پیکربندی الکترونیکی اتم cl. پیکربندی های الکترونیکی اتم های عناصر شیمیایی - هایپر مارکت دانش

در ابتدا عناصر موجود در جدول تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف مطابق با جرم اتمی و خواص شیمیایی آنها مرتب شده بودند، اما در واقع معلوم شد که نقش تعیین کننده را نه جرم اتم، بلکه بار هسته و بر این اساس، تعداد الکترون های یک اتم ایفا می کند. اتم خنثی

پایدارترین حالت یک الکترون در یک اتم عنصر شیمیاییمربوط به حداقل انرژی آن است و هر حالت دیگری برانگیخته نامیده می شود که در آن الکترون می تواند خود به خود به سطحی با انرژی کمتر حرکت کند.

بیایید در نظر بگیریم که الکترون ها چگونه در یک اتم در امتداد اوربیتال ها توزیع می شوند، یعنی. پیکربندی الکترونیکی یک اتم چند الکترونی در حالت پایه. برای ساخت پیکربندی الکترونیکیاز اصول زیر برای پر کردن اوربیتال ها با الکترون استفاده کنید:

- اصل پائولی (ممنوعیت) - یک اتم نمی تواند دو الکترون با یک مجموعه از هر 4 عدد کوانتومی داشته باشد.

- اصل کمترین انرژی (قوانین کلچکوفسکی) - اوربیتال ها به ترتیب افزایش انرژی اوربیتال ها با الکترون ها پر می شوند (شکل 1).

برنج. 1. توزیع انرژی اوربیتال های یک اتم هیدروژن مانند. n عدد کوانتومی اصلی است.

انرژی مداری به مجموع (n + l) بستگی دارد. اوربیتال ها با الکترون ها به ترتیب صعودی جمع (n + l) برای این اورتیتال پر می شوند. بنابراین، برای سطوح فرعی 3d و 4s، مجموع (n + l) به ترتیب برابر با 5 و 4 خواهد بود که در نتیجه ابتدا اوربیتال 4s پر می شود. اگر مجموع (n + l) برای دو اوربیتال یکسان باشد، اولین اوربیتال با مقدار کوچکتر n پر می شود. بنابراین، برای اوربیتال های 3d و 4p، مجموع (n + l) برای هر اوربیتال 5 خواهد بود، اما ابتدا اوربیتال 3d پر می شود. طبق این قوانین، ترتیب پر کردن اوربیتال ها به شرح زیر خواهد بود:

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

خانواده یک عنصر با توجه به انرژی با آخرین اوربیتال پر از الکترون تعیین می شود. با این حال، فرمول های الکترونیکی را نمی توان مطابق با سری انرژی نوشت.

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 رکورد صحیح پیکربندی الکترونیکی

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 3 وارد کردن اشتباه پیکربندی الکترونیکی

برای پنج عنصر d اول، ظرفیت (یعنی الکترون های مسئول تشکیل یک پیوند شیمیایی) مجموع الکترون ها در هر d و s است که در آخرین نوبت با الکترون ها پر شده است. برای عناصر p، ظرفیت مجموع الکترون هایی است که در سطوح فرعی s و p قرار دارند. برای عناصر s، ظرفیت الکترون هایی هستند که در سطح فرعی s سطح انرژی خارجی قرار دارند.

- قانون هوند - برای یک مقدار l، الکترون ها اوربیتال ها را به گونه ای پر می کنند که اسپین کل حداکثر باشد (شکل 2).

برنج. 2. تغییر در انرژی 1s -، 2s - 2p - اوربیتالهای اتمهای دوره دوم سیستم تناوبی.

نمونه هایی از ساخت پیکربندی های الکترونیکی اتم ها

نمونه هایی از ساخت پیکربندی های الکترونیکی اتم ها در جدول 1 آورده شده است.

جدول 1. نمونه هایی از ساخت پیکربندی های الکترونیکی اتم ها

	پیکربندی الکترونیکی	قوانین قابل اجرا

		اصل پائولی، قوانین کلچکوفسکی
		قانون هوند
	1s 2 2s 2 2p 6 4s 1	قوانین کلچکوفسکی

ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر چهار دوره اول: عناصر $ s- $، $ p- $ و $ d- $. پیکربندی الکترونیکی اتم حالت زمینی و برانگیخته اتم ها

مفهوم اتم در دنیای باستان برای تعیین ذرات ماده بوجود آمد. ترجمه شده از یونانی، اتم به معنای "تقسیم ناپذیر" است.

الکترون ها

استونی فیزیکدان ایرلندی بر اساس آزمایشات به این نتیجه رسید که الکتریسیته توسط کوچکترین ذرات موجود در اتمهای همه عناصر شیمیایی حمل می شود. در سال 1891، استونی پیشنهاد نامگذاری این ذرات را داد الکترون هاکه در زبان یونانی به معنای "کهربا" است.

چند سال پس از نامگذاری الکترون، فیزیکدان انگلیسی جوزف تامسون و فیزیکدان فرانسوی ژان پرین ثابت کردند که الکترون ها دارای بار منفی هستند. این کوچکترین بار منفی است که در شیمی به عنوان واحد $ (- 1) $ در نظر گرفته می شود. تامسون حتی توانست سرعت یک الکترون (برابر سرعت نور - 300000 دلار در ثانیه) و جرم یک الکترون (1836 دلار کمتر از جرم اتم هیدروژن) را تعیین کند.

تامسون و پرین قطب های یک منبع برق را به دو صفحه فلزی متصل کردند - یک کاتد و یک آند که به یک لوله شیشه ای لحیم شده و هوا از آن خارج می شد. هنگامی که ولتاژی حدود 10 هزار ولت به الکترودهای صفحه اعمال شد، تخلیه نورانی در لوله چشمک زد و ذرات از کاتد (قطب منفی) به آند (قطب مثبت) پرواز کردند که دانشمندان ابتدا آن را نامیدند. پرتوهای کاتدیو سپس متوجه شدند که این جریانی از الکترون ها است. برخورد الکترون ها با مواد خاصی که مثلاً روی صفحه تلویزیون اعمال می شود، باعث درخشش می شود.

نتیجه گیری شد که الکترون ها از اتم های ماده ای که کاتد از آن ساخته شده است خارج می شود.

الکترون‌های آزاد یا شار آن‌ها را می‌توان به روش‌های دیگری نیز به‌دست آورد، مثلاً با گرم کردن یک سیم فلزی یا با نور تابیده شده روی فلزات تشکیل‌شده توسط عناصر زیرگروه اصلی گروه I جدول تناوبی (مثلاً سزیم).

وضعیت الکترون ها در یک اتم

وضعیت یک الکترون در یک اتم به عنوان مجموعه ای از اطلاعات در مورد درک می شود انرژییک الکترون خاص در فضاکه در آن قرار دارد. ما قبلاً می دانیم که یک الکترون در یک اتم هیچ مسیر حرکتی ندارد، یعنی. ما فقط می توانیم در مورد آن صحبت کنیم احتمالاتیافتن آن در فضای اطراف هسته این می تواند در هر قسمت از این فضای اطراف هسته قرار گیرد و مجموع موقعیت های مختلف آن به عنوان یک ابر الکترونی با چگالی مشخصی از بار منفی در نظر گرفته می شود. به طور تصویری، می‌توان چنین تصور کرد: اگر پس از صدم یا میلیونیم ثانیه، عکس‌برداری از موقعیت الکترون در اتم، مانند تصویر پایان، ممکن بود، در این صورت الکترون در چنین عکس‌هایی به‌عنوان یک نشان داده می‌شد. نقطه. همپوشانی تعداد بی‌شماری از این قبیل عکس‌ها منجر به تصویری از ابر الکترونی با بالاترین چگالی در جایی که بیشتر این نقاط وجود دارد، می‌شود.

شکل "برش" چنین چگالی الکترونی را در یک اتم هیدروژن که از هسته عبور می کند نشان می دهد و خط چین کره ای را مشخص می کند که در داخل آن احتمال تشخیص یک الکترون 90٪ دلار است. نزدیکترین کانتور به هسته، منطقه ای از فضا را پوشش می دهد که در آن احتمال تشخیص الکترون 10٪ $ است، احتمال تشخیص یک الکترون در داخل کانتور دوم از هسته 20٪ $، در داخل سوم - $ ≈ است. 30% دلار و غیره مقداری عدم قطعیت در وضعیت الکترون وجود دارد. برای توصیف این حالت خاص، فیزیکدان آلمانی دبلیو هایزنبرگ مفهوم اصل عدم قطعیت، یعنی نشان داد که تعیین همزمان و دقیق انرژی و مکان الکترون غیرممکن است. هرچه انرژی الکترون دقیق تر تعیین شود، موقعیت آن نامشخص تر است و برعکس، با تعیین موقعیت، تعیین انرژی الکترون غیرممکن است. ناحیه احتمال تشخیص یک الکترون مرز مشخصی ندارد. با این حال، می توان فضایی را که در آن احتمال یافتن الکترون حداکثر است، مشخص کرد.

فضای اطراف هسته اتم که احتمال یافتن الکترون در آن بیشتر است، اوربیتال نامیده می شود.

تقریباً 90٪ از ابر الکترونی را شامل می شود، به این معنی که حدود 90٪ از مواقع الکترون در این قسمت از فضا است. با توجه به شکل، 4 دلار از انواع اوربیتال های شناخته شده فعلی وجود دارد که با حروف لاتین $ s، p، d $ و $ f $ نشان داده می شود. نمایش گرافیکی برخی از اشکال اوربیتال های الکترونی در شکل نشان داده شده است.

