תצורה אלקטרונית של אטוםהיא נוסחה המציגה את סידור האלקטרונים באטום לפי רמות ותת-רמות. לאחר לימוד המאמר, תגלו היכן וכיצד נמצאים אלקטרונים, תכירו מספרים קוונטיים ותוכלו לבנות את התצורה האלקטרונית של אטום לפי מספרו, בסוף המאמר ישנה טבלת יסודות.
למה ללמוד את התצורה האלקטרונית של אלמנטים?
אטומים הם כמו בנאי: יש מספר מסוים של חלקים, הם שונים זה מזה, אבל שני חלקים מאותו סוג זהים לחלוטין. אבל הקונסטרוקטור הזה הרבה יותר מעניין מהפלסטיק, והנה הסיבה. התצורה משתנה בהתאם למי שנמצא בקרבת מקום. למשל חמצן ליד מימן אוליהופכים למים, ליד נתרן לגז, והיותו ליד ברזל הופך אותו לחלוטין לחלודה. כדי לענות על השאלה מדוע זה קורה וכדי לחזות את התנהגותו של אטום ליד אחר, יש צורך ללמוד את התצורה האלקטרונית, עליה נדון להלן.
כמה אלקטרונים יש באטום?
אטום מורכב מגרעין ואלקטרונים שמסתובבים סביבו, הגרעין מורכב מפרוטונים ונייטרונים. במצב הנייטרלי, לכל אטום יש אותו מספר אלקטרונים כמו מספר הפרוטונים בגרעין שלו. מספר הפרוטונים צוין על ידי המספר הסידורי של היסוד, למשל, לגופרית יש 16 פרוטונים - היסוד ה-16 של המערכת המחזורית. לזהב 79 פרוטונים - היסוד ה-79 בטבלה המחזורית. בהתאם לכך, ישנם 16 אלקטרונים בגופרית במצב ניטרלי, ו-79 אלקטרונים בזהב.
איפה לחפש אלקטרון?
בהתבוננות בהתנהגות של אלקטרון, נגזרו דפוסים מסוימים, הם מתוארים על ידי מספרים קוונטיים, יש ארבעה מהם בסך הכל:
- מספר קוונטי עיקרי
- מספר קוונטי במסלול
- מספר קוונטי מגנטי
- ספין מספר קוונטי
אֲרוּבַּתִי
בהמשך, במקום המילה מסלול, נשתמש במונח "אורביטל", האורביטל הוא פונקציית הגל של האלקטרון, בערך - זה האזור בו מבלה האלקטרון 90% מהזמן.
N - רמה
L - קליפה
M l - מספר מסלול
M s - האלקטרון הראשון או השני באורביטל
מספר קוונטי במסלול l
כתוצאה מחקר ענן האלקטרונים, נמצא כי בהתאם לרמת האנרגיה, הענן לובש ארבע צורות עיקריות: כדור, משקולות והשתיים האחרות מורכבות יותר. בסדר עולה של אנרגיה, צורות אלו נקראות s-, p-, d- ו-f-shells. לכל אחת מהקליפות הללו יכולות להיות 1 (על s), 3 (על p), 5 (על d) ו-7 (על f) אורביטלים. המספר הקוונטי של המסלול הוא הקליפה שעליה נמצאים האורביטלים. המספר הקוונטי המסלולי עבור s, p, d ו-f אורביטלים, בהתאמה, מקבל את הערכים 0,1,2 או 3.
על מעטפת ה-s אוביטל אחד (L=0) - שני אלקטרונים
ישנם שלושה אורביטלים על מעטפת ה-p (L=1) - שישה אלקטרונים
ישנם חמישה אורביטלים על מעטפת ה-d (L=2) - עשרה אלקטרונים
ישנם שבעה אורביטלים (L=3) על מעטפת ה-f - ארבעה עשר אלקטרונים
מספר קוונטי מגנטי m l
ישנם שלושה אורביטלים על מעטפת p, הם מסומנים במספרים מ-L עד +L, כלומר, עבור מעטפת p (L=1) ישנם אורביטלים "-1", "0" ו- "1" . המספר הקוונטי המגנטי מסומן באות m l.
