Lihtsalt kompleksi kohta. Aatomi ehituse põhialused

valik 1

A osa.

A 1. Tekib aatomi tuum (39 K).

1) 19 prootonit ja 20 elektroni 2) 20 neutronit ja 19 elektroni

3) 19 prootonit ja 20 neutronit 4) 19 prootonit ja 19 neutronit

A 2. Elemendi fosfori aatom vastab elektroonilisele valemile

1) 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 2 2) 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 3 3) 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 4 4) 1S 2 2S 2S 3p 3

A 3. Keemilised elemendid on järjestatud nende aatomiraadiuste vähenemise järjekorras

1) Ba, Cd, Sb 2) In, Pb, Sb 3) Cs, Na, H 4) Br, Se, As

A 4. Kas järgmised väited keemiliste elementide kohta on õiged?

A. Kõik keemilised elemendid-metallid kuuluvad S- ja d-elementide hulka.

B. Ühendites sisalduvatel mittemetallidel on ainult negatiivne oksüdatsiooniaste.

A 5. II rühma peamise alarühma metallide hulgas on kõige võimsam redutseerija

1) baarium 2) kaltsium 3) strontsium 4) magneesium

A 6. Energiakihtide arv ja elektronide arv kroomi aatomi välimises energiakihis on vastavalt

A 7. Kõrgem kroomhüdroksiid eksponeerib

A 8. Elementide elektronegatiivsus suureneb seerias vasakult paremale

1) O-S-Se-Te 2) B-Be-Li-Na 3) O-N-P-As 4) Ge-Si-S-Cl

A 9. Kloori oksüdatsiooniaste Ba(ClO 3) 2-s on

1) +1 2) +3 3) +5 4) +7

A 10. Element arseen kuulub

Vastused ülesandele B1-B2

IN 1. Kõrgemate oksiidide happeliste omaduste suurenemine toimub järgmistes sarjades:

1) CaOSiO 2 SO 3 2) CO 2 Al 2 O 3 MgO 3) Li 2 OCO 2 N 2 O 5

4) As 2 O 5 P 2 O 5 N 2 O 5 5) BeOCaOSrO 6) SO 3 P 2 O 5 Al 2 O 3

2. Määra vaste.

Põhikoostis Elektrooniline valem

A. 7 p + 1, 7 n 0 1 1. 2S 2 2p 3

B. 15 p + 1, 16 n 0 1 2. 2S 2 2p 4

B. 9 p + 1, 10 n 0 1 3. 3S 2 3p 5

D. 34 p + 1, 45 n 0 1 4. 2S 2 2p 5

Alates 1. Kirjutage kõrgema oksiidi ja kõrgema broomhüdroksiidi valem. Kirjutage üles broomi aatomi elektrooniline konfiguratsioon põhi- ja ergastatud olekus, määrake selle võimalikud valentsid.

Kirjutage broomi aatomi elektronvalemid maksimaalse ja minimaalse võimsusega.

Test nr 1 teemal "Aatomi ehitus"

2. variant

A osa. Valige üks õige vastus

A 1. 90 Sr isotoobi prootonite, neutronite ja elektronide arv on vastavalt

1. 38, 90, 38 2. 38, 52, 38 3. 90, 52, 38 4. 38, 52,90

A 2. Elektrooniline valem 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 6 4S 1 vastab elemendi aatomile

1. väävel 2. broom 3. kaalium 4. mangaan

A 3. Elemendid on paigutatud aatomiraadiuse vähenemise järjekorras

1) boor, alumiinium, gallium 3) boor, süsinik, räni

2) kaalium, naatrium, liitium 4) krüptoon, ksenoon, radoon

A 4. Kas järgmised hinnangud rea elementide omaduste muutmise kohta on õiged?

Be-Mg-Ca-Sr-Ba?

