ENERGIYA DARAJALARI

Parametr nomi	Ma'nosi
Maqola mavzusi:	ENERGIYA DARAJALARI
Rubrika (tematik toifa)	Ta'lim

ATOM TUZILISHI

1. Atom tuzilishi nazariyasining rivojlanishi. BILAN

2. Atomning yadrosi va elektron qobig'i. BILAN

3. Atom yadrosining tuzilishi. BILAN

4. Nuklidlar, izotoplar, massa soni. BILAN

5. Energiya darajalari.

6. Strukturaning kvant mexanik tushuntirishi.

6.1. Atomning orbital modeli.

6.2. Orbitallarni to'ldirish qoidalari.

6.3. s-elektronli orbitallar (atom s-orbitallari).

6.4. p-elektronli orbitallar (atom p-orbitallari).

6.5. d-f elektronli orbitallar

7. Ko'p elektronli atomning energiya quyi darajalari. Kvant raqamlari.

ENERGIYA DARAJALARI

Tuzilishi elektron qobiq atom atomdagi alohida elektronlarning turli energiya zahiralari bilan aniqlanadi. Atomning Bor modeliga muvofiq, elektronlar atomda aniq belgilangan (kvantlangan) energiya holatlariga mos keladigan pozitsiyalarni egallashi mumkin. Bu holatlar energiya darajalari deb ataladi.

Alohida energiya darajasida bo'lishi mumkin bo'lgan elektronlar soni 2n 2 formulasi bo'yicha aniqlanadi, bu erda n - arab raqamlari bilan belgilanadigan daraja soni 1 - 7. Birinchi to'rtta energiya darajasining maksimal to'ldirilishi c. . 2n 2 formula bo'yicha: birinchi daraja uchun - 2 elektron, ikkinchi - 8, uchinchi - 18 va to'rtinchi daraja uchun - 32 elektron. Ma'lum elementlarning atomlaridagi elektronlar bilan yuqori energiya darajalarini maksimal darajada to'ldirishga erishilmagan.

Guruch. 1 birinchi yigirma elementning energiya darajalarini elektronlar bilan to'ldirishni ko'rsatadi (vodorod H dan kaltsiy Ca, qora doiralar). Energiya darajalarini ko'rsatilgan tartibda to'ldirish orqali biz elementlar atomlarining eng oddiy modellarini olamiz, to'ldirish tartibini (rasmda pastdan yuqoriga va chapdan o'ngga) oxirgi elektron belgiga ishora qilguncha. mos keladigan element.Uchinchi energiya darajasida M(maksimal sig'imi 18 e -) Na - Ar elementlari uchun atigi 8 ta elektron bor, keyin to'rtinchi energiya darajasi qurila boshlaydi. N– K va Ca elementlari uchun unda ikkita elektron paydo bo'ladi. Keyingi 10 ta elektron yana darajani egallaydi M(elementlar Sc - Zn (ko'rsatilmagan), so'ngra N darajasi yana oltita elektron bilan to'ldirishda davom etadi (Ca-Kr elementlari, oq doiralar).

Guruch. 1

Guruch. 2

Agar atom asosiy holatda bo'lsa, unda uning elektronlari minimal energiya bilan darajalarni egallaydi, ya'ni har bir keyingi elektron energiya jihatidan eng qulay pozitsiyani egallaydi, masalan, rasmda. 1. Atomga energiyaning unga o'tkazilishi bilan bog'liq bo'lgan tashqi ta'sir ostida, masalan, isitish orqali elektronlar yuqori energiya darajalariga o'tkaziladi (2-rasm). Atomning bu holati odatda hayajonlangan deb ataladi. Pastroq energiya darajasida bo'shatilgan bo'shliq yuqori energiya darajasidan elektron tomonidan to'ldiriladi (foydali pozitsiya sifatida). O'tish paytida elektron oz miqdorda energiya beradi, bu darajalar orasidagi energiya farqiga mos keladi. Elektron o'tishlar natijasida xarakterli nurlanish paydo bo'ladi. So'rilgan (chiqariladigan) yorug'likning spektral chiziqlaridan atomning energiya darajalari haqida miqdoriy xulosa chiqarish mumkin.

Borning atomning kvant modeliga ko'ra, ma'lum bir elektronga ega energiya holati, atomda aylana orbita bo'ylab harakatlanadi. Bir xil miqdordagi energiyaga ega bo'lgan elektronlar yadrodan teng masofada joylashgan; har bir energiya darajasining o'ziga xos elektronlar to'plami bor, ularni Bor elektron qavat deb atagan. Biroq, Borning fikriga ko'ra, bir qatlamning elektronlari sferik sirt bo'ylab harakatlanadi, keyingi qatlamning elektronlari boshqa sferik sirt bo'ylab harakatlanadi. barcha sharlar atom yadrosiga mos keladigan markaz bilan bir-birining ichiga yozilgan.

ENERGIYA DARAJALARI - tushunchasi va turlari. "ENERGY DARAJALARI" toifasining tasnifi va xususiyatlari 2017, 2018.

E.N.Frenkel

Kimyo darslik

Kimyoni bilmagan, lekin o'rganmoqchi va tushunmoqchi bo'lganlar uchun qo'llanma

I qism. Elementlar umumiy kimyo
(birinchi qiyinchilik darajasi)

Davomi. 13, 18, 23/2007-sonlarning boshiga qarang

3-bob. Atomning tuzilishi haqida asosiy ma'lumotlar.
D.I.Mendeleyevning davriy qonuni

Atom nima ekanligini, atom nimadan iboratligini, atom kimyoviy reaktsiyalarda o'zgaradimi yoki yo'qligini eslang.

Atom musbat zaryadlangan yadro va manfiy zaryadlangan elektronlardan tashkil topgan elektr neytral zarradir.

Kimyoviy jarayonlarda elektronlar soni o'zgarishi mumkin, ammo yadro zaryadi har doim bir xil bo'lib qoladi. Atomda (atom tuzilishi) elektronlarning taqsimlanishini bilib, ma'lum bir atomning ko'plab xususiyatlarini, shuningdek, oddiy va murakkab moddalar, shu jumladan.

Atomning tuzilishi, ya'ni. yadro tarkibi va yadro atrofidagi elektronlarning taqsimlanishi elementning joylashuvi bilan osongina aniqlanishi mumkin. davriy jadval.

D.I.Mendeleyev davriy sistemasida kimyoviy elementlar ma’lum bir ketma-ketlikda joylashgan. Bu ketma-ketlik ushbu elementlarning atom tuzilishi bilan chambarchas bog'liq. Tizimdagi har bir kimyoviy element tayinlangan tartib raqam, qo'shimcha ravishda, siz uning uchun davr raqamini, guruh raqamini va kichik guruh turini belgilashingiz mumkin.

