paaritu elektron. Paaritu elektron Põhiolekus olev alumiiniumi aatom sisaldab

17.05.2020

Keemiline element- teatud tüüpi aatomid, mida tähistatakse nime ja sümboliga ning mida iseloomustab seerianumber ja suhteline aatommass.

Tabelis. 1 on levinud keemilised elemendid, on toodud sümbolid, millega neid tähistatakse (sulgudes - hääldus), seerianumbrid, suhtelised aatommassid, iseloomulikud oksüdatsiooniastmed.

Null elemendi oksüdatsiooniaste selles lihtne asi(ained) ei ole tabelis loetletud.

Kõigil ühe elemendi aatomitel on tuumas sama arv prootoneid ja kestas sama arv elektrone. Seega elemendi aatomis vesinik H on 1 p+ südamikus ja perifeerias 1 e- ; elemendi aatomis hapnikku Oh, mis asub 8 p+ tuumas ja 8 e- kestas; elemendi aatom alumiiniumist Al sisaldab 13 R+ tuumas ja 13 e- kestas.

Sama elemendi aatomid võivad tuumas olevate neutronite arvu poolest erineda, selliseid aatomeid nimetatakse isotoopideks. Niisiis, element vesinik H kolm isotoopi: vesinik-1 (erinimi ja sümbol protium 1 H) koos 1-ga p+ tuumas ja 1 e- kestas; vesinik-2 (deuteerium 2 H või D) 1-ga p+ ja 1 P 0 tuumas ja 1 e- kestas; vesinik-3 (triitium 3 N või T) 1-ga p+ ja 2 P 0 tuumas ja 1 e- kestas. Sümbolites 1 H, 2 H ja 3 H näitab ülaindeks massiarv on tuumas olevate prootonite ja neutronite arvu summa. Muud näited:

Elektrooniline valem mis tahes keemilise elemendi aatomi vastavalt selle asukohale D. I. Mendelejevi perioodilises elementide süsteemis saab määrata tabelist. 2.

Iga aatomi elektronkiht jaguneb energiatasemed(1, 2, 3 jne), tasemed jagunevad alamtasandid(tähistatud tähtedega s, p, d, f). Alamtasandid koosnevad aatomi orbitaalid– ruumipiirkonnad, kuhu elektronid tõenäoliselt jäävad. Orbitaalid on tähistatud kui 1s (s-alataseme 1. taseme orbitaal), 2 s, 2R, 3s, 3p, 3d, 4s… Orbitaalide arv alamtasanditel:

Aatomiorbitaalide täitumine elektronidega toimub vastavalt kolmele tingimusele:

1) minimaalse energia põhimõte

Elektronid täidavad orbitaale alates madalamast energia alamtasandist.

Alamtasandite energia suurenemise jada:

1s < 2c < 2lk < 3s < 3lk < 4s ? 3d < 4lk < 5s ? 4d < 5lk < 6s…

2)keelu reegel (Pauli põhimõte)

Igal orbitaalil võib olla kuni kaks elektroni.

Ühte elektroni orbitaalil nimetatakse paarituks, kahte elektroni - elektronide paar:

3) maksimaalse paljususe põhimõte (Hundi reegel)

Alamtasandil täidavad elektronid kõik orbitaalid kõigepealt poole võrra ja seejärel täielikult.

Igal elektronil on oma eripära - spin (tavaliselt tähistatud üles- või allanoolega). Elektronide spinnid liidetakse vektoritena, teatud arvu elektronide spinnide summa alamtasandil peab olema maksimaalselt(kordsus):

H-st pärit elementide aatomite tasemete, alamtasandite ja orbitaalide täitmine elektronidega (Z= 1) Kr (Z= 36) näidatud energia diagramm(numbrid vastavad täitmise järjestusele ja kattuvad elementide seerianumbritega):

Valminud energiadiagrammid tuletatakse elektroonilised valemid elemendi aatomid. Elektronide arv antud alamtaseme orbitaalidel on näidatud tähest paremal asuvas ülaindeksis (näiteks 3 d 5 on 5 elektroni 3 kohta d-alamtase); 1. taseme elektronid lähevad esimesena, seejärel 2., 3. jne. Valemid võivad olla täielikud ja lühikesed, viimased sisaldavad sulgudes vastava väärisgaasi sümbolit, mis annab edasi selle valemit, ja pealegi alates Zn , täidetud sisemine d-alamtase. Näited:

