Loeng 2. Elemendi elektrooniline konfiguratsioon
Viimase loengu lõpus koostasime Kletškovski reeglite alusel energia alamtasandite elektronidega täitmise järjekorra.
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d1 4f14 5d9 6p6 7s2 6d1 5f14 6d9 7p6 …
Aatomi elektronide jaotumist energia alamtasandite vahel nimetatakse elektrooniline konfiguratsioon. Esiteks torkab täidiseeriat vaadates silma teatud perioodilisus-regulaarsus.
Energiaorbitaalide elektronidega täitmine aatomi põhiolekus järgib vähima energia printsiipi: esmalt täidetakse soodsamad madalad orbitaalid ja seejärel järjest kõrgemal asuvad orbitaalid vastavalt täitumise järjekorrale.
Analüüsime täitmise järjestust.
Kui aatomis on täpselt 1 elektron, langeb see kõige madalamal asuvasse 1s-AO-sse (AO on aatomiorbitaal). Seetõttu saab tekkivat elektroonilist konfiguratsiooni kujutada tähistusega 1s1 või graafiliselt (vt allpool - nool kastis).
On lihtne mõista, et kui aatomis on rohkem kui üks elektron, hõivavad nad järjestikku kõigepealt 1 ja seejärel 2 ning lõpuks lähevad 2p alamtasandile. Kuid juba kuue elektroni puhul (süsinikuaatom põhiolekus) tekib kaks võimalust: 2p alamtasandi täitmine kahe sama spinniga või vastupidise elektroniga.
Toome lihtsa analoogia: oletame, et aatomiorbitaalid on omamoodi "ruumid" "elanikele", milleks on elektronid. Praktikast on hästi teada, et üürnikud eelistavad võimalusel hõivata iga ruumi eraldi, mitte tungleda ühte.
Sarnane käitumine on iseloomulik ka elektronidele, mis kajastub Hundi reeglis:
Hundi reegel: aatomi püsiseisund vastab sellisele elektronide jaotusele energia alamtasemes, mille juures koguspinn on maksimaalne.
Minimaalse energiaga aatomi olekut nimetatakse põhiolekuks ja kõiki ülejäänuid aatomi ergastatud olekuteks.
Loeng 2. Elektrooniline konfiguratsioon
I ja II perioodi elementide aatomid
1 elektron | ||||||||||||||||||||||||||||
2 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
3 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
4 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
5 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
6 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
7 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
8 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
9 elektroni | ||||||||||||||||||||||||||||
10Ne | 10 elektroni | |||||||||||||||||||||||||||
Element kogu e- | elektrooniline konfiguratsioon | elektronide jaotus |
||||||||||||||||||||||||||
Seejärel eeldab Hundi reegli alusel lämmastiku põhiseisund kolme paaritu p-elektroni olemasolu (elektronide konfiguratsioon …2p3 ). Hapniku, fluori ja neooni aatomites toimub elektronide järjestikune paaritumine ja 2p alamtase täitub.
Pange tähele, et perioodilise tabeli kolmas periood algab naatriumi aatomiga,
mille konfiguratsioon (11 Na ... 3s1 ) on väga sarnane liitiumi omaga (3 Li ... 2s1 )
välja arvatud see, et peakvantarv n on kahe asemel kolm.
III perioodi elementide aatomite energia alamtasandite täitumine elektronidega on täpselt sama, mis täheldati II perioodi elementide puhul: magneesiumiaatom lõpetab 3s alamtasandi täitmise, seejärel asetatakse elektronid järjestikku alumiiniumist argoonini. 3p alamtase Hundi reegli järgi: esmalt asetatakse üksikud elektronid AO-le ( Al, Si, P), seejärel toimub nende paaristumine.
III perioodi elementide aatomid
11Na | |||||||||||||||||||||||||||
12 mg | |||||||||||||||||||||||||||
13Al | |||||||||||||||||||||||||||
14Si | |||||||||||||||||||||||||||
17Cl | |||||||||||||||||||||||||||
18Ar | |||||||||||||||||||||||||||
lühendatud | e- jaotus |
||||||||||||||||||||||||||
Loeng 2. Elektrooniline konfiguratsioon
Perioodilise tabeli neljas periood algab kaaliumi- ja kaltsiumi aatomites oleva 4s-alataseme täitmisega elektronidega. Nagu täitmise järjekorrast järeldub, siis tuleb 3d orbitaalide kord.
Seega võime järeldada, et d-AO täitumine elektronidega on 1 perioodi võrra “hiline”: IV perioodil täitub 3 (!) d-alataset).
Niisiis, Sc-st Zn-ni on 3d alamtase (10 elektroni) täidetud elektronidega, seejärel Ga-st Kr-ni 4p alamtase.
IV perioodi elementide aatomid
20Ca | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
21sc | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 | 4s2 3d1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
22ti | 4s2 3d2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
30 Zn | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 | 4s2 3d10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
31Ga | 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
36 Kr | 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
lühendatud | e- jaotus | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energia alamtasandite täitumine elektronidega perioodi V elementide aatomites on täpselt sama, mis täheldati IV perioodi elementide puhul.
(võtke ise lahti)
Kuuendal perioodil täidetakse 6s alamtase esmalt elektronidega (55 Cs aatomit ja
56 Ba) ja siis asub üks elektron lantaani 5d orbitaalil (57 La 6s2 5d1 ).
Järgmise 14 elemendi jaoks (58 kuni 71) täidetakse 4f alamtase, st. f-orbitaalide täitumine on 2 perioodi võrra “hiline”, samas kui elektron 5d alamtasandil säilib. Näiteks tuleks üles kirjutada tseeriumi elektrooniline konfiguratsioon
58 Ce 6s2 5d 1 4 f 1
Alates elemendist 72 (72 Hf) kuni elemendini 80 (80 Hg) on 5d alamtase "täidetud".
Seetõttu on hafniumi ja elavhõbeda elektroonilised konfiguratsioonid
72 Hf 6s2 5d 1 4 f 14 5d 1 või 72 Hf 6s2 4 f 14 5p 2 80 Hg 6s2 5p 1 4 f 14 5p 9 või 80 Hg 6s2 4 f 14 5p 10
Loeng 2. Elektrooniline konfiguratsioon
Samamoodi on VII perioodi elementide aatomite energia alamtasemed täidetud elektronidega.