مهمترین مشخصه حرکت یک الکترون در یک اوربیتال خاص، انرژی پیوند آن با هسته است. الکترون های با انرژی های نزدیک یک واحد را تشکیل می دهند لایه الکترونیکی، یا سطح انرژی... سطوح انرژی از هسته شماره گذاری می شوند: 1، 2، 3، 4، 5، 6 دلار و 7 دلار.

عدد صحیح $ n $ که نشان دهنده تعداد سطح انرژی است، عدد کوانتومی اصلی نامیده می شود.

این انرژی الکترون هایی را که سطح انرژی معینی را اشغال می کنند، مشخص می کند. کمترین انرژی را الکترونهای اولین سطح انرژی که نزدیکترین به هسته است دارند. در مقایسه با الکترون های سطح اول، الکترون های سطوح بعدی با ذخیره بزرگ انرژی مشخص می شوند. در نتیجه، الکترون‌های سطح بیرونی کمترین میزان اتصال را به هسته اتم دارند.

تعداد سطوح انرژی (لایه های الکترونیکی) در یک اتم برابر است با تعداد دوره در سیستم DI مندلیف که عنصر شیمیایی به آن تعلق دارد: اتم های عناصر دوره اول یک سطح انرژی دارند. دوره دوم - دو؛ دوره هفتم هفت است.

بیشترین تعداد الکترون در سطح انرژی با فرمول تعیین می شود:

که در آن $ N $ حداکثر تعداد الکترون است. $ n $ - عدد سطح یا عدد کوانتومی اصلی. بنابراین: در اولین سطح انرژی نزدیک به هسته، بیش از دو الکترون نمی تواند وجود داشته باشد. در دوم - نه بیش از 8 دلار؛ در سوم - نه بیش از 18 دلار؛ در چهارم - بیش از 32 دلار نیست. و به نوبه خود سطوح انرژی (لایه های الکترونی) چگونه مرتب می شوند؟

با شروع از سطح انرژی دوم $ (n = 2) $، هر یک از سطوح به سطوح فرعی (زیرلایه ها) تقسیم می شوند که کمی با یکدیگر در انرژی اتصال با هسته متفاوت هستند.

تعداد سطوح فرعی برابر با مقدار عدد کوانتومی اصلی است:اولین سطح انرژی یک سطح فرعی دارد. دوم - دو؛ سومی سه است. چهارمی چهار است. سطوح فرعی نیز به نوبه خود توسط اوربیتال ها تشکیل می شوند.

هر مقدار $ n $ مربوط به تعداد اوربیتال های برابر با $ n ^ 2 $ است. با توجه به داده های ارائه شده در جدول، می توان رابطه عدد کوانتومی اصلی $ n $ را با تعداد سطوح فرعی، نوع و تعداد اوربیتال ها و حداکثر تعداد الکترون ها در زیرسطح و سطح ردیابی کرد.

عدد کوانتومی اصلی، انواع و تعداد اوربیتال‌ها، حداکثر تعداد الکترون‌ها در سطوح فرعی و سطوح.

سطح انرژی $ (n) $	تعداد سطوح فرعی برابر با n $ است	نوع مداری	اوربیتال ها		حداکثر تعداد الکترون
			در سطح فرعی	در سطحی برابر با $ n ^ 2 $	در سطح فرعی	در سطحی برابر با $ n ^ 2 $
K $ (n = 1) $	$1$	$ 1s $	$1$	$1$	$2$	$2$
L $ (n = 2) $	$2$	2 ثانیه دلار	$1$	$4$	$2$	$8$
		$ 2p $	$3$		$6$
$ M (n = 3) $	$3$	$ 3s $	$1$	$9$	$2$	$18$
		$ 3p $	$3$		$6$
		$ 3d $	$5$		$10$
$ N (n = 4) $	$4$	$ 4s $	$1$	$16$	$2$	$32$
		$ 4p $	$3$		$6$
		4 روز دلار	$5$		$10$
		$ 4f $	$7$		$14$

سطوح فرعی معمولاً با حروف لاتین و همچنین شکل اوربیتال هایی که از آنها تشکیل شده اند نشان داده می شوند: $ s، p، d، f $. بنابراین:

$ s $ -sublevel - اولین، نزدیکترین به هسته اتم، سطح فرعی هر سطح انرژی، شامل یک $ s $ - مدار است.
$ p $ -sublevel - دومین سطح فرعی هر کدام، به جز سطح انرژی اول، از سه اوربیتال $ p $ تشکیل شده است.
$ d $ -زیرلایه - سومین سطح فرعی هر یک، که از سطح انرژی سوم شروع می شود، از پنج $ d $ -اوربیتال تشکیل شده است.
زیرلایه $f $ هر کدام، که از سطح انرژی چهارم شروع می شود، از هفت اوربیتال $f $ تشکیل شده است.

هسته اتم

اما الکترون ها تنها اجزای تشکیل دهنده اتم ها نیستند. هانری بکرل فیزیکدان کشف کرد که یک ماده معدنی طبیعی حاوی نمک اورانیوم نیز تشعشعات ناشناخته ای از خود ساطع می کند و فیلم های عکاسی را که از نور پنهان هستند را روشن می کند. این پدیده نامگذاری شد رادیواکتیویته.

سه نوع پرتوهای رادیواکتیو وجود دارد:

پرتوهای $ α $، که از ذراتی $ α $ تشکیل شده‌اند که دارای باری 2 دلاری برابر بار الکترون هستند، اما دارای علامت مثبت، و جرم آن 4 دلار برابر جرم یک اتم هیدروژن است.
پرتوهای $β $ نشان دهنده جریانی از الکترون ها هستند.
اشعه $ γ $ - امواج الکترومغناطیسی با جرم ناچیز هستند که بار الکتریکی ندارند.

در نتیجه، اتم ساختار پیچیده ای دارد - از یک هسته و الکترون با بار مثبت تشکیل شده است.

یک اتم چگونه کار می کند؟

در سال 1910، در کمبریج، نزدیک لندن، ارنست رادرفورد به همراه دانشجویان و همکارانش پراکندگی ذرات $ α $ را که از یک ورق طلای نازک عبور می‌کردند و روی صفحه می‌افتند، مطالعه کردند. ذرات آلفا معمولاً تنها یک درجه از جهت اصلی منحرف می‌شوند که به ظاهر یکنواختی و یکنواختی خواص اتم‌های طلا را تأیید می‌کند. و ناگهان محققان متوجه شدند که برخی از ذرات $ α $ به طور ناگهانی جهت مسیر خود را تغییر دادند، گویی با نوعی مانع برخورد می کنند.

با قرار دادن صفحه نمایش در مقابل فویل، رادرفورد توانست حتی موارد نادری را که ذرات $ α $ منعکس شده از اتم‌های طلا در جهت مخالف پرواز می‌کنند، تشخیص دهد.

محاسبات نشان داد که اگر کل جرم اتم و تمام بار مثبت آن در یک هسته مرکزی کوچک متمرکز شود، پدیده های مشاهده شده می توانند رخ دهند. شعاع هسته، همانطور که مشخص شد، 100000 برابر کمتر از شعاع کل اتم است، منطقه ای که در آن الکترون هایی با بار منفی وجود دارد. اگر یک مقایسه مجازی اعمال کنیم، کل حجم یک اتم را می توان به یک استادیوم در لوژنیکی و هسته را به یک توپ فوتبال که در مرکز زمین قرار دارد، تشبیه کرد.

اتم هر عنصر شیمیایی با منظومه شمسی کوچک قابل مقایسه است. بنابراین، این مدل از اتم که توسط رادرفورد ارائه شده است، سیاره ای نامیده می شود.

پروتون و نوترون

معلوم می شود که هسته اتمی کوچک، که کل جرم اتم در آن متمرکز است، از دو نوع ذره تشکیل شده است - پروتون و نوترون.

پروتون هادارای باری برابر با بار الکترون ها، اما مخالف علامت $ (+ 1) $، و جرمی برابر با جرم یک اتم هیدروژن (در شیمی به عنوان یک واحد در نظر گرفته می شود). پروتون ها با علامت $ ↙ (1) ↖ (1) p $ (یا $ p + $) نشان داده می شوند. نوترون هاحامل بار نیستند، آنها خنثی هستند و جرمی برابر با جرم یک پروتون دارند، یعنی. 1 دلار. نوترون ها با علامت $ ↙ (0) ↖ (1) n $ (یا $ n ^ 0 $) نشان داده می شوند.

پروتون و نوترون با هم نامیده می شوند نوکلئون ها(از لات هسته- هسته).

مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های یک اتم نامیده می شود عدد عظیم... به عنوان مثال، عدد جرمی یک اتم آلومینیوم:

از آنجایی که جرم الکترون که ناچیز است را می توان نادیده گرفت، بدیهی است که کل جرم اتم در هسته متمرکز است. الکترون ها به این صورت نشان داده می شوند: $ e↖ (-) $.

از آنجایی که اتم از نظر الکتریکی خنثی است، بدیهی است که که تعداد پروتون ها و الکترون های یک اتم یکسان است. برابر است با عدد ترتیبی یک عنصر شیمیاییدر جدول تناوبی به آن اختصاص داده شده است. به عنوان مثال، هسته یک اتم آهن حاوی 26 دلار پروتون است و الکترون های 26 دلاری به دور هسته می چرخند. چگونه تعداد نوترون ها را تعیین کنیم؟

همانطور که می دانید جرم یک اتم از جرم پروتون و نوترون تشکیل شده است. دانستن عدد ترتیبی عنصر $ (Z) $، i.e. تعداد پروتون ها، و عدد جرمی $ (A) $، برابر با مجموع تعداد پروتون ها و نوترون ها، می توانید تعداد نوترون های $ (N) $ را با فرمول پیدا کنید:

به عنوان مثال، تعداد نوترون های یک اتم آهن عبارتند از:

$56 – 26 = 30$.

جدول مشخصات اصلی ذرات بنیادی را نشان می دهد.

