Основи хімії (стр. 2 из 21)
Ці обставини указують на те, що енергетичні рівні мають підрівні, які позначаються:
Кількість підрівнів чисельно рівняється номеру рівня або періоду, тобто:
Період 1 = 1 рівень = 1 підрівню
– – – – – –
– – – – – –
– – – – – –
Крім цього слід відзначити, що кожний підрівень містить на собі тільки йому властиві електрони, які мають таку форму електронних хмар
Кулі гантелі пропелера метелика
Максимальну кількість електронів, яку може вмістити підрівень розраховують по формулі:
тобто:
1. підрівень – 2 електрона –
– – – –
– – – –
– – – –
Кількість електронів на підрівні показуємо у вигляді ступеня (більше 32 електронів не
буває).
Кількість орбіталей на підрівні визначаємо по формулі:
де – орбітальне квантове число.
Таким чином на першому
| – підрівні буде | – | орбіталь |
| р – – | – – | орбіталі |
| – – | – – | орбіталей |
| – – | – – | орбіталей |
Форми електронних хмар атомів перших чотирьох періодів і кількість орбіталей на s, p, d, f підрівнях.
Магнітне квантове число – показує орієнтацію орбіталей відносно магнітної осі атома.
Позначається буквою і приймає значення (від - 1, через 0, до + 1, на кожному підрівні).
Таким чином, для
періоду становище х , тобто це кругова орбіта форма кулі
2 період, – становище, має 3 орієнтації 3 період, – становище, має 5 орієнтацій
4 період, – становище, має 7 орієнтацій.
Орієнтації орбіт для 2 періоду.
Спінове квантове число – показує рух електрона навколо своєї осі.
Позначається і приймає значення
1/2. Коли електрон обертається за часовою стрілкою +1/2, проти – 
Схема обертання електронів
А тепер знаючи 4 квантові числа можна зробити підсумки і все звести в одну таблицю. Де можно легко з орієнтуватися і відстежити матеріл, який наданний попередньо.
| Пері од | елект. шар рівень | підрівень = номеру рівня | кількість орбіталей ( | Кількість електронів | ||||
| на підрівні | на рівні | |||||||
Лекція
(продовження)
1. Електронні формули та їх написання.
2. Порядок заповнення електронами енергетичних рівнів і підрівнів.
3. Принцип Паулі.
4. Правило Хунда.
5. Правило Клечковського.
6. Періодична система елементів Д. І. Менделєєва.
7. Електронні родини.
Для написання електронної формули треба знати:
Арабськими цифрами 1, 2, 3, 4 ... пишемо номер періоду в якому знаходиться даний елемент.
Латинськими буквами пишемо підрівні на яких находяться електрони.
Кількість електронів на підрівні показуємо у вигляді ступеня.
Наприклад, водень – находиться в першому періоді, який має один підрівень , на цьому підрівні рухається один електрон, тоді:
Н –
У гелію – Не
Гелій закінчує перший період, який є фундаментом для побудови 2 го періоду, тоді:
–
–
Так як берилій заповнив підрівень і з бору починається підрівень, то запишемо:
В – – –
–
–
–
Таким чином другий період закінчується інертним газом неоном.
Другий період являється фундаментом для побудови 3го періоду який починається із натрію.
–
–
–
…………………….
–
Так як магній повністю своїми електронами заповнив підрівень, то слідуючий елемент алюміній почне заповнювати підрівень. Аргоном закінчується 3й період, але в ньому залишився незаповнений –підрівень, його заповнюють своїми електронами елементи
го періоду.
–
–
В цьому разі 4 й період закінчився, а в нього залишилося 2 незаповнені підрівня і і т.д.
Графічне зображення електронних формул.
В основу побудови беруть уявлення про орбіталь, як енергетичну комірку. Її умовно зображують у вигляді квадрату (комірки), а електрони, які знаходяться на орбіталях, зображують у вигляді стрілок
| ↑ | ↑↓ |
вільна напівзайнята зайнята
А тепер звернемося до періодичної системи і будемо її будувати як дім, з фундаменту.
Перший період має 1 рівень (К) 1 підрівень ( ), 1 орбіту і 1 орбіталь.
Водень має 1 електрон , його заносимо в квадрат (комірку), як стрілку. Гелій має 2 електрони, тоді другу стрілочку пишемо навпаки.
Це робиться так, відповідно принципу швейц. уч. Паулі, який вивчаючи спектри атомів у 1927 році установив: “В атомі не може бути навіть 2-х електронів з однаковими значеннями 4-х квантових чисел”. Різниця у спіновому числі
Другий період має 2 рівня – і , 2 підрівня і 2 орбіти (1 кругову і 1 еліптичну) і 4 – орбіталі (1 і 3 ). Цей період складається з 8 електронів, у них усіх на першому рівні рухаються 2 електрона (1 ), на другому рівні , який має 2 підрівні і і 4 орбіталі (1 і 3 у елемента на орбіталі знаходиться 1 електрон, у Ве –
На р підрівні у атома бора буде 1 електрон, вуглецю – 2, азоту – 3 і т.д.
Один електрон на одній орбіталі, або одна стрілочка в одному квадраті, вказує на валентність елемента в нормальному стані.
Коли є не зайнята орбіталь на рівні, то в збудженому становищі елемента (температура, облучення...), електрони з одного підрівня можуть переходити на другий, тобто з однієї орбіталі на другу. При цьому валентність збільшується. Той же бор в нормальному стані буде мати валентність 1, а в збудженому –
Далі йде вуглець, у нього електрони не спарюються, а розміщуються по одному на орбіталі.
Таким чином вуглець в нормальному стані має валентність – 2, а в збудженому – азот – 3 і в нормальному і в збудженому
кисень – – – фтор – – – неон – – – він буде інертним газом.
Можна заперечити: елемент азот має всі 5 валентностей, але ступінь окислення у нього при цьому помінявся: – був негативний – став позитивний
–
, а тому він віддав 5 електронів
Все це робиться відповідно правилу Хунда:
„електрони на орбіталях одного підрівня розподіляються так, щоб їхнє сумарне спінове число msбуло максимальним, або
“Кожний електрон старається зайняти одну орбіталь на підрівні”.
| ↓ | ↑ |
| ↓ |