Kvantarvude määramine elektroonilisest konfiguratsioonist
Mis on kvantarvud, kuidas need tekkisid ja milleks neid vaja on – vt 1. loeng.
Antud: elektrooniline konfiguratsioonikanne "3p 4"
Peamine kvantarv n on kirje esimene number, s.o. "3". n = 3 "3 p4", peamine kvantarv;
Sekundaarne (orbitaal-, asimuut-) kvantarv l on kodeeritud alamtasandi tähttähistusega. Täht p vastab arvule l = 1.
pilve kuju
l \u003d 1 "3p 4",
"hantel"
Elektronide jaotus alamtasandi sees Pauli printsiibi ja Hundi reegli järgi
m Є [-1; +1] - orbitaalid on samad (degenereerunud) energias n = 3, l = 1, m Є [-1; +1] (m = -1); s = + ½
n = 3, l = 1, m Є [-1; +1] (m = 0); s = + ½n = 3, l = 1, m Є [-1; +1] (m = +1); s = + ½ n = 3, l = 1, m Є [-1; +1] (m = -1); s = -½
Valentsitase ja valentselektronid
Valentsitase nimetatakse energia alamtasandite kogumiks, mis osalevad keemiliste sidemete moodustamises teiste aatomitega.
Valentselektronid on need, mis asuvad valentsi tasemel.
PSCE elemendid on jagatud 4 rühma
s-elemendid. Valentselektronid ns x . Kaks s-elementi on iga perioodi alguses.
p-elemendid. Valentselektronid ns 2 np x . Kuus p-elementi asuvad iga perioodi lõpus (v.a esimene ja seitsmes).
Loeng 2. Elektrooniline konfiguratsioon
d-elemendid. Valentselektronid ns 2 (n-1)d x. Kümme d-elementi moodustavad sekundaarseid alamrühmi, alustades IV perioodist ja asuvad s- ja p-elementide vahel.
f-elemendid. Valentselektronid ns 2 (n-1)d 1 (n-2)f x. Neliteist f-elementi moodustavad lantaniidide (4f) ja aktiniidide (5f) seeria, mis asuvad tabeli all.
Elektroonilised analoogid on osakesed, mida iseloomustavad sarnased elektroonilised konfiguratsioonid, st. elektronide jaotus alamtasandite vahel.
Näiteks
H 1s1 Li … 2s1 Na … 3s1 K … 4s1
Elektroonikanaloogidel on sarnased elektroonilised konfiguratsioonid, seega on nende keemilised omadused sarnased – ja need paiknevad sama alarühma elementide perioodilises süsteemis.
Elektrooniline "tõrge" (või elektrooniline "ülesõit")
Kvantmehaanika ennustab, et osakese olek on madalaima energiaga siis, kui kõik tasemed on täidetud elektronidega kas täielikult või poolenisti.
Sellepärast kroomi alarühma elementide jaoks(Cr, Mo, W, Sg) ja vase alarühma elemendid(Cu, Ag, Au) toimub 1 elektroni nihkumine s-lt - d- alamtasandile.
24 Cr 4s2 3d4 24 Cr 4s1 3d5 29 Cu 4s2 3d9 29 Cu 4s1 3d10
Seda nähtust nimetatakse elektrooniliseks "tõrkeks", seda tuleks meeles pidada.
Sarnane nähtus on omane ka f-elementidele, kuid nende keemia jääb meie kursuse raamest välja.
Pange tähele: p-elementide puhul EI järgita elektroonilist langust!
Kokkuvõttes tuleks järeldada, et elektronide arvu aatomis määrab selle tuuma koostis ja nende jaotuse (elektroonilise konfiguratsiooni) määravad komplektid
Loeng 2. Elektrooniline konfiguratsioon
kvantarvud. Elektrooniline konfiguratsioon omakorda määrab elemendi keemilised omadused.
Seetõttu on ilmne, et Lihtainete omadused, samuti ühendite omadused
elemendid on perioodilises sõltuvuses tuuma laengu suurusest
aatom (seerianumber).
Perioodiline seadus
Elementide aatomite põhiomadused
1. Aatomi raadius on kaugus tuuma keskpunktist välise energiatasemeni. AT
periood, kui tuuma laeng suureneb, aatomi raadius väheneb; rühmas,
vastupidi, energiatasemete arvu kasvades suureneb aatomi raadius.
Järelikult seerias O2- , F- , Ne, Na+ , Mg2+ - osakeste raadius väheneb, kuigi nende konfiguratsioon on sama 1s2 2s2 2p6 .
Mittemetallide puhul räägitakse kovalentsest raadiusest, metallide puhul metalliraadiusest, ioonide puhul ioonraadiusest.
2. Ionisatsioonipotentsiaal on energia, mis tuleb kulutada aatomist 1 eraldamiseks
elektron. Väikseima energia põhimõtte kohaselt eraldatakse esmalt täitumise mõttes viimane elektron (s- ja p-elementidel) ja välise energiataseme elektron (d- ja f-elementidel).
Perioodil tuuma laengu suurenedes ionisatsioonipotentsiaal kasvab - perioodi alguses on madala ionisatsioonipotentsiaaliga leelismetall, perioodi lõpus - inertgaas. Rühmas ionisatsioonipotentsiaalid nõrgenevad.
Ionisatsioonienergia, eV
3. Elektronide afiinsus - energia, mis vabaneb elektroni kinnitumisel aatomiga, s.o. aniooni moodustumisel. 4. Elektronegatiivsus (EO) on aatomite võime meelitada enda poole elektrontihedust. Erinevalt ionisatsioonipotentsiaalist, millele järgneb konkreetne mõõdetav füüsikaline suurus, on EO teatud suurus, mida saabainult arvutatud, seda ei saa mõõta. Teisisõnu, EO leiutasid inimesed, et kasutada seda teatud nähtuste selgitamiseks. Meie hariduslikel eesmärkidel on vaja meeles pidada muutuste kvalitatiivset järjekorda elektronegatiivsus: F > O > N > Cl > ... > H > ... > metallid. EO - aatomi võime nihutada oma elektrontihedust enda poole, - ilmselgelt, perioodi jooksul suureneb (kuna tuuma laeng suureneb - elektroni tõmbejõud ja aatomi raadius vähenevad) ja vastupidi, rühmas nõrgeneb. On lihtne mõista, et kuna periood algab elektropositiivse metalliga, ja lõpeb tüüpilise VII rühma mittemetalliga (inertgaase ei võeta arvesse), siis on EC muutuse määr perioodil suurem kui rühmas.
