Dış enerji seviyesi nerede bulunur? Büyük petrol ve gaz ansiklopedisi

Malyugina O.V. Anlatım 14. Dış ve iç enerji düzeyleri. Enerji seviyesinin tamlığı.

Atomun elektron kabuğunun yapısı hakkında bildiklerimizi kısaca hatırlayalım:

bir atomun enerji düzeylerinin sayısı = elementin bulunduğu periyodun sayısı;

her enerji seviyesinin maksimum kapasitesi 2n 2 formülü kullanılarak hesaplanır

dış enerji kabuğu 1. periyodun elemanları için 2'den fazla elektron ve diğer periyotların elemanları için 8'den fazla elektron içeremez

Enerji seviyelerini küçük periyotlardaki unsurlarla doldurma şemasının analizine bir kez daha dönelim:

Tablo 1. Doldurma enerji seviyeleri

küçük dönemlerin unsurları için

Analiz Edin Tablo 1. Son enerji seviyesindeki elektron sayısı ile kimyasal elementin bulunduğu grup sayısını karşılaştırın.

bunu fark ettin mi Atomların dış enerji seviyesindeki elektron sayısı grup numarasına denk gelir elementin bulunduğu yer (helyum hariç)?

!!! Bu kural doğrudursadece elemanlar içinana alt gruplar

D.I.'nin her dönemi. Mendeleyev inert bir elementle biter(helyum He, neon Ne, argon Ar). Bu elementlerin dış enerji seviyesi mümkün olan maksimum sayıda elektronu içerir: helyum -2, geri kalan elementler - 8. Bunlar ana alt grubun VIII grubunun elementleridir. İnert bir gazın enerji seviyesinin yapısına benzer bir enerji seviyesine denir. tamamlanmış. Bu, her element için enerji seviyesinin bir tür güç sınırıdır Periyodik tablo. Basit maddelerin molekülleri - inert gazlar - bir atomdan oluşur ve kimyasal inertlik ile karakterize edilir, yani. pratik olarak kimyasal reaksiyonlara girmez.

PSHE elementlerinin geri kalanı için enerji seviyesi inert elementin enerji seviyesinden farklıdır; bu seviyelere denir tamamlanmamış. Bu elementlerin atomları elektron vererek veya alarak dış enerji seviyesini tamamlamaya çalışırlar.

Kendini kontrol etmeye yönelik sorular

Hangi enerji seviyesine dış denir?

Hangi enerji seviyesine iç denir?

Hangi enerji seviyesine tam denir?

Hangi grup ve alt grubun elementlerinin tamamlanmış enerji seviyesi vardır?

Ana alt gruptaki elementlerin dış enerji seviyesindeki elektron sayısı nedir?

Bir ana alt grubun elemanları elektronik seviye yapısında nasıl benzerdir?

başına kaç elektron harici seviye a) grup IIA elemanlarını içerir;

b) IVA grubu; c) VII A grubu

Cevabı görüntüle

Son

Sonuncusu dışında herhangi biri

Maksimum sayıda elektron içerendir. Ve ayrıca dış seviye, eğer ilk periyotta 8 elektron içeriyorsa - 2 elektron.

Grup VIIIA elemanları (inert elemanlar)

Elemanın bulunduğu grubun numarası

Dış enerji seviyesindeki ana alt grupların tüm elemanları, grup numarası kadar elektron içerir.

a) grup IIA'nın elemanlarının dış seviyede 2 elektronu vardır; b) grup IVA elemanları 4 elektrona sahiptir; c) Grup VII A elementlerinin 7 elektronu vardır.

Bağımsız çözüm için görevler

Öğeyi şuna göre tanımla: aşağıdaki işaretler: a) 2 elektronik seviyeye sahiptir, dış seviyede - 3 elektron; b) dışta 5 elektron olmak üzere 3 elektronik seviyeye sahiptir. Bu atomların enerji seviyelerine göre elektron dağılımını yazınız.

Hangi iki atom aynı sayıda dolu enerji seviyesine sahiptir?

a) sodyum ve hidrojen; b) helyum ve hidrojen; c) argon ve neon d) sodyum ve klor

Magnezyumun dış enerji seviyesinde kaç elektron vardır?

Neon atomunda kaç elektron var?

Hangi iki atomun dış enerji seviyesinde aynı sayıda elektronu vardır: a) sodyum ve magnezyum; b) kalsiyum ve çinko; c) arsenik ve fosfor d) oksijen ve flor.

Kükürt atomunun dış enerji seviyesinde: a) 16 elektron; b) 2; c) 6 d) 4

Kükürt ve oksijen atomlarının ortak noktası nedir: a) elektron sayısı; b) enerji seviyesi sayısı c) periyot numarası d) dış seviyedeki elektron sayısı.

Magnezyum ve fosfor atomlarının ortak noktası nedir: a) proton sayısı; b) enerji seviyelerinin sayısı c) grup numarası d) dış seviyedeki elektronların sayısı.

Dış seviyesinde bir elektron bulunan ikinci periyodun bir elementini seçin: a) lityum; b) berilyum; c) oksijen; d) sodyum

Üçüncü periyodun bir elementinin atomunun dış seviyesi 4 elektron içerir. Bu elementi belirtin: a) sodyum; b) karbon c) silikon d) klor

Bir atomun 2 enerji seviyesi vardır ve 3 elektron içerir. Bu elemanı belirtin: a) alüminyum; b) bor c) magnezyum d) nitrojen

Cevabı görüntüle:

1. a) Kimyasal elementin “koordinatlarını” belirleyelim: 2 elektronik seviye – II periyodu; Dış seviyede 3 elektron – grup III A. Bu bor 5 B'dir. Elektronların enerji seviyelerine göre dağılımının şeması: 2e - , 3e -

b) III periyodu, VA grubu, fosfor elementi 15 R. Elektronların enerji seviyelerine göre dağılım şeması: 2e - , 8e - , 5e -

2. d) sodyum ve klor.