A. Paranevad metallilised omadused.

B. Aatomite raadius ja valentselektronide arv ei muutu.

1) ainult A on tõene 2) ainult B on tõene 3) mõlemad otsused on õiged 4) mõlemad otsused on valed

A 5. Kolmanda perioodi mittemetallide hulgas on kõige võimsam oksüdeerija

1) fosfor 2) räni 3) väävel 4) kloor

A 6. Mangaani aatomi energiakihtide arv ja elektronide arv välises energiakihis on vastavalt

1) 4, 2 2) 4, 1 3) 4, 6 4) 4, 5

A 7. Kõrgem mangaanhüdroksiid eksponeerib

1) happelised omadused 3) põhiomadused

2) amfoteersed omadused 4) ei näita happe-aluse omadusi

A 8. Elementide elektronegatiivsus väheneb mööda rida vasakult paremale

1) O-Se-S-Te 2) Be-Be-Li-H 3) O-N-P-As 4) Ge-Si-S-Cl

A 9. Lämmastiku oksüdatsiooniaste Ba(NO 2) 2-s on

1) +1 2) +3 3) +5 4) +7

A 10. Element mangaan kuulub

1) s-elemendid 2) p-elemendid 3) d-elemendid 4) üleminekuelemendid

Vastused ülesandele B1-B2 on õigete vastuste numbritele vastav numbrijada.

IN 1. Kõrgemate hüdroksiidide põhiomaduste suurenemine toimub neid moodustavate elementide seerias:

1) MgAl ) AsР 3) PSCl

4) BBeLi 5) MgCaBa 6)CaKCs

2. Määra vaste.

Põhikoostis Elektrooniline valem

A. 19 p + 1, 20 n 0 1 1. 4S 1

B. 20 p + 1, 20 n 0 1 2. 4S 2

B. 14 p + 1, 14 n 0 1 3. 5S 1

D. 35 p + 1, 45 n 0 1 4. 4S 2 4p 5

Ülesande C 1 täitmisel kirjutage üksikasjalikult üles selle lahendamise käik ja saadud tulemus.

Alates 1. Kirjutage kõrgema oksiidi ja kõrgema arseenhüdroksiidi valem. Kirjutage üles arseeni aatomi elektrooniline konfiguratsioon põhi- ja ergastatud olekus, määrake selle võimalikud valentsid.

Kirjutage arseeni aatomi elektroonilised valemid maksimaalse ja minimaalse võimsusega.

"Aatomi struktuur"

Valik number 1

1. harjutus.

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

2. ülesanne.

3. ülesanne.

11 rakku Iseseisev töö №1

Valik number 2

1. harjutus.

Millises järjekorras alamtasandid täidetakse:

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

2. ülesanne.

3. ülesanne.

Määrake, milliste elementide aatomid on elektroonilise konfiguratsiooniga:

a) 4s 2 4p 5 b) 3s 2 3p 6 3p 5 4s 2

11 rakku Iseseisev töö nr 1

Valik number 1

1. harjutus.

Millises järjekorras alamtasandid täidetakse:

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

Harjutus 2.

Koostage argooni ja titaani aatomite elektrooniline ja graafiline konfiguratsioon. Millisesse perekonda need elemendid kuuluvad?

3. ülesanne.

Määrake, milliste elementide aatomid on elektroonilise konfiguratsiooniga:

a) 3s 2 3p 6 4s 2 b) 4s 2 4p 6 4p 1 5s 2

11 rakku Iseseisev töö nr 1

Valik number 2

1. harjutus.

Millises järjekorras alamtasandid täidetakse:

4d; 3p; 3d; 4s; 5s; 4p

Harjutus 2.

Koostage kaltsiumi- ja koobaltiaatomite elektrooniline ja graafiline konfiguratsioon. Millisesse perekonda need elemendid kuuluvad?

3. ülesanne.

Määrake, milliste elementide aatomid on elektroonilise konfiguratsiooniga:

a) 4s 2 4p 5 b) 3s 2 3p 6 3p 5 4s

Kõik maailmas koosneb aatomitest. Aga kust nad tulid ja millest nad ise koosnevad? Täna vastame neile lihtsatele ja põhilistele küsimustele. Tõepoolest, paljud planeedil elavad inimesed ütlevad, et nad ei mõista aatomite struktuuri, millest nad ise koosnevad.

Loomulikult mõistab kallis lugeja, et selles artiklis püüame kõike esitada kõige lihtsamal ja huvitavamal tasemel, seetõttu ei "koorma" teaduslikke termineid. Neil, kes soovivad seda teemat professionaalsemal tasemel uurida, soovitame lugeda erialakirjandust. Selles artiklis sisalduv teave võib aga teie õpingutes head tööd teha ja teid lihtsalt erudeeritumaks muuta.

Aatom on mikroskoopilise suuruse ja massiga aineosake, keemilise elemendi väikseim osa, mis on selle omaduste kandja. Teisisõnu, see on aine väikseim osake, mis võib osaleda keemilistes reaktsioonides.

