/

Ang argon atom ay may parehong electronic configuration. Mga halimbawa ng paglutas ng problema

Ang istruktura ng mga electronic shell ng mga atom ng mga elemento ng unang apat na yugto: $s-$, $p-$ at $d-$elemento. Elektronikong pagsasaayos ng isang atom. Ground at excited na estado ng mga atom

Ang konsepto ng atom ay lumitaw sa sinaunang mundo upang tukuyin ang mga particle ng bagay. Isinalin mula sa Griyego, ang atom ay nangangahulugang "hindi mahahati."

Mga electron

Ang Irish physicist na si Stoney, batay sa mga eksperimento, ay dumating sa konklusyon na ang kuryente ay dinadala ng pinakamaliit na particle na umiiral sa mga atomo ng lahat ng elemento ng kemikal. Noong $1891, iminungkahi ni G. Stoney na tawagan ang mga particle na ito mga electron, na nangangahulugang "amber" sa Greek.

Ilang taon pagkatapos makuha ng electron ang pangalan nito, pinatunayan ng English physicist na si Joseph Thomson at ng French physicist na si Jean Perrin na ang mga electron ay may negatibong singil. Ito ang pinakamaliit na negatibong singil, na sa kimika ay kinukuha bilang isang yunit na $(–1)$. Nagawa pa ni Thomson na matukoy ang bilis ng elektron (ito ay katumbas ng bilis ng liwanag - $300,000 km/s) at ang masa ng elektron (ito ay $1836$ beses na mas mababa kaysa sa masa ng isang hydrogen atom).

Ikinonekta nina Thomson at Perrin ang mga pole ng kasalukuyang pinagmumulan ng dalawang metal plate - isang cathode at isang anode, na ibinebenta sa isang glass tube kung saan inilikas ang hangin. Kapag ang isang boltahe na humigit-kumulang 10 libong volt ay inilapat sa mga plato ng elektrod, isang maliwanag na paglabas ang kumikislap sa tubo, at ang mga particle ay lumipad mula sa cathode (negatibong poste) patungo sa anode (positibong poste), na unang tinawag ng mga siyentipiko. cathode ray, at pagkatapos ay nalaman na ito ay isang stream ng mga electron. Ang mga electron na tumatama sa mga espesyal na substance, gaya ng nasa screen ng TV, ay nagdudulot ng glow.

Ang konklusyon ay iginuhit: ang mga electron ay tumakas mula sa mga atomo ng materyal kung saan ginawa ang katod.

Ang mga libreng electron o ang kanilang daloy ay maaaring makuha sa iba pang mga paraan, halimbawa, sa pamamagitan ng pag-init ng isang metal wire o sa pamamagitan ng pagniningning ng liwanag sa mga metal na nabuo ng mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat I ng periodic table (halimbawa, cesium).

Ang estado ng mga electron sa isang atom

Ang estado ng isang elektron sa isang atom ay nauunawaan bilang ang kabuuan ng impormasyon tungkol sa enerhiya ilang electron sa space, kung saan ito matatagpuan. Alam na natin na ang isang electron sa isang atom ay walang trajectory, i.e. pwede lang natin pag usapan mga probabilidad lokasyon nito sa espasyo sa paligid ng nucleus. Maaari itong matatagpuan sa anumang bahagi ng puwang na ito na nakapalibot sa core, at ang kabuuan iba't ibang probisyon ito ay itinuturing bilang isang electron cloud na may tiyak na negatibong density ng singil. Sa makasagisag na paraan, maiisip ito sa ganitong paraan: kung posible na kunan ng larawan ang posisyon ng isang electron sa isang atom pagkatapos ng daan-daang o milyon-milyong mga segundo, tulad ng sa isang photo finish, kung gayon ang elektron sa naturang mga litrato ay ire-representa bilang isang punto. Kung ang hindi mabilang na mga larawang ito ay ipapatong, ang larawan ay magiging isang electron cloud na may pinakamalaking density kung saan mayroong karamihan sa mga puntong ito.

Ang figure ay nagpapakita ng isang "cut" ng naturang electron density sa isang hydrogen atom na dumadaan sa nucleus, at ang dashed line ay nagbabalangkas sa globo kung saan ang posibilidad ng pag-detect ng isang electron ay $90%$. Ang tabas na pinakamalapit sa nucleus ay sumasaklaw sa isang rehiyon ng espasyo kung saan ang posibilidad ng pag-detect ng isang electron ay $10%$, ang posibilidad ng pag-detect ng electron sa loob ng pangalawang contour mula sa nucleus ay $20%$, sa loob ng ikatlo ay $≈30% $, atbp. Mayroong ilang kawalan ng katiyakan sa estado ng elektron. Upang makilala ang espesyal na estadong ito, ipinakilala ng German physicist na si W. Heisenberg ang konsepto ng prinsipyo ng kawalan ng katiyakan, ibig sabihin. nagpakita na imposibleng sabay-sabay at tumpak na matukoy ang enerhiya at lokasyon ng isang elektron. Ang mas tiyak na enerhiya ng isang electron ay tinutukoy, ang mas hindi tiyak ang posisyon nito, at vice versa, na natukoy ang posisyon, ito ay imposible upang matukoy ang enerhiya ng electron. Ang saklaw ng posibilidad para sa pag-detect ng isang elektron ay walang malinaw na mga hangganan. Gayunpaman, posible na pumili ng isang puwang kung saan ang posibilidad na makahanap ng isang elektron ay pinakamataas.

Ang espasyo sa paligid ng atomic nucleus kung saan ang isang electron ay malamang na matagpuan ay tinatawag na isang orbital.

Naglalaman ito ng humigit-kumulang $90%$ ng electron cloud, na nangangahulugan na humigit-kumulang $90%$ ng oras na ang electron ay nasa bahaging ito ng espasyo. Batay sa kanilang hugis, mayroong apat na kilalang uri ng mga orbital, na itinalaga ng mga letrang Latin na $s, p, d$ at $f$. Graphic na larawan Ang ilang mga anyo ng mga electron orbital ay ipinapakita sa figure.

Ang pinakamahalagang katangian ng paggalaw ng isang electron sa isang tiyak na orbital ay ang enerhiya ng pagbubuklod nito sa nucleus. Ang mga electron na may katulad na mga halaga ng enerhiya ay bumubuo ng isang solong layer ng elektron, o antas ng enerhiya. Ang mga antas ng enerhiya ay binibilang simula sa nucleus: $1, 2, 3, 4, 5, 6$ at $7$.

Ang integer $n$ na nagsasaad ng bilang ng antas ng enerhiya ay tinatawag na pangunahing quantum number.

Ito ay nagpapakilala sa enerhiya ng mga electron na sumasakop sa isang naibigay na antas ng enerhiya. Ang mga electron ng unang antas ng enerhiya, na pinakamalapit sa nucleus, ay may pinakamababang enerhiya. Kung ikukumpara sa mga electron ng unang antas, ang mga electron ng kasunod na mga antas ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking halaga ng enerhiya. Dahil dito, ang mga electron ng panlabas na antas ay hindi bababa sa mahigpit na nakagapos sa atomic nucleus.

Numero mga antas ng enerhiya(electronic layers) sa isang atom ay katumbas ng bilang ng panahon sa D.I Mendeleev system kung saan ito nabibilang elemento ng kemikal: ang mga atomo ng mga elemento ng unang panahon ay may isang antas ng enerhiya; ikalawang yugto - dalawa; ikapitong yugto - pito.

Ang pinakamalaking bilang ng mga electron sa isang antas ng enerhiya ay tinutukoy ng formula:

kung saan ang $N$ ay ang pinakamataas na bilang ng mga electron; Ang $n$ ay ang level number, o ang pangunahing quantum number. Dahil dito: sa unang antas ng enerhiya na pinakamalapit sa nucleus ay maaaring hindi hihigit sa dalawang electron; sa pangalawa - hindi hihigit sa $8; sa pangatlo - hindi hihigit sa $18$; sa ikaapat - hindi hihigit sa $32$. At paano naman, ang mga antas ng enerhiya (electronic layer) ay nakaayos?

