Графічні та електронні формули атомів хімічних елементів

Продовжуємо занурення у мікросвіт. Які нравила ннм керують?

Саме для розуміння принципу періодичної зміни властивостей хімічних елементів зі збільшенням заряду ядер атомів ми вивчаємо будову їхніх електронних оболонок і способи її графічноіч) відображення.

Будову електронної оболонки атома можна записати за допомогою графічної або електронної формули.

Графічна формула

Для кращої уяви будь-яку орбіталь зображують квадратом — коміркою ET. Електрони у комірках позначають стрілками. На окремій орбіталі можуть бути максимум два електрони з протилежними спінами, тому в одній комірці їх зображують за допомогою протилежно напрямлених стрілок.

Кількість комірок чітко визначена та записується на певному рівні одна відносно іншої (мал. 20).

Пригадайте! Як визначити кількість енергетичних підрівнів, ор-біталей та максимальну кількість електронів на окремому енергетичному рівні?

А.-иоритм складання графічної формули атома на прикладі Нітрогену

1.    Визначаємо номер періоду, у якому розташований елемент.

Нітроген знаходиться у 2 періоді, отже його електронна оболонка має 2 енергетичні рівні.

2.    За протонним числом визначаємо загальну кількість електронів.

Протонне число Нітрогену — 7, отже на двох енергетичних рівнях розташовано 7 електронів.

3.    Розраховуємо кількість електронів на енергетичних рівнях.

На першому енергетичному рівні (п = 1) потрібно розмістити 2 електрони, на другому — зовнішньому рівні: 7-2 = 5 електронів (мал. 21).

4.    Креслимо комірки, що відображають орбіталі та заповнюємо їх електронами — у вигляді стрілочок.

Малюемо комірку для першої з-орбіталі першого енергетичного рівня нижче, ніж для S-та р-орбіталей другого енергетичного рівня.

Кожен енергетичний рівень починається із заповнення електронами 8-підрівня, який е енергетично більш вигідним, ніж р-підрівень.

На першому енергетичному рівні атома Нітрогену розміщуємо два з-електрони, з п’яти електронів другого енергетичного рівня два мають бути з-електронами, а ще три — р-електрони (мал. 22).

Пам’ятайте!

•    На кожному енергетичному рівні спочатку заповнюємо стрілочками комірки, що позначають s-орбіталь, далі — р-орбіталь і т. д.

•    У комірці слід малювати спочатку по одній стрілочці. Коли комірки цього підрівня закінчуються, додаємо у кожну по другій стрілочці.

•    Якщо на орбіталі розміщується лише один електрон — його називають неспареним, відповідно два електрони називають спареними.

Електронна формула

Для запису електронної формули використовують відомі вам позначення форм орбіталей електронів: з, р, іі. Перед кожною англійською літерою вказують номер енергетичного рівня, а за ними верхнім числовим індексом — кількість електронів на цій орбіталі. Наприклад, електронна формула Нітрогену:

ls²2s²2p³

Складаємо графічну та електронну формули Хлору

1.    Хлор — елемент 3-го періоду, отже, має три енергетичні рівні; протонне число — 17, отже, атом має 17 електронів, які розміщуються на трьох рівнях (мал. 23).

2.    Записуємо графічну формулу для атома Хлору. На першому енергетичному рівні розміщена одна

з-орбіталь, на другому — 2з та 2 р-орбіталі, на третьому — 3з, 3р та Зб/-орбіталі.

3.    Заповнюємо їх електронами, кількість яких розраховано для кожного енергетичного рівня, крім зовнішнього, за формулою 2п²(мал. 24).

4.    Записуємо електронну формулу Хлору:

ls²2s²2p^e3s²3p^ft.

Оскільки d-орбіталь атома Хлору не заповнена, у електронній формулі її можна не вказувати.

За електронною формулою атома можна також визначити сам елемент і його місце в періодичній системі. Наприклад, електронна формула атома: ls²2s²2p^e3s²3p³.

Знаходимо суму всіх верхніх числових індексів та отримуємо загальну кількість електронів в атомі цього елемента: 2 + 2 + 6 + 2 + 3=15. Оскільки кількість електронів збігається з нротонним числом, то цей елемент — Фосфор.

Доповніть схему правилами складання формул

у мікросвіті.

1.    Що виражає графічна формула?

2.    Як зображують електронну орбігаль та електрони у графічній формулі?

3.    Чому в одній комірці електрони позначають різнонаправленими стрілками?

4.    На що вказують цифри, англійські літери та верхні індекси у електронній формулі?

5.    Встановіть відповідність між чисельними даними у періодичній системі та їхнім фізичним змістом.

А протонне число    1 кількість нейтронів

Б нуклонне число    2 кількість електронних шарів

В номер періоду    3 відносна атомна маса

4 заряд ядра

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Василенко