3 Li = 1 s 2 2 s 1 = [ 2 He] 2 s 1

8O = 1s2 2s 2 2p 4= [ 2Tema] 2s 2 2p 4

13 Al = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1= [ 10 Ne] 3s 2 3p 1

17 Cl = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5= [ 10 Ne] 3s 2 3p 5

2O Ca = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 4s 2= [ 18 Ar] 4s 2

21 Sc = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3d 1 4s 2= [ 18 Ar] 3d 1 4s 2

25 Mn = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3d 5 4s 2= [ 18 Ar] 3d 5 4s 2

26 Fe = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3d 6 4s 2= [ 18 Ar] 3d 6 4s 2

3O Zn = 1 s 2 2 s 2 2p 6 3 s 2 3p 6 3p 10 4s 2= [ 18 ar, 3 p 10 ] 4s 2

33 As = 1 s 2 2 s 2 2p 6 3 s 2 3p 6 3p 10 4s 2 4p 3= [ 18 ar, 3 p 10 ] 4s 2 4p 3

36 Kr = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 p 10 4s 2 4p 6= [ 18 ar, 3 p 10 ] 4s 2 4p 6

Sulgude väliseid elektrone nimetatakse valents. Nad osalevad keemiliste sidemete moodustamises.

Erandiks on:

24 kr = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3d 5 4s 1= [ 18 Ar] 3d 5 4s 1(mitte 3d 4 4s 2!),

29 Cu = 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3d 10 4s 1= [ 18 Ar] 3d 10 4s 1(mitte 3d 9 4s 2 !).

Näited A-osa ülesannetest

1. nimi, ei ole seotud vesiniku isotoopide suhtes

1) deuteerium

2) oksoonium

2. Metalli aatomi valentsi alamtasemete valem on

3. Raua aatomi põhiolekus paaritute elektronide arv on

4. Alumiiniumi aatomi ergastatud olekus paaritute elektronide arv on

5. Elektrooniline valem 3d 9 4s 0 vastab katioonile

6. Aniooni elektrooniline valem E 2- 3s 2 3p 6 vastab elemendile

7. Elektronide koguarv Mg 2+ katioonis ja F anioonis on

Iga ülesande 1-8, 12-16, 20, 21, 27-29 õige vastuse eest antakse 1 punkt.

Ülesanded 9–11, 17–19, 22–26 loetakse õigesti sooritatuks, kui numbrite jada on õigesti märgitud. Täieliku õige vastuse eest ülesannetes 9–11, 17–19, 22–26 antakse 2 punkti; ühe vea tegemisel - 1 punkt; vale vastuse (rohkem kui üks viga) või selle puudumise eest - 0 punkti.

Ülesande teooria:

1) F 2) S 3) I 4) Na 5) Mg

Määrake, milliste näidatud elementide aatomid on põhiolekus enne välise elektronkihi valmimist puudu ühe elektroniga.

Kaheksaelektroniline kest vastab inertgaasi kestale. Iga aine puhul perioodil, mil need paiknevad, vastavad need inertgaasile, neoonile fluori, argoonile väävlile, ksenoonile joodile, argoonile naatriumile ja magneesiumile, kuid loetletud elementidest puuduvad ainult fluor ja jood üks elektron kaheksaelektronilisele kestale, kuna nad kuuluvad seitsmendasse rühma.

Ülesande täitmiseks kasutage järgmist keemiliste elementide rida. Ülesande vastuseks on kolmest numbrist koosnev jada, mille alla on märgitud selle rea keemilised elemendid.

1) Ole 2) H 3) N 4) K 5) C

Määrake, milliste näidatud elementide põhiolekus aatomid sisaldavad sama palju paarituid elektrone.