בתוך המעטפת, קל יותר לאלקטרונים להיות ממוקמים באורביטלים שונים, ולכן האלקטרונים הראשונים ממלאים אחד עבור כל אורביטל, ולאחר מכן הצמד שלו מתווסף לכל אחד.
שקול את ה-d-shell:
מעטפת ה-d מתאימה לערך L=2, כלומר, חמישה אורביטלים (-2,-1,0,1 ו-2), חמשת האלקטרונים הראשונים ממלאים את הקליפה, לוקחים את הערכים M l =-2, M l =-1,M l =0 , M l =1, M l =2.
ספין מספר קוונטי m s
ספין הוא כיוון הסיבוב של אלקטרון סביב צירו, יש שני כיוונים, כך שלמספר הקוונטי של הספין יש שני ערכים: +1/2 ו-1/2. רק שני אלקטרונים עם ספינים מנוגדים יכולים להיות באותה תת-רמת אנרגיה. המספר הקוונטי של הספין מסומן m s
מספר קוונטי ראשי n
המספר הקוונטי העיקרי הוא רמת האנרגיה, ברגע שבו ידועות שבע רמות אנרגיה, כל אחת מסומנת בספרה ערבית: 1,2,3,...7. מספר הקונכיות בכל רמה שווה למספר הרמה: יש קליפה אחת ברמה הראשונה, שתיים בשנייה וכן הלאה.
מספר אלקטרוני
אז, כל אלקטרון יכול להיות מתואר על ידי ארבעה מספרים קוונטיים, השילוב של המספרים הללו הוא ייחודי לכל מיקום של האלקטרון, בואו ניקח את האלקטרון הראשון, רמת האנרגיה הנמוכה ביותר היא N=1, קליפה אחת ממוקמת ברמה הראשונה, לקליפה הראשונה בכל רמה יש צורה של כדור (s -shell), כלומר. L=0, המספר הקוונטי המגנטי יכול לקבל רק ערך אחד, M l =0 והספין יהיה שווה ל-+1/2. אם ניקח את האלקטרון החמישי (באיזה אטום שהוא), אז המספרים הקוונטיים העיקריים עבורו יהיו: N=2, L=1, M=-1, ספין 1/2.
מיקומם של אלקטרונים על קליפות או רמות אנרגיה נרשם באמצעות נוסחאות אלקטרוניות של יסודות כימיים. נוסחאות או תצורות אלקטרוניות עוזרות לייצג את המבנה של אטום של יסוד.
מבנה האטום
האטומים של כל היסודות מורכבים מגרעין טעון חיובי ומאלקטרונים בעלי מטען שלילי הממוקמים סביב הגרעין.
האלקטרונים נמצאים ברמות אנרגיה שונות. ככל שאלקטרון רחוק יותר מהגרעין, כך יש לו יותר אנרגיה. גודל רמת האנרגיה נקבע לפי גודל המסלול האטומי או הענן המסלולי. זהו החלל שבו נע האלקטרון.
אורז. 1. המבנה הכללי של האטום.
לאורביטלים יכולים להיות תצורות גיאומטריות שונות:
- s-אורביטלים- כדורי;
- p-, d ו-f-אורביטלים- בצורת משקולת, שוכב במישורים שונים.
ברמת האנרגיה הראשונה של כל אטום, יש תמיד s-אורביטל עם שני אלקטרונים (יוצא מן הכלל הוא מימן). החל מהרמה השנייה, ה-s-ו-p-אורביטלים נמצאים באותה רמה.
אורז. 2. s-, p-, d ו-f-אורביטלים.
אורביטלים קיימים ללא קשר למיקום האלקטרונים עליהם ויכולים להיות מלאים או ריקים.