Maqola nashrining homiysi - "Megamech" onlayn-do'koni. Do'konda siz har qanday lazzat uchun mo'ynali mahsulotlarni topasiz - tulki, nutriya, quyon, mink, kumush tulki, arktik tulkidan tayyorlangan kurtkalar, yeleklar va mo'ynali kiyimlar. Shuningdek, kompaniya sizga hashamatli mo'ynali mahsulotlarni sotib olishni va maxsus tikuv xizmatlaridan foydalanishni taklif qiladi. Mo'ynali kiyimlardan ulgurji va chakana savdo - byudjet toifasidan hashamatli sinfgacha, 50% gacha chegirmalar, 1 yil kafolat, Ukraina, Rossiya, MDH va Evropa Ittifoqi mamlakatlari bo'ylab yetkazib berish, Krivoy Rogdagi ko'rgazma zalidan olib ketish, Ukrainaning etakchi ishlab chiqaruvchilari tovarlari , Rossiya, Turkiya va Xitoy. Siz "megameh.com" manzilida joylashgan veb-saytda mahsulot katalogini, narxlarini, kontaktlarini ko'rishingiz va maslahat olishingiz mumkin.

Kimyoviy elementning aniq "manzilini" - guruh, kichik guruh va davr raqamini bilib, siz uning atomining tuzilishini aniq aniqlashingiz mumkin.

Davr kimyoviy elementlarning gorizontal qatoridir. Zamonaviy davriy tizim etti davrdan iborat. Birinchi uchta davr kichik, chunki ular 2 yoki 8 elementni o'z ichiga oladi:

1-davr – H, He – 2 element;

2-davr – Li… Ne – 8 ta element;

3-davr – Na...Ar – 8 ta element.

Boshqa davrlar - katta. Ularning har biri 2-3 qator elementlardan iborat:

4-davr (2 qator) – K...Kr – 18 ta element;

6-davr (3 qator) - Cs ... Rn - 32 element. Bu davr bir qator lantanidlarni o'z ichiga oladi.

Guruh– kimyoviy elementlarning vertikal qatori. Hammasi bo'lib sakkizta guruh mavjud. Har bir guruh ikkita kichik guruhdan iborat: asosiy kichik guruh Va yon kichik guruh. Masalan:

Asosiy kichik guruh qisqa davrlar (masalan, N, P) va katta davrlar (masalan, As, Sb, Bi) kimyoviy elementlardan iborat.

Yon kichik guruh faqat uzoq davrdagi kimyoviy elementlardan hosil bo'ladi (masalan, V, Nb,
Ta).

Vizual ravishda, bu kichik guruhlarni ajratish oson. Asosiy kichik guruh "yuqori", u 1 yoki 2 davrdan boshlanadi. Ikkilamchi kichik guruh "past", 4-davrdan boshlanadi.

Shunday qilib, davriy tizimning har bir kimyoviy elementi o'z manziliga ega: davr, guruh, kichik guruh, seriya raqami.

Masalan, vanadiy V 4-davrning kimyoviy elementi, V guruh, ikkilamchi kichik guruh, seriya raqami 23.

Vazifa 3.1. Davr, guruh va kichik guruhni belgilang kimyoviy elementlar 8, 26, 31, 35, 54 seriya raqamlari bilan.

Vazifa 3.2. Kimyoviy elementning seriya raqami va nomini ko'rsating, agar u joylashganligi ma'lum bo'lsa:

a) 4-davrda VI guruh, ikkilamchi kichik guruh;

b) 5-davrda IV guruh, asosiy kichik guruh.

Elementning davriy sistemadagi o'rni haqidagi ma'lumot uning atomining tuzilishi bilan qanday bog'lanishi mumkin?

Atom yadrodan (ular musbat zaryadga ega) va elektronlardan (ular manfiy zaryadga ega) iborat. Umuman olganda, atom elektr neytraldir.

Ijobiy atom yadro zaryadi teng ishlab chiqarish raqami kimyoviy element.

Atom yadrosi murakkab zarrachadir. Atomning deyarli barcha massasi yadroda to'plangan. Kimyoviy element bir xil yadro zaryadiga ega bo'lgan atomlar to'plami bo'lganligi sababli, element belgisi yonida quyidagi koordinatalar ko'rsatilgan:

Ushbu ma'lumotlardan yadro tarkibini aniqlash mumkin. Yadro proton va neytronlardan iborat.

Proton p massasi 1 (1,0073 amu) va zaryadi +1 ga teng. Neytron n zaryadsiz (neytral) va uning massasi taxminan protonning massasiga teng (1,0087 a.u.m).

Yadro zaryadini protonlar belgilaydi. Bundan tashqari protonlar soni teng(hajmi bo'yicha) atom yadrosining zaryadi, ya'ni. ishlab chiqarish raqami.

Neytronlar soni N miqdorlar orasidagi farq bilan aniqlanadi: "yadro massasi" A va "seriya raqami" Z. Shunday qilib, alyuminiy atomi uchun:

N = A – Z = 27 –13 = 14n,

3.3-topshiriq. Tarkibni aniqlang atom yadrolari, agar kimyoviy element quyidagilarda bo'lsa:

a) 3-davr, VII guruh, asosiy kichik guruh;

b) 4-davr, IV guruh, ikkilamchi kichik guruh;

v) 5-davr, I guruh, asosiy kichik guruh.

Diqqat! Atom yadrosining massa sonini aniqlashda davriy jadvalda ko'rsatilgan atom massasini yaxlitlash kerak. Bu proton va neytronning massalari deyarli butun son bo'lganligi sababli amalga oshiriladi va elektronlar massasini e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Quyidagi yadrolardan qaysi biri bir xil kimyoviy elementga tegishli ekanligini aniqlaymiz:

A (20 R + 20n),

B (19 R + 20n),

20 DA R + 19n).

A va B yadrolari bir xil kimyoviy element atomlariga tegishli, chunki ular bir xil miqdordagi protonlarni o'z ichiga oladi, ya'ni bu yadrolarning zaryadlari bir xil. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, atomning massasi unga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi Kimyoviy xossalari.

Izotoplar - bu bir xil kimyoviy elementning atomlari (bir xil miqdordagi protonlar), ular massasi ( boshqa raqam neytronlar).

Izotoplar va ularning kimyoviy birikmalar jihatidan bir-biridan farq qiladi jismoniy xususiyatlar, lekin bitta kimyoviy element izotoplarining kimyoviy xossalari bir xil. Shunday qilib, uglerod-14 (14 C) izotoplari har qanday tirik organizmning to'qimalariga kiritilgan uglerod-12 (12 C) bilan bir xil kimyoviy xususiyatlarga ega. Farqi faqat radioaktivlikda namoyon bo'ladi (izotop 14 C). Shuning uchun izotoplar turli kasalliklarni tashxislash va davolash, ilmiy tadqiqotlar uchun ishlatiladi.