ویژگی های اساسی ذرات بنیادی

ایزوتوپ ها

انواع اتم های یک عنصر که دارای بار هسته ای یکسان، اما اعداد جرمی متفاوت هستند، ایزوتوپ نامیده می شوند.

کلمه ایزوتوپاز دو کلمه یونانی تشکیل شده است: isos- همان و توپوس- مکان، به معنای اشغال یک مکان (سلول) در جدول تناوبی عناصر است.

عناصر شیمیایی طبیعی ترکیبی از ایزوتوپ ها هستند. بنابراین، کربن دارای سه ایزوتوپ با جرم 12، 13، 14 دلار است. اکسیژن - سه ایزوتوپ با جرم 16، 17، 18 دلار و غیره.

معمولاً در جدول تناوبی داده می شود، جرم اتمی نسبی یک عنصر شیمیایی، مقدار متوسط جرم اتمی مخلوط طبیعی ایزوتوپ های این عنصر با در نظر گرفتن محتوای نسبی آنها در طبیعت است، بنابراین، مقادیر اتمی توده ها اغلب کسری هستند. به عنوان مثال، اتم های کلر طبیعی مخلوطی از دو ایزوتوپ هستند - 35 دلار (75٪ آنها در طبیعت) و 37 دلار (25٪ دلار از آنها). بنابراین، جرم اتمی نسبی کلر 35.5 دلار است. ایزوتوپ های کلر به صورت زیر نوشته می شوند:

$ ↖ (35) ↙ (17) (Cl) $ و $ ↖ (37) ↙ (17) (Cl) $

خواص شیمیایی ایزوتوپ های کلر دقیقاً مشابه است، مانند ایزوتوپ های اکثر عناصر شیمیایی، به عنوان مثال، پتاسیم، آرگون:

$ ↖ (39) ↙ (19) (K) $ و $ ↖ (40) ↙ (19) (K) $، $ ↖ (39) ↙ (18) (Ar) $ و $ ↖ (40) ↙ (18) ) (ار) دلار

با این حال، ایزوتوپ های هیدروژن در خواص به دلیل افزایش چند برابری شدید در جرم اتمی نسبی آنها تفاوت زیادی دارند. حتی به آنها اسامی فردی و علائم شیمیایی اختصاص داده شده است: protium - $ ↖ (1) ↙ (1) (H) $; دوتریوم - $ ↖ (2) ↙ (1) (H) $، یا $ ↖ (2) ↙ (1) (D) $; تریتیوم - $ ↖ (3) ↙ (1) (H) $، یا $ ↖ (3) ↙ (1) (T) $.

اکنون می توانید یک تعریف مدرن، دقیق تر و علمی تر از یک عنصر شیمیایی ارائه دهید.

یک عنصر شیمیایی مجموعه ای از اتم ها با بار هسته ای یکسان است.

ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر چهار دوره اول

اجازه دهید نمایش پیکربندی های الکترونیکی اتم های عناصر را بر اساس دوره های سیستم D.I.Mendeleev در نظر بگیریم.

عناصر دوره اول.

نمودارهای ساختار الکترونیکی اتم ها توزیع الکترون ها را بر روی لایه های الکترونیکی (سطوح انرژی) نشان می دهد.

فرمول های الکترونیکی اتم ها توزیع الکترون ها را در سطوح انرژی و سطوح پایین تر نشان می دهد.

فرمول‌های الکترونیکی گرافیکی اتم‌ها توزیع الکترون‌ها را نه تنها در سطوح و زیر سطوح، بلکه بر روی اوربیتال‌ها نیز نشان می‌دهند.

در یک اتم هلیوم، اولین لایه الکترونی کامل است - الکترون های 2 دلاری در آن وجود دارد.

هیدروژن و هلیوم عناصر $ s $ - هستند، اوربیتال $ s $ - این اتم ها با الکترون پر شده است.

عناصر دوره دوم.

برای تمام عناصر دوره دوم، اولین لایه الکترونی پر می شود و الکترون ها اوربیتال های $s- $ و $ p $ لایه الکترونی دوم را مطابق با اصل حداقل انرژی پر می کنند (اول $ s $، سپس $ p $) و قوانین پائولی و هوند.

در اتم نئون، لایه الکترونی دوم کامل است - الکترون های 8 دلاری در آن وجود دارد.

عناصر دوره سوم.

برای اتم های عناصر دوره سوم، لایه های الکترونی اول و دوم تکمیل می شود، بنابراین، لایه الکترونی سوم پر می شود که در آن الکترون ها می توانند سطوح فرعی 3s، 3p و 3d را اشغال کنند.

ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر دوره سوم.

اوربیتال الکترونیکی 3.5 دلاری در اتم منیزیم در حال تکمیل است. $ Na $ و $ Mg $ عناصر $ s $ هستند.

در آلومینیوم و عناصر بعدی، سطح فرعی $ 3d $ با الکترون پر شده است.

$ ↙ (18) (Ar) $ آرگون

$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) s ^ 2 (3) p ^ 6 $

در یک اتم آرگون در لایه بیرونی (لایه الکترونی سوم) الکترون های 8 دلاری وجود دارد. همانطور که لایه بیرونی تکمیل می شود، اما در مجموع در لایه سوم الکترونی، همانطور که قبلاً می دانید، ممکن است 18 الکترون وجود داشته باشد، به این معنی که عناصر دوره سوم دارای اوربیتال های 3d $ $ پر نشده هستند.

همه عناصر از $ Al $ تا $ Ar $ - $ p $ -عناصر.

$ s- $ و $ p $ -عناصرفرم زیر گروه های اصلیدر جدول تناوبی

عناصر دوره چهارم.

اتم های پتاسیم و کلسیم دارای یک لایه الکترونی چهارم هستند و سطح فرعی $ 4s $ پر شده است، زیرا انرژی کمتری نسبت به سطح فرعی $ 3d دارد. برای ساده کردن فرمول های الکترونیکی گرافیکی اتم های عناصر دوره چهارم:

بیایید فرمول الکترونیکی گرافیکی آرگون را به صورت زیر تعیین کنیم: $ Ar $;
ما سطوح فرعی را که در این اتم ها پر نشده اند به تصویر نخواهیم کشید.

$ K، Ca $ - $ s $ -عناصر،در زیر گروه های اصلی گنجانده شده است. در اتم های $ Sc $ تا $ Zn $، سطح فرعی 3d با الکترون ها پر شده است. اینها عناصر $ 3d $ هستند. شامل می شوند زیر گروه های جانبی،لایه الکترونیکی پیش خارجی آنها پر شده است، به آنها می گویند عناصر انتقالی

به ساختار لایه های الکترونی اتم های کروم و مس توجه کنید. در آنها، یک الکترون از $ 4s- $ به سطح فرعی $ 3d $ سقوط می کند، که با پایداری انرژی بالاتر پیکربندی های الکترونی حاصل $ 3d ^ 5 $ و $ 3d ^ (10) $ توضیح داده می شود:

$ ↙ (24) (Cr) $ $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) 3s ^ (2) 3p ^ (6) 3d ^ (4) 4s ^ (2)… $

$ ↙ (29) (Cu) $ 1s $ ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) 3s ^ (2) 3p ^ (6) 3d ^ (9) 4s ^ (2)… $

نماد عنصر، شماره ترتیبی، نام	نمودار ساختار الکترونیکی	فرمول الکترونیکی	فرمول الکترونیکی گرافیکی
$ ↙ (19) (K) $ پتاسیم		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 $
$ ↙ (20) (C) $ کلسیم		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 $
$ ↙ (21) (Sc) $ Scandium		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 (3) d ^ 1 $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 1 (4) s ^ 1 $
$ ↙ (22) (Ti) $ تیتانیوم		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ 2 $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 2 (4) s ^ 2 $
$ ↙ (23) (V) $ وانادیوم		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ 3 $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 3 (4) s ^ 2 $
$ ↙ (24) (Сr) $ Chrome		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 (3) d ^ 5 $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 5 (4) s ^ 1 $
$ ↙ (29) (Cu) $ Chrome		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 (3) d ^ (10) $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2 ) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s ^ 1 $
$ ↙ (30) (روی) $ روی		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ (10) $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2 ) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s ^ 2 $
$ ↙ (31) (Ga) $ گالیم		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ (10) 4p ^ (1) $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s^ (2) 4p ^ (1) $
$ ↙ (36) (Kr) $ کریپتون		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ (10) 4p ^ 6 $ یا $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s^ (2) 4p ^ 6 $

در اتم روی، لایه سوم الکترونی کامل است - تمام سطوح فرعی $ 3s، 3p $، و $ 3d $ در آن پر شده است، که در مجموع 18 دلار الکترون روی آنها قرار دارد.

در عناصر بعد از روی، لایه الکترونی چهارم، زیرسطح $ 4p $، همچنان پر می شود. عناصر از $ Ga $ تا $ Kr $ - $ p $ -عناصر.

در اتم کریپتون، لایه بیرونی (چهارم) کامل است، دارای الکترون های 8 دلاری است. اما در مجموع در لایه چهارم الکترونی، همانطور که می دانید، می تواند 32 دلار از یک الکترون وجود داشته باشد. برای اتم کریپتون، زیرسطح های $ 4d- $ و $ 4f $ - هنوز خالی هستند.

عناصر دوره پنجم با سطوح فرعی به ترتیب زیر پر می شوند: $ 5s → 4d → 5p $. و همچنین استثنائاتی در ارتباط با "شیب" الکترون ها وجود دارد، برای $ ↙ (41) Nb $، $ ↙ (42) Mo $، $ ↙ (44) Ru $، $ ↙ (45) Rh $، $ ↙ ( 46) Pd $, $ ↙ (47) Ag $. در دوره های ششم و هفتم، $ f $ ظاهر می شود -عناصر، یعنی عناصری که به ترتیب توسط لایه‌های فرعی $4f-$ و $5f$-سومین لایه الکترونی بیرونی پر می‌شوند.