Simula sa pangalawang antas ng enerhiya $(n = 2)$, ang bawat isa sa mga antas ay nahahati sa mga sublevel (mga sublayer), bahagyang naiiba sa isa't isa sa nagbubuklod na enerhiya sa nucleus.

Ang bilang ng mga sublevel ay katumbas ng halaga ng pangunahing quantum number: ang unang antas ng enerhiya ay may isang sub level; ang pangalawa - dalawa; pangatlo - tatlo; ikaapat - apat. Ang mga sublevel, naman, ay nabuo ng mga orbital.

Ang bawat halaga ng $n$ ay tumutugma sa isang bilang ng mga orbital na katumbas ng $n^2$. Ayon sa data na ipinakita sa talahanayan, maaaring masubaybayan ng isa ang koneksyon sa pagitan ng pangunahing quantum number na $n$ at ang bilang ng mga sublevel, ang uri at bilang ng mga orbital, at ang maximum na bilang ng mga electron sa sublevel at level.

Pangunahing quantum number, mga uri at bilang ng mga orbital, maximum na bilang ng mga electron sa mga sublevel at level.

Antas ng enerhiya $(n)$ Bilang ng mga sublevel na katumbas ng $n$ Uri ng orbital Bilang ng mga orbital Pinakamataas na bilang ng mga electron
sa sublevel sa antas na katumbas ng $n^2$ sa sublevel sa antas na katumbas ng $n^2$
$K(n=1)$ $1$ $1s$ $1$ $1$ $2$ $2$
$L(n=2)$ $2$ $2s$ $1$ $4$ $2$ $8$
$2p$ $3$ $6$
$M(n=3)$ $3$ $3s$ $1$ $9$ $2$ $18$
$3p$ $3$ $6$
$3d$ $5$ $10$
$N(n=4)$ $4$ $4s$ $1$ $16$ $2$ $32$
$4p$ $3$ $6$
$4d$ $5$ $10$
$4f$ $7$ $14$

Ang mga sublevel ay karaniwang tinutukoy ng mga letrang Latin, gayundin ang hugis ng mga orbital kung saan binubuo ang mga ito: $s, p, d, f$. Kaya:

  • $s$-sublevel - ang unang sublevel ng bawat energy level na pinakamalapit sa atomic nucleus, ay binubuo ng isang $s$-orbital;
  • $p$-sublevel - ang pangalawang sublevel ng bawat isa, maliban sa una, energy level, ay binubuo ng tatlong $p$-orbitals;
  • $d$-sublevel - ang ikatlong sublevel ng bawat isa, simula sa pangatlo, energy level, ay binubuo ng limang $d$-orbitals;
  • Ang $f$-sublevel ng bawat isa, simula sa ikaapat na antas ng enerhiya, ay binubuo ng pitong $f$-orbital.

Atomic nucleus

Ngunit hindi lamang mga electron ang bahagi ng mga atomo. Natuklasan ng physicist na si Henri Becquerel na ang isang natural na mineral na naglalaman ng uranium salt ay naglalabas din ng hindi kilalang radiation, na naglalantad ng mga photographic na pelikula na protektado mula sa liwanag. Ang kababalaghang ito ay tinawag radioactivity.

May tatlong uri ng radioactive rays:

  1. $α$-ray, na binubuo ng $α$-particle na may singil na $2$ beses na mas malaki kaysa sa singil ng isang electron, ngunit may positibong tanda, at ang masa ay $4$ beses na mas malaki kaysa sa masa ng hydrogen atom;
  2. Ang mga $β$-ray ay kumakatawan sa daloy ng mga electron;
  3. Ang $γ$-ray ay mga electromagnetic wave na may hindi gaanong masa na hindi nagdadala ng singil sa kuryente.

Samakatuwid, ang atom ay may kumplikadong istraktura- binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus at mga electron.

Paano nakabalangkas ang atom?

Noong 1910, sa Cambridge, malapit sa London, pinag-aralan ni Ernest Rutherford at ng kanyang mga estudyante at kasamahan ang pagkalat ng $α$ na mga particle na dumadaan sa manipis na gintong foil at nahuhulog sa screen. Ang mga particle ng Alpha ay karaniwang lumihis mula sa orihinal na direksyon sa pamamagitan lamang ng isang degree, na tila nagpapatunay sa pagkakapareho at pagkakapareho ng mga katangian ng mga atomo ng ginto. At biglang napansin ng mga mananaliksik na ang ilang $α$ na mga particle ay biglang binago ang direksyon ng kanilang landas, na parang nakatagpo ng ilang uri ng balakid.

Sa pamamagitan ng paglalagay ng screen sa harap ng foil, nakita ni Rutherford kahit ang mga iyon mga bihirang kaso, nang ang $α$-particle, na sinasalamin mula sa mga gintong atomo, ay lumipad sa kabilang direksyon.

Ipinakita ng mga kalkulasyon na ang naobserbahang mga phenomena ay maaaring mangyari kung ang buong masa ng atom at lahat ng positibong singil nito ay puro sa isang maliit na gitnang nucleus. Ang radius ng nucleus, tulad ng nangyari, ay 100,000 beses na mas maliit kaysa sa radius ng buong atom, ang rehiyon kung saan matatagpuan ang mga electron na may negatibong singil. Kung maglalapat tayo ng isang makasagisag na paghahambing, kung gayon ang buong dami ng isang atom ay maihahalintulad sa istadyum sa Luzhniki, at ang nucleus - bolang Pamputbol, na matatagpuan sa gitna ng field.

Ang isang atom ng anumang elemento ng kemikal ay maihahambing sa isang maliit solar system. Samakatuwid, ang modelong ito ng atom, na iminungkahi ni Rutherford, ay tinatawag na planetary.

Mga Proton at Neutron

Lumalabas na ang maliit na atomic nucleus, kung saan ang buong masa ng atom ay puro, ay binubuo ng dalawang uri ng mga particle - mga proton at neutron.

Mga proton may singil na katumbas ng singil ng mga electron, ngunit kabaligtaran sa sign na $(+1)$, at mass, katumbas ng masa hydrogen atom (ito ay kinuha bilang isang yunit sa kimika). Ang mga proton ay itinalaga ng sign na $↙(1)↖(1)p$ (o $p+$). Mga neutron huwag magdala ng singil, sila ay neutral at may mass na katumbas ng masa ng isang proton, i.e. $1$. Ang mga neutron ay itinalaga ng sign na $↙(0)↖(1)n$ (o $n^0$).

Ang mga proton at neutron na magkasama ay tinatawag mga nucleon(mula sa lat. nucleus- core).

Ang kabuuan ng bilang ng mga proton at neutron sa isang atom ay tinatawag Pangkalahatang numero. Halimbawa, ang mass number ng isang aluminum atom ay:

Dahil ang masa ng elektron, na kung saan ay hindi gaanong maliit, ay maaaring mapabayaan, malinaw na ang buong masa ng atom ay puro sa nucleus. Ang mga electron ay itinalaga bilang mga sumusunod: $e↖(-)$.

Dahil ang atom ay neutral sa kuryente, halata rin iyon na ang bilang ng mga proton at electron sa isang atom ay pareho. Ito ay pantay serial number elemento ng kemikal, na nakatalaga dito sa Periodic Table. Halimbawa, ang nucleus ng isang iron atom ay naglalaman ng $26$ proton, at $26$ na electron ay umiikot sa nucleus. Paano matukoy ang bilang ng mga neutron?

Tulad ng nalalaman, ang masa ng isang atom ay binubuo ng masa ng mga proton at neutron. Pag-alam sa serial number ng elementong $(Z)$, i.e. ang bilang ng mga proton, at ang mass number na $(A)$, katumbas ng kabuuan ng mga bilang ng mga proton at neutron, ang bilang ng mga neutron na $(N)$ ay matatagpuan gamit ang formula:

Halimbawa, ang bilang ng mga neutron sa isang iron atom ay:

$56 – 26 = 30$.

