Електронні формули атомів

БУДОВА АТОМА

Усі електрони атома утворюють його електронну оболонку.

Вивчаючи хімію, дуже важливо знати будову електронної оболонки атома або електронну конфігурацію атома: за її допомогою визначають багато хімічних властивостей елемента. Як уже визначалось, загальне число електронів у атомі, що утворюють електронну оболонку, дорівнює порядковому номеру елемента в періодичній системі Д.І. Менделєєва.

Будова електронної оболонки зображується електронною формулою, яка показує розподіл електронів за енергетичними рівнями і підрівнями. У цих формулах енергетичні рівні позначаються цифрами 1, 2, 3, 4…, підрівні – буквами s, р,d, f. Число електронів на підрівні позначається цифрою, яка записується справа вгорі від букви, що показує підрівень. Наприклад, атом водню має один електрон, який розміщений на s –підрівні енергетичного рівня: 1s¹. Електронна формула атома гелію, що містить два електрони, записується так: 1s². Оскільки на першому енергетичному рівні можуть перебувати тільки два електрони, то перший електронний шар у атомі гелію завершений.

У елементів другого періоду електрони заповнюють 2-й енергетичний рівень, на якому може розміщуватись не більше ніж вісім електронів. Спочатку електрони заповнюють s – підрівень, потім р – підрівень. Запишемо електронні формули деяких елементів другого періоду:

₃Li 1s²2s¹_,

₄Be 1s²2s²,

₅B 1s²2s²2p¹

……………………….

₁₀Ne 1s²2s²2p⁶.

На останньому енергетичному рівні атома не може перебувати більше ніж вісім електронів, тому другий електронний шар, на якому розміщується два атоми неону завершений.

У атомах елементів третього періоду формується третій електронний шар, на якому розміщується до 18 електронів. Спочатку заповнюється s –підрівень, потім р – підрівень, заповнення d –підрівня третього енергетичного рівня не відбувається.

₁₁Na 1s²2s²2p⁶3s¹,

…………………………..

₁₃Al 1s²2s²2p⁶3s²3p¹, ………………………….

₁₈Ar 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

У атомі аргону останній енергетичний рівень завершений.

У перших двох елементів четвертого періоду починає заповнюватись 4-й енергетичний рівень:

₁₉K 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹, ₂₀Ca 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s².

Починаючи з елемента №21 – скандію, відбувається заповнення електронами d-підрівня третього енергетичного рівня. На цьому підрівні може бути 10 електронів, тому в атомів десяти елементів, починаючи зі скандію (Sc – Zn), заповнюється тільки 3-й d-підрівень;

₂₁Sc 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹,

або 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s².

Обидві електронні формули скандію тотожні. Перша з них записана в порядку заповнення електронами підрівнів, друга – за порядком номерів енергетичних рівнів. Далі електронні формули записуються в порядку номерів рівнів енергії електронів:

₂₅Mn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²,

-----------------------------------------------

₃₀Zn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s².

Добудова 3-го енергетичного рівня завершується в атома цинку. У атомах наступних елементів триває заповнення 4-го рівня:

₃₁Ga 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹,

----------------------------------------------------

₃₆Kr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶.

Заповнення енергетичних рівнів і підрівнів атомів елементів п’ятого періоду відбувається аналогічно заповненню атомів елементів четвертого періоду. Починаючи з елемента № 39 – ітрію, у десяти елементів (V-Cd) відбувається заповнення електронами 4d – підрівня.

₃₉Y 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4d¹5s²,

--------------------------------------------

₄₈Cd 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s².

Далі:

₄₉In 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p¹ і т.д.

У атомах елементів шостого і сьомого періодів, починаючи з церію Се, з’являються електрони на f- підрівнях. Будову електронних оболонок атомів цих елементів розглянуто в розділі.

Слід зазначити, що в атомів деяких елементів спостерігається явище “проскакування” електрона з останнього енергетичного рівня на передостанній. “Проскакування” електрона відбувається в атомів хрому, міді, паладію та деяких інших елементів, наприклад:

₂₄Cr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹,

₂₉Cи 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹.

У електронних формулах атомів часто повністю завершені енергетичні рівні позначають символами електронних шарів, наприклад, ₃₃As KLM4s²3p³.

Прийнятий і такий запис: ₃As/Ar/3d¹⁰4s²4p³, де /Ar/ означає електронну оболонку атома аргону.

Іноді для скорочення записують тільки електронну конфігурацію валентних шарів, яка визначає хімічні властивості елемента, наприклад:

₁₉К 4s¹;

₂₆Fe 3d⁶4s².

Дата добавления: 2014-12-08