$ 4f $ -عناصرنامیده می شوند لانتانیدها

$ 5f $ -عناصرنامیده می شوند اکتینیدها

ترتیب پر کردن سطوح فرعی الکترونیکی در اتم های عناصر دوره ششم: $ ↙ (55) Cs $ و $ ↙ (56) Ва $ - $ 6s $ -elements. $ ↙ (57) La ... 6s ^ (2) 5d ^ (1) $ - $ 5d $ -element; $ ↙ (58) Ce $ - $ ↙ (71) Lu - 4f $ -elements; $ ↙ (72) Hf $ - $ ↙ (80) Hg - 5d $ -elements; $ ↙ (81) Т1 $ - $ ↙ (86) Rn - 6d $ -elements. اما حتی در اینجا عناصری وجود دارد که در آنها ترتیب پر شدن اوربیتال های الکترونی نقض می شود که به عنوان مثال با پایداری انرژی بالاتر از نیمی از سطوح فرعی و کاملاً پر شده $ f $ همراه است ، یعنی. $ nf ^ 7 $ و $ nf ^ (14) $.

بسته به اینکه آخرین سطح اتم با الکترون ها پر شده باشد، همه عناصر، همانطور که قبلاً فهمیدید، به چهار خانواده یا بلوک الکترونیکی تقسیم می شوند:

$ s $ -عناصر؛الکترون ها زیرسطح $ s $ سطح بیرونی اتم را پر می کنند. عناصر $ s $ شامل هیدروژن، هلیوم و عناصر زیرگروه های اصلی گروه های I و II هستند.
$ p $ -عناصر؛الکترون ها زیرسطح $ p $ سطح بیرونی اتم را پر می کنند. $ p $ - عناصر شامل عناصر زیر گروه های اصلی گروه های III - VIII است.
$ d $ -عناصر؛الکترون‌ها زیرسطح $d $ سطح ماقبل بیرونی اتم را پر می‌کنند. عناصر $ d $ شامل عناصر زیرگروه های ثانویه گروه های I - VIII هستند، یعنی عناصر پلاگین دهه های دوره های بزرگ بین عناصر $ s- $ و $ p- $ واقع شده اند. آنها نیز نامیده می شوند عناصر انتقالی؛
$ f $ -عناصر؛الکترون ها زیرسطح $f- $ سومین سطح خارج از اتم را پر می کنند. اینها شامل لانتانیدها و اکتینیدها هستند.

پیکربندی الکترونیکی اتم حالت زمینی و برانگیخته اتم ها

فیزیکدان سوئیسی دبلیو پاولی در سال 1925 این را ثابت کرد در یک اتم در یک اوربیتال بیش از دو الکترون نمی تواند وجود داشته باشدداشتن پشتی مخالف (ضد موازی) (ترجمه شده از انگلیسی - دوک نخ ریسی)، یعنی. دارای چنین ویژگی هایی است که به طور معمول می تواند به عنوان چرخش یک الکترون به دور محور فرضی خود در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت تصور شود. این اصل نامیده می شود اصل پائولی

اگر یک الکترون در اوربیتال وجود داشته باشد، نامیده می شود جفت نشدهاگر دو، پس این الکترون های جفت شده، یعنی الکترون با اسپین مخالف

شکل، نموداری از تقسیم سطوح انرژی به سطوح فرعی را نشان می دهد.

$ s - $ مداریهمانطور که می دانید شکل کروی دارد. یک الکترون از اتم هیدروژن $ (n = 1) $ در این اوربیتال قرار دارد و جفت نشده است. بنابراین، او فرمول الکترونیکی، یا پیکربندی الکترونیکی، به این صورت نوشته می شود: $ 1s ^ 1 $. در فرمول های الکترونیکی، تعداد سطح انرژی با عدد جلوی حرف $ (1 ...) $، حرف لاتین نشان دهنده سطح فرعی (نوع مدار) و عددی است که در سمت راست بالای آن نوشته شده است. حرف (به عنوان یک توان) تعداد الکترون ها را در سطح فرعی نشان می دهد.

برای یک اتم هلیوم He که دارای دو الکترون جفت در یک اوربیتال $s-$ است، این فرمول این است: $ 1s ^ 2 $. لایه الکترونی اتم هلیوم کامل و بسیار پایدار است. هلیم یک گاز نجیب است. در سطح انرژی دوم $ (n = 2) $ چهار اوربیتال وجود دارد، یک $ s $ و سه $ p $. الکترون های اوربیتال سطح دوم $ s $ (اوربیتال $ 2s $) انرژی بیشتری دارند، زیرا در فاصله بیشتری از هسته نسبت به الکترون های $ 1s $ -orbital $ (n = 2) $ قرار دارند. به طور کلی، برای هر مقدار $ n $، یک اوربیتال $ s- $ وجود دارد، اما با ذخیره متناظر انرژی الکترون روی آن و بنابراین، با قطر متناظر که با افزایش مقدار $ n $ رشد می کند. $. همانطور که می دانید اوربیتال S-$ دارای شکل کروی است. یک الکترون از اتم هیدروژن $ (n = 1) $ در این اوربیتال قرار دارد و جفت نشده است. بنابراین، فرمول الکترونیکی یا پیکربندی الکترونیکی آن به صورت زیر نوشته شده است: $ 1s ^ 1 $. در فرمول های الکترونیکی، تعداد سطح انرژی با عدد جلوی حرف $ (1 ...) $، حرف لاتین نشان دهنده سطح فرعی (نوع مدار) و عددی است که در سمت راست بالای آن نوشته شده است. حرف (به عنوان یک توان) تعداد الکترون ها را در سطح فرعی نشان می دهد.

برای یک اتم هلیوم $ He $، که دارای دو الکترون جفت در یک اوربیتال $s-$ است، این فرمول این است: $ 1s ^ 2 $. لایه الکترونی اتم هلیوم کامل و بسیار پایدار است. هلیم یک گاز نجیب است. در سطح انرژی دوم $ (n = 2) $ چهار اوربیتال وجود دارد، یک $ s $ و سه $ p $. الکترون های اوربیتال های سطح دوم $s-$ ($2s $-اوربیتال) انرژی های بالاتری دارند، زیرا نسبت به الکترون های $ 1s $ -orbital $ (n = 2) $ از هسته فاصله بیشتری دارند. به طور کلی، برای هر مقدار $ n $، یک اوربیتال $ s- $ وجود دارد، اما با ذخیره متناظر انرژی الکترون روی آن و بنابراین، با قطر متناظر که با افزایش مقدار $n $ رشد می کند.

$ p- $ مداریشکل یک دمبل یا شکل حجمی هشت دارد. هر سه اوربیتال $p $ - در اتم به طور متقابل عمود بر امتداد مختصات فضایی کشیده شده از طریق هسته اتم قرار دارند. لازم به ذکر است که هر سطح انرژی (لایه الکترونی) که از $n = 2 $ شروع می شود، دارای سه اوربیتال $p $ است. با افزایش مقدار $ n $، الکترون ها اوربیتال های $ р $ را اشغال می کنند که در فواصل زیادی از هسته قرار دارند و در امتداد محورهای $ x، y، z $ هدایت می شوند.

برای عناصر دومین دوره $ (n = 2) $، ابتدا یک $ s $ -orbital و سپس سه $ p $ -orbital پر می شود. فرمول الکترونیکی $ Li: 1s ^ (2) 2s ^ (1) $. الکترون $ 2s ^ 1 $ کمتر به هسته اتم متصل است، بنابراین یک اتم لیتیوم می تواند به راحتی آن را اهدا کند (همانطور که واضح است به یاد دارید، این فرآیند اکسیداسیون نامیده می شود)، و به یون لیتیوم $ Li ^ + $ تبدیل می شود.

در اتم بریلیوم Be، الکترون چهارم نیز در اوربیتال $ 2s $ قرار دارد: $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) $. دو الکترون بیرونی اتم بریلیم به راحتی جدا می شوند - $ B ^ 0 $ به کاتیون $ Be ^ (2 +) $ اکسید می شود.

پنجمین الکترون اتم بور توسط اوربیتال $ 2p $ اشغال شده است: $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (1) $. در مرحله بعد، اتم های $ C، N، O، F $ با اوربیتال های $ 2p $ پر می شوند که به گاز نجیب نئون ختم می شود: $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) $.

برای عناصر دوره سوم، اوربیتال های $ 3s- $ و $ 3p $ - به ترتیب پر شده اند. در این حالت، پنج اوربیتال $d $ از سطح سوم آزاد می مانند:

$ ↙ (11) Na 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) 3s ^ (1) $,

$ ↙ (17) Cl 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) 3s ^ (2) 3p ^ (5) $,

$ ↙ (18) Ar 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) 3s ^ (2) 3p ^ (6) $.

گاهی اوقات در نمودارهایی که توزیع الکترون ها در اتم ها را نشان می دهد، فقط تعداد الکترون ها در هر سطح انرژی نشان داده می شود. بر خلاف فرمول های الکترونیکی کامل بالا، فرمول های الکترونیکی مختصر اتم های عناصر شیمیایی را بنویسید، به عنوان مثال:

$ ↙ (11) Na 2, 8, 1؛ $ $ ↙ (17) Cl 2, 8, 7؛ $ $ ↙ (18) Ar 2, 8, 8 $.

