Понятие атом возникло еще в античном мире для обо значения частиц вещества. Ирландский физик Стони на основании опытов пришел к выводу, что электричество переносится мельчайшими частицами, существующими в атомах всех химических элементов. Через несколько лет после того, как электрон получил свое название, английский физик Джозеф Томсон и французский физик Жан Перрен доказали, что электроны несут на себе отрицательный заряд. Томсон и Перрен соединяли полюса источника тока с двумя металлическими пластинами — катодом и анодом, впаянными в стеклянную трубку, из которой был откачан воздух. При подаче на пластины-электроды напряжения около 10 тысяч вольт в трубке вспыхивал светящийся разряд, а от катода отрицательного полюса к аноду положительному полюсу летели частицы, которые ученые сначала назвали катодными лучами , а затем выяснили, что это был поток электронов. Электроны, ударяясь об особые вещества, нанесенные, например, на экран телевизора, вызывают свечение. Свободные электроны или поток их можно получить и другими способами, например, при накаливании металлической проволоки или при падении света на металлы, образованные элементами главной подгруппы I группы таблицы Менделеева например, цезий. Под состоянием электрона в атоме понимают совокупность информации об энергии определенного электрона в пространстве , в котором он находится. Мы уже знаем, что электрон в атоме не имеет траектории движения, то есть можно говорить лишь о вероятности нахождения его в пространстве вокруг ядра. Он может находиться в любой части этого пространства, окружающего ядро, и совокупность различных положений его рассматривают как электронное облако с определенной плотностью отрицательного заряда. Образно это можно представить себе так: При наложении бесчисленного множества таких фотографий получилась бы картина электронного облака с наибольшей плотностью там, где этих точек больше всего. В состоянии электрона есть некая неопределенность. Чтобы охарактеризовать это особое состояние, немецкий физик В. Гейзенберг ввел понятие о принципе неопределенности , то есть показал, что невозможно определить одновременно и точно энергию и местоположение электрона. Чем точнее определена энергия электрона, тем неопределеннее его положение, и наоборот, определив положение, нельзя определить энергию электрона. Область вероятности обнаружения электрона не имеет четких границ. Однако можно выделить пространство, где вероятность нахождения электрона максимальна. Пространство вокруг атомного ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью. Графическое изображение некоторых форм электронных орбиталей представлено на рисунке. Важнейшей характеристикой движения электрона на определенной орбитали является энергия его связи с ядром. Электроны, обладающие близкими значениями энергии, образуют единый электронный слой , или энергетический уровень. Энергетические уровни нумеруют, начиная от ядра: Оно характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. Наименьшей энергией обладают электроны первого энергетического уровня, наиболее близкого к ядру. По сравнению с электронами первого уровня электроны последующих уровней характеризуются большим запасом энергии. Следовательно, наименее прочно связаны с ядром атома электроны внеш него уровня. Число энергетических уровней электронных слоев в атоме равно номеру периода в системе Д. Менделеева, к которому принадлежит химический элемент: А как, в свою очередь, устроены энергетические уровни электронные слои? Число подуровней равно значению главного квантового числа: Подуровни, в свою очередь, образованы орбиталями. Главное квантовое число, типы и число орбиталей, максимальное число электронов на подуровнях и уровнях. Подуровни принято обозначать латинскими буквами, равно как и форму орбиталей, из которых они состоят: Но не только электроны входят в состав атомов. Физик Анри Беккерель обнаружил, что природный минерал, содержащий соль урана, тоже испускает неведомое излучение, засвечивая фотопленки, закрытые от света. Это явление было названо радиоактивностью. Следовательно, атом имеет сложное строение — состоит из положительно заряженного ядра и электронов. Альфа-частицы обычно отклонялись от первоначального направления всего на один градус, подтверждая, казалось бы, равномерность и однородность свойств атомов золота. Расчеты показали, что наблюдаемые явления могли произойти, если бы вся масса атома и весь его положительный заряд были сосредоточены в крохотном центральном ядре. Радиус ядра, как выяснилось, в раз меньше радиуса всего атома, той его области, в которой находятся электроны, имеющие отрицательный заряд. Если применить образное сравнение, то весь объем атома можно уподобить стадиону в Лужниках, а ядро — футбольному мячу, расположенному в центре поля. Атом любого химического элемента сравним с крохотной Солнечной системой. Поэтому такую модель атома, предложенную Резерфордом, называют планетарной. Оказывается, и крошечное атомное ядро, в котором сосредоточена вся масса атома, состоит из частиц двух видов — протонов и нейтронов. Сумма числа протонов и нейтронов в атоме называется массовым числом. Например, массовое число атома алюминия:. Так как массой электрона, ничтожно малой, можно пренебречь, то очевидно, что в ядре сосредоточена вся масса атома. Поскольку атом электронейтрален, также очевидно, что число протонов и электронов в атоме одинаково. Оно равно порядковому номеру химического элемента , присвоенному ему в Периодической системе. А как определить число ней тронов? Как известно, масса атома складывается из массы протонов и нейтронов. Разновидности атомов одного и того же элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное массовое число, называются изотопами. Слово изотоп состоит из двух греческих слов: Химические элементы, встречающиеся в природе, являются смесью изотопов. Обычно приводимая в Периодической системе относительная атомная масса химического элемента является средним значением атомных масс природной смеси изотопов данного элемента с учетом их