Народна Освіта » Хімія » § 11. Будова електронної оболонки атома

НАРОДНА ОСВІТА

§ 11. Будова електронної оболонки атома

Опрацювавши зміст параграфа, ви будете:

• розуміти зміст понять «електронна оболонка атома»; «енергетичний рівень» (електронний шар);

• знати закономірності розподілу електронів у атомах перших 20 елементів; зв'язок електронної будови атома з місцем елемента в Періодичній системі;

• уміти записувати електронні формули атомів хімічних елементів; графічні схеми розподілу електронів у атомах перших 20 елементів.

Ви вже знаєте, що атом складається з ядра й електронів, які утворюють електронну оболонку його. Число електронів на оболонці дорівнює числу протонів у ядрі атома і визначається протонним числом елемента (порядко-

вим номером). Аби зрозуміти, як побудована електронна оболонка атома, потрібно з’ясувати, як розподіляється електронна густина біля ядра, тобто визначити ділянку простору, де можуть перебувати електрони цього атома.

Електрони в атомі розміщуються на різній відстані від ядра. Це пояснюється тим, що вони мають різний запас енергії. Одні з них сильніше притягуються до ядра і розміщуються ближче до нього, вони міцніше зв’язані з ядром і їх важче вирвати з електронної оболонки. Інші - притягуються слабкіше і перебувають далі від ядра. А чим далі електрони від ядра, тим легше їх відірвати.Виходить, що в міру віддалення від ядра атома запас енергії електрона збільшується (мал. 7).

 

Мал. 7. Електрони, що рухаються поблизу ядра, заслоняють (екранують) ядро віо інших електронів, які притягуються до нього слабкіше і рухаються на більшій відстані від ядра. Так утворюються електронні шари в електронній оболонці атома. Кожний електронний шар складається з електронів з близькими значеннями енергії, тому електронні шари називають енергетичними рівнями

Число енергетичних рівнів дорівнює номеру періоду, в якому перебуває хімічний елемент.Отже, електронна оболонка атомів елементів першого періоду містить один енергетичний рівень, другого періоду - два, третього - три і т.д.

Кожний енергетичний рівень складається з орбіталей певної форми: перший містить одну s-орбіталь, другий — s- і р — орбіталі, третій - s-, р-, d-op-біталі. Отже, зверни увагу, який номер рівня, стільки й форм орбіталей, що його утворюють.

Число орбіталей на енергетичних рівнях різне, воно дорівнює п2, де η -номер рівня.

На першому рівня (п = 1) одна s-орбіталь, на другому (п = 2) - чотири: одна s- і три р-орбіталі; на третьому (п = 3) - дев’ять: одна s-, три р- і п’ять d-орбіталей (див. мал. 7).Зважаючи на те, що на кожній з орбіталей може перебувати не більше двох електронів, максимальна кількість електронів на тому чи іншому енергетичному рівні дорівнює 2п2 (мал.7). Схематично будову електронної оболонки атома можна показати так:

 

Число електронів на зовнішньому енергетичному рівні електронної оболонки атома дорівнює номеру групи (для хімічних елементів головних підгруп). Ці електрони називаються валентними. Саліе вони визначають властивості елемента.

За Гідрогеном іде Гелій Не. Його атом містить ядро із зарядом +2, біля якого рухається два електрони на тому самому першому енергетичному рівні, тобто He Is2 або

 

Тепер розглянемо конкретні приклади. Атом Гідрогену має найменший заряд ядра (+1), отже, й один електрон, що розміщується на єдиній s-op-біталі, утворюючи перший енергетичний рівень. Таке уявлення можна

Оскільки на першому енергетичному рівні може перебувати тільки два електрони, то в атомі Гелію перший рівень є завершеним.

В атомах елементів другого періоду починає формуватися другий енергетичний рівень, на якому може перебувати не більше 8 електронів.

Електрони заповнюють енергетичні рівні в порядку послаблення притягання їх до ядра: спочатку 5-, потім р-орбіталі, далі - по одному, а якщо їх більше за число орбіталей, то по два, утворюючи електронні пари з антипа-ралельними спінами.

Спробуй самостійно записати електронні формули атомів елементів другого періоду і покажіть розподіл електронів за енергетичними комірками.

 

Ось що виходить:

Оскільки на зовнішньому енергетичному рівні не може бути більше 8 електронів, то в атомі Неону другий рівень є завершеним.