4 Olge berüllium: 1 s 2 2 s 2

7 N Lämmastik: 1s 2 2s 2 2p 3

Paaritute elektronide arv – 1

6 C Süsinik: 1 s 2 2 s 2 2 p 2

1s2	2s 2	2p 3
↓	↓

Paaritute elektronide arv – 2

Seega on ilmne, et vesiniku ja kaaliumi puhul on paaritute elektronide arv sama.

Ülesande täitmiseks kasutage järgmist keemiliste elementide rida. Ülesande vastuseks on kolmest numbrist koosnev jada, mille alla on märgitud selle rea keemilised elemendid.

1) Ge 2) Fe 3) Sn 4) Pb 5) Mn

Määrake, milliste reas näidatud elementide aatomitel on valentselektronid nii s- kui ka d-alatasandil.

Selle ülesande lahendamiseks on vaja värvida elementide ülemine elektrooniline tase:

32 Ge Germaanium: 3d 10 4s 2 4p 2
26 Fe raud: 3d 6 4s 2
50 Sn Tina: 4p 10 5s 2 5p 2
82 Pb Plii: 4f 14 5p 10 6s 2 6p 2
25 Mn mangaan: 3d 5 4s 2

Raual ja mangaanil on valentselektronid s- ja d-alatasandil.

Ülesande täitmiseks kasutage järgmist keemiliste elementide rida. Ülesande vastuseks on kolmest numbrist koosnev jada, mille alla on märgitud selle rea keemilised elemendid.

1) Br 2) Si 3) Mg 4) C 5) Al

Määrake, milliste ergastatud olekus real näidatud elementide aatomitel on välise elektrooniline valem energia tase ns 1 np 3

Ergutamata oleku jaoks elektrooniline valem ns 1 np 3 hakkab esindama ns 2 np 2, vajame just selle konfiguratsiooni elemente. Kirjutame elementide ülemise elektroonilise taseme (või lihtsalt leiame neljanda rühma elemendid):

35 Br broom: 3d 10 4s 2 4p 5
14Si räni: 3s 2 3p 2
12 mg magneesiumi: 3 s 2
6 C Süsinik: 1s 2 2s 2 2p 2
13 Al alumiinium: 3s 2 3p 1

Räni ja süsiniku puhul langeb ülemine energiatase kokku soovitud

Ülesande täitmiseks kasutage järgmist keemiliste elementide rida. Ülesande vastuseks on kolmest numbrist koosnev jada, mille alla on märgitud selle rea keemilised elemendid.

1) Si 2) F 3) Al 4) S 5) Li

Määrake, millistel seerias näidatud elementide aatomitel on välisenergia tasemel neli elektroni.

Vastus: 35

Selgitus:

Põhiliste alarühmade elementide välise energiataseme (elektroonilise kihi) elektronide arv on võrdne 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 teise rühma ja kuuenda perioodi peamise alarühma element Perioodiline süsteem Seetõttu on D. I. Mendelejev 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 paariselektroni 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 ( p x, 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 ( p x, py, pz) - 5 elektroni: 2 paari paaritud elektrone orbitaalidel p x, 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. Elektrooniline konfiguratsioon selle välimine kiht 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, milliste seerias näidatud elementide aatomid on 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 Klooriaatomil 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 alamrühma 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 viis . 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 süsteemi esimese rühma peamise alarühma elemendid on leelismetallid, mille aatomitel on välisenergia tasemel üks elektron. Niivõrd kui 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 põhialarühma 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 väärtuselt 2 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 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 loodil 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 näidatud põhiolekus on välise energiataseme elektrooniline valem n 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 aatomite seerias näidatud põhiolekus on 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.

Paaritud elektronid

Kui orbitaalil on üks elektron, siis seda nimetatakse paaritu, ja kui on kaks, siis on paaritud elektronid.

Neli kvantarvu n, l, m, m s iseloomustavad täielikult elektroni energiaseisundit aatomis.

Arvestades erinevate elementide mitmeelektroniliste aatomite elektronkihi struktuuri, on vaja arvestada kolme põhisättega:

· Pauli põhimõte,

Väikseima energia põhimõte

Gundi reegel.

Vastavalt Pauli põhimõte Aatomil ei saa olla kahte elektroni, mille kõigi nelja kvantarvu väärtused on samad.