Loeng 2. Elektrooniline konfiguratsioon 5. Oksüdatsiooniaste on aatomi tingimuslik laeng keemilises ühendis, arvutatakse ligikaudselt, et kõik sidemed on moodustatud ioonidest. Minimaalne oksüdatsiooniaste määratakse selle järgi, kui palju elektrone aatom suudab vastu võtta tähistavad järjestust, milles aatomid on üksteisega ühendatud. Vaatleme eraldi iga aatomipaari ja tähistame noolega elektronide nihkumist paarist selle aatomini, mille EC on suurem kui (b). Järelikult nihkusid elektronid – ja tekkisid laengud – positiivselt ja negatiivselt: iga noole lõpus on laeng (-1), mis vastab 1 elektroni lisandumisele; noole alusel on laeng (+1), mis vastab 1 elektroni eemaldamisele. Saadud laengud on konkreetse aatomi oksüdatsiooniaste.
See on tänaseks kõik, tänan tähelepanu eest. Kirjandus 1. S.G. Baram, M.A. Iljin. Keemia suvekoolis. Proc. toetus / Novosib. olek un-t, Novosibirsk, 2012. 48 lk. 2. A.V. Manuilov, V.I. Rodionov. Keemia alused lastele ja täiskasvanutele. – M.: CJSC kirjastus Tsentrpoligraf, 2014. - 416 lk. - vt lk. 29-85. http://www.hemi.nsu.ru/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ülesanne 1. Kirjutage järgmiste elementide elektroonilised konfiguratsioonid: N, Si, F e, Kr , Te, W .
Lahendus. Aatomiorbitaalide energia suureneb järgmises järjekorras:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3p 4p 5s 4p 5p 6s 4f 5p 6p 7s 5f 6d.
Igal s-kihil (üks orbitaal) ei tohi olla rohkem kui kaks elektroni, p-kestal (kolm orbitaali) - mitte rohkem kui kuus, d-kestal (viis orbitaali) - mitte rohkem kui 10 ja f-kest (seitse orbitaali) - mitte rohkem kui 14.
Aatomi põhiolekus hõivavad elektronid madalaima energiaga orbitaale. Elektronide arv võrdub tuuma laenguga (aatom tervikuna on neutraalne) ja elemendi aatomnumbriga. Näiteks lämmastikuaatomil on 7 elektroni, millest kaks on 1s orbitaalidel, kaks on 2s orbitaalidel ja ülejäänud kolm elektroni on 2p orbitaalidel. Lämmastikuaatomi elektrooniline konfiguratsioon:
7 N : 1s 2 2s 2 2p 3 . Muude elementide elektroonilised konfiguratsioonid:
14 Si: 1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 2,
26 F e : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3p 6,
36 K r: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3p 10 3p 6,
52 Need : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3p 10 3p 6 5s 2 4p 10 5p 4,
74 Need : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3p 10 3p 6 5s 2 4p 10 5p 6 6s 2 4f 14 5p 4.
2. ülesanne. Millistel inertgaasidel ja milliste elementide ioonidel on sama elektrooniline konfiguratsioon kui kaltsiumi aatomist kõigi valentselektronide eemaldamisel tekkival osakesel?
Lahendus. Kaltsiumiaatomi elektronkiht on struktuuriga 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 . Kahe valentselektroni eemaldamisel moodustub Ca 2+ ioon konfiguratsiooniga 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Aatomil on sama elektrooniline konfiguratsioon Ar ja ioonid S 2-, Cl -, K +, Sc 3+ jne.
3. ülesanne. Kas Al 3+ iooni elektronid võivad olla järgmistel orbitaalidel: a) 2p; b) 1r; c) 3d?
Lahendus. Alumiiniumi aatomi elektrooniline konfiguratsioon: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . Al 3+ ioon moodustub kolme valentselektroni eemaldamisel alumiiniumi aatomist ja selle elektrooniline konfiguratsioon on 1s 2 2s 2 2p 6 .
a) elektronid on juba 2p orbitaalil;
b) vastavalt kvantarvule l (l = 0, 1, ... n -1) seatud piirangutele on n = 1 korral võimalik ainult väärtus l = 0, seega 1p orbitaali ei eksisteeri ;
c) elektronid võivad olla 3d orbitaalil, kui ioon on ergastatud olekus.
4. ülesanne. Kirjutage neoonaatomi elektrooniline konfiguratsioon esimeses ergastatud olekus.
Lahendus. Neoonaatomi elektrooniline konfiguratsioon põhiolekus on 1s 2 2s 2 2p 6 . Esimene ergastatud olek saadakse ühe elektroni üleminekul kõrgeimalt hõivatud orbitaalilt (2p) madalaimale vabale orbitaalile (3s). Neoonaatomi elektrooniline konfiguratsioon esimeses ergastatud olekus on 1s 2 2s 2 2p 5 3s 1 .
5. ülesanne. Milline on isotoopide 12 C ja 13 C , 14 N ja 15 N tuumade koostis?
Lahendus. Prootonite arv tuumas on võrdne elemendi aatomnumbriga ja on sama kõigi selle elemendi isotoopide puhul. Neutronite arv võrdub massiarvuga (näidatud elemendi numbri vasakus ülanurgas), millest on lahutatud prootonite arv. Sama elemendi erinevatel isotoopidel on erinev neutronite arv.
Nende tuumade koostis:
12C: 6p + 6n; 13C: 6p + 7n; 14 N: 7p + 7n; 15N: 7p + 8n.
Määrake, millistel seerias näidatud elementide aatomitel on välisenergia tasemel neli elektroni.
Vastus: 35
Selgitus:
Põhiliste alamrühmade elementide välise energiataseme (elektroonilise kihi) elektronide arv võrdub rühmaarvuga.
Seega sobivad esitatud vastustest räni ja süsinik, kuna. nad on tabeli neljanda grupi põhialagrupis D.I. Mendelejev (IVA rühm), s.o. Vastused 3 ja 5 on õiged.