برای عناصر پریودهای بزرگ (چهارم و پنجم)، دو الکترون اول به ترتیب اوربیتال‌های $ 4s- $ و $ 5s $ را اشغال می‌کنند: $ ↙ (19) K 2، 8، 8، 1؛ $ $ ↙ (38) Sr 2، 8، 18 دلار، 8، 2. با شروع از عنصر سوم هر دوره بزرگ، ده الکترون بعدی به ترتیب وارد اوربیتال های $ 3d- $ و $ 4d- $ قبلی می شوند (برای عناصر زیر گروه های جانبی): $ ↙ (23) V 2, 8, 11, 2؛ $ $ ↙ ( 26) Fr 2, 8, 14, 2؛ $ $ ↙ (40) Zr 2, 8, 18, 10, 2؛ $ $ ↙ (43) Tc 2, 8, 18, 13, 2 $. به عنوان یک قاعده، هنگامی که زیر لایه $ d $ - قبلی پر می شود، زیرسطح خارجی (به ترتیب $ 4p- $ و $ 5p- $) $ p- $ شروع به پر شدن می کند: $ ↙ (33) به عنوان 2، 8، 18 , 5؛ $ $ ↙ (52) Te 2, 8, 18, 18, 6 $.

در عناصر دوره های بزرگ - ششمین و هفتمین ناتمام - سطوح و سطوح فرعی الکترونیکی معمولاً به شرح زیر با الکترون پر می شوند: دو الکترون اول به سطح فرعی $ s- $ خارجی می رسند: $ ↙ (56) Ba 2 , 8, 18, 18, 8, 2; $ $ ↙ (87) Fr 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 $; الکترون بعدی (y $ La $ و $ Ca $) به زیرسطح $ d $ قبلی: $ ↙ (57) La 2، 8، 18، 18، 9، 2 $ و $ ↙ (89) Ac 2، 8، 18، 32، 18، 9، 2 دلار.

سپس الکترون‌های 14 دلاری بعدی به سومین سطح انرژی خارجی می‌رسند، به ترتیب در اوربیتال‌های 4f$ و 5f$ از لانتونوئیدها و اکتینیدها: $↙ (64) Gd 2, 8, 18, 25, 9, 2؛ $ $ ↙ (92 ) U 2، 8، 18، 32، 21، 9، 2 $.

سپس، دومین سطح انرژی خارجی ($ d $ -زیرسطح) برای عناصر زیرگروه‌های ثانویه دوباره شروع به ایجاد می‌کند: $ ↙ (73) Ta 2, 8, 18, 32, 11, 2؛ $ $↙ (104) Rf 2، 8، 18، 32، 32، 10، 2 $. و سرانجام، تنها پس از پر شدن کامل زیرلایه $ d $ با ده الکترون، سطح فرعی $ p $ - دوباره پر می شود: $ ↙ (86) Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8 $. .

اغلب، ساختار لایه های الکترونی اتم ها با استفاده از انرژی یا سلول های کوانتومی - به اصطلاح فرمول های الکترونیکی گرافیکی... برای این نمادگذاری، از نماد زیر استفاده می شود: هر سلول کوانتومی توسط سلولی مشخص می شود که مربوط به یک مدار است. هر الکترون با یک فلش مربوط به جهت اسپین نشان داده می شود. هنگام نوشتن فرمول الکترونیکی گرافیکی، باید دو قانون را به خاطر بسپارید: اصل پائولیکه طبق آن در یک سلول (اوربیتال) بیش از دو الکترون نمی تواند وجود داشته باشد، اما با اسپین های ضد موازی، و F. قانون هوند، طبق آن الکترون ها ابتدا سلول های آزاد را در یک زمان اشغال می کنند و دارای ارزش اسپین یکسان هستند و فقط پس از آن جفت می شوند ، اما اسپین ها طبق اصل پائولی قبلاً جهت مخالف خواهند بود.

پیکربندی الکترونیکی اتم های عناصر جدول تناوبی.

توزیع الکترون ها بر روی AO های مختلف نامیده می شود پیکربندی الکترونیکی اتم... کمترین انرژی پیکربندی الکترونیکی مربوط به حالت اساسیاتم، تنظیمات دیگر به آن اشاره دارد حالت های هیجان زده.

پیکربندی الکترونیکی یک اتم به دو صورت به تصویر کشیده می شود - به شکل فرمول های الکترونیکی و نمودارهای پراش الکترون. هنگام نوشتن فرمول های الکترونیکی، از اعداد کوانتومی اصلی و مداری استفاده می شود. سطح فرعی با عدد کوانتومی اصلی (رقمی) و عدد کوانتومی مداری (حرف مربوطه) نشان داده می شود. تعداد الکترون‌های موجود در سطح فرعی، بالانویس را مشخص می‌کند. به عنوان مثال، برای حالت پایه اتم هیدروژن، فرمول الکترونیکی: 1 س 1 .

ساختار سطوح الکترونیکی را می توان با استفاده از نمودارهای پراش الکترونی به طور کامل توصیف کرد، جایی که توزیع بر روی سطوح فرعی به شکل سلول های کوانتومی نشان داده می شود. در این مورد، مدار به طور معمول به عنوان یک مربع به تصویر کشیده می شود که در نزدیکی آن تعیین سطح فرعی قرار می گیرد. سطوح فرعی در هر سطح باید کمی در ارتفاع جابجا شوند، زیرا انرژی آنها کمی متفاوت است. بسته به علامت عدد کوانتومی اسپین، الکترون ها با فلش یا ↓ نشان داده می شوند. نمودار پراش الکترونی اتم هیدروژن:

اصل ساخت پیکربندی های الکترونیکی اتم های چند الکترونی اضافه کردن پروتون ها و الکترون ها به اتم هیدروژن است. توزیع الکترون ها بر اساس سطوح انرژی و سطوح فرعی از قوانین قبلاً در نظر گرفته شده پیروی می کند: اصل حداقل انرژی، اصل پائولی و قانون هوند.

با در نظر گرفتن ساختار پیکربندی الکترونیکی اتم ها، تمام عناصر شناخته شده مطابق با مقدار عدد کوانتومی مداری آخرین سطح فرعی پر شده را می توان به چهار گروه تقسیم کرد: س-عناصر، پ-عناصر، د-عناصر، f-عناصر.

در یک اتم هلیوم He (Z = 2)، الکترون دوم 1 را اشغال می کند س-اوربیتال، فرمول الکترونیکی آن: 1 س 2. نمودار الکترونی:

اولین کوتاه ترین دوره جدول تناوبی عناصر با هلیوم به پایان می رسد. پیکربندی الکترونیکی هلیوم مشخص شده است.

دوره دوم توسط لیتیوم لی (Z = 3) باز می شود، فرمول الکترونیکی آن: نمودار الکترونی:

در زیر نمودارهای پراش الکترونی ساده شده اتم های عناصر وجود دارد، اوربیتال های همان سطح انرژی در همان ارتفاع قرار دارند. سطوح فرعی داخلی کاملاً پر شده نشان داده نمی شوند.

پس از لیتیوم، بریلیم Be (Z = 4)، که در آن یک الکترون اضافی 2 را پر می کند، قرار می گیرد. س- مداری فرمول الکترونیکی باشد: 2 س 2

در حالت پایه، الکترون بور بعدی B (z = 5) 2 را اشغال می کند آر- مداری، B: 1 س 2 2س 2 2پ 1 ; نمودار پراش الکترونی آن:

پنج مورد زیر به صورت الکترونیکی پیکربندی شده اند:

C (Z = 6): 2 س 2 2پ 2 N (Z = 7): 2 س 2 2پ 3

O (Z = 8): 2 س 2 2پ 4 F (Z = 9): 2 س 2 2پ 5

Ne (Z = 10): 2 س 2 2پ 6

تنظیمات الکترونیکی داده شده توسط قانون هوند تعیین می شود.

سطح انرژی اول و دوم نئون کاملا پر شده است. اجازه دهید پیکربندی الکترونیکی آن را مشخص کنیم و برای اختصار بیشتر از آن برای نوشتن فرمول های الکترونیکی اتم های عناصر استفاده کنیم.

سدیم سدیم (Z = 11) و منیزیم (Z = 12) دوره سوم را باز می کنند. الکترون های بیرونی 3 را اشغال می کنند س-اوربیتال:

Na (Z = 11): 3 س 1

Mg (Z = 12): 3 س 2

سپس با شروع از آلومینیوم (Z = 13)، 3 پر می شود آر-سطح فرعی دوره سوم با آرگون Ar (Z = 18) به پایان می رسد:

ال (Z = 13): 3 س 2 3پ 1

Ar (Z = 18): 3 س 2 3پ 6

عناصر سومین دوره از این جهت که دارای 3 آزاد هستند با عناصر دوره دوم متفاوت است د-اوربیتال ها که می توانند در تشکیل پیوندهای شیمیایی شرکت کنند. این حالت های ظرفیتی را توضیح می دهد که توسط عناصر آشکار می شود.

در دوره چهارم طبق قاعده ( n+لبرای پتاسیم K (Z = 19) و کلسیم کلسیم (Z = 20) الکترون ها 4 را اشغال می کنند. سزیرسطح، نه 3 دشروع با اسکاندیم Sc (Z = 21) و پایان دادن به روی روی (Z = 30)، پر شدن رخ می دهد. د-سطح فرعی:

فرمول های الکترونیکی د-عناصر را می توان به شکل یونی نشان داد: سطوح فرعی به ترتیب صعودی عدد کوانتومی اصلی و به صورت ثابت فهرست شده اند. n- به ترتیب افزایش عدد کوانتومی مداری. به عنوان مثال، برای Zn، چنین رکوردی به این صورت خواهد بود: هر دوی این رکوردها معادل هستند، اما فرمول روی که قبلا داده شد به درستی ترتیب پر کردن سطوح فرعی را نشان می دهد.

در ردیف 3 دعناصر کروم کروم (Z = 24) از قانون ( n+ل). مطابق با این قانون، پیکربندی کروم باید به این صورت باشد: مشخص می شود که پیکربندی واقعی آن - گاهی اوقات این اثر "شیب" الکترون نامیده می شود. چنین اثراتی با افزایش مقاومت به نصف توضیح داده می شود ( پ 3 , د 5 , f 7) و به طور کامل ( پ 6 , د 10 , f 14) سطوح فرعی پر شده است.