Keling, atomning tuzilishi tavsifiga qaytaylik. Ma'lumki, atom yadrosi kimyoviy jarayonlarda o'zgarmaydi. Nima o'zgarmoqda? Bu o'zgaruvchan bo'lib chiqadi umumiy soni atomdagi elektronlar va elektron taqsimoti. General neytral atomdagi elektronlar soni Buni aniqlash qiyin emas - bu seriya raqamiga teng, ya'ni. atom yadrosining zaryadi:

Elektronlar -1 manfiy zaryadga ega va ularning massasi ahamiyatsiz: proton massasining 1/1840 qismi.

Manfiy zaryadlangan elektronlar bir-birini itaradi va yadrodan har xil masofada joylashgan. Qayerda taxminan teng miqdorda energiyaga ega bo'lgan elektronlar taxminan joylashgan teng masofa yadrodan chiqadi va energiya darajasini hosil qiladi.

Atomdagi energiya darajalari soni kimyoviy element joylashgan davr soniga teng. Energiya darajalari shartli ravishda quyidagicha belgilanadi (masalan, Al uchun):

3.4-topshiriq. Kislorod, magniy, kaltsiy va qo'rg'oshin atomlaridagi energiya darajalari sonini aniqlang.

Har bir energiya darajasi cheklangan miqdordagi elektronlarni o'z ichiga olishi mumkin:

Birinchisi ikkitadan ko'p elektronga ega emas;

Ikkinchisida sakkizdan ortiq elektron mavjud emas;

Uchinchisida o'n sakkizdan ortiq elektron mavjud emas.

Bu raqamlar shuni ko'rsatadiki, masalan, ikkinchi energiya darajasi 2, 5 yoki 7 elektronga ega bo'lishi mumkin, lekin 9 yoki 12 elektronga ega bo'lishi mumkin emas.

Energiya darajasining raqamidan qat'i nazar, buni bilish muhimdir tashqi daraja(oxirgisi) sakkizdan ortiq elektronga ega bo'lishi mumkin emas. Tashqi sakkiz elektronli energiya darajasi eng barqaror va to'liq deb ataladi. Bunday energiya darajalari eng faol elementlarda - asil gazlarda uchraydi.

Qolgan atomlarning tashqi sathidagi elektronlar sonini qanday aniqlash mumkin? Buning uchun oddiy qoida mavjud: tashqi elektronlar soni teng:

Asosiy kichik guruhlarning elementlari uchun - guruh raqami;

Yon kichik guruhlarning elementlari uchun u ikkitadan ko'p bo'lishi mumkin emas.

Masalan (5-rasm):

3.5-topshiriq. Atom raqamlari 15, 25, 30, 53 bo'lgan kimyoviy elementlar uchun tashqi elektronlar sonini ko'rsating.

3.6-topshiriq. Davriy sistemadagi atomlari tashqi sathi tugallangan kimyoviy elementlarni toping.

Tashqi elektronlar sonini to'g'ri aniqlash juda muhim, chunki atomning eng muhim xususiyatlari ular bilan bog'liq. Shunday qilib, ichida kimyoviy reaksiyalar atomlar barqaror, to'liq tashqi darajaga ega bo'lishga intiladi (8 e). Shuning uchun, tashqi sathida kam elektronga ega bo'lgan atomlar ularni berishni afzal ko'radi.

Atomlari faqat elektronlar berishga qodir bo'lgan kimyoviy elementlar deyiladi metallar. Shubhasiz, metall atomining tashqi darajasida elektronlar kam bo'lishi kerak: 1, 2, 3.

Agar atomning tashqi energiya darajasida elektronlar ko'p bo'lsa, unda bunday atomlar tashqi energiya darajasi tugagunga qadar, ya'ni sakkiz elektrongacha elektronlarni qabul qilishga intiladi. Bunday elementlar deyiladi metall bo'lmaganlar.

Savol. Ikkilamchi kichik guruhlarning kimyoviy elementlari metallarmi yoki metall bo'lmaganlarmi? Nega?

Javob: Davriy jadvaldagi asosiy kichik guruhlarning metallari va metall bo'lmaganlari bordan astatingacha bo'lgan chiziq bilan ajratilgan. Ushbu chiziq ustida (va chiziqda) metall bo'lmaganlar, pastda - metallar. Yon kichik guruhlarning barcha elementlari ushbu chiziq ostida ko'rinadi.

3.7-topshiriq. Quyidagilar metallar yoki metall bo'lmaganlar ekanligini aniqlang: fosfor, vanadiy, kobalt, selen, vismut. Kimyoviy elementlarning davriy tizimidagi elementning o'rnini va tashqi qobiqdagi elektronlar sonidan foydalaning.

Qolgan darajalar va pastki darajalar bo'yicha elektronlarning taqsimlanishini kompilyatsiya qilish uchun siz quyidagi algoritmdan foydalanishingiz kerak.

1. Atomdagi elektronlarning umumiy sonini aniqlang (atom raqami bo'yicha).

2. Energiya darajalari sonini aniqlang (davr soni bo'yicha).

3. Tashqi elektronlar sonini aniqlang (kichik guruh turi va guruh raqami bo'yicha).

4. Oxirgidan oldingisidan tashqari barcha darajadagi elektronlar sonini ko'rsating.

Masalan, 1-4-bandlarga muvofiq marganets atomi uchun quyidagilar aniqlanadi:

Jami 25 e; taqsimlangan (2 + 8 + 2) = 12 e; Bu shuni anglatadiki, uchinchi darajada: 25 - 12 = 13 e.

Biz marganets atomida elektronlarning taqsimlanishini oldik:

3.8-topshiriq. 16, 26, 33, 37-sonli elementlar uchun atomlarning tuzilishi sxemalarini tuzib, algoritmni ishlab chiqing. Ularning metall yoki metall bo'lmaganligini ko'rsating. Javobingizni tushuntiring.

Atom tuzilishining yuqoridagi diagrammalarini tuzishda biz atomdagi elektronlar nafaqat darajalarni, balki ma'lum darajalarni ham egallashini hisobga olmadik. pastki darajalar har bir daraja. Pastki darajalarning turlari ko'rsatilgan lotin harflari bilan: s, p, d.

Mumkin bo'lgan pastki darajalar soni daraja soniga teng. Birinchi daraja bittadan iborat
s- pastki daraja. Ikkinchi daraja ikkita kichik darajadan iborat - s Va R. Uchinchi daraja - uchta pastki daraja - s, p Va d.

Har bir kichik daraja qat'iy cheklangan miqdordagi elektronni o'z ichiga olishi mumkin:

s-kichik darajadagi - 2e dan oshmasligi kerak;

p-pastki darajada - 6e dan oshmasligi kerak;

d-kichik darajadagi - 10e dan oshmasligi kerak.