כניסת נוסחה
תצורות אלקטרוניות של אטומים של יסודות כימיים נכתבות על פי העקרונות הבאים:
- כל רמת אנרגיה מתאימה למספר סידורי, המסומן בספרה ערבית;
- המספר מלווה באות המציינת את האורביטל;
- מעל האות נכתב כתב-על, המתאים למספר האלקטרונים במסלול.
דוגמאות להקלטה:
- סידן -
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ;
- חמצן -
1s 2 2s 2 2p 4 ;
- פַּחמָן-
1s 2 2s 2 2p 2 .
הטבלה המחזורית עוזרת לרשום את הנוסחה האלקטרונית. מספר רמות האנרגיה מתאים למספר התקופה. מספר היסוד מציין את מטען האטום ואת מספר האלקטרונים. מספר הקבוצה מציין כמה אלקטרוני ערכיות יש במפלס החיצוני.
ניקח את Na כדוגמה. נתרן נמצא בקבוצה הראשונה, בתקופה השלישית, במקום 11. המשמעות היא שלאטום הנתרן יש גרעין מטען חיובי (מכיל 11 פרוטונים), שסביבו נמצאים 11 אלקטרונים בשלוש רמות אנרגיה. יש אלקטרון אחד במפלס החיצוני.
נזכיר שרמת האנרגיה הראשונה מכילה s-אורביטל עם שני אלקטרונים, והשנייה מכילה s- ו-p-אורביטלים. נותר למלא את הרמות ולקבל את הרשומה המלאה:
11 Na) 2) 8) 1 או 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .
מטעמי נוחות נוצרו טבלאות מיוחדות של נוסחאות אלקטרוניות של האלמנט. בטבלה המחזורית הארוכה מצוינות הנוסחאות גם בכל תא של היסוד.
אורז. 3. טבלת נוסחאות אלקטרוניות.
למען הקיצור, אלמנטים כתובים בסוגריים מרובעים, שהנוסחה האלקטרונית שלהם עולה בקנה אחד עם תחילת נוסחת היסוד. לדוגמה, הנוסחה האלקטרונית של מגנזיום היא 3s 2, ניאון הוא 1s 2 2s 2 2p 6. לכן, הנוסחה המלאה למגנזיום היא 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . 4.6. סך הדירוגים שהתקבלו: 195.
- ראשית, אנו רושמים את הסימן של הכימיה. אלמנט, כאשר למטה משמאל לשלט אנו מציינים את המספר הסידורי שלו.
- יתרה מכך, לפי מספר התקופה (ממנה היסוד) אנו קובעים את מספר רמות האנרגיה ומציירים ליד הסימן של היסוד הכימי מספר כזה של קשתות.
- לאחר מכן, לפי מספר הקבוצה, מספר האלקטרונים ברמה החיצונית נכתב מתחת לקשת.
- ברמה הראשונה, המקסימום האפשרי הוא 2e, בשנייה זה כבר 8, בשלישית - עד 18. אנחנו מתחילים לשים מספרים מתחת לקשתות המתאימות.
- יש לחשב את מספר האלקטרונים ברמה הלפני אחרונה באופן הבא: מספר האלקטרונים שכבר מודבקים מופחת מהמספר הסידורי של היסוד.
- נותר להפוך את המעגל שלנו לנוסחה אלקטרונית:
- נכתוב את היסוד הכימי ומספרו הסידורי המספר מראה את מספר האלקטרונים באטום.
- אנחנו מכינים נוסחה. כדי לעשות זאת, אתה צריך לגלות את מספר רמות האנרגיה, הבסיס לקביעת מספר התקופה של האלמנט נלקח.
- אנחנו מפרקים את הרמות לתת-רמות.
להלן ניתן לראות דוגמה כיצד להרכיב בצורה נכונה נוסחאות אלקטרוניות של יסודות כימיים.
- תחילה נמלא את תת-הרמה s, ולאחר מכן את תת-הרמות p-, d-b f;
- על פי כלל קלצ'קובסקי, אלקטרונים ממלאים אורביטלים לפי סדר הגדלת האנרגיה של האורביטלים הללו;
- לפי הכלל של האנד, אלקטרונים בתוך תת-רמה אחת תופסים אורביטלים חופשיים אחד בכל פעם, ואז יוצרים זוגות;
- לפי עקרון פאולי, אין יותר מ-2 אלקטרונים במסלול אחד.
