Электронные структуры атомов элементов малых периодов

1-й период включает два s -элемента – водород и гелий. Электронные конфигурации их атомов: ₊₁Н 1s¹ и ₊₂Не 1s². Внутри 1-го периода водород обозначен дважды, т. е. его можно, с одной стороны, рассматривать как аналог щелочных металлов (может отдать электрон), а с другой – как аналог галогенов (может принять один электрон).

2-й период включает восемь элементов: два элемента s -типа и шесть р -типа. Этот период (как и все последующие) начинается щелочным металлом – литием ₊₃Li 1s²2s¹. Для атомов элементов 2-го периода второй энергетический уровень является внешним, поэтому этот электронный слой атомов заполняется от одного до восьми электронами. С атома бора начинает заполняться 2р-подуровень:

₊₅В 1s²2s²2p¹. Ёмкость р -подуровня равна шести электронам, поэтому при последовательном заполнении электронами атомных орбиталей р -подуровня, во 2-м периоде (как и во всех последующих периодах) могут разместиться шесть элементов р -типа. С увеличением числа р -электронов на внешнем уровне быстро нарастают неметаллические свойства. 2-й период завершается инертным элементом неоном ₊₁₀Ne 1s²2s²2p⁶.

3-й период, также как и 2-й, включает восемь элементов: два элемента s- типа и шесть р-типа. В третьем уровне может находиться восемнадцать электронов (N = 2 n ² = 2× 3² = 18). Так как для атомов элементов этого периода третий энергетический уровень является внешним, то согласно принципу Паули здесь не может находиться более восьми электронов. Поэтому от Al до Ar происходит заполнение 3р -подуровня. В 3-м периоде, третий энергетический уровень максимально не заполнен (свободным остаётся 3d- подуровень). Поскольку атомы элементов 3-го периода по строению внутренних энергетических уровней повторяют конфигурацию инертного элемента 2-го периода неона Ne, то можно использовать следующую форму записи: натрий ₊₁₁Na [Ne] 3s¹, алюминий ₊₁₃Al [Ne] 3s²3p¹ и так до конца данного периода.

Приведенные выше электронные конфигурации атомов элементов малых периодов соответствуют невозбужденному (нормальному) состоянию. Этому состоянию отвечает минимальная энергия. Состояние, характеризующееся более высокой энергией, чем энергия основного состояния, называется возбужденным состоянием данного атома. Переход атома из нормального в возбужденное состояние сопровождается поглощением некоторой энергии. При наличии свободных орбиталей в пределах данного уровня происходит переход электрона с одного подуровня на другой. Например:

С ¾¾¾® С*

sp² ¾¾¾® sp³

¾¾¾®

Неспаренных электронов становится четыре, следовательно, валентность атома углерода в возбужденном состоянии равна четырём.

Дата добавления: 2017-01-13