انحراف از قانون ( n+ل) در سایر عناصر نیز مشاهده می شود (جدول 6). این به این دلیل است که با افزایش عدد کوانتومی اصلی، تفاوت بین انرژی‌های سطوح فرعی کاهش می‌یابد.

در مرحله بعد، پر شدن اتفاق می افتد 4 پزیرسطح (Ga - Kr). دوره چهارم فقط شامل 18 عنصر است. پر کردن 5 س-, 4د- و 5 پ- سطوح فرعی در 18 عنصر از دوره پنجم. توجه داشته باشید که انرژی 5 س- و 4 د- سطوح فرعی بسیار نزدیک هستند و یک الکترون با 5 س-سطح فرعی می تواند به راحتی به 4 برود د-سطح فرعی ساعت 5 س- Nb، Mo، Tc، Ru، Rh، Ag تنها یک الکترون دارد. شرط اولیه 5 س- سطح فرعی Pd پر نشده است. "شیب" دو الکترون مشاهده می شود.

در دوره ششم پس از پر کردن 6 س- زیرسطح سزیم Cs (Z = 55) و باریم Ba (Z = 56) الکترون بعدی، طبق قانون ( n+ل) باید 4 را مصرف کند f-سطح فرعی با این حال، برای لانتانیم La (Z = 57)، یک الکترون به 5 می رسد د-سطح فرعی نیمه پر شده (4 f 7) 4f-sublevel پایداری را افزایش داده است؛ بنابراین، گادولینیم Gd (Z = 64) و به دنبال آن یوروپیوم Eu (Z = 63)، با 4 f-سطح فرعی، تعداد الکترون های قبلی (7) حفظ می شود و یک الکترون جدید به 5 می رسد. دزیرسطح، شکستن قانون ( n+ل). در تربیوم Tb (Z = 65)، الکترون بعدی 4 را اشغال می کند f-سطح فرعی و انتقال الکترونی از 5 وجود دارد دزیر لایه (پیکربندی 4 f 9 6س 2). پر کردن 4 fزیرسطح به ایتربیوم Yb ختم می شود (Z = 70). الکترون بعدی اتم لوتتیوم Lu 5 را اشغال می کند د-سطح فرعی پیکربندی الکترونیکی آن با پیکربندی اتم لانتانیم تنها زمانی متفاوت است که کاملاً پر شده باشد 4 f-سطح فرعی

جدول 6

استثنائات از ( n+ل) - قوانین برای 86 عنصر اول

عنصر	پیکربندی الکترونیکی
طبق قانون ( n+ل)	واقعی
Cr (Z = 24) Cu (Z = 29) Nb (Z = 41) Mo (Z = 42) Tc (Z = 43) Ru (Z = 44) Rh (Z = 45) Pd (Z = 46) Ag ( Z = 47) La (Z = 57) Ce (Z = 58) Gd (Z = 64) Ir (Z = 77) Pt (Z = 78) Au (Z = 79)	4س 2 3د 4 4س 2 3د 9 5س 2 4د 3 5س 2 4د 4 5س 2 4د 5 5س 2 4د 6 5س 2 4د 7 5س 2 4د 8 5س 2 4د 9 6س 2 4f 1 5د 0 6س 2 4f 2 5د 0 6س 2 4f 8 5د 0 6س 2 4f 14 5د 7 6س 2 4f 14 5د 8 6س 2 4f 14 5د 9	4س 1 3د 5 4س 1 3د 10 5س 1 4د 4 5س 1 4د 5 5س 1 4د 6 5س 1 4د 7 5س 1 4د 8 5س 0 4د 10 5س 1 4د 10 6س 2 4f 0 5د 1 6س 2 4f 1 5د 1 6س 2 4f 7 5د 1 6س 0 4f 14 5د 9 6س 1 4f 14 5د 9 6س 1 4f 14 5د 10

در حال حاضر، در جدول تناوبی عناصر، D.I. مندلیف، تحت اسکاندیم Sc و ایتریوم Y گاهی اوقات لوتتیوم (و نه لانتانیم) به عنوان اولین هستند. دعنصر، و تمام 14 عنصر جلوی آن، از جمله لانتانیم، در یک گروه خاص لانتانیدهافراتر از جدول تناوبی عناصر

خواص شیمیایی عناصر عمدتاً توسط ساختار سطوح الکترونیکی بیرونی تعیین می شود. تغییر در تعداد الکترون های سوم بیرونی 4 f- سطح فرعی تأثیر کمی بر خواص شیمیایی عناصر دارد. بنابراین، هر 4 f- عناصر از نظر خواص مشابه هستند. سپس در دوره ششم 5 پر می شود دزیرسطح (Hf - Hg) و 6 پزیرسطح (Tl - Rn).

در دوره هفتم 7 سسطح فرعی با فرانس Fr (Z = 87) و رادیوم Ra (Z = 88) پر شده است. در شقایق ها انحراف از قاعده وجود دارد ( n+ل) و الکترون بعدی 6 را پر می کند دزیرسطح، نه 5 f... به دنبال آن گروهی از عناصر (Th - No) با پر کردن 5 دنبال می شود f-زیرلایه هایی که خانواده را تشکیل می دهند اکتینیدها... توجه داشته باشید که 6 د- و 5 f- سطوح فرعی دارای چنان انرژی نزدیکی هستند که پیکربندی الکترونیکی اتم های اکتینید اغلب از این قانون پیروی نمی کند. n+ل). اما در این حالت مقدار پیکربندی دقیق 5 است f t 5d mچندان مهم نیست، زیرا نسبتاً ضعیف بر خواص شیمیایی عنصر تأثیر می گذارد.

لارنس Lr (Z = 103) یک الکترون جدید در 6 دریافت می کند د-سطح فرعی گاهی اوقات این عنصر در جدول تناوبی تحت لوتسیم قرار می گیرد. دوره هفتم تکمیل نشده است. عناصر 104 - 109 ناپایدار هستند و خواص آنها کمی شناخته شده است. بنابراین، با افزایش بار هسته ای، ساختارهای الکترونیکی مشابه سطوح بیرونی به طور دوره ای تکرار می شوند. در این راستا باید منتظر تغییرات دوره ای در خواص مختلف عناصر بود.

توجه داشته باشید که پیکربندی های الکترونیکی توصیف شده به اتم های جدا شده در فاز گاز اشاره دارد. اگر اتم در یک جامد یا محلول باشد، پیکربندی یک اتم یک عنصر می تواند کاملاً متفاوت باشد.

فیزیکدان سوئیسی W. Pauli در سال 1925 ثابت کرد که در یک اتم در یک اوربیتال بیش از دو الکترون که دارای اسپین های مخالف (ضد موازی) هستند (از انگلیسی به عنوان "اسپیندل" ترجمه شده است) وجود ندارد، یعنی دارای خواصی هستند که به طور متعارف می تواند وجود داشته باشد. خود را به عنوان چرخش یک الکترون حول محور خیالی خود نشان می دهد: در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت. این اصل را اصل پائولی می نامند.

اگر یک الکترون در اوربیتال وجود داشته باشد، آن را جفت نشده می گویند، اگر دو، آن را الکترون های جفتی می گویند، یعنی الکترون هایی با اسپین های مخالف.

شکل 5 نموداری از تقسیم سطوح انرژی به سطوح فرعی را نشان می دهد.

همانطور که می دانید S-Orbital کروی است. الکترون اتم هیدروژن (s = 1) در این اوربیتال قرار دارد و جفت نشده است. بنابراین فرمول الکترونیکی یا پیکربندی الکترونیکی آن به صورت زیر نوشته می شود: 1s 1. در فرمول های الکترونیکی، تعداد سطح انرژی با عدد جلوی حرف (1 ...)، حرف لاتین نشان دهنده سطح فرعی (نوع مداری) و عدد نوشته شده در سمت راست بالای حرف است. (به عنوان یک توان) تعداد الکترون ها را در سطح فرعی نشان می دهد.

برای اتم هلیوم He که دارای دو الکترون جفت در یک اوربیتال s است، این فرمول این است: 1s 2.

لایه الکترونی اتم هلیوم کامل و بسیار پایدار است. هلیم یک گاز نجیب است.

در سطح انرژی دوم (n = 2)، چهار اوربیتال وجود دارد: یک s و سه p. الکترون‌های اوربیتال‌های سطح دوم (اوربیتال‌های 2) انرژی بالاتری دارند، زیرا در فاصله بیشتری از هسته نسبت به الکترون‌های اوربیتال 1s (n = 2) قرار دارند.

به طور کلی، برای هر مقدار n، یک اوربیتال s وجود دارد، اما با ذخیره متناظر انرژی الکترون روی آن و بنابراین، با قطر متناظر که با افزایش مقدار n رشد می کند.

R-Orbital شکل یک دمبل یا شکل حجمی هشت دارد. هر سه اوربیتال p در اتم به طور متقابل عمود بر روی مختصات فضایی کشیده شده از طریق هسته اتم قرار دارند. باید یک بار دیگر تاکید کرد که هر سطح انرژی (لایه الکترونی) که از n = 2 شروع می شود، دارای سه اوربیتال p است. با افزایش مقدار n، الکترون‌ها اوربیتال‌های p را که در فواصل زیاد از هسته قرار دارند و در امتداد محورهای x، y، r هدایت می‌شوند، زنده می‌کنند.