Määrake, milliste aatomite real näidatud põhiolekus on paaritute elektronide arv välistasemel 1.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 24
Selgitus:
Baarium on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli teise rühma põhialarühma ja kuuenda perioodi element, seetõttu on selle väliskihi elektrooniline konfiguratsioon 6 s 2. Väljastpoolt 6 s s-orbitaalid, baariumiaatomil on 2 paariselektroni vastassuunaliste spinnidega (alamtasandi täielik täitumine).
Alumiinium on perioodilise süsteemi kolmanda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element ning alumiiniumi aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3lk 1:3 s alamtase (koosneb ühest s-orbitaalid) on 2 paaris elektroni vastassuunaliste spinnidega (täielik täitumine) ja 3 lk alamtasand – üks paaritu elektron. Seega on põhiolekus alumiiniumis välisel energiatasemel paaritute elektronide arv 1.
Lämmastik on perioodilise süsteemi viienda rühma põhialarühma ja teise perioodi element, lämmastikuaatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 2 s 2 2lk 3 : 2 võrra s- alamtasandil on 2 paaris elektroni, millel on vastupidised spinnid, ja 2 lk lk-orbitaalid ( px, py, pz) on kolm paaristamata elektroni, millest igaüks asub igal orbitaalil. Seega on põhiolekus alumiiniumis välisel energiatasemel paaritute elektronide arv 1.
Kloor on perioodilise süsteemi seitsmenda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element, klooriaatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3p5: 3 järgi s- alamtasandil on 2 paaris elektroni, millel on vastupidised spinnid, ja 3 lk alamtasand, mis koosneb kolmest lk-orbitaalid ( px, py, pz) - 5 elektroni: 2 paari paaritud elektrone orbitaalidel px, py ja üks paaritu - orbitaalidel pz. Seega on põhiolekus klooris paaritute elektronide arv välisel energiatasemel 1.
Kaltsium on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli teise rühma peamise alarühma ja neljanda perioodi element. Selle väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on sarnane baariumiaatomi elektroonilise konfiguratsiooniga. Väljastpoolt 4 s alamtasand, mis koosneb ühest s-orbitaalid, kaltsiumi aatomil on 2 paariselektroni vastassuunaliste spinnidega (alamtasandi täielik täitumine).
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomitel on kõik valentselektronid 4-s s-energia alamtase.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 25
Selgitus:
s 2 3lk 5 , s.o. kloori valentselektronid asuvad 3 s- ja 3 lk-alamtasandid (3. periood).
Kaalium on perioodilise süsteemi esimese rühma ja neljanda perioodi põhialarühma element ning kaaliumiaatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 4 s 1 , s.o. kaaliumiaatomi ainus valentselektron asub 4 s-alamtase (4. periood).
Broom on perioodilise süsteemi seitsmenda rühma põhialarühma ja neljanda perioodi element, broomi aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 4 s 2 4lk 5 , s.o. broomi aatomi valentselektronid asuvad 4-l s- ja 4 lk-alamtasandid (4. periood).
Fluor on perioodilise süsteemi seitsmenda rühma põhialarühma ja teise perioodi element, fluori aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 2 s 2 2p5, st. fluori aatomi valentselektronid asuvad 2s- ja 2p- alamtasandid. Fluori suure elektronegatiivsuse tõttu paikneb aga ainult üks elektron 2p- alatasand, osaleb keemilise sideme moodustamises.
Kaltsium on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli teise rühma põhialarühma ja neljanda perioodi element, selle väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 4 s 2 , st. valentselektronid asuvad 4 s-alamtase (4. periood).
Tehke kindlaks, milliste seerias näidatud elementide aatomitel on valentselektronid, mis asuvad kolmandal energiatasemel.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 15
Selgitus:
Kloor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli seitsmenda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element, kloori väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3lk 5 , s.o. kloori valentselektronid asuvad kolmandal energiatasandil (3. periood).
s 2 2lk 3 , st. lämmastiku valentselektronid asuvad teisel energiatasemel (2. periood).
Süsinik on perioodilise süsteemi neljanda rühma põhialarühma ja teise perioodi element, süsinikuaatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 2 s 2 2lk 2 , st. süsinikuaatomi valentselektronid asuvad teisel energiatasandil (2. periood).
Berüllium on perioodilise süsteemi teise rühma ja teise perioodi põhialarühma element, berülliumi aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 2 s 2 , st. berülliumi aatomi valentselektronid asuvad teisel energiatasandil (2. periood).
Fosfor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli viienda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element, selle väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3lk 3 , st. fosfori aatomi valentselektronid asuvad kolmandal energiatasandil (3. periood).
Määrake, millised aatomid seerias näidatud elementidest sisaldavad d Elektronide alamtasemeid pole.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 12
Selgitus:
Kloor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli seitsmenda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element, klooriaatomi elektrooniline konfiguratsioon on 1 s 2 2s 2 2lk 6 3s 2 3lk 5 , s.o. d Kloori aatomil puudub alamtase.
Fluor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli seitsmenda rühma põhialarühma ja teise perioodi element, fluori aatomi elektrooniline konfiguratsioon on 1 s 2 2s 2 2lk 5 , s.o. d-alataset fluori aatomi juures samuti ei eksisteeri.
Broom on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli seitsmenda rühma põhialarühma ja neljanda perioodi element, broomi aatomi elektrooniline konfiguratsioon on 1 s 2 2s 2 2lk 6 3s 2 3lk 6 4s 2 3d 10 4lk 5 , s.o. broomi aatomil on täielikult täidetud 3 d- alamtase.
Vask on perioodilise tabeli esimese rühma ja neljanda perioodi külgmise alamrühma element, vase aatomi elektrooniline konfiguratsioon on 1 s 2 2s 2 2lk 6 3s 2 3lk 6 4s 1 3d 10 , s.o. vase aatom on täielikult täidetud 3d- alamtase.
Raud on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli kaheksanda rühma ja neljanda perioodi külgmise alarühma element, raua aatomi elektrooniline konfiguratsioon on 1 s 2 2s 2 2lk 6 3s 2 3lk 6 4s 2 3d 6 , s.o. raua aatomil on täitmata 3d- alamtase.
