ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронные структуры атомов и система элементов из "Электронные структуры атомов и химическая связь" Рассмотрим электронные структуры атомов в ряду атомов с последовательно возрастающим числом электронов, т. е. в соответствии с расположением элементов в системе Д. И. Менделеева. Для обозначения электронных структур воспользуемся электронными формулами. [c.68] Единственный электрон в атоме водорода Н, как ука-вывалось, занимает одно из двух возможных состояний на 15 Подуровне, и его электронная формула 15. В атоме с двумя электронами, в атоме гелия Не, оба его электрона занимают 15-подуровень, соответствующая формула 15. [c.68] В атоме бериллия Ве четыре электрона расположатся в соответствии с формулой 15 25% т. е. электроны в атоме Ве целиком заполняют -подуровни первого и второго уровней. [c.69] Число электронов в р-состоянии в каждом следующем атоме увеличивается на единицу, что приводит к последовательному возрастанию числа внешних электронов. [c.69] Десять электронов в атоме неона N6 полностью заселяют первые два энергетические уровня, поэтому одиннадцатый электрон следующего в ряду атома натрия Ыа открывает третий уровень, занимая самый энергетически выгодный из его подуровней — Зя-подуровень. Электронная формула атома Ка 1 25 р 35 . [c.69] В атоме аргона Аг на третьем уровне восемь электронов (два -электрона и шесть р-электронов). Максимально на третьем уровне может находиться 2-3 = 18 электронов таким образом, в атоме Аг на третьем уровне есть десять незаселенных мест — свободен весь З -подуровень (табл. 8). [c.69] Однако девятнадцатый электрон следующего в ряду атома, атома калия К, занимает место не на Зй-подуровне, а на 45-подуровне, так как, в соответствии с правилом Клечковского, 45-подуровень более энергетически выгоден, чем Зй-подуровень (в случае Зй-со-стояния +/==3+2=5, а в случае 45-состояния я+/= =4+0=4). В результате электронная формула атома К такова 15 25 р 35 р 45 . [c.70] Проанализируем закономерности в электронных структурах рассмотренных атомов. Выпишем с этой целью их электронные формулы в общий ряд (табл., 10). [c.70] В приведенном ряду атомов выделены атомы, в которых начинается заполнение нового, по сравнению с предыдущими атомами, электронного слоя. Каждый из отмеченных атомов содержит один -электрон, где — главное квантовое число для электронов внешнего в данном атоме слоя. Весь ряд элементов разбит таким образом на участки, в каждом из которых расположены атомы с определенным количеством частично или полностью заселенных электронных слоев. [c.70] Каждый из выделенных нами участков ряда с данным числом электронных слоев в атомах отвечает периоду в системе Д. И. Менделеева, номер которого равен количеству слоев в атомах, его составляющих. [c.71] Выясним теперь закономерность в ходе заполнения электронных слоев и оболочек (уровней и подуровней) в пределах каждого из малых периодов. В атомах водорода Н и гелия Не, составляющих первый период, электроны занимают Ь-подуровень. Аналогично в атомах лития и бериллия Ве, начинающих второй период, электроны, кроме -подуровня, заполняют 2 -подуровень, а в атомах натрия На и магния Mg, начинающих третий период, заполняют 3 -подуровень. [c.71] Элементы, в атомах которых впервые в ряду атомов заполняется одним или двумя электронами данный пз-подуровень, называются -элементами Н и Не — -элементы, Ы и Ве —2 -элементы, На и Mg — 3 -элементы и т. д. [c.71] Первый период исчерпывается двумя -элементами водородом Н и гелием Не. [c.71] Во втором периоде на протяжении шести элементов, следующих за двумя -элементами, заполняется р-подуро-вень второго уровня, от 2р у бора В до 2р у неона Не (табл. 10). В атоме каждого из этих шести элементов на внешнем уровне содержатся р-электроны. [c.71] Элементы, в атомах которых на внешнем уровне содержатся /7-электроны, называются /7-элементами. Шесть элементов, завершающих второй период — 2/7-элементы. В третьем периоде, после двух Зз-элементов, начинающих период, следуют шесть 3/7-элементов, которые завершают третий период (табл. 10). Таким образом, последние шесть элементов во втором и третьем периодах — это /7-элементы. [c.72] Из дальнейшего будет видно, что шесть р-элементов заключают любой период, кроме первого. Последние шесть элементов в четвертом периоде — 4/ -элементы, последние шесть элементов в пятом периоде — 5р-элементы и т. д. [c.72] мы выяснили, что первый период состоит из двух в-элементов, каждый из остальных малых периодов состоит из двух 5- и шести /7-элементов. Любой завершенный период, кроме первого, начинается двумя -элементами и заканчивается шестью / элементами. [c.72] Отметим, что на протяжении элементов первого периода до предела заполняется первый слой (два элемента в периоде, два места в первом слое). На протяжении элементов второго периода предельно заполняется второй слой (емкость второго слоя — восемь электронов, восемь элементов в пер иоде). В третьем периоде заполняется лишь восемь из восемнадцати возможных электронных мест в третьем электронном слое, а десять Зс -состояний в атоме аргона Аг, завершающем третий период, остаются вакантными. [c.72] За калием К следует кальций Са . ..Зз рЧв . [c.72] Чтобы электронная формула отражала порядок заполнения уровней и подуровней, ее для скандия 5с следовало бы написать так . .. З рЧя М , т. е. М-подуровень поместить после 45-подуровня. Иногда так и поступают. Однако чаще в электронных формулах энергетические уровни изображают в последовательности, в которой растет главное квантовое число. Мы будем пользоваться общепринятым обозначением электронных формул. [c.73] Вернуться к основной статье