Açıklama: a) sodyum: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (dolu 2) ←→ hidrojen: +1) 1

b) helyum: +2 ) 2 (dolu 1) ←→ hidrojen: hidrojen: +1) 1

c) helyum: +2 ) 2 (1 ile doldurulmuş) ←→ neon: +10 ) 2 ) 8 (doldurulmuş 2)

*G) sodyum: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (dolu 2) ←→ klor: +17 ) 2 ) 8 ) 7 (dolu 2)

4. On. Elektron sayısı = seri numarası

1. c) arsenik ve fosfor. Aynı numara Aynı alt grupta yer alan atomların elektronları vardır.

Açıklamalar:

a) sodyum ve magnezyum (farklı gruplarda); b) kalsiyum ve çinko (aynı grupta fakat farklı alt gruplarda); * c) arsenik ve fosfor (bir, ana, alt grupta) d) oksijen ve flor (farklı gruplarda).

7. d) dış seviyedeki elektron sayısı

8. b) enerji seviyelerinin sayısı

9. a) lityum (II. dönemin grup IA'sında bulunur)

10. c) silikon (IVA grubu, III dönemi)

11. b) bor (2 seviye - IIdönem, dış seviyede 3 elektron – IIIAgrup)

E.N.Frenkel

Kimya eğitimi

Kimyayı bilmeyen ama öğrenmek ve anlamak isteyenler için bir el kitabı

Bölüm I. Genel kimyanın unsurları
(birinci zorluk seviyesi)

Devam. 13, 18, 23/2007 sayılı sayının başlangıcına bakınız.

Bölüm 3. Atomun yapısı hakkında temel bilgiler.
D.I.Mendeleev'in periyodik yasası

Atomun ne olduğunu, atomun neden yapıldığını, atomun kimyasal reaksiyonlarda değişip değişmediğini hatırlayın.

Atom, pozitif yüklü bir çekirdek ve negatif yüklü elektronlardan oluşan elektriksel olarak nötr bir parçacıktır.

Elektron sayısı kimyasal işlemler sırasında değişebilir, ancak nükleer yük her zaman aynı kalır. Bir atomdaki elektronların dağılımını (atomik yapı) bilerek, belirli bir atomun birçok özelliğinin yanı sıra basit ve karmaşık maddeler, buna dahildir.

Atomun yapısı, yani Çekirdeğin bileşimi ve elektronların çekirdek etrafındaki dağılımı, elementin periyodik tablodaki konumuna göre kolaylıkla belirlenebilir.

D.I. Mendeleev'in periyodik sisteminde kimyasal elementler belirli bir sırayla düzenlenmiştir. Bu dizi, bu elementlerin atom yapısıyla yakından ilgilidir. Sistemdeki her kimyasal elemente atanmıştır. seri numarası, ayrıca bunun için dönem numarasını, grup numarasını ve alt grup türünü de belirleyebilirsiniz.

Makalenin yayın sponsoru "Megamech" çevrimiçi mağazasıdır. Mağazada her zevke uygun kürk ürünleri bulacaksınız - tilki, nutria, tavşan, vizon, gümüş tilki, kutup tilkisinden yapılmış ceketler, yelekler ve kürk mantolar. Şirket ayrıca size lüks kürk ürünleri satın alma ve özel terzilik hizmetlerinden yararlanma olanağı da sunuyor. Kürk ürünleri toptan ve perakende - bütçe kategorisinden lüks sınıfa, %50'ye varan indirimler, 1 yıl garanti, Ukrayna, Rusya, BDT ve AB ülkeleri genelinde teslimat, Krivoy Rog'daki showroom'dan teslim alma, önde gelen Ukraynalı üreticilerden ürünler, Rusya, Türkiye ve Çin. "megameh.com" adresinde yer alan web sitesinden ürün kataloğunu, fiyatları, iletişim bilgilerini görüntüleyebilir ve tavsiye alabilirsiniz.

Bir kimyasal elementin tam "adresini" (grup, alt grup ve periyot numarası) bilerek, atomunun yapısını kesin olarak belirleyebilirsiniz.

Dönem yatay bir kimyasal element sırasıdır. Modern periyodik sistemin yedi periyodu vardır. İlk üç dönem küçük, Çünkü 2 veya 8 element içerirler:

1. periyot – H, He – 2 element;

2. periyot – Aslan… Ne – 8 element;

3. periyot – Na...Ar – 8 element.

Diğer dönemler – büyük. Her biri 2-3 satır öğe içerir:

4. periyot (2 sıra) – K...Kr – 18 element;

6. periyot (3 sıra) – Cs… Rn – 32 element. Bu dönem bir dizi lantaniti içerir.

Grup – dikey sıra kimyasal elementler. Toplamda sekiz grup var. Her grup iki alt gruptan oluşur: ana alt grup Ve yan alt grup. Örneğin:

Ana alt grup, kısa periyotlu (örneğin, N, P) ve büyük periyotlu (örneğin, As, Sb, Bi) kimyasal elementlerden oluşur.

Bir yan alt grup, yalnızca uzun periyotlu kimyasal elementlerden oluşur (örneğin, V, Nb,
Ta).

Görsel olarak bu alt grupların ayırt edilmesi kolaydır. Ana alt grup “yüksek” olup 1. veya 2. dönemden başlar. İkincil alt grup “düşük” olup 4. dönemden itibaren başlar.

Yani periyodik sistemin her kimyasal elementinin kendi adresi vardır: dönem, grup, alt grup, seri numarası.

Örneğin vanadyum V, 4. periyodun, grup V, ikincil alt grubun, seri numarası 23'ün kimyasal bir elementidir.

Görev 3.1. Kimyasal elementler için periyodu, grubu ve alt grubu 8, 26, 31, 35, 54 seri numaralarıyla belirtiniz.

Görev 3.2. Bulunduğu biliniyorsa kimyasal elementin seri numarasını ve adını belirtiniz:

a) 4. periyotta VI grubu, ikincil alt grup;

b) 5. periyotta IV grup, ana alt grup.

Bir elementin periyodik tablodaki konumu hakkındaki bilgi atomunun yapısıyla nasıl ilişkilendirilebilir?