Xuddi shu darajadagi pastki darajalar qat'iy belgilangan tartibda to'ldiriladi: spd.

Shunday qilib, R-agar quyi daraja to'ldirilmasa, to'ldirishni boshlay olmaydi s-ma'lum energiya darajasining pastki darajasi va boshqalar. Ushbu qoidaga asoslanib, marganets atomining elektron konfiguratsiyasini yaratish qiyin emas:

Umuman atomning elektron konfiguratsiyasi marganets quyidagicha yoziladi:

25 Mn 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 .

3.9-topshiriq. No 16, 26, 33, 37 kimyoviy elementlar uchun atomlarning elektron konfiguratsiyasini tuzing.

Nima uchun atomlarning elektron konfiguratsiyasini yaratish kerak? Bu kimyoviy elementlarning xossalarini aniqlash uchun. Shuni esda tutish kerakki, faqat valent elektronlar.

Valent elektronlar tashqi energiya darajasida bo'lib, to'liq emas
d-tashqi oldingi darajaning pastki darajasi.

Marganets uchun valentlik elektronlar sonini aniqlaymiz:

yoki qisqartirilgan: Mn... 3 d 5 4s 2 .

Atomning elektron konfiguratsiyasi formulasi bilan nimani aniqlash mumkin?

1. Bu qanday element - metall yoki metall bo'lmagan?

Marganets metalldir, chunki tashqi (to'rtinchi) daraja ikkita elektronni o'z ichiga oladi.

2. Metallga qanday jarayon xosdir?

Marganets atomlari har doim reaksiyalarda faqat elektronlardan voz kechadi.

3. Marganets atomi qanday elektronlardan va qanchadan voz kechadi?

Reaksiyalarda marganets atomi ikkita tashqi elektronni (ular yadrodan eng uzoqda joylashgan va u tomonidan eng zaif tortiladi), shuningdek, beshta tashqi elektronni beradi. d-elektronlar. Valentlik elektronlarining umumiy soni etti (2 + 5). Bunday holda, sakkizta elektron atomning uchinchi darajasida qoladi, ya'ni. tugallangan tashqi daraja shakllanadi.

Ushbu dalillar va xulosalarning barchasi diagramma yordamida aks ettirilishi mumkin (6-rasm):

Atomning hosil bo'lgan an'anaviy zaryadlari deyiladi oksidlanish holatlari.

Atomning tuzilishini hisobga olsak, xuddi shunday tarzda kislorod uchun odatiy oksidlanish darajasi -2 va vodorod uchun +1 ekanligini ko'rsatish mumkin.

Savol. Yuqorida olingan oksidlanish darajalarini hisobga olgan holda marganets qaysi kimyoviy element bilan birikma hosil qilishi mumkin?

JAVOB: Faqat kislorod bilan, chunki uning atomi qarama-qarshi zaryadli oksidlanish darajasiga ega. Tegishli marganets oksidlarining formulalari (bu erda oksidlanish darajasi ushbu kimyoviy elementlarning valentliklariga mos keladi):

Marganets atomining tuzilishi marganetsning yuqori oksidlanish darajasiga ega bo'lishi mumkin emasligini ko'rsatadi, chunki bu holda barqaror, hozir tugallangan, oldingi tashqi darajaga to'xtash kerak bo'ladi. Shuning uchun oksidlanish darajasi +7 eng yuqori, mos keladigan Mn 2 O 7 oksid esa eng yuqori marganets oksidi hisoblanadi.

Ushbu tushunchalarning barchasini birlashtirish uchun tellur atomining tuzilishini va uning ba'zi xususiyatlarini ko'rib chiqing:

Metall bo'lmagan holda, Te atomi tashqi darajani to'ldirishdan oldin 2 ta elektronni qabul qilishi va "qo'shimcha" 6 elektronni berishi mumkin:

Vazifa 3.10. Na, Rb, Cl, I, Si, Sn atomlarining elektron konfiguratsiyasini chizing. Bu kimyoviy elementlarning xossalarini, ularning eng oddiy birikmalarining formulalarini (kislorod va vodorod bilan) aniqlang.

Amaliy xulosalar

1. Kimyoviy reaktsiyalarda faqat oxirgi ikki darajada bo'lishi mumkin bo'lgan valentlik elektronlari ishtirok etadi.

2. Metall atomlari musbat oksidlanish darajasini qabul qilib, faqat valentlik elektronlarini (barcha yoki bir nechta) berishi mumkin.

3. Metall bo'lmaganlar atomlari manfiy oksidlanish darajalariga ega bo'lgan holda elektronlarni (sakkiztagacha etishmayotgan) qabul qilishi va valentlik elektronlarini (barcha yoki bir nechta) berishi mumkin, shu bilan birga ular ijobiy oksidlanish darajalarini oladi.

Keling, bir kichik guruhning kimyoviy elementlarining xususiyatlarini, masalan, natriy va rubidiyni solishtiramiz:
Na...3 s 1 va Rb...5 s 1 .

Ushbu elementlarning atom tuzilmalarida qanday umumiylik bor? Har bir atomning tashqi sathida bitta elektron faol metallardir. Metall faoliyati elektronlardan voz kechish qobiliyati bilan bog'liq: atom elektronlardan qanchalik oson voz kechsa, uning metall xususiyatlari shunchalik aniq bo'ladi.

Elektronlarni atomda nima ushlab turadi? Ularning asosiy diqqatga sazovor joylari. Elektronlar yadroga qanchalik yaqin bo'lsa, ular atom yadrosi tomonidan qanchalik kuchliroq tortilsa, ularni "yirtib tashlash" shunchalik qiyin bo'ladi.

Shunga asoslanib, biz savolga javob beramiz: qaysi element - Na yoki Rb - tashqi elektrondan osonroq voz kechadi? Qaysi element faolroq metall hisoblanadi? Shubhasiz, rubidium, chunki uning valentlik elektronlari yadrodan uzoqroqda joylashgan (va yadro tomonidan kamroq mahkamlangan).

Xulosa. Asosiy kichik guruhlarda yuqoridan pastgacha metall xossalari ortadi, chunki Atom radiusi oshadi va valent elektronlar yadroga kamroq tortiladi.

VIIa guruh kimyoviy elementlarining xossalarini solishtiramiz: Cl...3 s 2 3p 5 va men...5 s 2 5p 5 .

Ikkala kimyoviy element ham metall emas, chunki Tashqi darajani yakunlash uchun bitta elektron etishmayapti. Ushbu atomlar etishmayotgan elektronni faol ravishda jalb qiladi. Bundan tashqari, metall bo'lmagan atom etishmayotgan elektronni qanchalik kuchli jalb qilsa, uning metall bo'lmagan xususiyatlari (elektronlarni qabul qilish qobiliyati) shunchalik aniq namoyon bo'ladi.