Ang talahanayan ay nagpapakita ng mga pangunahing katangian ng elementarya na mga particle.

Mga pangunahing katangian ng elementarya na mga particle.

Isotopes

Ang mga uri ng mga atomo ng parehong elemento na may parehong nuclear charge ngunit magkaibang mga numero ng masa ay tinatawag na isotopes.

salita isotope ay binubuo ng dalawang salitang Griyego: isos- magkapareho at topos- lugar, ay nangangahulugang "sinasakop ang isang lugar" (cell) sa Periodic Table of Elements.

Ang mga elemento ng kemikal na matatagpuan sa kalikasan ay pinaghalong isotopes. Kaya, ang carbon ay may tatlong isotopes na may masa na $12, 13, 14$; oxygen - tatlong isotopes na may masa na $16, 17, 18, atbp.

Karaniwan, ang kamag-anak na atomic na masa ng isang elemento ng kemikal na ibinigay sa Periodic Table ay ang average na halaga ng mga atomic na masa ng isang natural na halo ng mga isotopes ng isang naibigay na elemento, na isinasaalang-alang ang kanilang kamag-anak na kasaganaan sa kalikasan, samakatuwid ang mga halaga ng atomic ang mga masa ay kadalasang fractional. Halimbawa, ang mga natural na chlorine atoms ay pinaghalong dalawang isotopes - $35$ (mayroong $75%$ sa kalikasan) at $37$ (sila ay $25%$ sa kalikasan); samakatuwid, ang relatibong atomic mass ng chlorine ay $35.5$. Ang mga isotopes ng chlorine ay nakasulat tulad ng sumusunod:

$↖(35)↙(17)(Cl)$ at $↖(37)↙(17)(Cl)$

Ang mga kemikal na katangian ng chlorine isotopes ay eksaktong pareho, tulad ng mga isotopes ng karamihan sa mga elemento ng kemikal, halimbawa potassium, argon:

$↖(39)↙(19)(K)$ at $↖(40)↙(19)(K)$, $↖(39)↙(18)(Ar)$ at $↖(40)↙(18 )(Ar)$

Gayunpaman, ang hydrogen isotopes ay lubhang nag-iiba sa mga katangian dahil sa dramatikong maramihang pagtaas sa kanilang kamag-anak na atomic na masa; binigyan pa sila ng mga indibidwal na pangalan at simbolo ng kemikal: protium - $↖(1)↙(1)(H)$; deuterium - $↖(2)↙(1)(H)$, o $↖(2)↙(1)(D)$; tritium - $↖(3)↙(1)(H)$, o $↖(3)↙(1)(T)$.

Ngayon ay maaari na tayong magbigay ng moderno, mas mahigpit at siyentipikong kahulugan ng isang kemikal na elemento.

Ang elementong kemikal ay isang koleksyon ng mga atomo na may parehong nuclear charge.

Ang istraktura ng mga elektronikong shell ng mga atomo ng mga elemento ng unang apat na panahon

Isaalang-alang natin ang pagpapakita ng mga elektronikong pagsasaayos ng mga atomo ng mga elemento ayon sa mga panahon ng sistema ng D.I.

Mga elemento ng unang yugto.

Scheme elektronikong istraktura ang mga atom ay nagpapakita ng pamamahagi ng mga electron sa mga elektronikong layer (mga antas ng enerhiya).

Ang mga elektronikong formula ng mga atom ay nagpapakita ng pamamahagi ng mga electron sa mga antas ng enerhiya at mga sublevel.

Ipinapakita ng mga graphic na electronic formula ng mga atom ang pamamahagi ng mga electron hindi lamang sa mga antas at sublevel, kundi pati na rin sa mga orbital.

Sa isang helium atom, kumpleto ang unang layer ng elektron - naglalaman ito ng $2$ electron.

Ang hydrogen at helium ay $s$ elemento; ang $s$ orbital ng mga atomo na ito ay puno ng mga electron.

Mga elemento ng ikalawang yugto.

Para sa lahat ng elemento ng ikalawang yugto, ang unang layer ng elektron ay napupuno, at pinupunan ng mga electron ang $s-$ at $p$ orbital ng ikalawang layer ng elektron alinsunod sa prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya (unang $s$ at pagkatapos ay $p$ ) at ang mga panuntunan ni Pauli at Hund.

Sa neon atom, kumpleto ang pangalawang layer ng elektron - naglalaman ito ng $8$ electron.

Mga elemento ng ikatlong yugto.

Para sa mga atomo ng mga elemento ng ikatlong yugto, ang una at pangalawang mga layer ng elektron ay nakumpleto, kaya ang ikatlong layer ng elektron ay napuno, kung saan maaaring sakupin ng mga electron ang mga antas ng 3s-, 3p- at 3d-sub.

Ang istraktura ng mga elektronikong shell ng mga atomo ng mga elemento ng ikatlong panahon.

Kinukumpleto ng magnesium atom ang $3.5$ electron orbital nito. Ang $Na$ at $Mg$ ay $s$-mga elemento.

Sa aluminyo at kasunod na mga elemento, ang $3d$ sublevel ay puno ng mga electron.

$↙(18)(Ar)$ Argon $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)s^2(3)p^6$

Ang isang argon atom ay may $8$ electron sa panlabas na layer nito (ikatlong electron layer). Habang ang panlabas na layer ay nakumpleto, ngunit sa kabuuan sa ikatlong layer ng elektron, tulad ng alam mo na, maaaring mayroong 18 mga electron, na nangangahulugan na ang mga elemento ng ikatlong yugto ay hindi napuno ng $3d$ orbital.

Ang lahat ng elemento mula $Al$ hanggang $Ar$ ay $р$ -mga elemento.

$s-$ at $p$ -mga elemento anyo pangunahing mga subgroup sa Periodic Table.

Mga elemento ng ikaapat na yugto.

Ang mga atomo ng potasa at kaltsyum ay may ikaapat na layer ng elektron at ang $4s$ sublevel ay napuno, dahil ito ay may mas mababang enerhiya kaysa sa $3d$ sublevel. Upang gawing simple ang mga graphical na elektronikong formula ng mga atomo ng mga elemento ng ikaapat na yugto:

  1. Tukuyin natin ang conventional graphical electronic formula ng argon bilang mga sumusunod: $Ar$;
  2. Hindi namin ilarawan ang mga sublevel na hindi napunan sa mga atom na ito.

$K, Ca$ - $s$ -mga elemento, kasama sa mga pangunahing subgroup. Para sa mga atomo mula $Sc$ hanggang $Zn$, ang 3d sublevel ay puno ng mga electron. Ito ay $3d$ elemento. Kasama sila sa mga subgroup sa gilid, ang kanilang panlabas na layer ng elektron ay napuno, sila ay inuri bilang mga elemento ng transisyon.

Bigyang-pansin ang istraktura ng mga electronic shell ng chromium at copper atoms. Sa kanila, ang isang electron ay "nabibigo" mula sa $4s-$ hanggang sa $3d$ sublevel, na ipinaliwanag ng higit na katatagan ng enerhiya ng mga nagresultang electronic configuration na $3d^5$ at $3d^(10)$:

$↙(24)(Cr)$ $1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(6)3d^(4) 4s^(2)…$

$↙(29)(Cu)$ $1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(6)3d^(9)4s^(2)…$

Simbolo ng elemento, serial number, pangalan Diagram ng elektronikong istraktura Electronic formula Graphical na elektronikong formula
$↙(19)(K)$ Potassium $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1$
$↙(20)(C)$ Kaltsyum $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2$
$↙(21)(Sc)$ Scandium $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1(3)d^1$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^1(4)s^1$
$↙(22)(Ti)$ Titanium $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^2$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^2(4)s^2$
$↙(23)(V)$ Vanadium $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^3$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^3(4)s^2$
$↙(24)(Cr)$ Chrome $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1(3)d^5$ o $1s^2(2)s^2(2)p ^6(3)p^6(3)d^5(4)s^1$
$↙(29)(Cu)$ Chrome $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^1(3)d^(10)$ o $1s^2(2)s^2(2 )p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^1$
$↙(30)(Zn)$ Zinc $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^(10)$ o $1s^2(2)s^2(2 )p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^2$
$↙(31)(Ga)$ Gallium $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^(10)4p^(1)$ o $1s^2(2) s^2(2)p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^(2)4p^(1)$
$↙(36)(Kr)$ Krypton $1s^2(2)s^2(2)p^6(3)p^6(4)s^2(3)d^(10)4p^6$ o $1s^2(2)s^ 2(2)p^6(3)p^6(3)d^(10)(4)s^(2)4p^6$

Sa zinc atom, ang ikatlong layer ng electron ay kumpleto - lahat ng $3s, 3p$ at $3d$ na mga sublevel ay napunan dito, na may kabuuang $18$ na mga electron.