הנוסחה האלקטרונית של יסוד כימי מראה כמה שכבות אלקטרונים וכמה אלקטרונים מכילים באטום וכיצד הם מתפזרים על פני השכבות.
כדי להרכיב את הנוסחה האלקטרונית של יסוד כימי, עליך להסתכל בטבלה המחזורית ולהשתמש במידע המתקבל עבור יסוד זה. המספר הסידורי של היסוד בטבלה המחזורית מתאים למספר האלקטרונים באטום. מספר שכבות האלקטרונים מתאים למספר התקופה, מספר האלקטרונים בשכבת האלקטרון האחרונה מתאים למספר הקבוצה.
יש לזכור שבשכבה הראשונה יש מקסימום 2 1s2 אלקטרונים, השנייה - מקסימום 8 (שתי s ושש p: 2s2 2p6), השלישית - מקסימום 18 (שני s, שישה p ו-10 ד: 3s2 3p6 3d10).
לדוגמה, הנוסחה האלקטרונית של פחמן: C 1s2 2s2 2p2 (מספר סידורי 6, תקופה מספר 2, מספר קבוצה 4).
נוסחה אלקטרונית של נתרן: Na 1s2 2s2 2p6 3s1 (מספר סידורי 11, תקופה מספר 3, מספר קבוצה 1).
לבדיקת נכונות כתיבת נוסחה אלקטרונית ניתן להסתכל באתר www.alhimikov.net.
יצירת נוסחה אלקטרונית של יסודות כימיים במבט ראשון עשויה להיראות כמו משימה מסובכת למדי, אך הכל יתברר אם תצמדו לתכנית הבאה:
- כתוב את האורביטלים תחילה
- אנו מכניסים מספרים לפני האורביטלים המציינים את מספר רמת האנרגיה. אל תשכח את הנוסחה לקביעת המספר המרבי של אלקטרונים ברמת האנרגיה: N=2n2
ואיך לגלות את מספר רמות האנרגיה? רק תסתכל על הטבלה המחזורית: מספר זה שווה למספר התקופה שבה נמצא יסוד זה.
- מעל סמל המסלול אנו כותבים מספר המציין את מספר האלקטרונים שנמצאים במסלול זה.
לדוגמה, הנוסחה האלקטרונית של סקנדיום תיראה כך.
המשימה של הרכבת הנוסחה האלקטרונית של יסוד כימי אינה הקלה ביותר.
אז, האלגוריתם להרכבת נוסחאות אלקטרוניות של אלמנטים הוא כדלקמן:
להלן הנוסחאות האלקטרוניות של כמה יסודות כימיים:
אתה צריך להרכיב את הנוסחאות האלקטרוניות של יסודות כימיים בצורה כזו: אתה צריך להסתכל על מספר היסוד בטבלה המחזורית, וכך לגלות כמה אלקטרונים יש בו. אז אתה צריך לגלות את מספר הרמות, אשר שווה לתקופה. לאחר מכן נכתבות וממלאות את רמות המשנה:
קודם כל, אתה צריך לקבוע את מספר האטומים על פי הטבלה המחזורית.
כדי להרכיב נוסחה אלקטרונית, תזדקק למערכת המחזורית של מנדלייב. מצא שם את היסוד הכימי שלך והסתכל על התקופה - היא תהיה שווה למספר רמות האנרגיה. מספר הקבוצה יתאים מספרית למספר האלקטרונים ברמה האחרונה. מספר היסודות יהיה שווה מבחינה כמותית למספר האלקטרונים שלו, אתה גם צריך לדעת בבירור שיש מקסימום 2 אלקטרונים ברמה הראשונה, 8 בשנייה ו-18 בשלישית.