Avastamise ajalugu ja struktuur

Aatomi mõiste oli tuntud Vana-Kreekas. Atomism on füüsikaline teooria, mis väidab, et kõik materiaalsed objektid koosnevad jagamatutest osakestest. Koos Vana-Kreeka, atomismi idee arendati paralleelselt ka Vana-Indias.

Pole teada, kas tulnukad rääkisid toonastele filosoofidele aatomitest või mõtlesid nad sellele ise, kuid keemikud suutsid seda teooriat eksperimentaalselt kinnitada palju hiljem – alles XVII sajandil, kui Euroopa tõusis välja inkvisitsiooni ja Keskmaa kuristikust. Vanused.

Pikka aega oli aatomi struktuuri domineerivaks ideeks idee, et see on jagamatu osake. See, et aatomit saab siiski jagada, sai selgeks alles kahekümnenda sajandi alguses. Rutherford sai tänu kuulsale alfaosakeste läbipainde katsele teada, et aatom koosneb tuumast, mille ümber elektronid tiirlevad. Võeti kasutusele aatomi planetaarmudel, mille kohaselt elektronid tiirlevad ümber tuuma, nagu meie päikesesüsteemi planeedid ümber tähe.

Kaasaegsed ideed aatomi struktuuri kohta on kaugele arenenud. Aatomi tuum koosneb omakorda subatomilistest osakestest ehk nukleonitest – prootonitest ja neutronitest. Just nukleonid moodustavad suurema osa aatomist. Samal ajal ei ole prootonid ja neutronid ka jagamatud osakesed ning koosnevad põhiosakestest - kvarkidest.

Aatomi tuumal on positiivne elektrilaeng, tiirlevatel elektronidel aga negatiivne laeng. Seega on aatom elektriliselt neutraalne.

Allpool on süsinikuaatomi struktuuri elementaarne diagramm.

aatomite omadused

Kaal

Aatomite massi mõõdetakse tavaliselt aatommassi ühikutes – a.m.u. Aatommassiühik on 1/12 vabas olekus oleva süsinikuaatomi mass.

Keemias kasutatakse aatomite massi mõõtmiseks mõistet "mool". 1 mool on aine kogus, mis sisaldab Avogadro arvuga võrdset arvu aatomeid.

Suurus

Aatomid on äärmiselt väikesed. Niisiis, väikseim aatom on heeliumi aatom, selle raadius on 32 pikomeetrit. Suurim aatom on tseesiumi aatom, mille raadius on 225 pikomeetrit. Eesliide pico tähendab kümmet miinus kaheteistkümnendani! See tähendab, et kui 32 meetrit vähendada tuhat miljardit korda, saame heeliumi aatomi raadiuse suuruse.

Samas on asjade mastaap selline, et tegelikult koosneb aatom 99% tühjusest. Tuum ja elektronid hõivavad selle mahust äärmiselt väikese osa. Illustreerimiseks vaatame näidet. Kui kujutate ette aatomit Pekingi olümpiastaadioni kujul (või võib-olla mitte Pekingis, kujutage lihtsalt ette suurt staadioni), siis on selle aatomi tuum väljaku keskel asuv kirss. Elektronide orbiidid asuksid siis kuskil ülemiste puistute tasemel ja kirss kaaluks 30 miljonit tonni. Muljetavaldav, kas pole?

Kust aatomid tulid?

Nagu teate, on nüüd perioodilisustabelisse rühmitatud erinevad aatomid. Sellel on 118 (ja kui ennustatud, kuid veel avastamata elementidega - 126) elementi, arvestamata isotoope. Kuid see ei olnud alati nii.

Universumi tekke alguses polnud aatomeid ja veelgi enam, olid ainult elementaarosakesed, mis suhtlesid üksteisega tohutute temperatuuride mõjul. Nagu luuletaja ütleks, oli see tõeline osakeste apoteoos. Universumi eksisteerimise esimese kolme minutiga algas temperatuuri languse ja terve hulga tegurite kokkulangemise tõttu primaarse nukleosünteesi protsess, mil elementaarosakestest ilmusid esimesed elemendid: vesinik, heelium, liitium ja deuteerium (raske vesinik). Just nendest elementidest tekkisid esimesed tähed, mille sügavustes toimusid termotuumareaktsioonid, mille tulemusena vesinik ja heelium “põlesid ära”, moodustades raskemaid elemente. Kui täht oli piisavalt suur, siis lõpetas ta oma elu nn supernoova plahvatusega, mille tulemusena paiskusid aatomid ümbritsevasse ruumi. Ja nii sai kogu perioodilisustabel välja.