Elektronning tortilishiga nima sabab bo'ladi? Atom yadrosining musbat zaryadi tufayli. Bundan tashqari, elektron yadroga qanchalik yaqin bo'lsa, ularning o'zaro tortishishi qanchalik kuchli bo'lsa, metall bo'lmaganlar faolroq bo'ladi.

Savol. Qaysi element aniqroq metall bo'lmagan xususiyatlarga ega: xlor yoki yod?

JAVOB: Shubhasiz, xlor bilan, chunki uning valentlik elektronlari yadroga yaqinroq joylashgan.

Xulosa. Kichik guruhlardagi nometallarning faolligi yuqoridan pastgacha kamayadi, chunki Atomning radiusi kattalashadi va yadroga etishmayotgan elektronlarni jalb qilish tobora qiyinlashadi.

Kremniy va qalayning xossalarini solishtiramiz: Si...3 s 2 3p 2 va Sn...5 s 2 5p 2 .

Ikkala atomning tashqi darajasida to'rtta elektron mavjud. Biroq, davriy jadvaldagi bu elementlar bor va astatinni bog'laydigan chiziqning qarama-qarshi tomonlarida joylashgan. Shuning uchun, belgisi B-At chizig'idan yuqorida joylashgan kremniy yanada aniqroq nometall xususiyatlarga ega. Aksincha, belgisi B-At chizig'idan past bo'lgan qalay kuchliroq metall xossalarini namoyish etadi. Bu qalay atomida yadrodan to'rtta valentlik elektron chiqarilishi bilan izohlanadi. Shuning uchun etishmayotgan to'rtta elektronni qo'shish qiyin. Shu bilan birga, beshinchi energiya darajasidan elektronlarning chiqishi juda oson sodir bo'ladi. Kremniy uchun ikkala jarayon ham mumkin, birinchisi (elektronlarni qabul qilish) ustunlik qiladi.

3-bob uchun xulosalar. Atomda tashqi elektronlar qancha kam bo'lsa va ular yadrodan qanchalik uzoqda bo'lsa, metall xossalari shunchalik kuchli bo'ladi.

Atomda tashqi elektronlar qanchalik ko'p bo'lsa va ular yadroga qanchalik yaqin bo'lsa, shunchalik ko'p metall bo'lmagan xususiyatlar paydo bo'ladi.

Ushbu bobda tuzilgan xulosalarga asoslanib, davriy jadvalning har qanday kimyoviy elementi uchun "xarakteristika" tuzilishi mumkin.

Xususiyat tavsifi algoritmi
joylashuviga ko'ra kimyoviy element
davriy jadvalda

1. Atom tuzilishining diagrammasini tuzing, ya'ni. Yadro tarkibini va elektronlarning energiya darajalari va pastki darajalari bo'yicha taqsimlanishini aniqlang:

Atomdagi proton, elektron va neytronlarning umumiy sonini aniqlang (atom raqami va nisbiy bo'yicha). atom massasi);

Energiya darajalari sonini aniqlang (davr raqami bo'yicha);

Tashqi elektronlar sonini aniqlang (kichik guruh turi va guruh raqami bo'yicha);

Oxirgidan oldingisidan tashqari barcha energiya darajalarida elektronlar sonini ko'rsating;

2. Valentlik elektronlar sonini aniqlang.

3. Berilgan kimyoviy elementda qaysi xossalar - metall yoki metall bo'lmaganlar ko'proq ifodalanganligini aniqlang.

4. Berilgan (qabul qilingan) elektronlar sonini aniqlang.

5. Kimyoviy elementning eng yuqori va eng past oksidlanish darajalarini aniqlang.

6. Ushbu oksidlanish darajalari uchun tuzing kimyoviy formulalar kislorod va vodorod bilan eng oddiy birikmalar.

7. Oksidning tabiatini aniqlang va uning suv bilan reaksiyasi tenglamasini tuzing.

8. 6-bandda ko'rsatilgan moddalar uchun tenglamalar tuzing xarakterli reaktsiyalar(2-bobga qarang).

Vazifa 3.11. Yuqoridagi sxemadan foydalanib, oltingugurt, selen, kaltsiy va stronsiy atomlari va bu kimyoviy elementlarning xossalari tavsifini tuzing. Qaysi umumiy xususiyatlar ularning oksidi va gidroksidlarini ko'rsating?

Agar siz 3.10 va 3.11 mashqlarni bajargan bo'lsangiz, unda nafaqat bir xil kichik guruh elementlarining atomlari, balki ularning birikmalari ham umumiy xususiyatlarga va o'xshash tarkibga ega ekanligini payqash oson.

D.I.Mendeleyevning davriy qonuni:kimyoviy elementlarning xossalari, shuningdek, ular hosil qilgan oddiy va murakkab moddalarning xossalari davriy ravishda ularning atomlari yadrolarining zaryadiga bog'liq.

Davriy qonunning fizik ma'nosi: kimyoviy elementlarning xossalari vaqti-vaqti bilan takrorlanadi, chunki valentlik elektronlarining konfiguratsiyasi (tashqi va oxirgi darajadagi elektronlarning taqsimlanishi) davriy ravishda takrorlanadi.

Shunday qilib, bir xil kichik guruhning kimyoviy elementlari valentlik elektronlarining bir xil taqsimlanishiga va shuning uchun o'xshash xususiyatlarga ega.

Masalan, beshinchi guruh kimyoviy elementlari beshta valentlik elektronga ega. Shu bilan birga, kimyoviy atomlarda asosiy kichik guruhlarning elementlari- barcha valentlik elektronlar tashqi sathda: ... ns 2 n.p. 3 qaerda n- davr raqami.

Atomlarda yon kichik guruhlarning elementlari Tashqi sathda faqat 1 yoki 2 elektron bor, qolganlari esa ichkarida d- tashqi oldingi darajaning pastki darajasi: ... ( n – 1)d 3 ns 2 qaerda n- davr raqami.

Vazifa 3.12. 35 va 42-sonli kimyoviy elementlar atomlari uchun qisqacha elektron formulalar tuzing, so'ngra algoritm bo'yicha bu atomlardagi elektronlarning taqsimlanishini tuzing. Sizning bashoratingiz amalga oshishiga ishonch hosil qiling.

3-bob uchun mashqlar

1. “Davr”, “guruh”, “kichik guruh” tushunchalarining ta’riflarini tuzing. Kimyoviy elementlarni tashkil etuvchi: a) davrlar qanday umumiy xususiyatlarga ega? b) guruh; c) kichik guruh?