Määrake aatomid, millesse seerias näidatud elementidest kuuluvad s-elemendid.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 15
Selgitus:
Heelium on D. I. Mendelejevi perioodilise süsteemi teise rühma põhialarühma ja esimese perioodi element, heeliumi aatomi elektrooniline konfiguratsioon on 1 s 2 , st. Heeliumi aatomi valentselektronid asuvad ainult peal 1s-alamtase, seega võib heeliumi omistada s-elemendid.
Fosfor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli viienda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element, fosfori aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3lk 3, seega viitab fosfor lk-elemendid.
s 2 3lk 1, seega kuulub alumiinium lk-elemendid.
Kloor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli seitsmenda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element, klooriaatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3s 2 3p 5, seega kuulub kloor lk-elemendid.
Liitium on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli esimese rühma põhialarühma ja teise perioodi element, liitiumi aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 2 s 1, seega kuulub liitium rühma s-elemendid.
Määrake, milliste aatomite ergastatud olekus real näidatud elementidest on välise energiataseme elektrooniline konfiguratsioon ns 1 np 2.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 12
Selgitus:
Boor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli kolmanda rühma põhialarühma ja teise perioodi element, boori aatomi elektrooniline konfiguratsioon põhiolekus on 2 s 2 2lk 1 . Kui boori aatom läheb ergastatud olekusse, muutub elektrooniline konfiguratsioon 2-ks s 1 2lk 2 elektronide hüppamise tõttu 2-st s- 2 p- orbitaal.
Alumiinium on perioodilise tabeli kolmanda rühma põhialarühma ja kolmanda perioodi element, alumiiniumi aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3lküks . Kui alumiiniumi aatom läheb ergastatud olekusse, muutub elektrooniline konfiguratsioon 3-ks s 1 3 lk 2 elektronide hüppamise tõttu 3-st s- 3 jaoks p- orbitaal.
Fluor on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli seitsmenda rühma põhialarühma ja teise perioodi element, fluori aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3lk 5 . Sel juhul on ergastatud olekus võimatu saada välise elektroonilise nivoo n elektroonilist konfiguratsiooni s 1n lk 2 .
Raud on D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli kaheksanda rühma ja neljanda perioodi külgmise alamrühma element, raua aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 4 s 2 3d 6. Sel juhul on ergastatud olekus võimatu saada ka välise elektroonilise nivoo n elektroonilist konfiguratsiooni s 1n lk 2 .
Lämmastik on perioodilise süsteemi viienda rühma ja teise perioodi põhialarühma element ning lämmastikuaatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 2 s 2 2lk 3 . Sel juhul on ergastatud olekus võimatu saada ka välise elektroonilise nivoo n elektroonilist konfiguratsiooni s 1n lk 2 .
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomite puhul on üleminek ergastatud olekusse võimalik.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 23
Selgitus:
Rubiidium ja tseesium - D. I. Mendelejevi perioodilise tabeli esimese rühma peamise alarühma elemendid on leelismetallid, mille aatomitel on välisenergia tasemel üks elektron. Kuna s-orbitaal nende elementide aatomite jaoks on väline, elektronil on võimatu hüpata s- peal lk-orbitaal ja seetõttu ei ole aatomi üleminek ergastatud olekusse iseloomulik.
Lämmastikuaatom ei ole võimeline ergastatud olekusse minema, sest tal on täidetud 2. energiatase ja sellel energiatasemel pole vabu orbitaale.
Alumiinium on keemiliste elementide perioodilise tabeli kolmanda rühma peamise alarühma element, alumiiniumi aatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 3 s 2 3lküks . Kui alumiiniumi aatom läheb ergastatud olekusse, hüppab elektron 3-st s- 3 jaoks p- orbitaal ja alumiiniumi aatomi elektrooniline konfiguratsioon muutub 3-ks s 1 3 lk 2 .
Süsinik on perioodilise tabeli neljanda rühma põhialarühma element, süsinikuaatomi väliskihi elektrooniline konfiguratsioon on 2 s 2 2p2. Kui süsinikuaatom läheb ergastatud olekusse, hüppab elektron 2-st s- 2 p- orbitaal ja süsinikuaatomi elektronkonfiguratsioon muutub 2s 1 2p 3 .
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomid vastavad välise elektroonilise kihi elektroonilisele konfiguratsioonile ns 2 np 3 .
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 23
Selgitus:
Välise elektronkihi elektrooniline konfiguratsioon ns 2 np 3 ütleb, et täidetav element on lk alatasand, st. see on lk-elemendid. Kõik lk-elemendid asuvad iga perioodi kuues viimases rakus rühmas, mille arv võrdub elektronide summaga s ja lk väliskihi alamtasandid, s.o. 2 + 3 \u003d 5. Seega on nõutavad elemendid lämmastik ja fosfor.
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomid on sarnase välise energiataseme konfiguratsiooniga.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 34
Nende elementide hulgas on broomil ja fluoril sarnane elektrooniline konfiguratsioon. Väliskihi elektroonilisel konfiguratsioonil on vorm ns 2 np 5
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomitel on täielikult täidetud teine elektrooniline tase.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 13
Selgitus:
Täidetud 2. elektroonilisel tasemel on väärisgaasi neoon, samuti mis tahes keemiline element, mis asub perioodilisuse tabelis pärast seda.
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomitel puudub välise energiataseme saavutamiseks 2 elektroni.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 34
Enne välise elektroonilise loodi valmimist on puudu 2 elektroni lk-kuuenda rühma elemendid. Tuletage seda kõike meelde lk-elemendid asuvad iga perioodi 6 viimases lahtris.
Määrake, milliste aatomite ergastatud olekus real näidatud elementidest on välise energiataseme n elektrooniline valem s 1n lk 3 .
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 24
Selgitus:
s 1n lk 3 ütleb meile, et välisel energiatasandil (elektroonilises kihis) on 4 elektroni (1+3). Nende elementide hulgas on ainult räni ja süsiniku aatomitel välistasandil 4 elektroni.
Nende elementide välise energiataseme elektrooniline konfiguratsioon põhiolekus on kujul n s 2n lk 2 ja ergastatud n s 1n lk 3 (süsiniku ja räni aatomite ergastamisel s-orbitaalsed elektronid lagunevad ja üks elektron siseneb vabasse lk-orbitaalne).