Seega võime öelda, et kõik aatomid, millest me koosneme, olid kunagi osa iidsetest tähtedest.

Miks aatomi tuum ei lagune?

Füüsikas on osakeste ja nende moodustatud kehade vahel nelja tüüpi fundamentaalseid interaktsioone. Need on tugevad, nõrgad, elektromagnetilised ja gravitatsioonilised vastasmõjud.

Just tänu tugevale interaktsioonile, mis avaldub aatomituumade skaalal ja vastutab nukleonide vahelise tõmbe eest, on aatom selline “kõva pähkel”.

Mitte nii kaua aega tagasi mõistsid inimesed, et aatomituumade lõhenemisel vabaneb tohutu energia. Raskete aatomituumade lõhustumine on tuumareaktorite ja tuumarelvade energiaallikas.

Seega, sõbrad, olles teile tutvustanud aatomi ehitust ja põhialuseid, saame teile vaid meelde tuletada, et oleme valmis teid igal ajal aitama. See pole oluline, peate lõpetama diplomi tuumafüüsika, ehk väikseim kontroll – olukorrad on erinevad, kuid igast olukorrast on väljapääs. Mõelge universumi ulatusele, tellige Zaochnikusse töö ja pidage meeles – muretsemiseks pole põhjust.

Elektronid

Aatomi mõiste tekkis antiikmaailmas aineosakeste tähistamiseks. Kreeka keeles tähendab aatom "jagamatut".

Iiri füüsik Stoney jõudis katsete põhjal järeldusele, et elektrit kannavad kõigi keemiliste elementide aatomites esinevad väikseimad osakesed. 1891. aastal tegi Stoney ettepaneku nimetada neid osakesi elektronideks, mis kreeka keeles tähendab "merevaigust". Mõni aasta pärast elektroni nime saamist tõestasid inglise füüsik Joseph Thomson ja prantsuse füüsik Jean Perrin, et elektronid kannavad negatiivset laengut. See on väikseim negatiivne laeng, mida keemias võetakse ühikuna (-1). Thomsonil õnnestus isegi määrata elektroni kiirus (orbiidil oleva elektroni kiirus on pöördvõrdeline orbiidi arvuga n. Orbiitide raadiused kasvavad võrdeliselt orbiidi arvu ruuduga. Vesiniku esimesel orbiidil aatom (n=1; Z=1), kiirus on ≈ 2,2 106 m / c ehk umbes sada korda väiksem valguse kiirusest c=3 108 m/s.) ja elektroni massist ( see on peaaegu 2000 korda väiksem kui vesinikuaatomi mass).

Elektronide olek aatomis

Elektroni olek aatomis on teabe kogum konkreetse elektroni energia ja ruumi kohta, kus see asub. Aatomis oleval elektronil puudub liikumistrajektoor, st rääkida saab ainult selle leidmise tõenäosus tuuma ümbritsevast ruumist.

See võib paikneda selle tuuma ümbritseva ruumi mis tahes osas ja selle erinevate positsioonide kogumit peetakse teatud negatiivse laengutihedusega elektronpilveks. Piltlikult võib seda ette kujutada järgmiselt: kui oleks võimalik pildistada elektroni asukohta aatomis sekundi sajandikute või miljondikutega nagu fotoviimistluses, siis elektron oleks sellistel fotodel kujutatud punktidena. Lugematute selliste fotode katmine annaks tulemuseks suurima tihedusega elektronpilve, kus on enamik neist punktidest.

Aatomituuma ümbritsevat ruumi, milles elektron kõige tõenäolisemalt leidub, nimetatakse orbitaaliks. See sisaldab ligikaudu 90% e-pilv, ja see tähendab, et umbes 90% ajast viibib elektron selles ruumiosas. Eristub kuju järgi 4 praegu teadaolevat tüüpi orbitaalid, mis on tähistatud ladina keeles tähed s, p, d ja f. Mõnede elektrooniliste orbitaalide vormide graafiline kujutis on näidatud joonisel.

Elektroni teatud orbiidil liikumise kõige olulisem omadus on selle tuumaga ühenduse energia. Sarnaste energiaväärtustega elektronid moodustavad ühe elektronkihi ehk energiataseme. Energiatasemed on nummerdatud alates tuumast – 1, 2, 3, 4, 5, 6 ja 7.