Sa mga elementong sumusunod sa zinc, ang ikaapat na layer ng elektron, ang $4p$ sublevel, ay patuloy na pinupuno. Mga elemento mula $Ga$ hanggang $Kr$ - $р$ -mga elemento.

Ang panlabas (ikaapat na) layer ng krypton atom ay kumpleto at mayroong $8$ electron. Ngunit sa kabuuan sa ikaapat na layer ng elektron, tulad ng alam mo, maaaring mayroong $32$ na mga electron; Ang krypton atom ay mayroon pa ring hindi napunong $4d-$ at $4f$ na mga sublevel.

Ang mga elemento ng ikalima tumatakbo ang period pagpuno sa mga sublevel sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: $5s → 4d → 5р$. At mayroon ding mga pagbubukod na nauugnay sa "pagkabigo" ng mga electron sa $↙(41)Nb$, $↙(42)Mo$, $↙(44)Ru$, $↙(45)Rh$, $↙(46 ) Pd$, $↙(47)Ag$. Lumilitaw ang $f$ sa ikaanim at ikapitong yugto -mga elemento, ibig sabihin. mga elemento kung saan pinupunan ang $4f-$ at $5f$ na mga sublevel ng ikatlong labas ng electronic layer, ayon sa pagkakabanggit.

$4f$ -mga elemento tinawag lanthanides.

$5f$ -mga elemento tinawag actinides.

Ang pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga elektronikong sublevel sa mga atomo ng mga elemento ng ikaanim na yugto: $↙(55)Cs$ at $↙(56)Ba$ - $6s$ elemento; $↙(57)La ... 6s^(2)5d^(1)$ - $5d$-elemento; $↙(58)Се$ – $↙(71)Lu - 4f$-elemento; $↙(72)Hf$ – $↙(80)Hg - 5d$-mga elemento; $↙(81)T1$ – $↙(86)Rn - 6d$-mga elemento. Ngunit dito rin, may mga elemento kung saan nilalabag ang pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga orbital ng elektron, na, halimbawa, ay nauugnay sa higit na katatagan ng enerhiya ng kalahati at ganap na napuno ng $f$-sublevels, i.e. $nf^7$ at $nf^(14)$.

Depende sa kung aling sublevel ng atom ang huling napuno ng mga electron, lahat ng elemento, gaya ng naintindihan mo na, ay nahahati sa apat na elektronikong pamilya, o mga bloke:

  1. $s$ -mga elemento; ang $s$-sublevel ng panlabas na antas ng atom ay puno ng mga electron; Ang $s$-elemento ay kinabibilangan ng hydrogen, helium at mga elemento ng pangunahing subgroup ng mga pangkat I at II;
  2. $p$ -mga elemento; ang $p$-sublevel ng panlabas na antas ng atom ay puno ng mga electron; Ang mga $p$-elemento ay kinabibilangan ng mga elemento ng pangunahing subgroup ng mga pangkat III–VIII;
  3. $d$ -mga elemento; ang $d$-sublevel ng pre-external na antas ng atom ay puno ng mga electron; Ang mga $d$-element ay kinabibilangan ng mga elemento ng pangalawang subgroup ng mga pangkat I–VIII, ibig sabihin. mga elemento ng intercalary na dekada ng malalaking panahon na matatagpuan sa pagitan ng $s-$ at $p-$elemento. Tinatawag din sila mga elemento ng paglipat;
  4. $f$ -mga elemento; pinupunan ng mga electron ang $f-$sublevel ng ikatlong panlabas na antas ng atom; kabilang dito ang lanthanides at actinides.

Elektronikong pagsasaayos ng isang atom. Ground at excited na estado ng mga atom

Nalaman iyon ng Swiss physicist na si W. Pauli noong $1925 ang isang atom ay maaaring magkaroon ng hindi hihigit sa dalawang electron sa isang orbital pagkakaroon ng magkasalungat (antiparallel) na likod (isinalin mula sa Ingles bilang spindle), i.e. nagtataglay ng mga katangian na maaaring kumbensiyonal na maisip bilang ang pag-ikot ng isang electron sa paligid ng haka-haka na axis nito clockwise o counterclockwise. Ang prinsipyong ito ay tinatawag Prinsipyo ni Pauli.

Kung mayroong isang electron sa isang orbital, ito ay tinatawag walang kaparehas, kung dalawa, pagkatapos ito ipinares na mga electron, ibig sabihin. mga electron na may kabaligtaran na mga spin.

Ang figure ay nagpapakita ng isang diagram ng paghahati ng mga antas ng enerhiya sa mga sublevel.

$s-$ Orbital, tulad ng alam mo na, ay may spherical na hugis. Ang electron ng hydrogen atom na $(n = 1)$ ay matatagpuan sa orbital na ito at hindi ipinares. Para sa kadahilanang ito elektronikong pormula, o elektronikong pagsasaayos, ay nakasulat nang ganito: $1s^1$. Sa mga electronic na formula, ang numero ng antas ng enerhiya ay ipinahiwatig ng numero sa unahan ng titik $(1...)$, Latin na titik tumutukoy sa isang sublevel (uri ng orbital), at ang numerong nakasulat sa kanan sa itaas ng titik (bilang isang exponent) ay nagpapakita ng bilang ng mga electron sa sublevel.

Para sa isang helium atom He, na mayroong dalawang magkapares na electron sa isang $s-$orbital, ang formula na ito ay: $1s^2$. Ang electron shell ng helium atom ay kumpleto at napaka-stable. Ang helium ay isang marangal na gas. Sa pangalawang antas ng enerhiya $(n = 2)$ mayroong apat na orbital, isang $s$ at tatlong $p$. Ang mga electron ng $s$-orbital ng ikalawang antas ($2s$-orbital) ay may mas mataas na enerhiya, dahil ay nasa mas malaking distansya mula sa nucleus kaysa sa mga electron ng $1s$ orbital $(n = 2)$. Sa pangkalahatan, para sa bawat halaga ng $n$ mayroong isang $s-$orbital, ngunit may katumbas na supply ng electron energy dito at, samakatuwid, na may katumbas na diameter, lumalaki habang tumataas ang halaga ng $n$ Ang s-$Orbital, gaya ng alam mo na , ay may spherical na hugis. Ang electron ng hydrogen atom na $(n = 1)$ ay matatagpuan sa orbital na ito at hindi ipinares. Samakatuwid, ang electronic formula nito, o electronic configuration, ay nakasulat bilang mga sumusunod: $1s^1$. Sa mga electronic formula, ang bilang ng antas ng enerhiya ay ipinapahiwatig ng numero sa harap ng titik $(1...)$, ang Latin na titik ay tumutukoy sa sublevel (uri ng orbital), at ang numerong nakasulat sa kanan sa itaas ng Ang titik (bilang isang exponent) ay nagpapakita ng bilang ng mga electron sa sublevel.