2. Izotoplar nima? Izotoplar qanday xususiyatlar - fizik yoki kimyoviy - bir xil xususiyatlarga ega? Nega?

3. Formalash davriy qonun D.I.Mendeleyev. Tushuntirib bering jismoniy ma'no va misollar bilan tushuntiring.

4. Kimyoviy elementlarning metall xossalari qanday? Ular qanday qilib guruh ichida va davr ichida o'zgaradi? Nega?

5. Kimyoviy elementlarning metall bo'lmagan xususiyatlari qanday? Ular qanday qilib guruh ichida va davr ichida o'zgaradi? Nega?

6. 43, 51, 38-sonli kimyoviy elementlar uchun qisqa elektron formulalarni yozing. Yuqoridagi algoritmdan foydalanib, ushbu elementlar atomlarining tuzilishini tavsiflab, o'z taxminlaringizni tasdiqlang. Ushbu elementlarning xususiyatlarini belgilang.

7. Qisqa elektron formulalar bo'yicha

a) ...4 s 2 4p 1;

b) ...4 d 1 5s 2 ;

3 da d 5 4s 1

D.I.Mendeleyev davriy sistemasidagi tegishli kimyoviy elementlarning o‘rnini aniqlang. Ushbu kimyoviy elementlarni nomlang. Ushbu kimyoviy elementlar atomlarining tuzilishini algoritmga muvofiq tasvirlab, taxminlaringizni tasdiqlang. Ushbu kimyoviy elementlarning xususiyatlarini ko'rsating.

Davomi bor

Guruch. 7. Shakllar va yo'nalishlarni tasvirlash

s-,p-,d-, chegara sirtlari yordamida orbitallar.

Kvant sonim l chaqirdi magnit . U atom orbitalining fazoviy joylashuvini aniqlaydi va dan butun sonlarni oladi - l+ ga l nol orqali, ya'ni 2 l+ 1 qiymat (27-jadval).

Xuddi shu darajadagi orbitallar ( l= const) bir xil energiyaga ega. Bu holat deyiladi energiyada degeneratsiya. Shunday qilib p-orbital - uch marta, d- besh marta va f- yetti marta degeneratsiya. Chegara sirtlari s-,p-,d-, orbitallar rasmda ko'rsatilgan. 7.

s -orbitallar har qanday uchun sferik simmetrik n va bir-biridan faqat sharning kattaligi bilan farqlanadi. Ularning maksimal nosimmetrik shakli qachon ekanligi bilan bog'liq l= 0 va m l = 0.

27-jadval

Energiya pastki sathlaridagi orbitallar soni

Orbital kvant soni	Magnit kvant soni	Berilgan qiymatga ega orbitallar soni l
	m l
	–2, –1, 0, +1, +2
	–3, –2, –1, 0, +1, +2, +3

p -orbitallar qachon mavjud n≥ 2 va l= 1, shuning uchun kosmosda yo'nalishning uchta varianti mumkin: m l= –1, 0, +1. Barcha p-orbitallar orbitalni ikki hududga ajratuvchi tugun tekisligiga ega, shuning uchun chegara sirtlari bir-biriga nisbatan 90 ° burchak ostida kosmosda yo'naltirilgan gantellar shakliga ega. Ular uchun simmetriya o'qlari koordinata o'qlari bo'lib, ular belgilangan p x , p y , p z .

d -orbitallar kvant soni bilan aniqlanadi l = 2 (n≥ 3), bunda m l= –2, –1, 0, +1, +2, ya’ni ular fazoda orientatsiyaning beshta varianti bilan tavsiflanadi. d-koordinata o'qlari bo'ylab pichoqlar bilan yo'naltirilgan orbitallar belgilanadi d z² va d x ²– y² va koordinata burchaklarining bissektrisalari bo'ylab yo'naltirilgan pichoqlar - d xy , d yz , d xz .

Yetti f -orbitallar, mos keladi l = 3 (n≥ 4), chegara sirtlari sifatida tasvirlangan.

Kvant raqamlari n, l Va m atomdagi elektronning holatini to'liq tavsiflamaydi. Eksperimental ravishda elektronning yana bir xususiyati - spin borligi aniqlandi. Soddalashtirilgan tarzda, spin elektronning o'z o'qi atrofida aylanishi sifatida ifodalanishi mumkin. Spin kvant soni m s faqat ikkita ma'noga ega m s= ±1/2, tanlangan o'qga elektronning burchak momentumining ikkita proyeksiyasini ifodalaydi. Turli xil elektronlar m s yuqoriga va pastga qaragan strelkalar bilan ko'rsatilgan.

Atom orbitallarini to'ldirish ketma-ketligi

Atom orbitallarining (AO) elektronlar tomonidan populyatsiyasi eng kam energiya printsipi, Pauliya printsipi, Xund qoidasi va ko'p elektronli atomlar uchun - Klechkovskiy qoidasi bo'yicha amalga oshiriladi.

Eng kam energiya printsipi Bu orbitallarda elektron energiyasini oshirish uchun elektronlar AO larni to'ldirishni talab qiladi. Bu umumiy qoidani aks ettiradi - tizimning maksimal barqarorligi uning energiyasining minimaliga to'g'ri keladi.

Prinsip Pauli (1925) ko'p elektronli atomda bir xil kvant sonlari to'plamiga ega bo'lgan elektronlarning mavjudligini taqiqlaydi. Bu shuni anglatadiki, atom (yoki molekula yoki ion)dagi har qanday ikkita elektron kamida bitta kvant sonining qiymati bilan bir-biridan farq qilishi kerak, ya'ni bitta orbitalda har xil spinli (juftlangan) ikkitadan ortiq elektron bo'lishi mumkin emas. elektronlar). Har bir kichik daraja 2 tadan iborat l+ 2 tadan ko'p bo'lmagan 1 orbital (2 l+ 1) elektronlar. Bundan kelib chiqadiki, imkoniyatlar s-orbitallar - 2, p-orbitallar - 6, d-orbitallar - 10 va f-orbitallar - 14 elektron. Agar berilgan uchun elektronlar soni l yig'indisi 0 dan n– 1, keyin formulani olamiz Bora -Dafn qilmoq, bu berilgan bilan bir darajadagi elektronlarning umumiy sonini aniqlaydi n:

Ushbu formula elektron-elektron o'zaro ta'sirini hisobga olmaydi va qachon o'z kuchini yo'qotadi n ≥ 3.

Bir xil energiyaga ega bo'lgan orbitallar (degeneratsiya) mos ravishda to'ldiriladi qoida Gunda : Maksimal spinga ega elektron konfiguratsiyasi eng kam energiyaga ega. Bu shuni anglatadiki, agar p-orbitalda uchta elektron bo'lsa, ular quyidagicha joylashgan: , va umumiy spin S=3/2, va bu kabi emas: , S=1/2.