Bir atom bir çekirdekten (pozitif yüke sahiptirler) ve elektronlardan (negatif yüke sahiptirler) oluşur. Genel olarak atom elektriksel olarak nötrdür.

Pozitif atom nükleer yükü kimyasal elementin seri numarasına eşittir.

Bir atomun çekirdeği karmaşık bir parçacıktır. Bir atomun kütlesinin neredeyse tamamı çekirdekte yoğunlaşmıştır. Bir kimyasal element aynı nükleer yüke sahip atomların bir koleksiyonu olduğundan, element sembolünün yanında aşağıdaki koordinatlar belirtilir:

Bu verilerden çekirdeğin bileşimi belirlenebilir. Çekirdek proton ve nötronlardan oluşur.

Proton P kütlesi 1 (1,0073 amu) ve yükü +1'dir. Nötron N hiçbir yükü yoktur (nötr) ve kütlesi yaklaşık olarak bir protonun kütlesine eşittir (1,0087 a.um.).

Çekirdeğin yükü protonlar tarafından belirlenir. Dahası proton sayısı eşittir(boyuta göre) atom çekirdeğinin yükü yani seri numarası.

Nötron sayısı N büyüklükler arasındaki farkla belirlenir: “çekirdek kütle” A ve "seri numarası" Z. Yani bir alüminyum atomu için:

N = A – Z = 27 –13 = 14N,

Görev 3.3. Kimyasal elementin içinde olması durumunda atom çekirdeğinin bileşimini belirleyin:

a) 3. periyot, VII grup, ana alt grup;

b) 4. periyot, IV grup, ikincil alt grup;

c) 5. periyot, grup I, ana alt grup.

Dikkat! Bir atom çekirdeğinin kütle numarasını belirlerken periyodik tabloda belirtilen atom kütlesinin yuvarlanması gerekir. Bunun nedeni, proton ve nötronun kütlelerinin neredeyse tamsayı olması ve elektronların kütlesinin ihmal edilebilmesidir.

Aşağıdaki çekirdeklerden hangisinin aynı kimyasal elemente ait olduğunu belirleyelim:

bir (20 R + 20N),

B (19 R + 20N),

20'DE R + 19N).

A ve B çekirdekleri aynı sayıda proton içerdikleri için aynı kimyasal elementin atomlarına aittir, yani bu çekirdeklerin yükleri aynıdır. Araştırmalar, bir atomun kütlesinin onun üzerinde önemli bir etkisinin olmadığını göstermektedir. Kimyasal özellikler.

İzotoplar, aynı kimyasal elementin (aynı sayıda proton) kütle bakımından farklı (farklı sayıda nötron) atomlarıdır.

İzotoplar ve bunların kimyasal bileşikleri birbirlerinden farklıdır. fiziki ozellikleri ancak bir kimyasal elementin izotoplarının kimyasal özellikleri aynıdır. Dolayısıyla karbon-14 izotopları (14C), herhangi bir canlı organizmanın dokularında bulunan karbon-12 (12C) ile aynı kimyasal özelliklere sahiptir. Fark yalnızca radyoaktivitede (izotop 14 C) ortaya çıkar. Bu nedenle izotoplar çeşitli hastalıkların teşhis ve tedavisinde ve bilimsel araştırmalarda kullanılmaktadır.

Atomun yapısının açıklamasına dönelim. Bilindiği gibi kimyasal işlemlerde atomun çekirdeği değişmez. Ne değişiyor? Değişken olduğu ortaya çıktı toplam sayısı Bir atomdaki elektronlar ve elektron dağılımı. Genel nötr bir atomdaki elektron sayısı Belirlemek zor değil - seri numarasına eşittir, yani. Atom çekirdeğinin yükü:

Elektronların negatif yükü –1'dir ve kütleleri ihmal edilebilir düzeydedir: protonun kütlesinin 1/1840'ı.

Negatif yüklü elektronlar birbirini iter ve farklı mesafelerçekirdekten. burada Yaklaşık olarak eşit miktarda enerjiye sahip elektronlar yaklaşık olarak eşit mesafeçekirdekten çıkar ve bir enerji düzeyi oluşturur.

Bir atomdaki enerji düzeylerinin sayısı, kimyasal elementin bulunduğu periyodun sayısına eşittir. Enerji seviyeleri geleneksel olarak aşağıdaki şekilde belirlenir (örneğin Al için):

Görev 3.4. Oksijen, magnezyum, kalsiyum ve kurşun atomlarındaki enerji seviyelerinin sayısını belirleyin.

Her enerji seviyesi sınırlı sayıda elektron içerebilir:

İlkinin ikiden fazla elektronu yoktur;

İkincisinin sekizden fazla elektronu yoktur;

Üçüncüsünde on sekizden fazla elektron yoktur.

Bu sayılar, örneğin ikinci enerji seviyesinin 2, 5 veya 7 elektrona sahip olabileceğini ancak 9 veya 12 elektrona sahip olamayacağını göstermektedir.

Şunu bilmek önemlidir: üzerindeki enerji seviyesi numarasına bakılmaksızın harici seviye(sonuncusu) sekizden fazla elektrona sahip olamaz. Dıştaki sekiz elektronlu enerji düzeyi en kararlı olanıdır ve tam olarak adlandırılır. Bu tür enerji seviyeleri en aktif olmayan elementler olan soy gazlarda bulunur.

Geriye kalan atomların dış seviyesindeki elektron sayısı nasıl belirlenir? Bunun için basit bir kural var: dış elektron sayısı eşittir:

Ana alt grupların elemanları için - grup numarası;

Yan alt grupların elemanları için ikiden fazla olamaz.

Örneğin (Şekil 5):

Görev 3.5. Atom numarası 15, 25, 30, 53 olan kimyasal elementlerin dış elektron sayısını belirtin.

Görev 3.6. Periyodik tabloda atomları tamamlanmış bir dış seviyeye sahip olan kimyasal elementleri bulun.

