ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение электронных оболочек атомов из "Пособие по химии для поступающих в ВУЗы" При химических реакциях ядро атома не претерпевает изменений. Изменению подвергаются электронные оболочки атомов, строением которых объясняются многие свойства химических элементов. Поэтому структуре электронных оболочек атомов всегда уделяется большое внимание при изучении химии. [c.49] Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется также орбиталью . В нем заключено / 90% электронного облака. [c.50] Электроны в атомах располагаются слоями (электронные слои), находящимися на определенном расстоянии от ядра и друг от друга. Электронные слои иначе называются электронными оболочками или энергетическими уровнями. [c.50] Целое число п, обозначающее номер уровня, называется главным квантовым числом. Оно характеризует запас энергии электронов, занимающих данный энергетический уровень. [c.50] Число энергетических уровней, или электронных оболочек, в атоме равно номеру периода, в котором находится элемент, у атомов элементов I периода — один уровень, у элементов П периода — два, у элементов П1 периода — три и т. д. [c.51] Наибольшее число электронов на энергетическом уровне равно удвоенному квадрату номера уровня, т. е. N=2n , где N — число электронов, п—номер уровня (считая от ядра), или главное квантовое число. [c.51] На каждой орбитали может находиться не более двух электронов — принцип Паули. Этот принцип поясняет формулу N=2n . В самом деле, если, например, на третьем уровне (п=3) содержится 3 =9 орбиталей, а на каждой орбитали по 2 электрона, то максимальное число электронов составит 2-3 =18. [c.52] Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным, если два, то это спаренные электроны. [c.52] В соответствии с теоретическими данными s-орбиталь обладает сферической симметрией, т. е. имеет форму шара. Примером может служить орбиталь атома водорода, п= (рис. 5). Такую орбиталь называют ls-орбиталью. Электрон, который движется по ls-орбитали, называется ls-электроном. [c.52] На втором уровне (п=2) имеется 4 орбитали, причем одна из них имеет сферическую симметрию. Она называется 2з-орбиталью. Очевидно, 25-электрон обладает более высокой энергией, а потому будет находиться на большем расстоянии от ядра, чем ls-электрон. Вообще, для каждого значения п существует одна сферически симметричная орбиталь. [c.52] Распределение электронов в атоме по энергетическим уровням и подуровням изображают в виде электронных формул. Покажем, как они составляются. [c.53] Орбиталь с минимальной энергией — это ls-орбиталь. У атома водорода она занята единственным электроном атома. Поэтому электронная формула или электронная конфигурация атома водорода имеет вид Isi. [c.53] Поскольку на одной орбитали могут находиться два эле трона, то оба электрона атома гелия размещаются на ls-орбитали. След з тельно, электронная формула гелия Is . Электронная оболочка Не о ень устойчива, это инертный газ. [c.53] У элементов II периода заполняется L-оболочка (п Г, причем сначала орбиталь s-подуровня, а затем три орбитали дуровня. Так, третий электрон в атоме Li занимает 25-орбиталь. rv.. л тронная формула Li ls 2si. Последний электрон 2si намного сл б.е связан с ядром атома, чем ls-электроны, поэтому атом лития может легко терять его, образуя ион Li+. [c.53] В атоме Ве четвертый электрон также размещается на 25-орбитали ls 2s2. Легче других электронов у Ве отрываются два 25-электрона с образованием иона Ве +. [c.53] Поскольку 25-орбиталь заполнена, то пятый электрон у атома В занимает 2р-орбиталь. Электронная формула атома бора ls 2s 2pi. [c.53] Читаются электронные формулы справа налево. Предыдущую формулу атома хлора С1 следует прочесть так пять пэ и два эс-электрона в третьем уровне, шесть пэ и два эс-электрона во втором уровне и два эс-электрона в первом уровне. [c.54] Очень часто структуру электронных оболочек изображают с помощью энергетических, или квантовых, ячеек — это так называемые графические электронные формулы. Каждая такая ячейка обозначается клеткой клетка — орбиталь, стрелка — электрон, направление стрелки — направление спина , свободная клетка — свободная орбиталь, которую может занимать электрон при возбуждении. По принципу Паули, в ячейке может быть один или два электрона (если два электрона, то они спарены). [c.54] Орбитали подуровня заполняются так сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами. Поскольку в 2р-подуровне три орбитали с одинаковой энергией, то каждый из двух 2р-электронов занял по одной орбитали (например, р и Ру). Одна орбиталь осталась свободной (р ). У атома углерода два неспаренных электрона. Справа от схемы в электронной формуле дана более подробная запись с указанием располо-жения электронов на р -, Ру- и р -орбиталях. И такую запись также иногда применяют. [c.54] Следовательно, у него три неспаренных электрона. Это отражено и в подробной электронной формуле (справа от схемы). [c.55] Вернуться к основной статье