אלו הם הדגשים. בנוסף, באינטרנט (כולל באתר שלנו) תוכלו למצוא מידע עם נוסחה אלקטרונית מוכנה לכל אלמנט, כך שתוכלו לבדוק בעצמכם.
חיבור נוסחאות אלקטרוניות של יסודות כימיים הוא תהליך מורכב מאוד, אתה לא יכול בלי טבלאות מיוחדות, ואתה צריך להשתמש בחבורה שלמה של נוסחאות. לסיכום, עליך לעבור את השלבים הבאים:
יש צורך לשרטט דיאגרמת מסלול שבה יהיה מושג על ההבדל בין אלקטרונים זה מזה. אורביטלים ואלקטרונים מודגשים בתרשים.
אלקטרונים מלאים ברמות, מלמטה למעלה ויש להם מספר תת-רמות.
אז קודם כל נגלה את המספר הכולל של אלקטרונים של אטום נתון.
אנו ממלאים את הנוסחה לפי סכמה מסוימת ורושמים אותה - זו תהיה הנוסחה האלקטרונית.
לדוגמה, עבור חנקן, נוסחה זו נראית כך, ראשית אנו עוסקים באלקטרונים:
ורשום את הנוסחה:
להבין העיקרון של הידור הנוסחה האלקטרונית של יסוד כימי, ראשית עליך לקבוע את המספר הכולל של אלקטרונים באטום לפי המספר בטבלה המחזורית. לאחר מכן, אתה צריך לקבוע את מספר רמות האנרגיה, לקחת כבסיס את מספר התקופה שבה האלמנט נמצא.
לאחר מכן, הרמות מחולקות לתת-רמות, אשר מלאות באלקטרונים, בהתבסס על עקרון האנרגיה המינימלית.
אתה יכול לבדוק את נכונות ההיגיון שלך על ידי הסתכלות, למשל, כאן.
על ידי חיבור הנוסחה האלקטרונית של יסוד כימי, ניתן לגלות כמה אלקטרונים ושכבות אלקטרונים יש באטום מסוים, וכן את הסדר שבו הם מופצים בין השכבות.
ראשית, אנו קובעים את המספר הסידורי של היסוד לפי הטבלה המחזורית, הוא מתאים למספר האלקטרונים. מספר שכבות האלקטרונים מציין את מספר התקופה, ומספר האלקטרונים בשכבה האחרונה של האטום מתאים למספר הקבוצה.
הרכב האטום.
אטום מורכב מ גרעין אטוםו מעטפת אלקטרונים.
הגרעין של אטום מורכב מפרוטונים ( p+) ונייטרונים ( נ 0). לרוב אטומי המימן יש גרעין פרוטון בודד.
מספר פרוטונים נ(p+) שווה למטען הגרעיני ( ז) והמספר הסידורי של היסוד בסדרת היסודות הטבעית (ובמערכת היסודות המחזורית).
נ(ע +) = ז
סכום מספר הנייטרונים נ(נ 0), מסומן בפשטות באות נ, ומספר הפרוטונים זשקוראים לו מספר מסהומסומן באות א.
א = ז + נ
מעטפת האלקטרונים של אטום מורכבת מאלקטרונים הנעים סביב הגרעין ( ה -).
מספר אלקטרונים נ(ה-) במעטפת האלקטרונים של אטום ניטרלי שווה למספר הפרוטונים זבבסיס שלו.
המסה של פרוטון שווה בערך למסה של נויטרון ופי 1840 מהמסה של אלקטרון, כך שמסה של אטום כמעט שווה למסה של הגרעין.
צורתו של אטום היא כדורית. רדיוס הגרעין קטן בערך פי 100,000 מרדיוס האטום.
יסוד כימי- סוג אטומים (קבוצת אטומים) בעלי אותו מטען גרעיני (עם אותו מספר פרוטונים בגרעין).
אִיזוֹטוֹפּ- קבוצה של אטומים של יסוד אחד עם אותו מספר נויטרונים בגרעין (או סוג של אטומים עם אותו מספר של פרוטונים ואותו מספר נויטרונים בגרעין).