Pauli printsiip määrab elektronide maksimaalse arvu ühel orbitaalil, tasemel ja alamtasandil. Kuna AO-d iseloomustavad kolm kvantarvu n, l, m, siis võivad antud orbitaali elektronid erineda ainult spin-kvantarvu poolest Prl. Aga spin-kvantarv Prl võib olla ainult kaks väärtust + 1/2 ja - 1/2. Seetõttu ei saa ühel orbitaalil olla rohkem kui kaks erineva spinn-kvantarvuga elektroni.

Riis. 4.6. Ühe orbitaali maksimaalne võimsus on 2 elektroni.

Maksimaalne elektronide arv energiatasemel on 2 n 2 ja alamtasandil 2(2 l+ 1). Maksimaalne mahutatud elektronide arv erinevad tasemed ja alamtasandid, on toodud tabelis. 4.1.

Tabel 4.1.

Maksimaalne elektronide arv kvanttasemetel ja alamtasanditel

Energiatase	Energia alamtase	Magnetilise kvantarvu võimalikud väärtused m	Orbitaalide arv per	Maksimaalne elektronide arv ühe kohta
alamtasand	tasemel	alamtasand	tasemel
K (n=1)	s (l=0)
L (n=2)	s (l=0) lk (l=1)	–1, 0, 1
M (n=3)	s (l=0) lk (l=1) d (l=2)	–1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2
N (n=4)	s (l=0) lk (l=1) d (l=2) f (l=3)	–1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3

Orbitaalide elektronidega täitmise jada viiakse läbi vastavalt vähima energia põhimõte .

Väikseima energia põhimõtte kohaselt täidavad elektronid orbitaale energia suurenemise järjekorras.

Määratakse kindlaks orbitaalide täitmise järjekord Klechkovsky reegel: energia suurenemine ja vastavalt ka orbitaalide täitumine toimub põhi- ja orbitaalkvantarvude (n + l) summa suurenemise järjekorras ning kui võrdne summaga(n + l) - peakvantarvu n kasvavas järjekorras.

Näiteks elektroni energia alamtasemel 4s on väiksem kui alamtasemel 3 d, kuna esimesel juhul summa n+ l = 4 + 0 = 4 (tuletage see meelde s-orbitaalkvantarvu alamtaseme väärtus l= = 0) ja teises n+ l = 3 + 2 = 5 ( d- alamtase, l= 2). Seetõttu täidetakse kõigepealt alamtase 4 s ja siis 3 d(vt joonis 4.8).

Alamtasanditel 3 d (n = 3, l = 2) , 4R (n = 4, l= 1) ja 5 s (n = 5, l= 0) väärtuste summa P Ja l on samad ja võrdsed 5-ga. Summade väärtuste võrdsuse korral n Ja l esmalt täidetakse minimaalse väärtusega alamtase n, st. alamtase 3 d.

Vastavalt Klechkovsky reeglile suureneb aatomiorbitaalide energia seerias:

1s < 2s < 2R < 3s < 3R < 4s < 3d < 4R < 5s < 4d < 5lk < 6s < 5d »

"4 f < 6lk < 7s….

Sõltuvalt sellest, milline aatomi alamtase täidetakse viimasena, jagunevad kõik keemilised elemendid 4 elektrooniline perekond : s-, p-, d-, f-elemendid.

4 4d

3 4s

3lk

1 2s

Tasemed Alamtasemed

Riis. 4.8. Aatomiorbitaalide energia.

Nimetatakse elemente, mille aatomite välistasandi s-alamtase on viimasena täidetud s-elemendid . Kell s-elemendid on välise energiataseme valents-s-elektronid.

Kell p-elemendid välimise tasandi p-alatase täidetakse viimasena. Neis on valentselektronid lk- Ja s-välise tasandi alamtasandid. Kell d-elemendid täidetakse viimati d- välise-eelse taseme alamtase ja valents on s-elektronid välis- ja d- eelväliste energiatasemete elektronid.

Kell f-elemendid viimati täidetud f-kolmanda välise energiataseme alamtase.