Klechkovskiy hukmronligi (eng kam energiya printsipi). Ko'p elektronli atomlarda, vodorod atomida bo'lgani kabi, elektronning holati bir xil to'rtta kvant sonining qiymatlari bilan belgilanadi, ammo bu holda elektron nafaqat yadro maydonida, balki maydonda ham bo'ladi. boshqa elektronlar. Shuning uchun ko'p elektronli atomlardagi energiya nafaqat asosiy, balki orbital kvant soni, aniqrog'i ularning yig'indisi bilan ham aniqlanadi: atom orbitallarining energiyasi yig'indisi ortib borishi bilan ortadin + l; agar miqdor bir xil bo'lsa, birinchi navbatda kichikroq daraja to'ldiriladinva kattal. Atom orbitallarining energiyasi qatorga qarab ortadi:

1s<2s<2p<3s<3p<4s≈3d<4p<5s≈4d<5p<6s≈4f≈5d<6p<7s≈5f≈6d<7p.

Shunday qilib, to'rtta kvant soni atomdagi elektronning holatini tavsiflaydi va elektronning energiyasini, spinini, elektron bulutining shaklini va uning kosmosdagi yo'nalishini tavsiflaydi. Atom bir holatdan ikkinchi holatga o'tganda, elektron bulutining qayta tuzilishi sodir bo'ladi, ya'ni kvant sonlarining qiymatlari o'zgaradi, bu atom tomonidan energiya kvantlarining yutilishi yoki chiqarilishi bilan birga keladi.

Malyugina 14. Tashqi va ichki energiya darajalari. Energiya darajasining to'liqligi.

Keling, atomlarning elektron qobig'ining tuzilishi haqida allaqachon bilganimizni qisqacha eslaylik:

ü atomning energiya darajalari soni = element joylashgan davr soni;

ü har bir energiya darajasining maksimal quvvati 2n2 formulasi yordamida hisoblanadi

ü tashqi energiya qobig'ida 1-davr elementlari uchun 2 dan ortiq elektron va boshqa davr elementlari uchun 8 dan ortiq elektron bo'lishi mumkin emas.

Kichik davrlar elementlarida energiya darajasini to'ldirish sxemasini tahlil qilishga yana bir bor qaytaylik:

Jadval 1. To'ldirish energiya darajalari

kichik davrlar elementlari uchun

Davr raqami	Energiya darajalari soni = davr raqami	Element belgisi, uning seriya raqami	Jami elektronlar	Elektronlarning energiya darajalari bo'yicha taqsimlanishi	Guruh raqami
				H +1 )1	+1 N, 1e-
		Ne + 2 ) 2	+2 Yo'q, 2e-
				Li + 3 ) 2 ) 1	+ 3 Li, 2e-, 1e-
		Ve +4 ) 2 )2	+ 4 Bo'l, 2e-,2 e-
		V +5 ) 2 )3	+5 B, 2e-, 3e-
		C +6 ) 2 )4	+6 C, 2e-, 4e-
		N + 7 ) 2 ) 5	+ 7 N, 2e-,5 e-
		O + 8 ) 2 ) 6	+ 8 O, 2e-,6 e-
		F + 9 ) 2 ) 7	+ 9 F, 2e-,7 e-
		Yo'q + 10 ) 2 ) 8	+ 10 Yo'q, 2e-,8 e-
				Na + 11 ) 2 ) 8 )1	+1 1 Na, 2e-, 8e-, 1e-
		Mg + 12 ) 2 ) 8 )2	+1 2 Mg, 2e-, 8e-, 2 e-
		Al + 13 ) 2 ) 8 )3	+1 3 Al, 2e-, 8e-, 3 e-
		Si + 14 ) 2 ) 8 )4	+1 4 Si, 2e-, 8e-, 4 e-
		P + 15 ) 2 ) 8 )5	+1 5 P, 2e-, 8e-, 5 e-
		S + 16 ) 2 ) 8 )6	+1 5 P, 2e-, 8e-, 6 e-
		Cl + 17 ) 2 ) 8 )7	+1 7 Cl, 2e-, 8e-, 7 e-
18 Ar		Ar+ 18 ) 2 ) 8 )8	+1 8 Ar, 2e-, 8e-, 8 e-

1-jadvalni tahlil qiling. Oxirgi energiya darajasidagi elektronlar soni va kimyoviy element joylashgan guruh sonini solishtiring.

Shuni payqadingizmi atomlarning tashqi energiya darajasidagi elektronlar soni guruh raqamiga to'g'ri keladi, qaysi elementda topilgan (geliydan tashqari)?

!!! Bu qoida haqiqatdir faqat elementlar uchun asosiy kichik guruhlar

Tizimning har bir davri inert element bilan tugaydi(geliy He, neon Ne, argon Ar). Ushbu elementlarning tashqi energiya darajasi elektronlarning maksimal mumkin bo'lgan sonini o'z ichiga oladi: geliy -2, qolgan elementlar - 8. Bular asosiy kichik guruhning VIII guruhining elementlari. Inert gazning energiya darajasining tuzilishiga o'xshash energiya darajasi deyiladi yakunlandi. Bu davriy jadvalning har bir elementi uchun energiya darajasining o'ziga xos kuch chegarasi. Oddiy moddalarning molekulalari - inert gazlar - bir atomdan iborat bo'lib, kimyoviy inertlik bilan ajralib turadi, ya'ni ular amalda kimyoviy reaktsiyalarga kirmaydi.

Qolgan PSHE elementlari uchun energiya darajasi inert elementning energiya darajasidan farq qiladi, bunday darajalar deyiladi. tugallanmagan. Ushbu elementlarning atomlari elektronlarni berish yoki qabul qilish orqali tashqi energiya darajasini yakunlashga intiladi.

O'z-o'zini nazorat qilish uchun savollar

1. Qanday energiya darajasi tashqi deb ataladi?

2. Qanday energiya darajasi ichki deyiladi?

3. Qanday energiya darajasi to'liq deyiladi?

4. Qaysi guruh va kichik guruh elementlari tugallangan energiya darajasiga ega?

5. Asosiy kichik guruhlar elementlarining tashqi energiya darajasidagi elektronlar soni qancha?

6. Bir asosiy kichik guruhning elementlari elektron darajadagi tuzilishida qanday o'xshash?

7. a) IIA guruh elementlari tashqi sathda nechta elektrondan iborat;

b) IVA guruhi; c) VII A guruh

Javobni ko'rish

1. Oxirgi

2. Oxirgisidan tashqari har qanday

3. Elektronlarning maksimal sonini o'z ichiga olgan. Va shuningdek, tashqi daraja, agar u birinchi davr uchun 8 ta elektronni o'z ichiga olsa - 2 elektron.