относительного содержания в природе, поэтому значения атомных масс довольно часто являются дробными. Изотопы хлора записываются так:. Химические свойства изотопов хлора совершенно одинаковы, как и изотопов большинства химических элементов, например калия, аргона:. Однако изотопы водорода сильно различаются по свойствам из-за резкого кратного увеличения их относительной атомной массы; им даже присвоены индивидуальные названия и химические знаки: Рассмотрим отображение электронных конфигураций атомов элементов по периодам системы Д. Схемы электронного строения атомов показывают распределение электронов по электронным слоям энергетическим уровням. Электронные формулы атомов показывают распределение электронов по энергетическим уровням и под уровням. Графические электронные формулы атомов показывают распределение электронов не только по уровням и под уровням, но и по орбиталям. У атомов элементов третьего периода первый и второй электронные слои завершены, поэтому заполняется третий электронный слой, в котором электроны могут занимать 3s-, 3р- и 3d-под уровни. Для упрощения графических электронных формул атомов элементов четвертого периода:. Они входят в побочные подгруппы, у них заполняется предвнешний электронный слой, их относят к переходным элементам. Обратите внимание на строение электронных оболочек атомов хрома и меди. У элементов пятого периода идет заполнение подуровней в следующем порядке: Порядок заполнения электронных подуровней в атомах элементов шестого периода: В зависимости от того, какой подуровень атома заполняется электронами последним, все элементы, как вы уже поняли, делят на четыре электронных семейства, или блока:. Этот принцип носит название принципа Паули. Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным , если два, то это спаренные электроны , то есть электроны с противоположными спинами. По этому его электронная формула , или электронная конфигурация , записывается так: Электронная оболочка атома гелия завершена и очень устойчива. Гелий — это благородный газ. По этому его электронная формула, или электронная конфигурация, записывается так: Иногда в схемах, изображающих распределение электронов в атомах, указывают только число электронов на каждом энергетическом уровне, то есть записывают сокращенные электронные формулы атомов химических элементов, в отличие от приведенных выше полных электронных формул, например:. У элементов больших периодов — шестого и незавершенного седьмого — электронные уровни и подуровни заполняются электронами, как правило, так: Очень часто строение электронных оболочек атомов изображают с помощью энергетических, или квантовых ячеек — записывают так называемые графические электронные формулы. Для этой записи используют следующие обозначения: При записи графической электронной формулы следует помнить два правила: Хунда , согласно которому электроны занимают свободные ячейки сначала по одному и имеют при этом одинаковое значение спина, и лишь затем спариваются, но спины при этом, по принципу Паули, будут уже противоположно направленными. Intro, "PT Sans", sans-serif; text-align: Все для самостоятельной подготовки к ЕГЭ. Электронная конфигурация атома Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов: Основное и возбужденное состояние атомов Понятие атом возникло еще в античном мире для обо значения частиц вещества. Электроны Ирландский физик Стони на основании опытов пришел к выводу, что электричество переносится мельчайшими частицами, существующими в атомах всех химических элементов. Состояние электронов в атоме Под состоянием электрона в атоме понимают совокупность информации об энергии определенного электрона в пространстве , в котором он находится. Наибольшее число электронов на энергетическом уровне определяется по формуле: Ядро атома Но не только электроны входят в состав атомов. Различают три вида радиоактивных лучей: Как же устроен атом? Протоны и нейтроны Оказывается, и крошечное атомное ядро, в котором сосредоточена вся масса атома, состоит из частиц двух видов — протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны вместе называют нуклонами от лат. Например, массовое число атома алюминия: В таблице представлены основные характеристики элементарных частиц. Основные характеристики элементарных частиц. Изотопы хлора записываются так: Теперь можно дать современное, более строгое и научное определение химическому элементу. Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов Рассмотрим отображение электронных конфигураций атомов элементов по периодам системы Д. Строение электронных оболочек атомов элементов третьего периода. Для упрощения графических электронных формул атомов элементов четвертого периода: В зависимости от того, какой подуровень атома заполняется электронами последним, все элементы, как вы уже поняли, делят на четыре электронных семейства, или блока: Основное и возбужденное состояние атомов Швейцарский физик В. На рисунке показана схема деления энергетических уровней на подуровни. Иногда в схемах, изображающих распределение электронов в атомах, указывают только число электронов на каждом энергетическом уровне, то есть записывают сокращенные электронные формулы атомов химических элементов, в отличие от приведенных выше полных электронных формул, например: Как подготовиться к ЕГЭ по химии? Начни онлайн-курс ЕГЭ по химии прямо сейчас. Доступ для групп Написать нам. Русский язык Математика профильная Математика базовая Обществознание Физика История. Биология Химия География Информатика ОГЭ. Варианты Отзывы Партнерская программа Юридические документы. Вконтакте Одноклассники Facebook Google. Да, я хочу получать по email интересные новости от Экзамера. Пожалуйста, расскажите нам подробности:. Доступ до 1 июля г. Необходимо заполнить все поля, кроме телефона.
Электронные формулы атомов химических элементов слои раположены в порядке заполнения подуровней.
https://gist.github.com/c34c3f9807a893775c0a0c941c3b99c5
https://gist.github.com/95e8d739bd88ca2fa1473262560084eb
https://gist.github.com/0c408d65c9f2ae57e94459557e62f1af