Para sa isang helium atom na $He$, na mayroong dalawang magkapares na electron sa isang $s-$orbital, ang formula na ito ay: $1s^2$. Ang electron shell ng helium atom ay kumpleto at napaka-stable. Ang helium ay isang marangal na gas. Sa pangalawang antas ng enerhiya $(n = 2)$ mayroong apat na orbital, isang $s$ at tatlong $p$. Ang mga electron ng $s-$orbitals ng pangalawang antas ($2s$-orbitals) ay may mas mataas na enerhiya, dahil ay nasa mas malaking distansya mula sa nucleus kaysa sa mga electron ng $1s$ orbital $(n = 2)$. Sa pangkalahatan, para sa bawat halaga ng $n$ mayroong isang $s-$orbital, ngunit may katumbas na supply ng enerhiya ng elektron dito at, samakatuwid, na may katumbas na diameter, lumalaki habang tumataas ang halaga ng $n$.

$p-$ Orbital ay may hugis ng isang dumbbell, o isang malaking-malaki figure walo. Ang lahat ng tatlong $p$-orbital ay matatagpuan sa atom na magkaparehong patayo kasama ang mga spatial na coordinate na iginuhit sa pamamagitan ng nucleus ng atom. Dapat itong bigyang-diin muli na ang bawat antas ng enerhiya (electronic layer), simula sa $n= 2$, ay may tatlong $p$-orbital. Habang tumataas ang halaga ng $n$, sinasakop ng mga electron ang $p$-orbital na matatagpuan sa malalayong distansya mula sa core at nakadirekta sa kahabaan ng $x, y, z$ axes.

Para sa mga elemento ng ikalawang yugto $(n = 2)$, ang una ay napunan ng $s$-orbital, at pagkatapos ay tatlong $p$-orbital; electronic formula $Li: 1s^(2)2s^(1)$. Ang $2s^1$ electron ay mas mahinang nakagapos sa nucleus ng atom, kaya madaling ibigay ito ng lithium atom (tulad ng naaalala mo, ang prosesong ito ay tinatawag na oxidation), na nagiging lithium ion $Li^+$ .

Sa beryllium Be atom, ang ikaapat na electron ay matatagpuan din sa $2s$ orbital: $1s^(2)2s^(2)$. Ang dalawang panlabas na electron ng beryllium atom ay madaling matanggal - $B^0$ ay na-oxidize sa $Be^(2+)$ cation.

Sa boron atom, ang ikalimang electron ay sumasakop sa $2p$ orbital: $1s^(2)2s^(2)2p^(1)$. Susunod, ang $C, N, O, F$ na mga atomo ay puno ng $2p$-orbitals, na nagtatapos sa noble gas neon: $1s^(2)2s^(2)2p^(6)$.

Para sa mga elemento ng ikatlong yugto, ang $3s-$ at $3p$ na orbital ay pinupunan, ayon sa pagkakabanggit. Limang $d$-orbital ng ikatlong antas ang nananatiling libre:

$↙(11)Na 1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(1)$,

$↙(17)Cl 1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(5)$,

$↙(18)Ar 1s^(2)2s^(2)2p^(6)3s^(2)3p^(6)$.

Minsan sa mga diagram na naglalarawan ng pamamahagi ng mga electron sa mga atomo, ang bilang lamang ng mga electron sa bawat antas ng enerhiya ay ipinahiwatig, i.e. sumulat ng mga pinaikling elektronikong formula ng mga atom ng mga elemento ng kemikal, sa kaibahan sa buong mga elektronikong formula na ibinigay sa itaas, halimbawa:

$↙(11)Na 2, 8, 1;$ $↙(17)Cl 2, 8, 7;$ $↙(18)Ar 2, 8, 8$.

Para sa mga elemento ng malalaking yugto (ika-apat at ikalima), ang unang dalawang electron ay sumasakop ng $4s-$ at $5s$ orbital, ayon sa pagkakabanggit: $↙(19)K 2, 8, 8, 1;$ $↙(38)Sr 2 , 8, 18, 8, 2$. Simula sa ikatlong elemento ng bawat isa mahabang panahon, ang susunod na sampung electron ay mapupunta sa nakaraang $3d-$ at $4d-$orbitals, ayon sa pagkakabanggit (para sa mga elemento ng side subgroups): $↙(23)V 2, 8, 11, 2;$ $↙(26) Fr 2, 8, 14, 2;$ $↙(40)Zr 2, 8, 18, 10, 2;$ $↙(43)Tc 2, 8, 18, 13, 2$. Bilang panuntunan, kapag napunan ang nakaraang $d$-sublevel, ang panlabas ($4р-$ at $5р-$, ayon sa pagkakabanggit) $р-$sublevel ay magsisimulang punan: $↙(33)Bilang 2, 8 , 18, 5;$ $ ↙(52)Te 2, 8, 18, 18, 6$.

Para sa mga elemento ng malalaking yugto - ang ikaanim at hindi kumpleto na ikapito - ang mga elektronikong antas at sublevel ay puno ng mga electron, bilang panuntunan, tulad nito: ang unang dalawang electron ay pumapasok sa panlabas na $s-$sublevel: $↙(56)Ba 2, 8 , 18, 18, 8, 2;$ $↙(87)Fr 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1$; ang susunod na isang electron (para sa $La$ at $Ca$) sa nakaraang $d$-sublevel: $↙(57)La 2, 8, 18, 18, 9, 2$ at $↙(89)Ac 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2$.

Pagkatapos ang susunod na $14$ electron ay mapupunta sa ikatlong panlabas na antas ng enerhiya, sa $4f$ at $5f$ orbital ng lanthanides at actinides, ayon sa pagkakabanggit: $↙(64)Gd 2, 8, 18, 25, 9, 2; $ $↙(92 )U 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2$.

Pagkatapos, ang pangalawang panlabas na antas ng enerhiya ($d$-sublevel) ng mga elemento ng mga side subgroup ay magsisimulang mabuo muli: $↙(73)Ta 2, 8, 18, 32, 11, 2;$ $↙(104)Rf 2, 8, 18 , 32, 32, 10, 2$. At sa wakas, pagkatapos lamang na ganap na mapuno ng sampung electron ang $d$-sublevel ay muling mapupuno ang $p$-sublevel: $↙(86)Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8$.

Kadalasan ang istraktura ng mga elektronikong shell ng mga atom ay inilalarawan gamit ang enerhiya o mga quantum cell - ang tinatawag na mga graphic na electronic formula. Para sa notasyong ito, ginagamit ang sumusunod na notasyon: ang bawat quantum cell ay itinalaga ng isang cell na tumutugma sa isang orbital; Ang bawat elektron ay ipinahiwatig ng isang arrow na tumutugma sa direksyon ng pag-ikot. Kapag nagsusulat ng isang graphical na electronic formula, dapat mong tandaan ang dalawang panuntunan: Prinsipyo ni Pauli, ayon sa kung saan maaaring mayroong hindi hihigit sa dalawang electron sa isang cell (orbital), ngunit may mga antiparallel spins, at F. Pamumuno ni Hund, ayon sa kung saan ang mga electron ay sumasakop sa mga libreng cell muna nang paisa-isa at sa parehong oras ay mayroon parehong halaga pabalik, at pagkatapos lamang mag-asawa, ngunit ang mga likod, ayon sa prinsipyo ng Pauli, ay nasa magkasalungat na direksyon.

DEPINISYON

Argon- isang elemento ng kemikal na kabilang sa klase ng mga inert (noble) na gas. Matatagpuan sa ikatlong yugto ng VIII pangkat A ng subgroup, kung titingnan mo ang talahanayan ng maikling panahon, o sa ika-18 na pangkat, kung titingnan mo ang talahanayan ng mahabang panahon.

Pagtatalaga - Ar. Nabibilang sa pamilya ng mga p-elemento. Ang serial number ay 18. Atomic weight ay 39.948 amu.

Elektronikong istraktura ng argon atom

Ang argon atom ay binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus (+18), na binubuo ng 18 proton at 22 neutron, kung saan 18 electron ang gumagalaw sa 3 orbit.