برای عناصر دوره دوم (n = 2)، ابتدا یک اوربیتال p و سپس سه اوربیتال p پر می شود. فرمول الکترونیکی 1L: 1s 2 2s 1. اتصال الکترون به هسته اتم ضعیف‌تر است، بنابراین اتم لیتیوم می‌تواند به راحتی آن را از بین ببرد (همانطور که واضح است به یاد دارید، این فرآیند اکسیداسیون نامیده می‌شود) و به یون Li + تبدیل می‌شود.

در اتم بریلیم Be 0، الکترون چهارم نیز در مدار 2s قرار دارد: 1s 2 2s 2. دو الکترون بیرونی اتم بریلیم به راحتی جدا می شوند - Be 0 به کاتیون Be 2+ اکسید می شود.

پنجمین الکترون اتم بور توسط اوربیتال 2p اشغال شده است: 1s 2 2s 2 2p 1. سپس اتم های C، N، O، E با اوربیتال های 2p پر می شوند که به گاز نجیب نئون ختم می شود: 1s 2 2s 2 2p 6.

برای عناصر دوره سوم، اوربیتال های Sv و 3p به ترتیب پر شده اند. در این حالت، پنج اوربیتال d از سطح سوم آزاد می مانند:

گاهی اوقات در نمودارهایی که توزیع الکترون ها در اتم ها را نشان می دهند، فقط تعداد الکترون ها در هر سطح انرژی نشان داده شده است، یعنی برخلاف فرمول های الکترونیکی کامل فوق، فرمول های الکترونیکی مختصر اتم های عناصر شیمیایی را یادداشت می کنند.

برای عناصر دوره های بزرگ (چهارم و پنجم)، دو الکترون اول به ترتیب اوربیتال های 4 و 5 را اشغال می کنند: 19 K 2، 8، 8، 1. 38 Sr 2, 8, 18, 8, 2. با شروع از عنصر سوم هر دوره بزرگ، ده الکترون بعدی به ترتیب وارد اوربیتال های 3d و 4d قبلی می شوند (برای عناصر زیر گروه های جانبی): 23 V 2, 8, 11، 2; 26 Tr 2, 8, 14, 2; 40 Zr 2, 8, 18, 10, 2; 43 Tg 2، 8، 18، 13، 2. به عنوان یک قاعده، زمانی که زیرسطح d قبلی پر می شود، زیرسطح بیرونی (به ترتیب 4p- و 5p) شروع به پر شدن می کند.

برای عناصر دوره های بزرگ - ششمین و هفتمین ناتمام - سطوح و سطوح فرعی الکترونیکی به طور معمول با الکترون ها پر می شوند: دو الکترون اول وارد زیرسطح B بیرونی می شوند: 56 Ва 2، 8، 18، 18 , 8, 2; 87Gg 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1; الکترون بعدی (برای Na و Ac) به قبلی (p-زیرسطح: 57 La 2، 8، 18، 18، 9، 2 و 89 Ac 2، 8، 18، 32، 18، 9، 2.

سپس 14 الکترون بعدی برای لانتانیدها و اکتینیدها به ترتیب وارد سومین سطح انرژی خارجی در اوربیتال های 4f و 5f خواهند شد.

سپس دومین سطح انرژی خارجی (d-sublevel) دوباره شروع به ایجاد می کند: برای عناصر زیرگروه های ثانویه: 73 Ta 2, 8,18, 32,11, 2; 104 Rf 2، 8، 18، 32، 32، 10، 2، - و در نهایت، تنها پس از پر شدن کامل با ده الکترون از این سطح برابر، سطح فرعی p بیرونی دوباره پر می شود:

86 Rn 2، 8، 18، 32، 18، 8.

اغلب، ساختار لایه های الکترونی اتم ها با استفاده از سلول های انرژی یا کوانتومی به تصویر کشیده می شود - به اصطلاح فرمول های الکترونیکی گرافیکی نوشته شده است. برای این علامت گذاری، از نماد زیر استفاده می شود: هر سلول کوانتومی توسط سلولی مشخص می شود که مربوط به یک مدار است. هر الکترون با یک فلش مربوط به جهت اسپین نشان داده می شود. هنگام نوشتن فرمول الکترونیکی گرافیکی، باید دو قانون را به خاطر بسپارید: اصل پائولی که طبق آن در یک سلول (اوربیتال) بیشتر از دو الکترون نمی‌توان وجود داشت، اما با اسپین‌های ضد موازی، و قانون F. Hund که بر اساس آن الکترون‌ها اشغال می‌شوند. سلول‌های آزاد (اوربیتال‌ها)، ابتدا در آن‌ها قرار می‌گیرند و ارزش اسپین یکسانی دارند و تنها پس از آن جفت می‌شوند، اما چرخش‌ها بر اساس اصل پائولی برعکس جهت می‌شوند.

در پایان، ما یک بار دیگر نمایش تنظیمات الکترونیکی اتم های عناصر را با دوره های سیستم D.I. مندلیف در نظر خواهیم گرفت. نمودارهای ساختار الکترونیکی اتم ها توزیع الکترون ها را بر روی لایه های الکترونیکی (سطوح انرژی) نشان می دهد.

در یک اتم هلیوم، اولین لایه الکترونی کامل است - 2 الکترون در آن وجود دارد.

هیدروژن و هلیوم عناصر s هستند، اوربیتال s این اتم ها پر از الکترون است.

عناصر دوره دوم

برای تمام عناصر دوره دوم، لایه الکترونی اول پر شده و الکترون ها اوربیتال های e- و p لایه الکترونی دوم را مطابق با اصل کمترین انرژی (اول s- و سپس p) و پائولی و هوند پر می کنند. قوانین (جدول 2).

در اتم نئون، لایه الکترونی دوم کامل است - حاوی 8 الکترون است.

جدول 2 ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر دوره دوم

انتهای جدول. 2

لی، بی - عناصر B.

عناصر B، C، N، O، F، Ne - p، این اتم ها با الکترون های اوربیتال p پر شده اند.

عناصر دوره سوم

برای اتم‌های عناصر دوره سوم، لایه‌های الکترونی اول و دوم تکمیل می‌شوند، بنابراین، لایه الکترونیکی سوم پر می‌شود که در آن الکترون‌ها می‌توانند زیرسطح‌های Zs-، 3p- و Zd را اشغال کنند (جدول 3).

جدول 3 ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر دوره سوم

اوربیتال الکترون Zs در اتم منیزیم در حال تکمیل است. Na و Mg عناصر s هستند.

8 الکترون در اتم آرگون در لایه بیرونی (لایه الکترونی سوم) وجود دارد. به عنوان لایه بیرونی، کامل است، اما در مجموع در لایه سوم الکترونی، همانطور که می دانید، ممکن است 18 الکترون وجود داشته باشد، به این معنی که عناصر دوره سوم دارای اوربیتال های 3 بعدی پر نشده هستند.

همه عناصر از Al تا Ar عناصر p هستند. عناصر s و p زیر گروه های اصلی جدول تناوبی را تشکیل می دهند.

برای اتم های پتاسیم و کلسیم، یک لایه الکترونی چهارم ظاهر می شود، زیرسطح 4s پر شده است (جدول 4)، زیرا انرژی کمتری نسبت به زیرسطح 3d دارد. برای ساده کردن فرمول های الکترونیکی گرافیکی اتم های عناصر دوره چهارم: 1) فرمول الکترونیکی گرافیکی شرطی آرگون را به صورت زیر نشان می دهیم:
Ar;

2) ما سطوح فرعی را که در این اتم ها پر نشده اند به تصویر نخواهیم کشید.

جدول 4 ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر دوره چهارم

عناصر K، Ca - s موجود در زیر گروه های اصلی. در اتم های Sc تا Zn، سطح فرعی 3d با الکترون ها پر شده است. اینها 3 عنصر هستند. آنها در زیر گروه های جانبی قرار می گیرند، لایه الکترونیکی پیش خارجی آنها پر شده است، آنها به عنوان عناصر انتقال نامیده می شوند.

به ساختار لایه های الکترونی اتم های کروم و مس توجه کنید. در آنها یک "شیب" یک الکترون از سطح فرعی 4 به 3 وجود دارد که با پایداری انرژی بالاتر پیکربندی های الکترونیکی حاصل Zd 5 و Zd 10 توضیح داده می شود:

در اتم روی، سومین لایه الکترونیکی کامل است - تمام سطوح فرعی 3s، Zp، و Zd در آن پر شده‌اند که در مجموع 18 الکترون روی آنها وجود دارد.

در عناصر بعد از روی، چهارمین لایه الکترونیکی، زیرسطح 4p، همچنان پر می شود: عناصر از Ga تا Kr، عناصر p هستند.

در اتم کریپتون، لایه بیرونی (چهارم) کامل است، دارای 8 الکترون است. اما در مجموع در لایه الکترونی چهارم، همانطور که می دانید، می تواند 32 الکترون وجود داشته باشد. برای اتم کریپتون، سطوح فرعی 4d و 4f هنوز خالی هستند.

برای عناصر دوره پنجم، سطوح فرعی به ترتیب زیر پر می شوند: 5s-> 4d -> 5p. و همچنین استثناهایی وجود دارد که با "شیب" الکترون ها در 41 Nb، 42 MO و غیره مرتبط است.

در دوره های ششم و هفتم، عناصر ظاهر می شوند، یعنی عناصری که به ترتیب زیرسطح های 4f و 5f سومین لایه الکترونی بیرونی پر شده اند.

عناصر 4f لانتانید نامیده می شوند.

عناصر 5f اکتینید نامیده می شوند.

ترتیب پر کردن سطوح فرعی الکترونیکی در اتم های عناصر دوره ششم: 55 Сs و 56 Ва - 6s-عناصر.