Dış elektronların sayısını doğru belirlemek çok önemlidir çünkü atomun en önemli özellikleri bunlarla ilişkilidir. Böylece, kimyasal reaksiyonlarda atomlar kararlı, eksiksiz bir dış seviye elde etmeye çalışırlar (8 e). Bu nedenle dış seviyelerinde az sayıda elektron bulunan atomlar, onları vermeyi tercih ederler.

Atomları yalnızca elektron verme yeteneğine sahip olan kimyasal elementlere denir. metaller. Açıkçası, bir metal atomunun dış seviyesinde az sayıda elektron bulunmalıdır: 1, 2, 3.

Bir atomun dış enerji seviyesinde çok sayıda elektron varsa, bu tür atomlar dış enerji seviyesi tamamlanana kadar, yani sekiz elektrona kadar elektron kabul etme eğilimindedir. Bu tür elementlere denir metal olmayanlar.

Soru. İkincil alt grupların kimyasal elementleri metal mi yoksa ametal mi? Neden?

Cevap: Periyodik tablodaki ana alt gruplara ait metaller ve metal olmayanlar bordan astatine çekilebilecek bir çizgi ile ayrılır. Bu çizginin üstünde (ve çizgide) metal olmayanlar, altında metaller bulunur. Yan alt grupların tüm elemanları bu satırın altında görünür.

Görev 3.7. Aşağıdakilerin metal mi yoksa metal olmayan mı olduğunu belirleyin: fosfor, vanadyum, kobalt, selenyum, bizmut. Elementin kimyasal elementlerin periyodik tablosundaki konumunu ve dış kabuktaki elektron sayısını kullanın.

Elektronların kalan seviyeler ve alt seviyeler üzerindeki dağılımını derlemek için aşağıdaki algoritmayı kullanmalısınız.

1. Bir atomdaki toplam elektron sayısını belirleyin (atom numarasına göre).

2. Enerji seviyelerinin sayısını belirleyin (periyot numarasına göre).

3. Dış elektronların sayısını belirleyin (alt grup türüne ve grup numarasına göre).

4. Sondan bir önceki seviye dışındaki tüm seviyelerdeki elektron sayısını belirtin.

Örneğin, manganez atomu için 1-4. paragraflara göre şu şekilde belirlenir:

Toplam 25 e; dağıtılmış (2 + 8 + 2) = 12 e; Bu, üçüncü seviyede şu anlama gelir: 25 – 12 = 13 e.

Manganez atomundaki elektronların dağılımını elde ettik:

Görev 3.8. 16, 26, 33, 37 numaralı elementler için atomların yapısının diyagramlarını çizerek algoritmayı çalışın. Bunların metal mi yoksa metal olmayan mı olduğunu belirtin. Cevabını açıkla.

Bir atomun yapısının yukarıdaki diyagramlarını derlerken, atomdaki elektronların yalnızca seviyeleri değil aynı zamanda belirli seviyeleri de işgal ettiğini hesaba katmadık. alt düzeyler her seviye. Alt düzey türleri Latin harfleriyle gösterilir: S, P, D.

Olası alt seviyelerin sayısı seviye numarasına eşittir.İlk seviye bir taneden oluşur
S-alt düzey. İkinci seviye iki alt seviyeden oluşur: S Ve R. Üç alt seviyeden oluşan üçüncü seviye S, P Ve D.

Her alt seviye kesinlikle sınırlı sayıda elektron içerebilir:

s-alt düzeyinde – en fazla 2e;

p-alt seviyesinde - en fazla 6e;

d-alt seviyesinde – en fazla 10e.

Aynı seviyedeki alt seviyeler kesin olarak tanımlanmış bir sırayla doldurulur: SPD.

Böylece, R-bir alt seviye doldurulmamışsa doldurmaya başlayamaz S-belirli bir enerji seviyesinin alt seviyesi vb. Bu kurala dayanarak manganez atomunun elektronik konfigürasyonunu oluşturmak zor değildir:

Genel olarak bir atomun elektron konfigürasyonu Manganez şu şekilde yazılır:

25 milyon 1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 5 4S 2 .

Görev 3.9. 16, 26, 33, 37 numaralı kimyasal elementler için atomların elektronik konfigürasyonlarını oluşturun.

Atomların elektronik konfigürasyonlarını oluşturmak neden gereklidir? Bu kimyasal elementlerin özelliklerini belirlemek amacıyla. Şunu unutmamak gerekir ki kimyasal süreçler sadece katıl değerlik elektronları.

Değerlik elektronları dış enerji seviyesindedir ve eksiktir.
d-dış öncesi seviyenin alt seviyesi.

Manganez için değerlik elektronlarının sayısını belirleyelim:

veya kısaltılmış hali: Mn... 3 D 5 4S 2 .

Bir atomun elektronik konfigürasyonu formülüyle ne belirlenebilir?

1. Bu hangi elementtir - metal mi yoksa metal olmayan mı?

Manganez bir metaldir çünkü dış (dördüncü) seviye iki elektron içerir.

2. Hangi süreç metalin karakteristiğidir?

Manganez atomları reaksiyonlarda her zaman yalnızca elektron verir.

3. Manganez atomu hangi elektronlardan ve kaç taneden vazgeçecek?

Reaksiyonlarda, manganez atomu iki dış elektronun (çekirdeğe en uzak olan ve çekirdek tarafından en zayıf çekilen) yanı sıra beş dış elektron verir. D-elektronlar. Değerlik elektronlarının toplam sayısı yedidir (2 + 5). Bu durumda atomun üçüncü seviyesinde sekiz elektron kalacaktır. tamamlanmış bir dış seviye oluşturulur.

Tüm bu argümanlar ve sonuçlar bir diyagram kullanılarak yansıtılabilir (Şekil 6):

Atomun sonuçta ortaya çıkan geleneksel yüklerine denir. oksidasyon durumları.

Atomun yapısı göz önüne alındığında, benzer şekilde oksijen için tipik oksidasyon durumlarının -2 ve hidrojen için +1 olduğu gösterilebilir.

Soru. Yukarıda elde edilen oksidasyon durumları dikkate alındığında manganez hangi kimyasal elementle bileşik oluşturabilir?