Elektronide paigutamise järjekord ühele alamtasemele määratakse kindlaks Gundi reegel:

alamtasandi sees on elektronid paigutatud nii, et nende spinn-kvantarvude summal oleks absoluutväärtuses maksimaalne väärtus.

Teisisõnu, antud alamtasandi orbitaalid täidavad esmalt üks elektron, millel on sama spinn-kvantarvu väärtus, ja seejärel teine vastupidise väärtusega elektron.

Näiteks kui kolmes kvantelemendis on vaja jaotada 3 elektroni, siis igaüks neist paikneb eraldi rakus, s.t. hõivavad eraldi orbitaali:

∑Prl= ½ – ½ + ½ = ½.

Elektronide jaotusjärjestust energiatasemete ja alamtasandite vahel aatomi kestas nimetatakse selle elektrooniliseks konfiguratsiooniks ehk elektrooniliseks valemiks. Komponeerimine elektrooniline konfiguratsioon tuba energia tase (peamine kvantarv) on tähistatud numbritega 1, 2, 3, 4…, alamtasand (orbitaalkvantarv) - tähtedega s, lk, d, f. Elektronide arvu alamtasemel näitab arv, mis on kirjutatud alamtaseme sümboli ülaossa.

Aatomi elektroonilist konfiguratsiooni võib kujutada nn elektrooniline graafiline valem. See on elektronide paigutus kvantrakkudes, mis on aatomiorbitaali graafiline kujutis. Iga kvantrakk võib sisaldada mitte rohkem kui kahte elektroni, millel on erinevad spin-kvantarvud.

Mis tahes elemendi elektroonilise või elektroonilise graafilise valemi koostamiseks peaksite teadma:

1. Elemendi järgarv, s.o. selle tuuma laeng ja vastav elektronide arv aatomis.

2. Perioodi arv, mis määrab aatomi energiatasemete arvu.

3. Kvantarvud ja seos nende vahel.

Näiteks vesinikuaatomil aatomnumbriga 1 on 1 elektron. Vesinik on esimese perioodi element, nii et üks elektron hõivab esimese energiataseme. s väikseima energiaga orbitaal. Vesinikuaatomi elektrooniline valem näeb välja järgmine:

1 H 1 s 1 .

Vesiniku elektrongraafiline valem näeb välja järgmine:

Heeliumi aatomi elektroonilised ja elektrongraafilised valemid:

2 mitte 1 s 2

2 mitte 1 s

peegeldavad elektronkihi terviklikkust, mis määrab selle stabiilsuse. Heelium on väärisgaas, mida iseloomustab kõrge keemiline stabiilsus (inertsus).

Liitiumi aatomil 3 Li on 3 elektroni, see on II perioodi element, mis tähendab, et elektronid asuvad 2 energiatasandil. Kaks elektroni täituvad s- esimese energiataseme alamtase ja 3. elektron asub s- teise energiataseme alamtase:

3 lii 1 s 2 2s 1

Valence I

Liitiumi aatomi elektron asub 2-l s-alamtase, on tuumaga vähem kindlalt seotud kui esimese energiataseme elektronid, seetõttu keemilised reaktsioonid liitiumi aatom võib selle elektroni kergesti loovutada, muutudes Li + iooniks ( ja tema -elektriliselt laetud osake ). Sel juhul omandab liitiumioon väärisgaasi heeliumi stabiilse täieliku kesta:

3 lii + 1 s 2 .

Tuleb märkida, et paaritute (üksikute) elektronide arv määrab elemendi valents , st. selle võimet moodustada keemilised sidemed teiste elementidega.

Seega on liitiumi aatomil üks paaritu elektron, mis määrab selle valentsi ühega.

Berülliumi aatomi elektrooniline valem:

4 Ole 1s 2 2s 2 .

Berülliumi aatomi elektrooniline graafiline valem:

2 Valentsus on põhimõtteliselt

Osariik on 0

2. alamtaseme elektronid eralduvad berülliumist kergemini kui teised s 2, moodustades Be +2 iooni:

On näha, et heeliumi aatomil ja liitium 3 Li + ja berüllium 4 Be +2 ioonidel on sama elektronstruktuur, s.t. iseloomustatud isoelektrooniline struktuur.