57 Lа ... 6s 2 5d 1 - 5d-element; 58 Ce - 71 Lu - 4f- Elements; 72 Hf - 80 Hg - عناصر 5d. 81 Тl— 86 Rn - 6p-عناصر. اما حتی در اینجا عناصری وجود دارد که در آنها ترتیب پر شدن اوربیتال های الکترونی "نقض" می شود، که به عنوان مثال، با پایداری انرژی بالاتر از سطوح فرعی نیمه و کاملاً پر شده f، یعنی nf 7 و nf 14 همراه است.

بسته به اینکه آخرین سطح اتم با الکترون ها پر شده باشد، همه عناصر، همانطور که قبلاً فهمیدید، به چهار خانواده یا بلوک الکترونیکی تقسیم می شوند (شکل 7).

1) s-Elements; پر از الکترون در سطح فرعی سطح بیرونی اتم؛ عناصر s شامل هیدروژن، هلیوم و عناصر زیرگروه های اصلی گروه های I و II هستند.

2) عناصر p. زیرسطح p سطح بیرونی اتم با الکترون پر شده است. عناصر p شامل عناصر زیر گروه های اصلی گروه های III-VIII است.

3) عناصر d. زیرسطح d سطح پیش از بیرونی اتم با الکترون پر شده است. عناصر d شامل عناصر زیرگروه های ثانویه گروه های I-VIII هستند، یعنی عناصر درج شده دهه های دوره های بزرگ بین عناصر s و p. به آنها عناصر انتقالی نیز گفته می شود.

4) عناصر f، پر از الکترون ها f-زیرسطح سوم خارج از سطح اتم. اینها شامل لانتانیدها و اکتینیدها هستند.

1. اگر اصل پائولی رعایت نمی شد چه اتفاقی می افتاد؟

2. اگر قانون هوند رعایت نشود چه اتفاقی می افتد؟

3. نمودارهایی از ساختار الکترونیکی، فرمول های الکترونیکی و فرمول های الکترونیکی گرافیکی اتم های عناصر شیمیایی زیر تهیه کنید: Ca، Fe، Zr، Sn، Nb، Hf، Pa.

4. فرمول الکترونیکی عنصر 110 را با استفاده از نماد گاز نجیب مربوطه بنویسید.

5. "شیب" الکترون چیست؟ از عناصری که این پدیده در آنها مشاهده می شود مثال بزنید، فرمول الکترونیکی آنها را بنویسید.

6. تعلق یک عنصر شیمیایی به یک خانواده الکترونیکی خاص چگونه تعیین می شود؟

7. فرمول الکترونیکی و گرافیکی الکترونیکی اتم گوگرد را با هم مقایسه کنید. آخرین فرمول حاوی چه اطلاعات اضافی است؟

>> شیمی: تنظیمات الکترونیکی اتم های عناصر شیمیایی

شکل 5 نموداری از تقسیم سطوح انرژی به سطوح فرعی را نشان می دهد.

همانطور که می دانید s-اوربیتال کروی است. الکترون اتم هیدروژن (s = 1) روی این اوربیتال قرار دارد و جفت نشده است. بنابراین فرمول الکترونیکی یا پیکربندی الکترونیکی آن به صورت زیر نوشته می شود: 1s 1. در فرمول های الکترونیکی، تعداد سطح انرژی با عدد جلوی حرف (1 ...)، حرف لاتین نشان دهنده سطح فرعی (نوع مداری) و عدد نوشته شده در سمت راست بالای حرف است. (به عنوان یک توان) تعداد الکترون ها را در سطح فرعی نشان می دهد.

برای اتم هلیوم He که دارای دو الکترون جفت در یک اوربیتال s است، این فرمول این است: 1s 2.

لایه الکترونی اتم هلیوم کامل و بسیار پایدار است. هلیم یک گاز نجیب است.

r-Orbital شکل یک دمبل یا عدد هشت را دارد. هر سه اوربیتال p در اتم به طور متقابل عمود بر روی مختصات فضایی کشیده شده از طریق هسته اتم قرار دارند. باید یک بار دیگر تاکید کرد که هر سطح انرژی (لایه الکترونی) که از n = 2 شروع می شود، دارای سه اوربیتال p است. با افزایش مقدار n، الکترون‌ها اوربیتال‌های p را که در فواصل زیاد از هسته قرار دارند و در امتداد محورهای x، y، r هدایت می‌شوند، زنده می‌کنند.

برای عناصر دوره سوم، اوربیتال های Sv و 3p به ترتیب پر شده اند. در این حالت، پنج اوربیتال d از سطح سوم آزاد می مانند:

11 Na 1s 2 2s 2 Sv1; 17S11v22822r63r5; 18Ag P ^ Ep ^ Zp6.

برای عناصر دوره های بزرگ - ششمین و هفتمین ناتمام - سطوح و سطوح فرعی الکترونیکی به طور معمول با الکترون ها پر می شوند: دو الکترون اول به زیرسطح B بیرونی می روند: 56 Ва 2، 8، 18، 18، 8، 2; 87Gg 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1; الکترون بعدی (برای Na و Ac) به قبلی (p-زیرسطح: 57 La 2، 8، 18، 18، 9، 2 و 89 Ac 2، 8، 18، 32، 18، 9، 2.

سپس دومین سطح انرژی خارجی (d-sublevel) دوباره شروع به ایجاد می کند: برای عناصر زیرگروه های ثانویه: 73 Ta 2, 8,18, 32,11, 2; 104 Rf 2، 8، 18، 32، 32، 10، 2، - و در نهایت، تنها پس از پر شدن کامل با ده الکترون، این سطح برابر دوباره با زیرسطح p بیرونی پر می شود:

86 Rn 2، 8، 18، 32، 18، 8.

در پایان، ما یک بار دیگر نمایش تنظیمات الکترونیکی اتم های عناصر را با توجه به دوره های سیستم DI مندلیف در نظر خواهیم گرفت. نمودارهای ساختار الکترونیکی اتم ها توزیع الکترون ها را بر روی لایه های الکترونیکی (سطوح انرژی) نشان می دهد.

در اتم هلیوم، اولین لایه الکترونی کامل است - 2 الکترون در آن وجود دارد.

هیدروژن و هلیوم عناصر s هستند، اوربیتال s این اتم ها پر از الکترون است.

عناصر دوره دوم

در اتم نئون، لایه الکترونی دوم کامل است - حاوی 8 الکترون است.

جدول 2 ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر دوره دوم

انتهای جدول. 2

لی، بی - عناصر B.

عناصر B، C، N، O، F، Ne - p، این اتم ها با الکترون های اوربیتال p پر شده اند.

عناصر دوره سوم

جدول 3 ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر دوره سوم

اوربیتال الکترون Zs در اتم منیزیم در حال تکمیل است. عناصر Na و Mg-s.

همه عناصر از Al تا Ar عناصر p هستند. عناصر s و p زیر گروه های اصلی جدول تناوبی را تشکیل می دهند.

2) ما سطوح فرعی را که در این اتم ها پر نشده اند به تصویر نخواهیم کشید.

جدول 4 ساختار لایه های الکترونی اتم های عناصر دوره چهارم

در اتم روی، سومین لایه الکترونیکی کامل است - تمام سطوح فرعی 3s، Zp و Zd در آن پر شده اند، که در مجموع 18 الکترون روی آنها وجود دارد.

در عناصر بعد از روی، چهارمین لایه الکترونیکی، زیرسطح 4p، همچنان پر می شود: عناصر از Ga تا Kr، عناصر p هستند.

عناصر 4f لانتانید نامیده می شوند.

عناصر 5f اکتینید نامیده می شوند.

ترتیب پر کردن سطوح فرعی الکترونیکی در اتم های عناصر دوره ششم: 55 Сs و 56 Ва - 6s-عناصر.

57 Lа ... 6s 2 5d 1 - 5d-element; 58 Ce - 71 Lu - 4f- Elements; 72 Hf - 80 Hg - عناصر 5d. 81 Тl- 86 Rn - 6p-عناصر. اما حتی در اینجا عناصری وجود دارد که در آنها ترتیب پر شدن اوربیتال های الکترونی "نقض" می شود، که به عنوان مثال، با پایداری انرژی بالاتر از سطوح فرعی نیمه و کاملاً پر شده f، یعنی nf 7 و nf 14 همراه است.

2) عناصر p. زیرسطح p سطح بیرونی اتم با الکترون پر شده است. عناصر p شامل عناصر زیرگروه های اصلی گروه های III-VIII است.

4) عناصر f، پر از الکترون ها f-زیرسطح سوم خارج از سطح اتم. اینها شامل لانتانیدها و اکتینیدها هستند.

1. اگر اصل پائولی رعایت نمی شد چه اتفاقی می افتاد؟

2. اگر قانون هوند رعایت نشود چه اتفاقی می افتد؟

4. فرمول الکترونیکی عنصر 110 را با استفاده از نماد گاز نجیب مربوطه بنویسید.

محتوای درس طرح کلی درسفن آوری های تعاملی از روش های شتاب دهنده ارائه درس پشتیبانی می کند تمرین کارها و تمرینات کارگاه های خودآزمایی، آموزش ها، موارد، کوئست ها سوالات بحث تکلیف سوالات بلاغی از دانش آموزان تصاویر صوتی، کلیپ های ویدئویی و چند رسانه ایعکس ها، تصاویر، نمودارها، جداول، طرح های طنز، حکایت ها، سرگرمی، تمثیل های کمیک، گفته ها، جدول کلمات متقاطع، نقل قول ها مکمل چکیده هاتراشه های مقالات برای ورق های تقلب کنجکاو کتاب های درسی پایه و واژگان اضافی اصطلاحات دیگران بهبود کتب درسی و دروسرفع اشکال در آموزشبه روز رسانی بخشی در کتاب درسی عناصر نوآوری در درس جایگزین دانش منسوخ شده با دانش جدید فقط برای معلمان درس های کاملبرنامه تقویم برای سال توصیه های روش شناختی برنامه بحث دروس تلفیقی