CEVAP: Sadece oksijenle çünkü atomu zıt yüklü bir oksidasyon durumuna sahiptir. İlgili manganez oksitlerin formülleri (burada oksidasyon durumları bu kimyasal elementlerin değerlerine karşılık gelir):

Manganez atomunun yapısı, manganezin daha yüksek derecede oksidasyona sahip olamayacağını göstermektedir, çünkü bu durumda artık tamamlanmış olan istikrarlı dışsallık öncesi düzeye değinmek gerekli olacaktır. Bu nedenle oksidasyon durumu +7 en yüksek olanıdır ve karşılık gelen Mn207 oksit en yüksek manganez oksittir.

Tüm bu kavramları birleştirmek için tellür atomunun yapısını ve bazı özelliklerini göz önünde bulundurun:

Metal olmayan bir Te atomu, dış seviyeyi tamamlamadan önce 2 elektron kabul edebilir ve "ekstra" 6 elektrondan vazgeçebilir:

Görev 3.10. Na, Rb, Cl, I, Si, Sn atomlarının elektronik konfigürasyonlarını çizin. Bu kimyasal elementlerin özelliklerini, en basit bileşiklerinin (oksijen ve hidrojen ile) formüllerini belirleyin.

Pratik sonuçlar

1. Kimyasal reaksiyonlara yalnızca son iki seviyede bulunabilen değerlik elektronları katılır.

2. Metal atomları yalnızca değerlik elektronlarını (tümü veya birkaçı) bağışlayabilir ve pozitif oksidasyon durumlarını kabul edebilir.

3. Metal olmayan atomlar, negatif oksidasyon durumlarını elde ederken elektronları (en fazla sekiz eksik olan) kabul edebilir ve pozitif oksidasyon durumlarını elde ederken değerlik elektronlarından (hepsi veya birkaçı) vazgeçebilir.

Şimdi bir alt grubun kimyasal elementlerinin, örneğin sodyum ve rubidyumun özelliklerini karşılaştıralım:
Hayır...3 S 1 ve Kb...5 S 1 .

Bu elementlerin atomik yapılarının ortak noktası nedir? Her atomun dış seviyesinde bir elektron aktif metallerdir. Metal aktivitesi elektron verme yeteneği ile ilişkilidir: bir atom elektronları ne kadar kolay bırakırsa, metalik özellikleri o kadar belirgin olur.

Elektronları atomda tutan şey nedir? Çekirdeğe olan ilgileri. Elektronlar çekirdeğe ne kadar yakınsa, atomun çekirdeği tarafından o kadar güçlü çekilirler, onları "koparmak" o kadar zor olur.

Buna dayanarak şu soruyu cevaplayacağız: Hangi element - Na veya Rb - dış elektronunu daha kolay verir? Hangi element daha aktif metaldir? Açıkçası rubidyum, çünkü değerlik elektronları çekirdekten daha uzaktadır (ve çekirdek tarafından daha az sıkı tutulur).

Çözüm. Ana alt gruplarda yukarıdan aşağıya doğru metalik özellikler artar, Çünkü Atomun yarıçapı artar ve değerlik elektronları çekirdeğe daha az çekilir.

Grup VIIa'nın kimyasal elementlerinin özelliklerini karşılaştıralım: Cl...3 S 2 3P 5 ve ben...5 S 2 5P 5 .

Her iki kimyasal element de metal değildir, çünkü Dış seviyeyi tamamlamak için bir elektron eksiktir. Bu atomlar eksik elektronu aktif olarak çekecektir. Dahası, metal olmayan bir atom eksik elektronu ne kadar güçlü çekerse, metalik olmayan özellikleri (elektronları kabul etme yeteneği) o kadar belirgin hale gelir.

Elektronun çekiciliğine ne sebep olur? Atom çekirdeğinin pozitif yükü nedeniyle. Ayrıca elektron çekirdeğe ne kadar yakınsa, karşılıklı çekimleri o kadar güçlü, ametaller de o kadar aktif olur.

Soru. Hangi elementin metalik olmayan özellikleri daha belirgindir: klor veya iyot?

CEVAP: Açıkçası klorla, çünkü değerlik elektronları çekirdeğe daha yakın bulunur.

Çözüm. Alt gruplarda ametallerin aktivitesi yukarıdan aşağıya doğru azalır., Çünkü Atomun yarıçapı artar ve çekirdeğin eksik elektronları çekmesi giderek zorlaşır.

Silikon ve kalayın özelliklerini karşılaştıralım: Si...3 S 2 3P 2 ve Sn...5 S 2 5P 2 .

Her iki atomun dış seviyesinde dört elektron bulunur. Ancak periyodik tablodaki bu elementler bor ve astatini birleştiren çizginin zıt taraflarındadır. Bu nedenle sembolü B-At çizgisinin üzerinde bulunan silikonun metalik olmayan özellikleri daha belirgindir. Aksine sembolü B-At çizgisinin altında olan kalay daha güçlü metalik özellikler sergiler. Bu, kalay atomunda dört değerlik elektronunun çekirdekten çıkarılmasıyla açıklanmaktadır. Bu nedenle eksik olan dört elektronun eklenmesi zordur. Aynı zamanda beşinci enerji seviyesinden elektron salınımı oldukça kolay gerçekleşir. Silikon için, ilki (elektronların kabulü) baskın olmak üzere her iki süreç de mümkündür.

3. Bölüme ilişkin sonuçlar. Bir atomda ne kadar az dış elektron varsa ve bunlar çekirdekten ne kadar uzaktaysa metalik özellikler o kadar güçlü olur.

Bir atomda ne kadar çok dış elektron varsa ve bunlar çekirdeğe ne kadar yakınsa, metalik olmayan özellikler de o kadar fazla ortaya çıkar.

Bu bölümde formüle edilen sonuçlara dayanarak periyodik tablodaki herhangi bir kimyasal element için bir "karakteristik" derlenebilir.