Fig.1. Schematic na istraktura ng argon atom.

Ang pamamahagi ng mga electron sa mga orbital ay ang mga sumusunod:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 .

Ang panlabas na antas ng enerhiya ng argon atom ay ganap na kumpleto - 8 mga electron. Ang ground state energy diagram ay tumatagal susunod na view:

Isang nasasabik na estado, sa kabila ng pagkakaroon ng isang bakanteng 3 d-walang orbital Ito ang dahilan kung bakit nauuri ang neon bilang isang inert gas. Sa kemikal ito ay hindi aktibo.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

HALIMBAWA 2

Mag-ehersisyo Ano ang lahat ng quantum number para sa mga electron na nasa 4 s- sublevel?
Solusyon Ang bawat elektron ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng isang set ng apat na quantum number: ang pangunahing isa, na tinutukoy ng bilang ng antas, orbital, na tinutukoy ng bilang ng sublevel, magnetic at spin.

Naka-on s- ang sublevel ng ika-4 na antas ay naglalaman ng dalawang electron:

Elektronikong pagsasaayos ng isang atom ay isang numerical na representasyon ng mga electron orbital nito. Ang mga orbital ng elektron ay mga rehiyon iba't ibang hugis, na matatagpuan sa paligid ng atomic nucleus, kung saan ito ay mathematically malamang na ang isang electron ay matatagpuan. Nakakatulong ang electronic configuration nang mabilis at madaling sabihin sa mambabasa kung gaano karaming mga electron orbital ang isang atom, pati na rin ang pagtukoy ng bilang ng mga electron sa bawat orbital. Matapos basahin ang artikulong ito, ikaw ay makabisado ang paraan ng pagguhit ng mga elektronikong pagsasaayos.

Mga hakbang

Pamamahagi ng mga electron gamit ang periodic system ng D. I. Mendeleev

    Hanapin ang atomic number ng iyong atom. Ang bawat atom ay may tiyak na bilang ng mga electron na nauugnay dito. Hanapin ang simbolo ng iyong atom sa periodic table. Ang atomic number ay isang buo positibong numero, simula sa 1 (para sa hydrogen) at tumataas ng isa para sa bawat kasunod na atom. Ang atomic number ay ang bilang ng mga proton sa isang atom, at samakatuwid ito rin ang bilang ng mga electron ng isang atom na may zero charge.

    Tukuyin ang singil ng isang atom. Ang mga neutral na atom ay magkakaroon ng parehong bilang ng mga electron tulad ng ipinapakita sa periodic table. Gayunpaman, ang mga sisingilin na atom ay magkakaroon ng mas marami o mas kaunting mga electron, depende sa laki ng kanilang singil. Kung nagtatrabaho ka sa isang naka-charge na atom, magdagdag o magbawas ng mga electron tulad ng sumusunod: magdagdag ng isang electron para sa bawat negatibong singil at ibawas ang isa para sa bawat positibong singil.

    • Halimbawa, ang sodium atom na may charge -1 ay magkakaroon ng dagdag na electron at saka sa base atomic number nito na 11. Sa madaling salita, ang atom ay magkakaroon ng kabuuang 12 electron.
    • Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang sodium atom na may singil na +1, ang isang electron ay dapat ibawas mula sa base atomic number 11. Kaya, ang atom ay magkakaroon ng 10 electron.

  1. Tandaan ang pangunahing listahan ng mga orbital. Habang tumataas ang bilang ng mga electron sa isang atom, pinupuno nila ang iba't ibang mga sublevel ng shell ng elektron ng atom ayon sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Ang bawat sublevel ng electron shell, kapag napuno, ay naglalaman ng pantay na bilang ng mga electron. Mayroong mga sumusunod na sublevel:

    Unawain ang electronic configuration notation. Ang mga pagsasaayos ng elektron ay isinulat upang malinaw na ipakita ang bilang ng mga electron sa bawat orbital. Ang mga orbital ay nakasulat nang sunud-sunod, na may bilang ng mga atom sa bawat orbital na nakasulat bilang isang superscript sa kanan ng pangalan ng orbital. Ang nakumpletong electronic configuration ay nasa anyo ng isang pagkakasunud-sunod ng mga sublevel na pagtatalaga at superscript.

    • Narito, halimbawa, ang pinakasimpleng electronic configuration: 1s 2 2s 2 2p 6 . Ipinapakita ng configuration na ito na mayroong dalawang electron sa 1s sublevel, dalawang electron sa 2s sublevel, at anim na electron sa 2p sublevel. 2 + 2 + 6 = 10 electron sa kabuuan. Ito ang electronic configuration ng isang neutral na neon atom (ang atomic number ng neon ay 10).

  2. Alalahanin ang pagkakasunud-sunod ng mga orbital. Tandaan na ang mga orbit ng elektron ay binibilang sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng numero ng shell ng elektron, ngunit nakaayos sa pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng enerhiya. Halimbawa, ang isang napunong 4s 2 orbital ay may mas mababang enerhiya (o mas kaunting mobility) kaysa sa isang bahagyang napuno o napuno na 3d 10 na orbital, kaya ang 4s na orbital ang unang nakasulat. Kapag alam mo na ang pagkakasunud-sunod ng mga orbital, madali mong mapupunan ang mga ito ayon sa bilang ng mga electron sa atom. Ang pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga orbital ay ang mga sumusunod: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

    • Ang elektronikong pagsasaayos ng isang atom kung saan ang lahat ng orbital ay napupunan ay ang mga sumusunod: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5p 5p 6 s 6 14 6d 10 7p 6
    • Tandaan na ang entry sa itaas, kapag napuno ang lahat ng orbital, ay ang pagsasaayos ng electron ng elementong Uuo (ununoctium) 118, ang atom periodic table na may pinakamataas na bilang. Samakatuwid, ang elektronikong pagsasaayos na ito ay naglalaman ng lahat ng kasalukuyang kilalang mga elektronikong sublevel ng isang atom na neutral na sisingilin.

  3. Punan ang mga orbital ayon sa bilang ng mga electron sa iyong atom. Halimbawa, kung gusto nating isulat ang pagsasaayos ng elektron ng isang neutral na calcium atom, kailangan nating magsimula sa pamamagitan ng pagtingin sa atomic number nito sa periodic table. Ang atomic number nito ay 20, kaya isusulat namin ang pagsasaayos ng isang atom na may 20 electron ayon sa pagkakasunud-sunod sa itaas.

    • Punan ang mga orbital ayon sa pagkakasunud-sunod sa itaas hanggang sa maabot mo ang ikadalawampung elektron. Ang unang 1s orbital ay magkakaroon ng dalawang electron, ang 2s orbital ay magkakaroon din ng dalawa, ang 2p ay magkakaroon ng anim, ang 3s ay magkakaroon ng dalawa, ang 3p ay magkakaroon ng 6, at ang 4s ay magkakaroon ng 2 (2 + 2 + 6 +2 + 6 + 2 = 20 .) Sa madaling salita, ang electronic configuration ng calcium ay may anyo: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .
    • Tandaan na ang mga orbital ay nakaayos sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng enerhiya. Halimbawa, kapag handa ka nang lumipat sa ika-4 na antas ng enerhiya, isulat muna ang 4s orbital, at pagkatapos 3d. Pagkatapos ng ika-apat na antas ng enerhiya, lumipat ka sa ikalima, kung saan ang parehong pagkakasunud-sunod ay paulit-ulit. Nangyayari lamang ito pagkatapos ng ikatlong antas ng enerhiya.