Määrake, milliste aatomite real põhiolekus näidatud elementidest on välise energiataseme n elektrooniline valem s 2n lk 4 .
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 25
Selgitus:
Välise energiataseme valem n s 2n lk 4 ütleb meile, et välisel energiatasandil (elektroonilises kihis) on 6 elektroni (2+4). Peamiste alarühmade elementide elektronide arv välisel elektroonilisel tasemel on alati võrdne rühma numbriga. Seega elektrooniline konfiguratsioon n s 2n lk Nende elementide hulgas on 4 seleeni- ja väävliaatomit, kuna need elemendid asuvad VIA rühmas.
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomitel on põhiolekus ainult üks paaritu elektron.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
Vastus: 25
Määrake, milliste elementide aatomid on välise elektroonilise taseme n konfiguratsiooniga s 2n lk 3 .
Vastus: 45
Määrake, milliste seerias näidatud elementide aatomid põhiolekus ei sisalda paarituid elektrone.
Kirjutage vastuseväljale valitud elementide numbrid.
>> Keemia: keemiliste elementide aatomite elektroonilised konfiguratsioonid
Šveitsi füüsik W. Pauli tegi 1925. aastal kindlaks, et ühes orbitaalis olevas aatomis ei saa olla rohkem kui kaks elektroni, millel on vastassuunalised (antiparalleelsed) spinnid (inglise keelest tõlgitud kui "spindle"), st neil on sellised omadused, mis võivad tinglikult kujutatakse ennast elektroni pöörlemisena ümber oma mõttelise telje: päri- või vastupäeva. Seda põhimõtet nimetatakse Pauli printsiibiks.
Kui orbitaalil on üks elektron, siis nimetatakse seda paarituks, kui neid on kaks, siis on need paaritud elektronid, see tähendab vastupidiste spinnidega elektronid.
Joonisel 5 on diagramm energiatasemete jaotusest alamtasanditeks.
S-orbitaal, nagu te juba teate, on sfääriline. Vesinikuaatomi elektron (s = 1) asub sellel orbitaalil ja on paaritu. Seetõttu kirjutatakse selle elektrooniline valem või elektrooniline konfiguratsioon järgmiselt: 1s 1. Elektroonilistes valemites tähistatakse energiataseme numbrit tähe ees oleva numbriga (1 ...), alamtaset (orbitaaltüüpi) tähistab ladina täht ja numbriga, mis on kirjutatud tähe paremasse ülaossa. täht (eksponentina) näitab elektronide arvu alamtasandil.
Heeliumiaatomi He puhul, millel on kaks paariselektroni samas s-orbitaalis, on see valem: 1s 2 .
Heeliumi aatomi elektronkiht on terviklik ja väga stabiilne. Heelium on väärisgaas.
Teisel energiatasemel (n = 2) on neli orbitaali: üks s ja kolm p. Teise taseme s-orbitaalelektronidel (2s-orbitaalidel) on suurem energia, kuna need asuvad tuumast suuremal kaugusel kui 1s-orbitaalelektronid (n = 2).
Üldiselt on iga n väärtuse kohta üks s-orbitaal, kuid selles on vastav hulk elektroni energiat ja seega ka vastava läbimõõduga, mis kasvab n väärtuse kasvades.
p-Orbital on hantli või helitugevuse kaheksa kujuga. Kõik kolm p-orbitaali paiknevad aatomis üksteisega risti piki ruumilisi koordinaate, mis on tõmmatud läbi aatomi tuuma. Tuleb veel kord rõhutada, et igal energiatasemel (elektroonilisel kihil), alates n = 2, on kolm p-orbitaali. Kui n väärtus suureneb, hõivavad elektronid p-orbitaalid, mis asuvad tuumast suurel kaugusel ja on suunatud piki x-, y- ja z-telge.
Teise perioodi (n = 2) elementide puhul täidetakse esmalt üks β-orbitaal ja seejärel kolm p-orbitaali. Elektrooniline valem 1l: 1s 2 2s 1. Elektron on nõrgemalt seotud aatomi tuumaga, nii et liitiumi aatom võib selle kergesti ära anda (nagu ilmselt mäletate, nimetatakse seda protsessi oksüdatsiooniks), muutudes Li + iooniks.
Berülliumi aatomis Be 0 asub 2s orbitaalil ka neljas elektron: 1s 2 2s 2 . Berülliumi aatomi kaks välimist elektroni eralduvad kergesti – Be 0 oksüdeerub Be 2+ katiooniks.
Boori aatomi juures asub viies elektron 2p orbitaalil: 1s 2 2s 2 2p 1. Lisaks on aatomid C, N, O, E täidetud 2p orbitaalidega, mis lõpevad väärisgaasi neooniga: 1s 2 2s 2 2p 6.
Kolmanda perioodi elementide puhul täidetakse vastavalt Sv- ja Sp-orbitaal. Viis kolmanda taseme d-orbitaali jäävad vabaks:
11 Na 1s 2 2s 2 Sv1; 17C11v22822r63r5; 18Ar P^Yor^3p6.
Mõnikord on elektronide jaotust aatomites kujutavatel diagrammidel näidatud ainult elektronide arv igal energiatasemel, see tähendab, et nad kirjutavad erinevalt ülaltoodud täielikest elektroonilistest valemitest üles keemiliste elementide aatomite lühendatud elektroonilised valemid. .
Suurte perioodide (neljas ja viies) elementide puhul hõivavad esimesed kaks elektroni vastavalt 4. ja 5. orbitaali: 19 K 2, 8, 8, 1; 38 Sr 2, 8, 18, 8, 2. Alates iga suure perioodi kolmandast elemendist lähevad järgmised kümme elektroni vastavalt eelmisele 3d- ja 4d-orbitaalile (sekundaarsete alamrühmade elementide puhul): 23 V 2 , 8, 11, 2; 26 Tr 2, 8, 14, 2; 40 Zr 2, 8, 18, 10, 2; 43 Tr 2, 8, 18, 13, 2. Eelmise d-alataseme täitmisel hakkab reeglina täituma välimine (vastavalt 4p- ja 5p) p-alatase.