Täisarvu n, mis tähistab energiataseme arvu, nimetatakse peamiseks kvantarvuks. See iseloomustab elektronide energiat, mis hõivavad teatud energiataseme. Esimese energiataseme elektronid, mis on tuumale kõige lähemal, on madalaima energiaga. Võrreldes esimese taseme elektronidega, iseloomustab järgmiste tasemete elektrone suur energiahulk. Järelikult on välistasandi elektronid kõige vähem tugevalt seotud aatomi tuumaga.

Suurim elektronide arv energiatasemes määratakse järgmise valemiga:

N = 2n2,

kus N on maksimaalne elektronide arv; n on taseme number ehk peamine kvantarv. Järelikult ei saa tuumale lähim esimene energiatase sisaldada rohkem kui kahte elektroni; teisel - mitte rohkem kui 8; kolmandal - mitte rohkem kui 18; neljandal - mitte rohkem kui 32.

Alates teisest energiatasemest (n = 2) jagunevad kõik tasemed alamtasanditeks (alamkihtideks), mis erinevad üksteisest mõnevõrra tuumaga seondumise energia poolest. Alamtasandite arv on võrdne peamise kvantarvu väärtusega: esimesel energiatasemel on üks alamtase; teine - kaks; kolmas - kolm; neljas - neli alamtasandit. Alamtasandid omakorda moodustavad orbitaalid. Iga väärtusn vastab n-ga võrdsete orbitaalide arvule.

Alamtasandid on tavaks tähistada ladina tähtedega, samuti nende moodustavate orbitaalide kuju: s, p, d, f.

Prootonid ja neutronid

Mis tahes keemilise elemendi aatom on võrreldav pisikese aatomiga Päikesesüsteem. Seetõttu nimetatakse sellist E. Rutherfordi pakutud aatomi mudelit planetaarne.

Aatomituum, millesse on koondunud kogu aatomi mass, koosneb kahte tüüpi osakestest - prootonid ja neutronid.

Prootonite laeng on võrdne elektronide laenguga, kuid vastandmärgiga (+1), ja mass on võrdne vesinikuaatomi massiga (keemias aktsepteeritakse seda ühikuna). Neutronid ei kanna laengut, nad on neutraalsed ja nende mass on võrdne prootoni massiga.

Prootoneid ja neutroneid nimetatakse ühiselt nukleoniteks (ladina keelest tuum - tuum). Prootonite ja neutronite arvu summat aatomis nimetatakse massiarvuks. Näiteks alumiiniumi aatomi massiarv:

13 + 14 = 27

prootonite arv 13, neutronite arv 14, massiarv 27

Kuna elektroni massi, mis on tühine, võib tähelepanuta jätta, on ilmne, et kogu aatomi mass on koondunud tuumasse. Elektronid tähistavad e - .

Sest aatom elektriliselt neutraalne, on ka ilmne, et prootonite ja elektronide arv aatomis on sama. See on võrdne sellele perioodilises süsteemis määratud keemilise elemendi seerianumbriga. Aatomi mass koosneb prootonite ja neutronite massist. Teades elemendi seerianumbrit (Z), st prootonite arvu ja massiarvu (A), mis on võrdne prootonite ja neutronite arvu summaga, saate neutronite arvu (N) leida, kasutades valem:

N = A-Z

Näiteks neutronite arv rauaaatomis on:

56 — 26 = 30

isotoobid

Nimetatakse sama elemendi aatomite sorte, millel on sama tuumalaeng, kuid erinevad massiarvud isotoobid. Looduses leiduvad keemilised elemendid on isotoopide segu. Niisiis, süsinikul on kolm isotoopi massiga 12, 13, 14; hapnik - kolm isotoopi massiga 16, 17, 18 jne. Tavaliselt on perioodilises süsteemis antud keemilise elemendi suhteline aatommass isotoopide loodusliku segu aatommasside keskmine väärtus antud element võttes arvesse nende suhtelist sisu looduses. Keemilised omadused Enamiku keemiliste elementide isotoobid on täpselt samad. Kuid vesiniku isotoobid erinevad suuresti omaduste poolest nende suhtelise aatommassi järsu suurenemise tõttu; neile on antud isegi individuaalsed nimed ja keemilised sümbolid.

Esimese perioodi elemendid

Vesinikuaatomi elektroonilise struktuuri skeem:

Aatomite elektroonilise ehituse skeemid näitavad elektronide jaotust üle elektrooniliste kihtide (energiatasemed).