איזוטופים שונים נבדלים זה מזה במספר הנייטרונים בגרעיני האטומים שלהם.
ייעוד של אטום או איזוטופ בודד: (E - סמל יסוד), למשל: .
מבנה מעטפת האלקטרונים של האטום
מסלול אטומיהוא מצבו של אלקטרון באטום. סמל מסלול - . כל מסלול מתאים לענן אלקטרונים.
האורביטלים של אטומים אמיתיים במצב הקרקע (לא נרגש) הם מארבעה סוגים: ס, ע, דו ו.
ענן אלקטרוני- החלק במרחב שבו ניתן למצוא אלקטרון בהסתברות של 90 (או יותר).
הערה: לפעמים המושגים "מסלול אטומי" ו"ענן אלקטרונים" אינם מובחנים, ומכנים את שניהם "מסלול אטומי".
מעטפת האלקטרונים של אטום היא שכבתית. שכבה אלקטרוניתנוצר על ידי ענני אלקטרונים באותו גודל. נוצרים אורביטלים של שכבה אחת רמת אלקטרונית ("אנרגיה"), האנרגיות שלהם זהות עבור אטום המימן, אך שונות עבור אטומים אחרים.
אורביטלים מאותה רמה מקובצים לתוך אלקטרוני (אנרגיה)רמות משנה:
ס- תת-רמה (מורכב מאחד ס-אורביטלים), סמל -.
עתת-רמה (מורכב משלוש ע
דתת-רמה (מורכבת מחמש ד-אורביטלים), סמל -.
ותת-רמה (מורכב משבע ו-אורביטלים), סמל -.
האנרגיות של האורביטלים של אותה תת-רמה זהות.
בעת ייעוד רמות משנה, מספר השכבה (רמה אלקטרונית) מתווסף לסמל רמת המשנה, לדוגמה: 2 ס, 3ע, 5דאומר ס- רמת משנה של הרמה השנייה, ע- רמת משנה של הרמה השלישית, ד- תת-רמה של הרמה החמישית.
המספר הכולל של תת-רמות ברמה אחת שווה למספר הרמה נ. המספר הכולל של אורביטלים ברמה אחת הוא נ 2. בהתאם לכך, המספר הכולל של עננים בשכבה אחת הוא גם נ 2 .
כינויים: - אורביטל חופשי (ללא אלקטרונים), - אורביטל עם אלקטרון לא מזווג, - אורביטל עם זוג אלקטרונים (עם שני אלקטרונים).
הסדר שבו אלקטרונים ממלאים את האורביטלים של אטום נקבע על ידי שלושה חוקי טבע (הניסוחים ניתנים בצורה פשוטה):
1. עקרון האנרגיה הקטנה ביותר - אלקטרונים ממלאים את האורביטלים לפי סדר הגדלת האנרגיה של האורביטלים.
2. העיקרון של פאולי - לא יכולים להיות יותר משני אלקטרונים במסלול אחד.
3. כלל האנד – בתוך תת-הרמה, אלקטרונים ממלאים תחילה אורביטלים חופשיים (אחד בכל פעם), ורק לאחר מכן הם יוצרים זוגות אלקטרונים.
המספר הכולל של אלקטרונים ברמה האלקטרונית (או בשכבה האלקטרונית) הוא 2 נ 2 .
התפלגות רמות המשנה לפי אנרגיה באה לידי ביטוי בשלב הבא (לפי סדר הגדלת האנרגיה):
1ס, 2ס, 2ע, 3ס, 3ע, 4ס, 3ד, 4ע, 5ס, 4ד, 5ע, 6ס, 4ו, 5ד, 6ע, 7ס, 5ו, 6ד, 7ע ...
מבחינה ויזואלית, רצף זה מתבטא על ידי דיאגרמת האנרגיה:
ניתן לתאר את התפלגות האלקטרונים של אטום לפי רמות, תת-רמות ואורביטלים (התצורה האלקטרונית של אטום) כנוסחה אלקטרונית, דיאגרמת אנרגיה, או, בפשטות, כתרשים של שכבות אלקטרוניות ("דיאגרמה אלקטרונית") .