Suurte perioodide elementide - kuues ja mittetäielik seitsmes - elektrooniline tase ja alamtasemed täidetakse elektronidega reeglina järgmiselt: kaks esimest elektroni lähevad välimisele β-alamtasemele: 56 Ba 2, 8, 18, 18, 8, 2; 87 gr 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1; järgmine üks elektron (Na ja Ac jaoks) eelmisele (p-alamtase: 57 La 2, 8, 18, 18, 9, 2 ja 89 Ac 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2).
Seejärel lähevad järgmised 14 elektroni väljastpoolt kolmandale energiatasemele vastavalt 4f ja 5f orbitaalidel lantaniidide ja aktiniidide jaoks.
Seejärel hakkab taas kogunema teine väline energiatase (d-alamtase): sekundaarsete alamrühmade elementide jaoks: 73 Ta 2, 8,18, 32,11, 2; 104 Rf 2, 8,18, 32, 32,10, 2, - ja lõpuks, alles pärast täielikku täitmist praeguse taseme kümne elektroniga, täidetakse välimine p-alatase uuesti:
86 Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8.
Väga sageli on aatomite elektronkestade ehitust kujutatud energia- või kvantrakkude abil – need panevad kirja nn graafilised elektroonilised valemid. Selle kirje puhul kasutatakse järgmist tähistust: iga kvantrakk on tähistatud lahtriga, mis vastab ühele orbitaalile; iga elektron on tähistatud spinni suunale vastava noolega. Graafilise elektroonilise valemi kirjutamisel tuleks meeles pidada kahte reeglit: Pauli printsiipi, mille kohaselt ei saa rakus olla rohkem kui kaks elektroni (orbitaalid, kuid antiparalleelsete spinnidega) ja F. Hundi reeglit, mille kohaselt elektronid hõivavad vabu rakke (orbitaale), asuvad kohas, kus nad on kõigepealt ükshaaval ja neil on samal ajal sama pöörlemisväärtus ning alles siis nad paarituvad, kuid spinnid on sel juhul Pauli põhimõtte kohaselt juba vastupidiselt suunatud.
Kokkuvõtteks vaatleme veel kord elementide aatomite elektrooniliste konfiguratsioonide kaardistamist D. I. Mendelejevi süsteemi perioodide lõikes. Aatomite elektroonilise ehituse skeemid näitavad elektronide jaotust üle elektrooniliste kihtide (energiatasemed). 
Heeliumi aatomis valmib esimene elektronikiht – selles on 2 elektroni.
Vesinik ja heelium on s-elemendid; nende aatomite s-orbitaal on täidetud elektronidega.
Teise perioodi elemendid
Kõigi teise perioodi elementide puhul täidetakse esimene elektronkiht ja elektronid täidavad teise elektronikihi e- ja p-orbitaalid vastavalt vähima energia põhimõttele (kõigepealt s- ja seejärel p) ja reeglitele. Pauli ja Hundi (tabel 2).
Neoonaatomis valmib teine elektronikiht – selles on 8 elektroni.
Tabel 2 Teise perioodi elementide aatomite elektronkestade struktuur
Tabeli lõpp. 2 
Li, Be - elementides.
B, C, N, O, F, Ne - p-elemendid, need aatomid on täidetud elektronidega p-orbitaalid.
Kolmanda perioodi elemendid
Kolmanda perioodi elementide aatomite puhul on esimene ja teine elektronikiht valmis, seetõttu täidetakse kolmas elektronikiht, milles elektronid võivad hõivata 3s, 3p ja 3d alamtasandi (tabel 3).
Tabel 3 Kolmanda perioodi elementide aatomite elektronkestade struktuur
Magneesiumi aatomi juures valmib 3s-elektroni orbitaal. Na ja Mg-s elemendid. 
Argooni aatomi väliskihis (kolmas elektronkihis) on 8 elektroni. Väliskihina on see terviklik, kuid kokku võib kolmandas elektronkihis, nagu te juba teate, olla 18 elektroni, mis tähendab, et kolmanda perioodi elementidel on täitmata 3d orbitaalid.
Kõik elemendid Al-st Ag-ni on p-elemendid. s- ja p-elemendid moodustavad perioodilise süsteemi peamised alarühmad.
Kaaliumi ja kaltsiumi aatomitele ilmub neljas elektronikiht ning 4s alamtase on täidetud (tabel 4), kuna sellel on madalam energia kui 3d alamtasandil. Neljanda perioodi elementide aatomite graafiliste elektronvalemite lihtsustamiseks: 1) tähistame argooni tinglikult graafilist elektronvalemit järgmiselt:
Ar;
2) me ei kujuta nende aatomite jaoks täitmata alamtasemeid.
Tabel 4 Neljanda perioodi elementide aatomite elektronkestade struktuur
K, Ca - põhialarühmadesse kuuluvad s-elemendid. Aatomite puhul Sc-st Zn-ni on 3d alamtase täidetud elektronidega. Need on 3D-elemendid. Need kuuluvad sekundaarsetesse alamrühmadesse, neil on eelväline elektronkiht täidetud, neid nimetatakse üleminekuelementideks.
Pöörake tähelepanu kroomi ja vase aatomite elektronkestade struktuurile. Nendes toimub ühe elektroni "tõrge" 4n- alamtasandilt 3d, mis on seletatav saadud elektrooniliste konfiguratsioonide 3d 5 ja 3d 10 suurema energiastabiilsusega: 
Tsingi aatomis valmib kolmas elektronikiht - selles on täidetud kõik 3s, 3p ja 3d alamtasandid, kokku on neil 18 elektroni.
Tsingile järgnevates elementides täitub jätkuvalt neljas elektronkiht, 4p alamtase: elemendid Ga-st Kr-ni on p-elemendid. 
Krüptoni aatomi välimine kiht (neljas) on terviklik ja sellel on 8 elektroni. Kuid just neljandas elektronkihis, nagu teate, võib olla 32 elektroni; krüptooni aatomi alamtasandid 4d ja 4f jäävad endiselt täitmata.
Viienda perioodi elemendid täidavad alamtasemeid järgmises järjekorras: 5s-> 4d -> 5p. Ja on ka erandeid, mis on seotud elektronide "tõrgetega" 41 Nb, 42 MO jne puhul.
Kuuendal ja seitsmendal perioodil ilmuvad elemendid, st elemendid, milles täidetakse vastavalt kolmanda välise elektroonilise kihi 4f ja 5f alamtasandid.