Vesinikuaatomi graafiline elektrooniline valem (näitab elektronide jaotust energiatasemete ja alamtasandite vahel):

Aatomite graafilised elektroonilised valemid näitavad elektronide jaotust mitte ainult tasanditel ja alamtasanditel, vaid ka orbiitidel.

Heeliumi aatomis valmib esimene elektronikiht – selles on 2 elektroni. Vesinik ja heelium on s-elemendid; nende aatomite puhul on s-orbitaal täidetud elektronidega.

Kõik teise perioodi elemendid esimene elektronkiht on täidetud, ning elektronid täidavad teise elektronikihi s- ja p-orbitaalid vastavalt vähima energia põhimõttele (kõigepealt s ja seejärel p) ning Pauli ja Hundi reeglitele.

Neoonaatomis valmib teine elektronikiht – selles on 8 elektroni.

Kolmanda perioodi elementide aatomite puhul valmivad esimene ja teine elektronikiht, seega täitub kolmas elektronikiht, milles elektronid võivad hõivata 3s-, 3p- ja 3d-alatasandi.

Magneesiumi aatomi juures valmib 3s elektroni orbitaal. Na ja Mg on s-elemendid.

Alumiiniumi ja järgnevate elementide puhul on 3p alamtase täidetud elektronidega.

Kolmanda perioodi elementidel on täitmata 3D-orbitaalid.

Kõik elemendid Al-st Ar-ni on p-elemendid. s- ja p-elemendid moodustavad perioodilise süsteemi peamised alarühmad.

Neljanda - seitsmenda perioodi elemendid

Kaaliumi ja kaltsiumi aatomitele ilmub neljas elektronkiht, 4s alamtase on täidetud, kuna sellel on vähem energiat kui 3d alamtasandil.

K, Ca - põhialarühmadesse kuuluvad s-elemendid. Aatomite puhul Sc-st Zn-ni on 3d alamtase täidetud elektronidega. Need on 3D-elemendid. Need kuuluvad sekundaarsetesse alamrühmadesse, neil on eelväline elektronkiht täidetud, neid nimetatakse üleminekuelementideks.

Pöörake tähelepanu kroomi ja vase aatomite elektronkestade struktuurile. Nendes toimub ühe elektroni "tõrge" 4s- alamtasemelt 3d-alatasemele, mis on seletatav saadud elektrooniliste konfiguratsioonide 3d 5 ja 3d 10 suurema energiastabiilsusega:

Tsingi aatomis valmib kolmas elektronikiht - selles on täidetud kõik 3s, 3p ja 3d alamtasandid, kokku on neil 18 elektroni. Tsingile järgnevates elementides täitub jätkuvalt neljas elektronkiht, 4p alamtase.

Elemendid Ga-st Kr-ni on p-elemendid.

Krüptoni aatomi välimine kiht (neljas) on terviklik ja sellel on 8 elektroni. Kuid neljandas elektronikihis saab olla ainult 32 elektroni; Krüptoni aatomi 4d- ja 4f-alamtasandid jäävad endiselt täitmata Viienda perioodi elemendid täidavad alamtasemeid järgmises järjekorras: 5s - 4d - 5p. Ja on ka erandeid, mis on seotud " ebaõnnestumine» elektronid, y 41 Nb, 42 Mo, 44 Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag.

Kuuendal ja seitsmendal perioodil ilmuvad f-elemendid, st elemendid, milles on täidetud vastavalt kolmanda välise elektroonilise kihi 4f- ja 5f-alatasandid.

4f elemente nimetatakse lantaniidideks.

5f elemente nimetatakse aktiniidideks.

Elektrooniliste alamtasandite täitmise järjekord kuuenda perioodi elementide aatomites: 55 Cs ja 56 Ba - 6s-elemendid; 57 La … 6s 2 5d x - 5d element; 58 Ce - 71 Lu - 4f elementi; 72 Hf - 80 Hg - 5d elemendid; 81 T1 - 86 Rn - 6d elemendid. Kuid isegi siin on elemente, milles elektrooniliste orbitaalide täitmise järjekorda "rikutakse", mis on näiteks seotud poolte ja täielikult täidetud f-alatasemete suurema energiastabiilsusega, st nf 7 ja nf 14. Olenevalt sellest, milline aatomi alamtase on elektronidega täidetud viimati, jagatakse kõik elemendid neljaks elektronperekonnaks või plokkideks:

s-elemendid. Aatomi välistasandi s-alamtase on täidetud elektronidega; s-elementide hulka kuuluvad vesinik, heelium ning I ja II rühma peamiste alarühmade elemendid.

