другому химическому элементу. Каждый химический элемент имеет свое название и индивидуальный символ, который читается определенным образом. Как можно заметить из представленной выше таблицы, атомы одного химического элемента могут отличаться количеством нейтронов в ядрах. Атомы, относящиеся к одному химическому элементу, но имеющие разное количество нейтронов и, как следствие массу, называют изотопами. Так, например, химический элемент водород имеет три изотопа — 1 Н, 2 Н и 3 Н. Индексы 1, 2 и 3 сверху от символа Н означают суммарное количество нейтронов и протонов. Поскольку, как уже было сказано, нейтрон и протон имеют одинаковые массы, а масса электрона по сравнению с ними пренебрежимо мала, это значит, что изотоп 2 Н практически в два раза тяжелее изотопа 1 Н, а изотоп 3 Н — и вовсе в три раза. В связи с таким большим разбросом масс изотопов водорода изотопам 2 Н и 3 Н даже были присвоены отдельные индивидуальные названия и символы, что не характерно больше ни для одного другого химического элемента. Изотопу 2 Н дали название дейтерий и присвоили символ D, а изотопу 3 Н дали название тритий и присвоили символ Т. Если принять массу протона и нейтрона за единицу, а массой электрона пренебречь, фактически верхний левый индекс помимо суммарного количества протонов и нейтронов в атоме можно считать его массой, в связи с чем этот индекс называют массовым числом и обозначают символом А. Обозначив количество нейтронов в атоме буквой N, математически взаимосвязь между массовым числом, зарядовым числом и количеством нейтронов можно выразить как: Согласно современным представлениям, электрон имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. Он обладает свойствами как частицы, так и волны. Подобно частице, электрон имеет массу и заряд, но в то же время поток электронов, подобно волне, характеризуется способностью к дифракции. Для описания состояния электрона в атоме используют представления квантовой механики, согласно которым электрон не имеет определенной траектории движения и может находиться в любой точке пространства, но с разной вероятностью. Область пространства вокруг ядра, где наиболее вероятно нахождение электрона, называется атомной орбиталью. Атомная орбиталь может обладать различной формой, размером и ориентацией. Также атомную орбиталь называют электронным облаком. Графически одну атомную орбиталь принято обозначать в виде квадратной ячейки: Квантовая механика имеет крайне сложный математический аппарат, поэтому в рамках школьного курса химии рассматриваются только лишь следствия квантово-механической теории. Согласно этим следствиям, любую атомную орбиталь и находящийся на ней электрон полностью характеризуют 4 квантовых числа. Данные орбитали обладают формой трехмерной восьмерки, то есть формой, полученной вращением восьмерки вокруг оси симметрии, и внешне напоминают гантель: Их строение намного более сложное. Электроны с разными спинами обозначают вертикальными стрелками, направленными в разные стороны: Совокупность всех орбиталей в атоме, имеющих одно и то же значение главного квантового числа, называют энергетическим уровнем или электронной оболочкой. Любой произвольный энергетический уровень с некоторым номером n состоит из n 2 орбиталей. Множество орбиталей с одинаковыми значениями главного квантового числа и орбитального квантового числа представляет собой энергетический подуровень. Каждый энергетический уровень, которому соответствует главное квантовое число n , содержит n подуровней. Таким образом, s -подуровень состоит из одной s -орбитали, p -подуровень — трех p -орбиталей, d -подуровень — пяти d -орбиталей, а f -подуровень — из семи f -орбиталей. Поскольку, как уже было сказано, одна атомная орбиталь часто обозначается одной квадратной ячейкой, то s -, p -, d — и f -подуровни можно графически изобразить следующим образом: Каждой орбитали соответствует индивидуальный строго определенный набор трех квантовых чисел n , l и m l. Распределение электронов по орбиталям называют электронной конфигурацией. Заполнение атомных орбиталей электронами происходит в соответствии с тремя условиями: Для того чтобы проще запомнить данную последовательность заполнения электронных подуровней, весьма удобна следующая графическая иллюстрация: Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным , а если два, то их называют электронной парой. Фактически вышесказанное означает то, что, например, размещение 1-го, 2-х, 3-х и 4-х электронов на трех орбиталях p -подуровня будет осуществляться следующим образом: Заполнение атомных орбиталей от водорода, имеющего зарядовое число равное 1, до криптона Kr с зарядовым числом 36 будет осуществляться следующим образом: Подобное изображение порядка заполнения атомных орбиталей называется энергетической диаграммой. Исходя из электронных диаграмм отдельных элементов, можно записать их так называемые электронные формулы конфигурации. Так, например, элемент с 15ю протонами и, как следствие, 15ю электронами, то есть фосфор P , будет иметь следующий вид энергетической диаграммы:. Цифрами нормального размера слева от символа подуровня показан номер энергетического уровня, а верхними индексами справа от символа подуровня показано количество электронов на соответствующем подуровне. Ниже приведены электронные формул первых 36 элементов периодической системы Д. Как уже было сказано, в основном своем состоянии электроны в атомных орбиталях расположены согласно принципу наименьшей энергии. Тем не менее, при наличии пустых p -орбиталей в основном состоянии атома, нередко, при сообщении ему избыточной энергии атом можно перевести в так называемое возбужденное состояние. В зависимости от того, какой подуровень в атоме заполняется последним, химические элементы делят на s , p , d или f. Нахождение s , p , d и f -элементов в таблице Д. В этом документе вы можете узнать, на каких условиях вы сможете использовать материалы сайта Наука для тебя scienceforyou. ФИО и другие реквизиты автора должны быть обязательно включены в перепечатываемую публикацию. Любое искажение информации об авторе при перепечатке материалов запрещено! Содержание урока или статьи при перепечатке не должно подвергаться переделке. Все уроки и статьи, размещенные на сайте, должны перепечатываться как есть. Вы не имеете права урезать, исправлять или иным образом переделывать материалы взятые с сайта. В конце каждого перепечатываемого материала вы обязаны вставить ссылку на сайт scienceforyou. Все документы и материалы представленные на сайте не могут быть использованы в коммерческих целях. Ограничение доступа к урокам и статьям также запрещено! Главная Школьникам Полезные справочные материалы к ЕГЭ Теория для подготовки к ЕГЭ Решение заданий ЕГЭ из банка ФИПИ Решение реальных заданий ЕГЭ в формате года Егэ Онлайн Услуги Репетитор Реклама на сайте. Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов. Основное и возбужденное состояние атомов. Закономерности изменения химических свойств элементов и их соединений по периодам и группам периодической таблицы химических элементов. Общая характеристика металлов IА—IIIА групп в связи с их положением в Периодической системе химических элементов Д. Менделеева и особенностями строения их атомов. Характеристика переходных элементов меди, цинка, хрома, железа по их положению в периодической системе химических элементов Д. Менделеева и особенностям строения их атомов. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован. Решение заданий ЕГЭ из банка ФИПИ 29 Теория для подготовки к ЕГЭ 37 Решение реальных заданий ЕГЭ в формате года 34 Полезные справочные материалы к ЕГЭ 6. Правила перепечатки Индивидуальные занятия Ваши предложения. Вам разрешается свободно использовать в своих целях любой документ при соблюдении следующих условий:
Общие технические характеристики
Исторически сравнительный метод
Сандалии крючкомдля новорожденных схемыи описание
Перевод dust in the wind
Как ухаживать за котенком без мамы
Как сделать скриншот на самсунге эйдж