4. VIIIA guruh elementlari (inert elementlar)

5. Element joylashgan guruhning raqami

6. Tashqi energiya darajasidagi asosiy kichik guruhlarning barcha elementlari guruh raqami qancha elektronni o'z ichiga oladi

7. a) IIA guruh elementlari tashqi sathida 2 ta elektronga ega; b) IVA guruhi elementlari 4 ta elektronga ega; v) VII A guruh elementlari 7 ta elektronga ega.

Mustaqil hal qilish uchun vazifalar

1. Quyidagi belgilarga asoslanib elementni aniqlang: a) 2 ta elektron sathi bor, tashqi tomonida 3 ta elektron; b) 3 ta elektron sathi, tashqi tomonida 5 ta elektron bor. Ushbu atomlarning energiya darajalari bo'yicha elektronlarning taqsimlanishini yozing.

2. Qaysi ikkita atom bir xil miqdordagi to'ldirilgan energiya darajalariga ega?

Javobni ko'rish:

1. a) Kimyoviy elementning "koordinatalarini" o'rnatamiz: 2 elektron daraja - II davr; Tashqi darajadagi 3 ta elektron - III A guruhi. Bu bor 5B. Energiya darajalari bo'yicha elektron taqsimoti diagrammasi: 2e-, 3e-

b) III davr, VA guruhi, fosfor elementi 15P. Energiya darajalari bo'yicha elektron taqsimoti diagrammasi: 2e-, 8e-, 5e-

2. d) natriy va xlor.

Tushuntirish: a) natriy: +11 )2)8 )1 (to'ldirilgan 2) ←→ vodorod: +1)1

b) geliy: +2 )2 (to'ldirilgan 1) ←→ vodorod: vodorod: +1)1

c) geliy: +2 )2 (to'ldirilgan 1) ←→ neon: +10 )2)8 (to'ldirilgan 2)

*G) natriy: +11 )2)8 )1 (to'ldirilgan 2) ←→ xlor: +17 )2)8 )7 (to'ldirilgan 2)

4. O'n. Elektronlar soni = atom raqami

5 c) mishyak va fosfor. Xuddi shu kichik guruhda joylashgan atomlar bir xil miqdordagi elektronlarga ega.

Tushuntirishlar:

a) natriy va magniy (turli guruhlarda); b) kaltsiy va sink (bir guruhda, lekin turli kichik guruhlarda); * v) mishyak va fosfor (bir, asosiy, kichik guruhda) d) kislorod va ftor (turli guruhlarda).

7. d) tashqi sathdagi elektronlar soni

8. b) energiya darajalari soni

9. a) litiy (II davr IA guruhida joylashgan)

10. c) kremniy (IVA guruhi, III davr)

11. b) bor (2 daraja - IIdavr, tashqi darajadagi 3 elektron - IIIAguruh)

2. Atomlarning yadrolari va elektron qobiqlarining tuzilishi

2.6. Energiya darajalari va pastki darajalari

Atomdagi elektron holatining eng muhim xarakteristikasi elektronning energiyasi bo'lib, u kvant mexanikasi qonunlariga ko'ra, doimiy ravishda emas, balki keskin o'zgaradi, ya'ni. faqat juda aniq qiymatlarni qabul qilishi mumkin. Shunday qilib, atomda energiya darajalari to'plami mavjudligi haqida gapirish mumkin.

Energiya darajasi- energiya qiymatlari o'xshash bo'lgan AOlar to'plami.

Energiya darajalari raqamlangan bosh kvant soni n, bu faqat musbat butun qiymatlarni qabul qilishi mumkin (n = 1, 2, 3, ...). n qiymati qanchalik katta bo'lsa, elektronning energiyasi va bu energiya darajasi shunchalik yuqori bo'ladi. Har bir atom cheksiz ko'p energiya darajalarini o'z ichiga oladi, ularning ba'zilari atomning asosiy holatidagi elektronlar bilan to'ldirilgan, ba'zilari esa yo'q (bu energiya darajalari atomning qo'zg'aluvchan holatida joylashgan).

Elektron qatlam- ma'lum energiya darajasida joylashgan elektronlar to'plami.

Boshqacha qilib aytganda, elektron qatlam elektronlarni o'z ichiga olgan energiya darajasidir.

Elektron qatlamlarning birikmasi atomning elektron qobig'ini hosil qiladi.

Xuddi shu elektron qatlam ichida elektronlar energiya jihatidan bir oz farq qilishi mumkin va shuning uchun ular buni aytishadi energiya darajalari energiya quyi darajalariga bo'linadi(pastki qatlamlar). Berilgan energiya darajasi bo'linadigan pastki darajalar soni energiya darajasining asosiy kvant soniga teng:

N (shahar atrofi) = n (daraja) . (2.4)

Pastki darajalar raqamlar va harflar yordamida tasvirlangan: raqam energiya darajasining soniga (elektron qatlam), harf pastki darajalarni tashkil etuvchi AO ning tabiatiga mos keladi (s -, p -, d -, f -), masalan: 2p -pastki darajali (2p -AO, 2p -elektron).

Shunday qilib, birinchi energiya darajasi (2.5-rasm) bitta pastki darajadagi (1s), ikkinchisi - ikkitadan (2s va 2p), uchinchisi - uchtadan (3s, 3p va 3d), to'rtinchisi to'rtdan (4s, 4p, 4d va 4f) va boshqalar. Har bir kichik daraja ma'lum miqdordagi aktsiyadorlik jamiyatlarini o'z ichiga oladi:

N(AO) = n2. (2.5)

Guruch. 2.5. Birinchi uchta elektron qatlam uchun energiya darajalari va pastki darajalar diagrammasi

1. s-tipli AO barcha energiya darajalarida mavjud, p-tiplari ikkinchi energiya darajasidan boshlab, d-tip - uchinchidan, f-tip - to'rtinchidan va hokazo.

2. Berilgan energiya darajasida bitta s-, uchta p-, beshta d-, etti f-orbital bo'lishi mumkin.

3. Bosh kvant soni qanchalik katta bo'lsa, OAJ hajmi shunchalik katta bo'ladi.

Bitta AO ikkitadan ortiq elektronni o'z ichiga olmaydi, shuning uchun ma'lum bir energiya darajasidagi elektronlarning umumiy (maksimal) soni AO sonidan 2 baravar ko'p va quyidagilarga teng:

N (e) = 2n 2 . (2.6)

Shunday qilib, berilgan energiya darajasida maksimal 2 ta s tipidagi elektron, 6 ta p tipidagi elektron va 10 ta d tipidagi elektron bo'lishi mumkin. Hammasi bo'lib, birinchi energiya darajasida elektronlarning maksimal soni 2, ikkinchisida - 8 (2 s-tip va 6 p-tip), uchinchisida - 18 (2 s-tip, 6 p-tip va 10 ta). d-turi). Ushbu xulosalarni jadvalda umumlashtirish qulay. 2.2.

2.2-jadval

Bosh kvant soni, e soni o'rtasidagi bog'liqlik