  4. Gamitin ang periodic table bilang visual cue. Marahil ay napansin mo na na ang hugis ng periodic table ay tumutugma sa pagkakasunud-sunod ng mga sublevel ng elektron sa mga pagsasaayos ng elektron. Halimbawa, ang mga atomo sa ikalawang hanay mula sa kaliwa ay laging nagtatapos sa "s 2", at ang mga atomo sa kanang gilid ng manipis na gitnang bahagi ay laging nagtatapos sa "d 10", atbp. Gamitin ang periodic table bilang isang visual na gabay sa pagsusulat ng mga configuration - kung paano tumutugma ang pagkakasunud-sunod kung saan idaragdag mo sa mga orbital ang iyong posisyon sa talahanayan. Tingnan sa ibaba:

    • Sa partikular, ang pinakakaliwang dalawang column ay naglalaman ng mga atom na ang mga elektronikong configuration ay nagtatapos sa s orbital, ang kanang bloke ng talahanayan ay naglalaman ng mga atomo na ang mga configuration ay nagtatapos sa mga p orbital, at ang kalahati sa ibaba ay naglalaman ng mga atom na nagtatapos sa f orbitals.
    • Halimbawa, kapag isinulat mo ang electronic configuration ng chlorine, isipin ang ganito: "Ang atom na ito ay matatagpuan sa ikatlong hanay (o "period") ng periodic table. Ito ay matatagpuan din sa ikalimang pangkat ng p orbital block ng periodic table Samakatuwid, ang electronic configuration nito ay magtatapos sa ..3p 5
    • Tandaan na ang mga elemento sa d at f orbital na rehiyon ng talahanayan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga antas ng enerhiya na hindi tumutugma sa panahon kung saan sila matatagpuan. Halimbawa, ang unang hilera ng isang bloke ng mga elemento na may mga d-orbital ay tumutugma sa mga 3d na orbital, bagama't ito ay matatagpuan sa ika-4 na yugto, at ang unang hilera ng mga elemento na may mga f-orbital ay tumutugma sa isang 4f orbital, kahit na nasa ika-6 na yugto. panahon.

  5. Alamin ang mga pagdadaglat para sa pagsusulat ng mahabang mga configuration ng elektron. Tinatawag ang mga atomo sa kanang gilid ng periodic table mga noble gas. Ang mga elementong ito ay chemically very stable. Upang paikliin ang proseso ng pagsulat ng mahabang mga configuration ng electron, isulat lang ang kemikal na simbolo ng pinakamalapit na noble gas na may mas kaunting mga electron kaysa sa iyong atom sa mga square bracket, at pagkatapos ay ipagpatuloy ang pagsulat ng electron configuration ng mga kasunod na antas ng orbital. Tingnan sa ibaba:

    • Upang maunawaan ang konseptong ito, makatutulong na magsulat ng isang halimbawang configuration. Isulat natin ang configuration ng zinc (atomic number 30) gamit ang abbreviation na kinabibilangan ng noble gas. Ang kumpletong configuration ng zinc ay ganito: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10. Gayunpaman, nakikita natin na ang 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ay ang pagsasaayos ng elektron ng argon, isang marangal na gas. Palitan lang ang bahagi ng electronic configuration para sa zinc ng kemikal na simbolo para sa argon sa mga square bracket (.)
    • Kaya, ang elektronikong pagsasaayos ng zinc, na nakasulat sa pinaikling anyo, ay may anyo: 4s 2 3d 10 .
    • Pakitandaan na kung isinusulat mo ang elektronikong pagsasaayos ng isang marangal na gas, sabihin nating argon, hindi mo ito maisusulat! Dapat gamitin ng isa ang pagdadaglat para sa marangal na gas na nauuna sa elementong ito; para sa argon ito ay magiging neon ().

    Gamit ang periodic table na ADOMAH

    1. Master ang periodic table ADOMAH. Ang pamamaraang ito Ang pagtatala ng elektronikong pagsasaayos ay hindi nangangailangan ng pagsasaulo, ngunit nangangailangan ng binagong periodic table, dahil sa tradisyunal na periodic table, simula sa ikaapat na yugto, ang period number ay hindi tumutugma sa electron shell. Hanapin ang periodic table ADOMAH - isang espesyal na uri ng periodic table na binuo ng scientist na si Valery Zimmerman. Ito ay madaling mahanap sa isang maikling paghahanap sa internet.

      • SA periodic table Ang mga pahalang na hilera ng ADOMAH ay kumakatawan sa mga grupo ng mga elemento gaya ng mga halogens, mga noble gas, mga alkali metal, mga alkaline earth metal, atbp. Ang mga vertical na column ay tumutugma sa mga electronic na antas, at ang tinatawag na "cascades" (diagonal na mga linya na kumukonekta mga bloke s,p,d at f) tumutugma sa mga panahon.
      • Ang helium ay inilipat patungo sa hydrogen dahil ang parehong mga elementong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang 1s orbital. Ang mga bloke ng panahon (s,p,d at f) ay ipinapakita na may kanang bahagi, at ang mga numero ng antas ay ibinibigay sa base. Ang mga elemento ay kinakatawan sa mga kahon na may bilang na 1 hanggang 120. Ang mga numerong ito ay mga ordinaryong atomic na numero, na kumakatawan sa kabuuang bilang ng mga electron sa isang neutral na atom.

    2. Hanapin ang iyong atom sa talahanayan ng ADOMAH. Upang isulat ang electronic configuration ng isang elemento, hanapin ang simbolo nito sa periodic table na ADOMAH at ekis ang lahat ng elemento na may mas mataas na atomic number. Halimbawa, kung kailangan mong isulat ang pagsasaayos ng elektron ng erbium (68), i-cross out ang lahat ng elemento mula 69 hanggang 120.

      • Tandaan ang mga numero 1 hanggang 8 sa ibaba ng talahanayan. Ito ay mga bilang ng mga electronic na antas, o bilang ng mga column. Huwag pansinin ang mga column na naglalaman lamang ng mga naka-cross out na item. Para sa erbium, nananatili ang mga column na may bilang na 1,2,3,4,5 at 6.

    3. Bilangin ang mga orbital sublevel hanggang sa iyong elemento. Sa pagtingin sa mga simbolo ng bloke na ipinapakita sa kanan ng talahanayan (s, p, d, at f) at ang mga numero ng hanay na ipinapakita sa base, huwag pansinin ang mga diagonal na linya sa pagitan ng mga bloke at hatiin ang mga haligi sa mga bloke ng hanay, ilista ang mga ito sa pagkakasunud-sunod mula sa ibaba hanggang sa itaas. Muli, huwag pansinin ang mga bloke na may naka-cross out na lahat ng elemento. Sumulat ng mga bloke ng hanay simula sa numero ng hanay na sinusundan ng simbolo ng bloke, kaya: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (para sa erbium).

      • Pakitandaan: Ang nasa itaas na electron configuration ng Er ay nakasulat sa pataas na pagkakasunud-sunod ng electron sublevel number. Maaari rin itong isulat sa pagkakasunud-sunod ng pagpuno sa mga orbital. Upang gawin ito, sundin ang mga cascade mula sa ibaba hanggang sa itaas, sa halip na mga column, kapag sumulat ka ng mga column block: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12 .

    4. Bilangin ang mga electron para sa bawat sublevel ng elektron. Bilangin ang mga elemento sa bawat bloke ng hanay na hindi na-cross out, ilakip ang isang elektron mula sa bawat elemento, at isulat ang kanilang numero sa tabi ng simbolo ng bloke para sa bawat bloke ng hanay nang ganito: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2 . Sa aming halimbawa, ito ang electronic configuration ng erbium.