דוגמאות למבנה האלקטרוני של אטומים:
אלקטרונים ערכיים- אלקטרונים של אטום שיכולים לקחת חלק ביצירת קשרים כימיים. עבור כל אטום, אלו הם כל האלקטרונים החיצוניים בתוספת האלקטרונים הקדם-חיצוניים שהאנרגיה שלהם גדולה מזו של החיצוניים. לדוגמה: לאטום Ca יש 4 אלקטרונים חיצוניים ס 2, הם גם ערכיות; לאטום Fe יש אלקטרונים חיצוניים - 4 ס 2 אבל יש לו 3 ד 6, מכאן שלאטום הברזל יש 8 אלקטרונים ערכיים. הנוסחה האלקטרונית הערכית של אטום הסידן היא 4 ס 2, ואטומי ברזל - 4 ס 2 3ד 6 .
מערכת מחזורית של יסודות כימיים של D.I. מנדלייב
(מערכת טבעית של יסודות כימיים)
החוק המחזורי של יסודות כימיים(ניסוח מודרני): התכונות של יסודות כימיים, כמו גם חומרים פשוטים ומורכבים שנוצרו על ידם, נמצאים בתלות תקופתית בערך המטען מגרעיני אטום.
מערכת תקופתית- ביטוי גרפי של החוק התקופתי.
מגוון טבעי של יסודות כימיים- מספר יסודות כימיים, המסודרים לפי הגידול במספר הפרוטונים בגרעיני האטומים שלהם, או, מה זהה, לפי הגידול במטענים של הגרעינים של אטומים אלה. המספר הסידורי של יסוד בסדרה זו שווה למספר הפרוטונים בגרעין של כל אטום של יסוד זה.
טבלת היסודות הכימיים נבנית על ידי "חיתוך" של הסדרה הטבעית של היסודות הכימיים לתוך תקופות(שורות אופקיות של הטבלה) וקבוצות (עמודות אנכיות של הטבלה) של יסודות בעלי מבנה אלקטרוני דומה של אטומים.
תלוי איך אלמנטים משולבים לקבוצות, טבלה יכולה להיות תקופה ארוכה(יסודות עם אותו מספר וסוג של אלקטרוני ערכיות נאספים בקבוצות) ו טווח קצר(יסודות עם אותו מספר של אלקטרוני ערכיות נאספים בקבוצות).
הקבוצות של טבלת התקופות הקצרה מחולקות לתתי קבוצות ( רָאשִׁיו תופעות לוואי), בקנה אחד עם הקבוצות של הטבלה התקופתית הארוכה.
לכל האטומים של יסודות מאותה תקופה יש אותו מספר של שכבות אלקטרונים, שווה למספר התקופה.
מספר היסודות בתקופות: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. רוב היסודות של התקופה השמינית התקבלו באופן מלאכותי, היסודות האחרונים של תקופה זו טרם סונתזו. כל התקופות למעט הראשון מתחילות ביסוד היוצר מתכת אלקלית (Li, Na, K וכו') ומסתיימות ביסוד היוצר גז אצילי (He, Ne, Ar, Kr וכו').
בטבלת התקופות הקצרה - שמונה קבוצות שכל אחת מהן מחולקת לשתי תת-קבוצות (ראשית ומשנית), בטבלת התקופות הארוכה - שש עשרה קבוצות, הממוספרות בספרות רומיות באותיות A או B, למשל: IA, IIIB, VIA, VIIB. קבוצה IA של טבלת התקופות הארוכה מתאימה לתת-הקבוצה הראשית של הקבוצה הראשונה של טבלת התקופות הקצרה; קבוצה VIIB - תת-קבוצה משנית של הקבוצה השביעית: השאר - באופן דומה.
המאפיינים של יסודות כימיים משתנים באופן טבעי בקבוצות ובתקופות.