p-elemendid. Aatomi välistasandi p-alatasand on täidetud elektronidega; p-elemendid hõlmavad III-VIII rühmade põhialarühmade elemente.

d-elemendid. Aatomi eelvälise tasandi d-alamtase on täidetud elektronidega; d-elemendid hõlmavad I-VIII rühma sekundaarsete alarühmade elemente, st suurte perioodide interkalaarsete aastakümnete elemente, mis paiknevad s- ja p-elementide vahel. Neid nimetatakse ka üleminekuelementideks.

f-elemendid. Aatomi kolmanda välistasandi f-alamtase on täidetud elektronidega; nende hulka kuuluvad lantaniidid ja antinoidid.

Šveitsi füüsik W. Pauli tegi 1925. aastal kindlaks, et ühes orbitaalis olevas aatomis ei saa olla rohkem kui kaks elektroni, millel on vastassuunalised (antiparalleelsed) spinnid (inglise keelest tõlgitud "spindle"), st millel on sellised omadused, mida võib tinglikult ette kujutada kui elektroni pöörlemine ümber oma mõttelise telje: päri- või vastupäeva.

Seda põhimõtet nimetatakse Pauli põhimõte. Kui orbitaalil on üks elektron, siis nimetatakse seda paarituks, kui neid on kaks, siis on need paaritud elektronid, see tähendab vastupidiste spinnidega elektronid. Joonisel on diagramm energiatasemete jaotusest alamtasanditeks ja nende täitmise järjekorrast.

Väga sageli on aatomite elektronkestade ehitust kujutatud energia- või kvantrakkude abil – need panevad kirja nn graafilised elektroonilised valemid. Selle kirje puhul kasutatakse järgmist tähistust: iga kvantrakk on tähistatud lahtriga, mis vastab ühele orbitaalile; iga elektron on tähistatud spinni suunale vastava noolega. Graafilise elektroonilise valemi kirjutamisel tuleks meeles pidada kahte reeglit: Pauli printsiip ja F. Hundi reegel, mille kohaselt elektronid hõivavad vabu rakke, kõigepealt ükshaaval ja samal ajal sama spinniväärtusega ja alles siis paarituvad, kuid spinnid on Pauli põhimõtte kohaselt juba vastupidise suunaga.

Hundi reegel ja Pauli põhimõte

Hundi reegel- kvantkeemia reegel, mis määrab teatud alamkihi orbitaalide täitmise järjekorra ja on sõnastatud järgmiselt: selle alamkihi elektronide spin-kvantarvu koguväärtus peaks olema maksimaalne. Sõnastas Friedrich Hund 1925. aastal.

See tähendab, et igas alamkihi orbitaalis täidetakse esmalt üks elektron ja alles pärast täitmata orbitaalide ammendumist lisatakse sellele orbitaalile teine elektron. Sel juhul on ühel orbitaalil kaks pooltäisarvuliste spinnidega elektroni, mis paarituvad (moodustavad kahe elektroni pilve) ja selle tulemusena muutub orbitaali koguspinn nulliks.

Muu sõnastus: Energia all on aatomitermin, mille puhul on täidetud kaks tingimust.

Paljusus on maksimaalne
Kui kordused langevad kokku, on orbiidi koguimpulss L maksimaalne.

Analüüsime seda reeglit p-alatasandi orbitaalide täitmise näitel lk- teise perioodi elemendid (st boorist neoonini (alloleval diagrammil tähistavad horisontaalsed jooned orbitaale, vertikaalsed nooled elektrone ja noole suund näitab spinni orientatsiooni).

Kletškovski reegel

Klechkovski reegel - kui elektronide koguarv aatomites suureneb (nende tuumade laengute või keemiliste elementide järgarvude suurenemisega), asustatud aatomiorbitaalid nii, et elektronide ilmumine kõrgema energiaga orbitaalidele sõltub ainult peakvantarvuks n ja see ei sõltu kõigist teistest kvantarvudest.arvud, kaasa arvatud need, mis pärinevad l-st. Füüsiliselt tähendab see, et vesinikulaadses aatomis (elektronidevahelise tõrjumise puudumisel) määrab elektroni orbiidi energia ainult elektroni laengutiheduse ruumiline kaugus tuumast ja see ei sõltu selle liikumise iseärasustest. tuuma väljal.