    5. Magkaroon ng kamalayan sa mga maling electronic configuration. Mayroong labingwalong tipikal na eksepsiyon na nauugnay sa mga elektronikong pagsasaayos ng mga atom sa pinakamababang estado ng enerhiya, na tinatawag ding estado ng enerhiya sa lupa. Hindi sila sumunod pangkalahatang tuntunin lamang sa huling dalawa o tatlong posisyon na inookupahan ng mga electron. Sa kasong ito, ipinapalagay ng aktwal na pagsasaayos ng elektroniko na ang mga electron ay nasa isang estado na may mas mababang enerhiya kumpara sa karaniwang pagsasaayos ng atom. Kasama sa mga exception atoms ang:

      • Cr(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Nb(..., 4d4, 5s1); Mo(..., 4d5, 5s1); Ru(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); Pd(..., 4d10, 5s0); Ag(..., 4d10, 5s1); La(..., 5d1, 6s2); Ce(..., 4f1, 5d1, 6s2); Gd(..., 4f7, 5d1, 6s2); Au(..., 5d10, 6s1); Ac(..., 6d1, 7s2); Th(..., 6d2, 7s2); Pa(..., 5f2, 6d1, 7s2); U(..., 5f3, 6d1, 7s2); Np(..., 5f4, 6d1, 7s2) at Cm(..., 5f7, 6d1, 7s2).
    • Upang mahanap ang atomic number ng isang atom kapag ito ay nakasulat sa electron configuration form, idagdag lang ang lahat ng mga numero na sumusunod sa mga titik (s, p, d, at f). Gumagana lamang ito para sa mga neutral na atomo, kung nakikipag-usap ka sa isang ion ay hindi ito gagana - kailangan mong idagdag o ibawas ang bilang ng mga dagdag o nawawalang mga electron.
    • Ang numero na sumusunod sa liham ay isang superscript, huwag magkamali sa pagsusulit.
    • Walang "kalahating-buong" sublevel na katatagan. Ito ay isang pagpapasimple. Ang anumang katatagan na iniuugnay sa "kalahating puno" na mga sublevel ay dahil sa katotohanan na ang bawat orbital ay inookupahan ng isang electron, kaya pinapaliit ang pagtanggi sa pagitan ng mga electron.
    • Ang bawat atom ay may gawi sa isang matatag na estado, at ang pinaka-matatag na mga pagsasaayos ay may mga s at p sublevel na puno (s2 at p6). Ang mga noble gas ay may ganitong pagsasaayos, kaya bihira silang tumugon at matatagpuan sa kanan sa periodic table. Samakatuwid, kung ang isang pagsasaayos ay nagtatapos sa 3p 4, kailangan nito ng dalawang electron upang maabot ang isang matatag na estado (upang mawala ang anim, kabilang ang mga s-sublevel na electron, ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya, kaya ang pagkawala ng apat ay mas madali). At kung ang pagsasaayos ay nagtatapos sa 4d 3, pagkatapos ay upang makamit ang isang matatag na estado kailangan itong mawalan ng tatlong mga electron. Bilang karagdagan, ang mga sublevel na kalahating puno (s1, p3, d5..) ay mas matatag kaysa, halimbawa, p4 o p2; gayunpaman, ang s2 at p6 ay magiging mas matatag.
    • Kapag nakikipag-usap ka sa isang ion, nangangahulugan ito na ang bilang ng mga proton ay hindi katumbas ng bilang ng mga electron. Ang singil ng atom sa kasong ito ay ipapakita sa kanang tuktok (karaniwan) ng simbolo ng kemikal. Samakatuwid, ang antimony atom na may charge +2 ay may elektronikong configuration 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1 . Tandaan na ang 5p 3 ay naging 5p 1 . Mag-ingat kapag ang neutral na pagsasaayos ng atom ay nagtatapos sa mga sublevel maliban sa s at p. Kapag inalis mo ang mga electron, maaari mo lamang itong kunin mula sa mga valence orbital (s at p orbitals). Samakatuwid, kung ang pagsasaayos ay nagtatapos sa 4s 2 3d 7 at ang atom ay nakatanggap ng singil na +2, ang pagsasaayos ay magtatapos sa 4s 0 3d 7. Pakitandaan na ang 3d 7 Hindi mga pagbabago, ang mga electron mula sa s orbital ay nawala sa halip.
    • May mga kundisyon kapag ang isang elektron ay napipilitang "lumipat sa isang mas mataas na antas ng enerhiya." Kapag ang isang sublevel ay kulang sa kalahati o puno ng isang electron, kumuha ng isang electron mula sa pinakamalapit na s o p sublevel at ilipat ito sa sublevel na nangangailangan ng electron.
    • Mayroong dalawang mga opsyon para sa pagtatala ng electronic configuration. Maaari silang isulat sa pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng mga numero ng antas ng enerhiya o sa pagkakasunud-sunod ng pagpuno ng mga orbital ng elektron, tulad ng ipinakita sa itaas para sa erbium.
    • Maaari mo ring isulat ang electronic configuration ng isang elemento sa pamamagitan ng pagsulat lamang ng valence configuration, na kumakatawan sa huling s at p sublevel. Kaya, ang valence configuration ng antimony ay magiging 5s 2 5p 3.
    • Ang mga ion ay hindi pareho. Mas mahirap sa kanila. Laktawan ang dalawang antas at sundin ang parehong pattern depende sa kung saan ka nagsimula at kung gaano kalaki ang bilang ng mga electron.

Problema 1. Isulat ang mga elektronikong pagsasaayos ng mga sumusunod na elemento: N, Si, F e, Kr, Te, W.

Solusyon.

Ang enerhiya ng mga atomic orbital ay tumataas sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d .

Sa ground state ng isang atom, ang mga electron ay sumasakop sa mga orbital na may pinakamababang enerhiya. Ang bilang ng mga electron ay katumbas ng singil ng nucleus (ang atom sa kabuuan ay neutral) at ang atomic na numero ng elemento. Halimbawa, ang nitrogen atom ay may 7 electron, dalawa sa mga ito ay nasa 1s orbital, dalawa sa 2s orbital, at ang natitirang tatlong electron sa 2p orbital. Electronic na pagsasaayos ng nitrogen atom:

7 N: 1s 2 2s 2 2p 3. Mga elektronikong pagsasaayos ng mga natitirang elemento:

14 Si: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 ,

26 F e : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6,

36 K r: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 3p 6 ,

52 Te : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 3p 6 5s 2 4d 10 5p 4,

74 Te : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 3p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 4 .

Problema 2. Aling inert gas at aling mga element ions ang may parehong electronic configuration gaya ng particle na nagreresulta mula sa pag-alis ng lahat ng valence electron mula sa isang calcium atom?

Solusyon. Ang electron shell ng calcium atom ay may istraktura 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2. Kapag ang dalawang valence electron ay tinanggal, ang isang Ca 2+ ion ay nabuo na may pagsasaayos na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6. Ang atom ay may parehong elektronikong pagsasaayos Ar

at mga ion S 2-, Cl -, K +, Sc 3+, atbp. Suliranin 3

. Maaari bang ang mga electron ng Al 3+ ion ay nasa mga sumusunod na orbital: a) 2p; b) 1p; c) 3d?

Solusyon.

Ang electronic configuration ng aluminum atom ay: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. Ang Al 3+ ion ay nabuo sa pamamagitan ng pag-alis ng tatlong valence electron mula sa isang aluminum atom at may elektronikong configuration 1s 2 2s 2 2p 6 .

a) ang mga electron ay nasa 2p orbital na;

b) alinsunod sa mga paghihigpit na ipinataw sa quantum number l (l = 0, 1,…n -1), na may n = 1 lamang ang halagang l = 0 ay posible, samakatuwid, ang 1p orbital ay hindi umiiral; c) ang mga electron ay maaaring nasa 3d orbital kung ang ion ay nasa isang excited na estado.

Gawain 4.

Isulat ang elektronikong pagsasaayos ng neon atom sa unang nasasabik na estado. Solusyon.

Solusyon. Ang bilang ng mga proton sa nucleus ay katumbas ng atomic number ng elemento at pareho para sa lahat ng isotopes ng isang partikular na elemento. Ang bilang ng mga neutron ay katumbas ng numero ng masa (ipinahiwatig sa kaliwang tuktok ng numero ng elemento) na binawasan ang bilang ng mga proton. May iba't ibang isotopes ng parehong elemento magkaibang numero mga neutron.

Komposisyon ng ipinahiwatig na mga kernel:

12 C: 6p + 6n; 13 C: 6p + 7n; 14 N: 7p + 7n; 15 N: 7p + 8n.

Ibahagi