В електронній оболонці атомів елементів третього періоду починає формуватися третій енергетичний рівень. Згідно з формулою 2п2 на ньому може бути максимально 18 електронів (див. мал. 7), але повністю забудуватися він не встигає (чому?).

В атомі Аргону зовнішній енергетичний рівень містить 8 електронів, отже, він завершений. Проте забудова третього рівня цим не вичерпується, бо він може містити загалом 18 електронів, тобто ще 10 електронів на d-підрівні. Цей підрівень формуватиметься далі, у наступному періоді (вивчатиметься пізніше).

Записані вище електронні формули у поєднанні з графічними схемами розподілу електронів у так званих енергетичних комірках відображають будову електронної оболонки атома, його електронну конфігурацію.

Електронна конфігурація атома - умовне зображення розподілу електронів по орбіталях на енергетичних рівнях і підрівнях.

Складаючи схеми будови електронних оболонок атомів, керуйтесь таким алгоритмом:

1. Спершу визначте загальне число електронів на електронній оболонці за протонним числом елемента.

2. Далі визначте кількість енергетичних рівнів у електронній оболонці за номером період}'.

3. Визначте максимальну кількість електронів на кожному енергетичному рівні за формулою 2п2 (на зовнішньому рівні - за номером групи для елементів головних підгруп).

4. Пригадайте, що кількість форм орбіталей, що утворюють певний енергетичний рівень, дорівнює номеру цього рівня.

5. Не забудьте, що на кожній орбіталі може перебувати максимум два електрони (з протилежними спінами).

Висновки

Електрони в атомі мають різну енергію зв’язку з ядром: чим вона більша, тим ближче до ядра розміщується електрон. У результаті електрони в атомі розподіляються шарами, на різних енергетичних рівнях.

Максимальна кількість електронів на певному рівні дорівнює 2п2: на першому рівні може бути тільки два електрони; на другому - вісім, такі рівні є завершеними.

Число енергетичних рівнів дорівнює номеру періоду, в якому перебуває елемент.

Число електронів на зовнішньому рівні атома хімічного елемента дорівнює номеру групи (для елементів головних підгрупі).

Електрони заповнюють енергетичні рівні в порядку послаблення притягання їх до ядра (від 1-го до наступних): спочатку s-орбіталі, потілі р-ор-біталі, далі - по одному, а якщо їх більше за число орбіталей - то по два, утворюючи електронні пари з протилежними спінами.

Розподіл електронів у атомах по орбіталях показує електронна формула.

Завдання для самоконтролю

1. Запишіть електронні формули атомів Mg, Si, Cl і графічно зобразьте розміщення електронів за енергетичними комірками.

2. Максимальне число електронів, які можуть займати 35-підрівень, дорівнює:

3. На зовнішньому енергетичному рівні атома Сульфуру міститься електронів:

4. Скільки завершених енергетичних рівнів міститься в атомах хімічних елементів із протонними числами 4,10, 17? Відповідь поясніть.

5. Число протонів у ядрі атома Феруму дорівнює:

А 2; Б 8; В 26; Г 56.

6. Заповнення електронами р-підрівня відбувається в атомах:

А Калію; Б Сульфуру; В Гелію; Г Алюмінію.

7. Число електронів на зовнішньому електронному р-підрівні атома Хлору дорівнює:

А 7; Б 3; В 5; Г 6.

8. Елемент, атом якого має конфігурацію ls22s22p63s23s1 - це:

A Al; Б В; В СІ; Г Na.

Додаткові завдання

9. Запишіть електронну конфігурацію атома Калію.

10. Електронна конфігурація ls22s22p63s23p64s2 відповідає атому:

A Ca; Б К; В Sc; Г Аг.

Складіть схему розподілу електронів даного атома за енергетичними комірками.

11*. Скорочена електронна конфігурація основного стану ... 3d54s24p° відповідає атому із зарядом ядра:

А 20; Б 25; В ЗО; Г 35.

12*. Серед наведених позначень електронних конфігурацій неможливими є:

A Ip1; Б Is2; В 2d4; Г З?.

Відповідь мотивуйте.

13*. Одну вільну р-орбіталь має на зовнішньому електронному рівні атом: А Берилію; Б Алюмінію; В Карбону; Г Скандію.

 

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Буринська

 

Категорія: Хімія

Автор: admin от 18-10-2016, 22:13, посмотрело: 1522