Урок Част 1 - Страница 4
Разпределението на електроните в атомите на елементите по енергийни нива и поднива се нарича електронна формула (конфигурация). Така например, за натриев атом, електронната конфигурация ще изглежда така: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1, т.е.
Броят на електроните на подниво
1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
Правилото на Клечковски не е абсолютно, тъй като не взема предвид, че сдвоените електрони имат по-висока енергия от несдвоените. Така че в хромовия атом, в допълнение към появата на следващия електрон на 3d - орбиталата, един от 4s - електроните се прехвърля към същата орбитала (т.нар. „Приплъзване на електрона“). В следващия манганов атом този електрон се връща. Електронната формула за хром трябва да бъде 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 4. На външното ниво обаче хромният атом има не два електрона, а един: вторият електрон се "плъзна" върху d-поднивото на втория извън нивото. В този случай подредбата на електроните в хромовия атом е: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5. Среброто и златото, медта и никелът имат подобно приплъзване. Това се дължи на повишената енергийна стабилност на електронните структури, съответстващи на напълно заети енергийни поднива. Електронно приплъзване се наблюдава и в ниобий, паладий, платина.
Правилото на Хунд (Gunda). Когато се формира електронното подниво, електроните запълват максималния брой свободни орбитали, така че общата стойност на техния спин е най-голямата.
Например, за кислороден атом на 2p-подниво, съгласно правилото на Хунд, четири електрона са подредени, както следва:
В този случай броят на несдвоените електрони и общата стойност на въртенето им ще бъдат максимални. В този случай знакът на сумата няма значение. Това запълване на атомни орбитали с електрони съответства на принципа на най-малката енергия. Правилото на Хунд се изпълнява и при запълване на молекулярни орбитали с електрони .
В съответствие с принципа на Паули не повече от два електрона с противоположни спинове могат да бъдат в една атомна орбитала. Тъй като енергийното състояние на електрона се определя изцяло от квантовите числа, принципът на Паули може да бъде формулиран по следния начин: атом не може да има два електрона с еднакъв набор от четири квантови числа, т.е. всеки електрон в атома има свой собствен набор на квантовите числа. Следователно,
за атомна s-орбитала максималният брой електрони, които я запълват, е два, за p-орбитали - шест, за d-орбитали - десет, за f-орбитали - четиринадесет.
Електронът в атом или молекула може да бъде в по-ниско или по-високо енергийно състояние. В първия случай те говорят за основното (невъзбудено) състояние на атом или молекула, във втория - за възбудено състояние. .
Всичко казано се отнася за основното състояние на атома. В възбудено състояние (когато на атома се дава допълнителна енергия) работи само принципът на Паули.
По този начин, като се вземат предвид всички правила за запълване на електронни поднива, електронната конфигурация, например за атомите на калий и желязо, ще бъде написана, както следва:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6
Електроните, разположени в последното 4s-подниво (в калий и желязо), се наричат външни. Те имат максимална енергия и
в състояние да участва в изображението-
образуването на химическа връзка. Такива
електроните се наричат още валентност-
ним. В атомите на основните елементи
подгрупи (А) всички валентни електро-
ние сме на последната енергия-
тиково ниво, а броят им е
номер на група. Обаче в атомите
елементи на вторични подгрупи (B) на
има не повече от два електрона,
са на предпоследната енергия-
Фигура: 5. Енергийна диаграма
лентовите електрони също обикновено са равни на номера на групата. Например за кислородния атом валентността-
електрони - 2s 2 2p 4, а за мангановия атом - 3d 5 4s 2 .
За визуално представяне на енергийното състояние на електроните в атом се използват енергийни диаграми, т.е. схеми на последователно подреждане на енергийните нива (атомни орбитали) в атом. На фиг. 5. е енергийна диаграма, показваща енергийната последователност на електронните поднива.
2.5. Периодично право. Периодична таблица на химичните елементи D.I. Менделеев
Основният закон на естествената наука е открит и формулиран от руския химик Д. И. Менделеев през 1869 г .: свойствата на елементите и следователно свойствата на прости и сложни тела, образувани от тях, периодично зависят от тяхното атомно тегло. Од-
обаче физическото значение на закона остава неразбираемо дълго време, тъй като по това време няма идеи за сложната структура на атома. Данните за структурата на ядрото и за разпределението на електроните в атома позволиха да се разгледа по нов начин периодичният закон и да се представи съвременна формулировка: свойствата на простите тела, както и формите и свойствата на съединенията на елементи, периодично са зависими от заряда на ядрата на техните атоми .