Периодический закон Д.И. Менделеева в свете строения электронной оболочки атома

–3 –2 –1 0 +1 +2 +3

S

S 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d

Существует два способа составления схем распределения электронов в атоме:

1. в виде формул электронных конфигураций, где верхний индекс указывает число электронов на данном подуровне

2. в виде квантовых ячеек (клетка, кружок или черточка) - для изображения электронной орбитали и стрелок - для обозначения электронов, направление которых указывает на ориентацию спинов электронов:

ПРИМЕР 2. Напишите электронную конфигурацию атома калия РЕШЕНИЕ:

₁₉К – 1s² 2s² 2р⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹;

n = 4	↑
n = 3	↑↓		↑↓	↑↓	↑↓
n = 2	↑↓		↑↓	↑↓	↑↓				d
n = 1	↑↓			p

Каждый электрон в атоме можно охарактеризовать с помощью набора квантовых чисел.

ПРИМЕР 3. О пишите состояние пятого электрона на 4f подуровне (4f⁵) в атоме с помощью набора квантовых чисел.

РЕШЕНИЕ

Электрон находится на 4f-подуровне, цифра 4 показывает значение главного квантового числа n = 4, а f-подуровню соответствует орбитальное квантовое число 3 (см. таблицу 1), т.е. l =3. Магнитное квантовое число приобретает значения от –l до +l, т.е. в данном примере

а пятый электрон попадает в магнитную квантовую ячейку с m=+1. Спиновое квантовое число S = — .

Периодический закон был открыт в 1869 г. великим русским ученым Д.И. Менделеевым и сформулирован так:

свойства простых тел, а также свойства и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.

До появления сведений о сложном строении атома основной характеристикой элемента служит атомный вес (относительная атомная масса). Развитие теории строения атома привело к установлению того факта, что главной характеристикой атома является положительный заряд его ядра. Поэтому в современной формулировке периодический закон гласит:

свойства химических элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов.

Заряд ядра (число протонов) равен атомному номеру элемента, определяет число электронов в атоме и, как следствие этого, строение его электронной оболочки в основном состоянии.

В зависимости от того, какой энергетический подуровень заполняется электроном последним, различают четыре типа элементов.

У элементов главных подгрупп заполняются s- и p- орбитали последнего слоя. Элементы, в которых заполняются s-орбитали последнего слоя, называются s-элементами. Максимальное число электронов s-орбитали – два.

р-элементы – это элементы, в которых заполняются р-орбитали последнего слоя. Максимальное число электронов p- орбитали – шесть.

d-элементы – это элементы, в которых заполняются d-орбитали. Максимальное число электронов d- орбиталей – десять.

f-элементы – это элементы, в которых заполняются f-орбитали третьего снаружи слоя. Максимальное число электронов f-орбиталей – четырнадцать.

Валентные электроны атома в невозбужденном состоянии находятся: у s-элементов на ns – подуровне

у р-элементов на ns и np – подуровне

у d-элементов на ns и (n-1)d – подуровне

у f-элементов на ns и (n-2)f – подуровне

Элементы со сходной электронной конфигурацией внешних энергетических уровней обладают и сходными химическими свойствами.

Дата добавления: 2015-05-26