בתקופות (עם מספר סידורי הולך וגדל)
- המטען הגרעיני גדל
- מספר האלקטרונים החיצוניים גדל,
- רדיוס האטומים יורד,
- חוזק הקשר של אלקטרונים עם הגרעין עולה (אנרגיית יינון),
- האלקטרושליליות עולה.
- תכונות החמצון של חומרים פשוטים משופרים ("אי-מתכתיות"),
- התכונות המפחיתות של חומרים פשוטים ("מתכתיות") נחלשות,
- מחליש את האופי הבסיסי של הידרוקסידים והתחמוצות המתאימות,
- האופי החומצי של הידרוקסידים והתחמוצות התואמות עולה.
בקבוצות (עם מספר סידורי הולך וגדל)
- המטען הגרעיני גדל
- רדיוס האטומים גדל (רק בקבוצות A),
- חוזק הקשר בין אלקטרונים לגרעין פוחת (אנרגיית יינון; רק בקבוצות A),
- האלקטרושליליות יורדת (רק בקבוצות A),
- להחליש את תכונות החמצון של חומרים פשוטים ("אי-מתכתיות"; רק בקבוצות A),
- התכונות המפחיתות של חומרים פשוטים משופרים ("מתכתיות"; רק בקבוצות A),
- האופי הבסיסי של הידרוקסידים והתחמוצות המתאימות גדל (רק בקבוצות A),
- האופי החומצי של הידרוקסידים והתחמוצות המתאימות נחלש (רק בקבוצות A),
- היציבות של תרכובות מימן יורדת (הפעילות המפחיתה שלהן עולה; רק בקבוצות A).
משימות ומבחנים בנושא "נושא 9. "מבנה האטום. חוק תקופתי ומערכת תקופתית של יסודות כימיים של D.I. Mendeleev (PSCE)"."
- חוק תקופתי - חוק תקופתי ומבנה האטומים כיתה ח'-ט'
כדאי לדעת: חוקי מילוי האורביטלים באלקטרונים (עקרון האנרגיה הקטנה ביותר, עקרון פאולי, שלטון האנד), מבנה המערכת המחזורית של היסודות.אתה אמור להיות מסוגל: לקבוע את הרכבו של אטום לפי מיקומו של יסוד במערכת המחזורית, ולהיפך, למצוא יסוד במערכת המחזורית, לדעת הרכבו; לתאר את דיאגרמת המבנה, את התצורה האלקטרונית של אטום, יון, ולהיפך, לקבוע את מיקומו של יסוד כימי ב-PSCE מהדיאגרמה והתצורה האלקטרונית; לאפיין את היסוד ואת החומרים שהוא יוצר לפי מיקומו ב-PSCE; לקבוע שינויים ברדיוס של אטומים, תכונות של יסודות כימיים והחומרים שהם יוצרים בתוך תקופה אחת ותת-קבוצה עיקרית אחת של המערכת המחזורית.
דוגמה 1קבע את מספר האורביטלים ברמה האלקטרונית השלישית. מה הם האורביטלים האלה?
כדי לקבוע את מספר האורביטלים, אנו משתמשים בנוסחה נאורביטלים = נ 2, איפה נ- מספר רמה. נאורביטלים = 3 2 = 9. אחד 3 ס-, שלוש 3 ע- וחמישה 3 ד-אורביטלים.דוגמה 2קבע את האטום של איזה יסוד יש את הנוסחה האלקטרונית 1 ס 2 2ס 2 2ע 6 3ס 2 3ע 1 .
כדי לקבוע באיזה יסוד מדובר, צריך לברר את המספר הסידורי שלו, השווה למספר האלקטרונים הכולל באטום. במקרה זה: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. זהו אלומיניום.לאחר שווידאתם שכל מה שאתם צריכים נלמד, המשיכו למשימות. אנו מאחלים לך הצלחה.
ספרות מומלצת:- O.S. Gabrielyan ואחרים. כימיה, כיתה יא. M., Bustard, 2002;
- G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. כימיה 11 תאים. מ., חינוך, 2001.