Özellik Açıklama Algoritması
konumuna göre kimyasal element
periyodik tabloda

1. Bir atomun yapısının bir diyagramını çizin, yani. Çekirdeğin bileşimini ve elektronların enerji seviyeleri ve alt seviyeler arasındaki dağılımını belirler:

Bir atomdaki toplam proton, elektron ve nötron sayısını belirleyin (atom numarasına ve bağıl atom kütlesine göre);

Enerji seviyelerinin sayısını belirleyin (periyot numarasına göre);

Harici elektronların sayısını belirleyin (alt grup türüne ve grup numarasına göre);

Sondan bir önceki hariç tüm enerji seviyelerindeki elektron sayısını belirtin;

2. Değerlik elektronlarının sayısını belirleyin.

3. Belirli bir kimyasal elementte hangi özelliklerin (metal veya metal olmayan) daha belirgin olduğunu belirleyin.

4. Verilen (alınan) elektronların sayısını belirleyin.

5. Bir kimyasal elementin en yüksek ve en düşük oksidasyon durumlarını belirleyin.

6. Bu oksidasyon durumlarını oluşturun kimyasal formüller oksijen ve hidrojen ile en basit bileşikler.

7. Oksitin doğasını belirleyin ve su ile reaksiyonu için bir denklem oluşturun.

8. 6. paragrafta belirtilen maddeler için karakteristik reaksiyon denklemlerini oluşturun (bkz. Bölüm 2).

Görev 3.11. Yukarıdaki şemayı kullanarak kükürt, selenyum, kalsiyum ve stronsiyum atomlarının ve bu kimyasal elementlerin özelliklerinin tanımlarını oluşturun. Oksitleri ve hidroksitleri hangi genel özellikleri sergiliyor?

Alıştırma 3.10 ve 3.11'i tamamladıysanız, yalnızca aynı alt gruptaki elementlerin atomlarının değil, aynı zamanda bunların bileşiklerinin de ortak özelliklere ve benzer bileşime sahip olduğunu fark etmek kolaydır.

D.I.Mendeleev'in periyodik yasası:kimyasal elementlerin özellikleri ve bunların oluşturduğu basit ve karmaşık maddelerin özellikleri periyodik olarak atom çekirdeklerinin yüküne bağlıdır.

Periyodik yasanın fiziksel anlamı: Değerlik elektronlarının konfigürasyonları (dış ve sondan bir önceki seviyelerdeki elektronların dağılımı) periyodik olarak tekrarlandığından, kimyasal elementlerin özellikleri periyodik olarak tekrarlanır.

Bu nedenle, aynı alt grubun kimyasal elementleri aynı değerlik elektron dağılımına ve dolayısıyla benzer özelliklere sahiptir.

Örneğin, beşinci gruptaki kimyasal elementlerin beş değerlik elektronu vardır. Aynı zamanda kimyasal atomlarda ana alt grupların elemanları– tüm değerlik elektronları dış seviyededir: ... ns 2 n.p. 3 nerede N– dönem numarası.

Atomlarda ikincil alt grupların elemanları Dış seviyede sadece 1 veya 2 elektron vardır, geri kalanı D-dış öncesi seviyenin alt seviyesi: ... ( N – 1)D 3 ns 2 nerede N– dönem numarası.

Görev 3.12. 35 ve 42 numaralı kimyasal elementlerin atomları için kısa elektronik formüller oluşturun ve ardından algoritmaya göre bu atomlardaki elektronların dağılımını oluşturun. Tahmininizin gerçekleştiğinden emin olun.

3. Bölüm için Alıştırmalar

1. “Dönem”, “grup”, “alt grup” kavramlarının tanımlarını formüle edin. Aşağıdakileri oluşturan kimyasal elementlerin ortak noktaları nelerdir: a) periyodu? b) grup; c) alt grup?

2. İzotoplar nelerdir? İzotopların hangi özellikleri (fiziksel veya kimyasal) aynı özelliklere sahiptir? Neden?

3. D.I. Mendeleev'in periyodik yasasını formüle edin. Fiziksel anlamını açıklayın ve örneklerle gösterin.

4. Kimyasal elementlerin metalik özellikleri nelerdir? Bir grup içinde ve bir dönem içinde nasıl değişiyorlar? Neden?

5. Kimyasal elementlerin metalik olmayan özellikleri nelerdir? Bir grup içinde ve bir dönem içinde nasıl değişiyorlar? Neden?

6. 43, 51, 38 numaralı kimyasal elementler için kısa elektronik formüller yazın. Yukarıdaki algoritmayı kullanarak bu elementlerin atomlarının yapısını tanımlayarak varsayımlarınızı doğrulayın. Bu elemanların özelliklerini belirtin.

7. Kısa elektronik formüllere göre

a) ...4 S 24p1;

b) ...4 D 1 5S 2 ;

3'te D 5 4s 1

D.I. Mendeleev'in periyodik tablosundaki karşılık gelen kimyasal elementlerin konumunu belirleyin. Bu kimyasal elementleri adlandırın. Bu kimyasal elementlerin atomlarının yapısını algoritmaya göre açıklayarak varsayımlarınızı doğrulayın. Bu kimyasal elementlerin özelliklerini yazınız.

Devam edecek

Sayfa 1

Atomlarının dış enerji seviyesi (elektron kabuğu), s alt seviyesinde iki elektron içerir. Bu bakımdan ana alt grubun elemanlarına benzerler. Sondan bir önceki enerji seviyesi 18 elektron içerir.

S2 iyonunun dış enerji seviyesi mümkün olan maksimum sayıda elektronla (8) doldurulur ve sonuç olarak S2 iyonu yalnızca elektron bağışlama işlevleri sergileyebilir: 2 elektron vererek elementel kükürte oksitlenir. Oksidasyon sayısı sıfırdır.

Bir atomun dış enerji seviyesi üç, beş veya yedi elektrondan oluşuyorsa ve atom J elementine aitse bu durumda sırayla 1'den 7'ye kadar elektron verebilir. Dış seviyesi üç elektrondan oluşan atomlar bir, iki veya üç elektron bağışlayabilir.