4f elemente nimetatakse lantaniidideks.
5f-elemente nimetatakse aktiniidideks.
Elektrooniliste alamtasandite täitmise järjekord kuuenda perioodi elementide aatomites: 55 Сs ja 56 Ва - 6s-elemendid;
57 La... 6s 2 5d 1 - 5d element; 58 Ce - 71 Lu - 4f elementi; 72 Hf - 80 Hg - 5d elemendid; 81 Tl- 86 Rn - 6p-elemendid. Kuid isegi siin on elemente, milles elektrooniliste orbitaalide täitmise järjekorda "rikutakse", mis on näiteks seotud pooleldi ja täielikult täidetud f alamtasandite suurema energiastabiilsusega, see tähendab nf 7 ja nf 14.
Sõltuvalt sellest, milline aatomi alamtasand on elektronidega täidetud viimati, jagatakse kõik elemendid, nagu te juba aru saite, neljaks elektrooniliseks perekonnaks või plokiks (joonis 7).
1) s-Elements; aatomi välistasandi β-alatasand on täidetud elektronidega; s-elementide hulka kuuluvad vesinik, heelium ning I ja II rühma peamiste alarühmade elemendid;
2) p-elemendid; aatomi välistasandi p-alatasand on täidetud elektronidega; p elemendid hõlmavad III-VIII rühmade põhialarühmade elemente;
3) d-elemendid; aatomi eelvälise tasandi d-alatasand on täidetud elektronidega; d-elemendid hõlmavad I-VIII rühma sekundaarsete alarühmade elemente, see tähendab suurte perioodide interkalaarsete aastakümnete elemente, mis paiknevad s- ja p-elementide vahel. Neid nimetatakse ka üleminekuelementideks;
4) f-elemendid, aatomi kolmanda välistasandi f-alatasand on täidetud elektronidega; nende hulka kuuluvad lantaniidid ja aktiniidid.
1. Mis juhtuks, kui Pauli põhimõtet ei austataks?
2. Mis juhtuks, kui Hundi reeglit ei austataks?
3. Koostage järgmiste keemiliste elementide aatomite elektronstruktuuri diagrammid, elektronvalemid ja graafilised elektronvalemid: Ca, Fe, Zr, Sn, Nb, Hf, Ra.
4. Kirjutage elemendi #110 elektrooniline valem, kasutades vastava väärisgaasi sümbolit.
Tunni sisu tunni kokkuvõte tugiraam õppetund esitlus kiirendusmeetodid interaktiivsed tehnoloogiad Harjuta ülesanded ja harjutused enesekontrolli töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö arutelu küsimused retoorilised küsimused õpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, skeemid huumor, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid kiibid uudishimulikele petulehtedele õpikud põhi- ja lisaterminite sõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikus tunnis uuenduse elementide fragmendi uuendamine õpikus vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid kalenderplaan aastaks aruteluprogrammi metoodilised soovitused Integreeritud õppetunnidElemendi elektrooniline konfiguratsioon on kirje elektronide jaotusest selle aatomites kestades, alamkihtides ja orbitaalides. Elektrooniline konfiguratsioon on tavaliselt kirjutatud nende põhiolekus olevate aatomite jaoks. Aatomi elektroonilist konfiguratsiooni, milles üks või mitu elektroni on ergastatud olekus, nimetatakse ergastatud konfiguratsiooniks. Põhiolekus oleva elemendi spetsiifilise elektroonilise konfiguratsiooni määramiseks on olemas järgmised kolm reeglit: Reegel 1: täitmise põhimõte. Täitmise põhimõtte kohaselt täidavad aatomi põhiolekus olevad elektronid orbiidid järjest suurenevate orbiidi energiatasemete järjekorras. Madalaima energiaga orbitaalid täidetakse alati esimesena.
Vesinik; aatomarv = 1; elektronide arv = 1
See üksik elektron vesinikuaatomis peab hõivama K-kesta s-orbitaali, kuna kõigist võimalikest orbitaalidest on tal madalaim energia (vt joonis 1.21). Sellel s-orbitaalil olevat elektroni nimetatakse ls-elektroniks. Põhiolekus oleval vesinikul on Is1 elektrooniline konfiguratsioon.
2. reegel: Pauli välistamise põhimõte. Selle põhimõtte kohaselt ei saa ühelgi orbitaalil olla rohkem kui kaks elektroni ja ainult siis, kui neil on vastupidised spinnid (ebavõrdsed spinniarvud).
liitium; aatomarv = 3; elektronide arv = 3
Madalaima energiaga orbitaal on 1s orbitaal. See võib vastu võtta ainult kaks elektroni. Nendel elektronidel peavad olema erinevad spinnid. Kui tähistame spinni +1/2 noolega üles ja spin -1/2 noolega alla, siis saab skemaatiliselt kujutada kahte elektroni, millel on samal orbitaalil vastassuunalised (antiparalleelsed) spinnid (joonis 1.27). )
Kaks samade (paralleelsete) spinnidega elektroni ei saa olla samal orbitaalil:
Kolmas elektron liitiumi aatomis peab hõivama orbitaali, mis on energia poolest madalaima orbitaali järel, st. 2c-orbitaal. Seega on liitiumil elektrooniline konfiguratsioon Is22s1.
3. reegel: Gundi reegel. Selle reegli järgi algab ühe alamkihi orbitaalide täitmine paralleelsete (sama märgiga) spinnidega üksikute elektronidega ja alles pärast seda, kui üksikud elektronid on hõivanud kõik orbitaalid, toimub orbitaalide lõplik täitumine vastandlike spinnidega elektronpaaridega. võib tekkida.
Lämmastik; aatomarv = 7; elektronide arv = 7 Lämmastiku elektrooniline konfiguratsioon on ls22s22p3. Kolm elektroni, mis asuvad 2p alamkihil, peavad asuma ükshaaval igal kolmel 2p orbitaalil. Sel juhul peavad kõigil kolmel elektronil olema paralleelsed spinnid (joonis 1.22).
Tabelis. 1.6 näitab aatomnumbritega 1 kuni 20 elementide elektroonilisi konfiguratsioone.
Tabel 1.6. Põhioleku elektroonilised konfiguratsioonid aatomnumbritega 1 kuni 20 elementide jaoks