Kletškovski empiiriline reegel ja sellest tuleneva aatomiorbitaalide mõneti vastuolulise reaalse energiajada jada vaid kahel sama tüüpi juhul: aatomite Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt korral Au, on väliskihi s - alamtasemega elektroni "tõrge" eelmise kihi d-alatasemega, mis viib aatomi energeetiliselt stabiilsema olekuni, nimelt: pärast orbitaali 6 täitmist kahega. elektronid s

Kontrolltöö nr 1.

Valik 1.

1. Sisestage täielikult täidetud arv

a) energiatase

b) energia alamtasandid

elementide nr 32 ja nr 37 aatomitele.

2. Mõne elemendi E3+ katioon on elektroonilise konfiguratsiooniga 1s22s22p6. Mitu prootonit ja neutronit on antud elemendi aatomi tuumas?

3. Määrake elektronide arv ja prootonite arv NO2-, H3O+ ioonides.

4. Kirjutage osakeste elektrooniline konfiguratsioon: As3-, Rb+. Tooge näiteid teiste sama elektroonilise konfiguratsiooniga osakeste kohta (igaüks 2 näidet).

…4s23d3? Kirjutage oma vastus tabeli kujul.

6. Esitage elemendi nr 33 kirjeldus vastavalt plaanile:

2. võimalus.

1. 1. Märkige täielikult täidetud arv

a) energiatase

b) energia alamtasandid

elementide nr 25 ja nr 35 aatomitele.

2. Mõne elemendi E3 aniooni elektrooniline konfiguratsioon on 1s22s22p63s23p6. Mitu prootonit ja neutronit on antud elemendi aatomi tuumas?

3. Määrake elektronide arv ja prootonite arv ioonides NH4+, SO32-.

4. Kirjutage osakeste elektrooniline konfiguratsioon: Se2-, Ga3+. Tooge näiteid teiste sama elektroonilise konfiguratsiooniga osakeste kohta (igaüks 2 näidet).

5. Millised väärtused võivad võtta elektronide kvantarvud?

…3s23р4? Kirjutage oma vastus tabeli kujul.

6. Esitage elemendi nr 38 kirjeldus vastavalt plaanile:

1) positsioon perioodilisuse tabelis

2) aatomi ehitus (osakesed tuumas, elektrooniline konfiguratsioon, elektronide jaotus tasemete järgi, välistasandi graafiline esitus)

3) metallist või mittemetallist (koos selgitusega)

4) võrdlus naaberelementidega perioodide ja alarühmade kaupa

5) kõrgema oksiidi valem ja selle olemus (koos reaktsioonivõrranditega)

6) hüdroksiidi valem ja selle olemus (koos reaktsioonivõrranditega)

7) mittemetalli lenduva vesinikuühendi valem.

Test nr 1 teemal "Aatomi ehitus"

Valik 1.

1. Sisestage täielikult täidetud arv

a) energiatase

b) energia alamtasandid

elementide nr 32 ja nr 37 aatomitele.

2. Katioon E 3+ s 2 2 s 2 2 p 6. C

NO 2-, H3O+.

Nagu 3-, Rb +

Li3N, H2Se, PCl3, SiO2.

a) SiO 2 → P 2 O 5 → SO 3

b) NH3 → PH 3 → AsH3

c) Al → Mg → Na

d) BaO → SrO → CaO?

2. võimalus.

1. 1. Märkige täielikult täidetud arv

a) energiatase

b) energia alamtasandid

elementide nr 25 ja nr 35 aatomitele.

2. Anioon E 3- mõne elemendi elektrooniline konfiguratsioon on 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 . C Mitu prootonit ja neutronit on antud elemendi aatomi tuumas?

3. Määrake elektronide arv ja prootonite arv ioonides NH4+, SO32-.

4. Kirjutage osakeste elektronkonfiguratsioon: Se 2-, Ga 3+ . Tooge näiteid teiste sama elektroonilise konfiguratsiooniga osakeste kohta (igaüks 2 näidet).

5. Märkige keemilise sideme tüüp ja selle tekkemehhanism:

SiCl4, H2O2, CO2, Mg3P2.

6. Kuidas omadused reas muutuvad?

a) Al 2 O 3 → MgO → Na 2 O

b) HF → HCl → HBr

c) Se → S → O

d) N 2 O 5 → P 2 O 5 → As 2 O 5?