Bir atomun dış enerji seviyesi üç, beş veya yedi elektrondan oluşuyorsa ve atom p-elementlerine aitse, o zaman sırayla birden yediye kadar elektrondan vazgeçebilir. Dış seviyesi üç elektrondan oluşan atomlar bir, iki veya üç elektron bağışlayabilir.

Dış enerji seviyesi iki s elektronu içerdiğinden, PA alt grubunun elemanlarına benzerler. Sondan bir önceki enerji seviyesi 18 elektron içerir. Bakır alt grubunda (n - l) d10 alt seviyesi henüz stabil değilse, çinko alt grubunda oldukça stabildir ve çinko alt grubunun elementlerinin d - elektronları kimyasal bağlarda yer almaz.

Dış enerji seviyesini tamamlamak için klor atomunda bir elektron eksiktir.

Dış enerji seviyesini tamamlamak için oksijen atomunun iki elektronu yoktur. Bununla birlikte, oksijenin flor OF2 ile bileşiğinde ortak elektron çiftleri, daha elektronegatif bir element olan florine kayar.

Oksijenin dış enerji seviyesini tamamlayacak iki elektronu yoktur.

Argon atomunda dış enerji düzeyi tamamlanmıştır.

Dış enerji seviyesinin elektronik yapısına göre elementler iki alt gruba ayrılır: VA - N, P, As, Sb, Bi - metal olmayanlar ve VB - V, Nb, Ta - metaller. VA alt grubundaki oksidasyon durumu 5'teki atomların ve iyonların yarıçapları sistematik olarak nitrojenden bizmut'a doğru artar. Sonuç olarak, ön-dış katmanın yapısındaki farklılığın elemanların özellikleri üzerinde çok az etkisi vardır ve bunlar bir alt grup olarak düşünülebilir.

Dış enerji seviyesinin yapısındaki benzerlik (Tablo 5), elementlerin ve bunların bileşiklerinin özelliklerine de yansır. Bu, oksijen atomunda olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. eşleşmemiş elektronlar Maksimum sekiz elektrona sahip olabilen ikinci katmanın p-orbitallerinde bulunur.

Malyugina 14. Dış ve iç enerji seviyeleri. Enerji seviyesinin tamlığı.

Atomun elektron kabuğunun yapısı hakkında bildiklerimizi kısaca hatırlayalım:

ü bir atomun enerji düzeylerinin sayısı = elementin bulunduğu periyodun sayısı;

ü her enerji seviyesinin maksimum kapasitesi 2n2 formülü kullanılarak hesaplanır

ü dış enerji kabuğu 1. periyodun elemanları için 2'den fazla elektron, diğer periyotların elemanları için 8'den fazla elektron içeremez

Enerji seviyelerini küçük periyotlardaki unsurlarla doldurma şemasının analizine bir kez daha dönelim:

Tablo 1. Doldurma enerji seviyeleri

küçük dönemlerin unsurları için

Analiz Edin Tablo 1. Son enerji seviyesindeki elektron sayısı ile kimyasal elementin bulunduğu grup sayısını karşılaştırın.

bunu fark ettin mi Atomların dış enerji seviyesindeki elektron sayısı grup numarasına denk gelir elementin bulunduğu yer (helyum hariç)?

!!! Bu kural doğrudur sadece elemanlar için ana alt gruplar

Sistemin her periyodu inert bir elementle biter(helyum He, neon Ne, argon Ar). Bu elementlerin dış enerji seviyesi mümkün olan maksimum sayıda elektronu içerir: helyum -2, geri kalan elementler - 8. Bunlar ana alt grubun VIII grubunun elementleridir. İnert bir gazın enerji seviyesinin yapısına benzer bir enerji seviyesine denir. tamamlanmış. Bu, Periyodik Tablonun her bir elemanı için enerji seviyesinin bir tür güç sınırıdır. Basit maddelerin molekülleri - inert gazlar - bir atomdan oluşur ve kimyasal eylemsizlik ile karakterize edilir, yani pratik olarak kimyasal reaksiyonlara girmezler.

PSHE elementlerinin geri kalanı için enerji seviyesi inert elementin enerji seviyesinden farklıdır; bu seviyelere denir tamamlanmamış. Bu elementlerin atomları elektron vererek veya alarak dış enerji seviyesini tamamlamaya çalışırlar.

Kendini kontrol etmeye yönelik sorular

1. Hangi enerji seviyesine dış denir?

2. Hangi enerji seviyesine iç denir?

3. Hangi enerji seviyesine tam denir?

4. Hangi grup ve alt grubun elementlerinin tamamlanmış enerji düzeyi vardır?

5. Ana alt gruptaki elementlerin dış enerji seviyesindeki elektron sayısı nedir?

6. Bir ana alt grubun elemanları elektronik seviye yapısında nasıl benzerdir?

7. a) grup IIA'nın elemanları dış seviyede kaç elektron içerir;

b) IVA grubu; c) VII A grubu

Cevabı görüntüle

1. Son

2. Sonuncusu dışında herhangi biri

3. Maksimum sayıda elektron içeren. Ve ayrıca dış seviye, eğer ilk periyotta 8 elektron içeriyorsa - 2 elektron.

4. Grup VIIIA elemanları (inert elemanlar)

5. Elemanın bulunduğu grubun numarası

6. Dış enerji seviyesindeki ana alt grupların tüm elemanları grup numarası kadar elektron içerir

7. a) grup IIA'nın elemanları dış seviyede 2 elektrona sahiptir; b) grup IVA elemanları 4 elektrona sahiptir; c) Grup VII A elementlerinin 7 elektronu vardır.

Bağımsız çözüm için görevler

1. Elementi aşağıdaki özelliklere göre tanımlayın: a) 2 elektronik seviyeye sahiptir, dışta - 3 elektron; b) dışta 5 elektron olmak üzere 3 elektronik seviyeye sahiptir. Bu atomların enerji seviyelerine göre elektron dağılımını yazınız.

2. Hangi iki atom aynı sayıda dolu enerji düzeyine sahiptir?

Cevabı görüntüle:

1. a) Kimyasal elementin “koordinatlarını” belirleyelim: 2 elektronik seviye – II periyodu; Dış seviyede 3 elektron – grup III A. Bu bor 5B. Enerji seviyelerine göre elektron dağılımı şeması: 2e-, 3e-

b) III periyodu, VA grubu, fosfor 15P elementi. Enerji seviyelerine göre elektron dağılımı şeması: 2e-, 8e-, 5e-

2. d) sodyum ve klor.

Açıklama: a) sodyum: +11 )2)8 )1 (dolu 2) ←→ hidrojen: +1)1

b) helyum: +2 )2 (dolu 1) ←→ hidrojen: hidrojen: +1)1

c) helyum: +2 )2 (1 ile doldurulmuş) ←→ neon: +10 )2)8 (doldurulmuş 2)

*G) sodyum: +11 )2)8 )1 (dolu 2) ←→ klor: +17 )2)8 )7 (dolu 2)

4. On. Elektron sayısı = atom numarası

5 c) arsenik ve fosfor. Aynı alt grupta yer alan atomlar aynı sayıda elektrona sahiptir.

Açıklamalar:

a) sodyum ve magnezyum (farklı gruplarda); b) kalsiyum ve çinko (aynı grupta fakat farklı alt gruplarda); * c) arsenik ve fosfor (bir, ana, alt grupta) d) oksijen ve flor (farklı gruplarda).

7. d) dış seviyedeki elektron sayısı

8. b) enerji seviyelerinin sayısı

9. a) lityum (II. dönemin grup IA'sında bulunur)

10. c) silikon (IVA grubu, III dönemi)

11. b) bor (2 seviye - IIdönem, dış seviyede 3 elektron – IIIAgrup)

Daha yakın atom çekirdeği atomun elektron kabuğu bulunduğunda, elektronlar çekirdek tarafından ne kadar güçlü çekilirse ve çekirdeğe bağlanma enerjileri de o kadar büyük olur. Bu nedenle, elektron kabuklarının düzenini enerji seviyelerine ve alt seviyelere göre ve elektronların bunlar üzerindeki dağılımını karakterize etmek uygundur. Elektronik enerji seviyelerinin sayısı periyot sayısına eşittir, bu elemanın bulunduğu yer. Enerji seviyelerindeki elektron sayılarının toplamı elementin atom numarasına eşittir.

Atomun elektronik yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.9, elektronların enerji seviyeleri ve alt seviyeler arasındaki dağılımını gösteren bir diyagram şeklinde. Diyagram kareler olarak gösterilen elektron hücrelerinden oluşur. Her hücre, yukarı ve aşağı oklarla gösterilen, zıt dönüşlere sahip iki elektronu kabul edebilen bir elektron yörüngesini sembolize eder.

Pirinç. 1.9.

Bir atomun elektron diyagramı sırayla oluşturulmuştur enerji seviyesi sayısını arttırmak. Aynı yönde elektron enerjisi artar Ve çekirdekle bağlantısının enerjisi azalır. Açıklık getirmek gerekirse, bir atomun çekirdeğinin diyagramın "alt" kısmında olduğunu hayal edebilirsiniz. Bir elementin atomundaki elektronların sayısı çekirdekteki protonların sayısına eşittir, yani. periyodik tablodaki bir elementin atom numarası.

Birinci enerji seviyesi, sembolüyle gösterilen tek bir yörüngeden oluşur. S. Bu yörünge hidrojen ve helyumdan gelen elektronlarla doludur. Hidrojenin bir elektronu vardır ve hidrojen tek değerlidir. Helyumun zıt spinlere sahip iki eşleştirilmiş elektronu vardır, helyumun değeri sıfırdır ve diğer elementlerle bileşik oluşturmaz. Enerji Kimyasal reaksiyon bir helyum atomunu uyarmak ve bir elektronu ikinci seviyeye aktarmak için yeterli değildir.

İkinci enerji seviyesi bir "-alt seviye ve a /. (-alt seviye, üç yörüngeye (hücreye) sahiptir. Lityum, 2"-alt seviyesine üçüncü bir elektron gönderir. Eşlenmemiş bir elektron, lityumun monovalansını belirler. Berilyum, bu seviyeyi doldurur.) ikinci bir elektronla aynı alt seviyededir, dolayısıyla uyarılmamış durumda berilyumun iki eşleştirilmiş elektronu vardır. Bununla birlikte, küçük bir uyarılma enerjisi, bir elektronu ^-alt seviyesine aktarmak için yeterlidir, bu da berilyumu iki değerli hale getirir.

Benzer şekilde 2p-alt seviyesinin daha da doldurulması meydana gelir. Bileşiklerdeki oksijen iki değerlidir. Oksijen, ikinci seviyedeki elektronları eşleştirip üçüncü enerji seviyesine aktarmanın imkansızlığı nedeniyle daha yüksek değerler sergilemez.

Oksijenden farklı olarak, aynı alt grupta oksijenin altında bulunan kükürt, üçüncü seviyedeki elektronların eşleşip ^-alt seviyesine hareket etme olasılığı nedeniyle bileşiklerinde 2, 4 ve 6 değerlikler sergileyebilir. Kükürtün diğer değerlik durumlarının da mümkün olduğunu unutmayın.

S-alt seviyesi dolu olan elementlere “-elementler” denir. Sıra benzer şekilde oluşturulmuştur R- elementler. Elementler S- ve p-alt seviyeleri ana alt gruplara dahil edilir. Yan alt grupların elemanları ^-elementlerdir (yanlış bir şekilde geçiş elemanları olarak adlandırılır).

Alt grupları, örneğin alt gruba dahil olan elemanların oluşturulduğu elektron sembolleriyle belirtmek uygundur. S"-alt grup (hidrojen, lityum, sodyum vb.) veya //-alt grup (oksijen, kükürt vb.).

Periyodik tablo, periyot sayıları aşağıdan yukarıya doğru artacak şekilde düzenlenirse ve her elektron hücresine önce bir, sonra iki elektron yerleştirilirse, uzun bir periyot elde edilir. periyodik tabloŞekil olarak elektronların enerji seviyeleri ve alt seviyeler arasındaki dağılımını gösteren bir diyagrama benzer.