Awalnya, unsur-unsur dalam Tabel Periodik Unsur Kimia D.I. Mendeleev disusun sesuai dengan massa atom dan sifat kimianya, tetapi ternyata peran yang menentukan tidak dimainkan oleh massa atom, tetapi oleh muatan nukleus dan, dengan demikian, jumlah elektron dalam a atom netral.

Keadaan elektron yang paling stabil dalam atom unsur kimia sesuai dengan energi minimumnya, dan keadaan lain apa pun disebut tereksitasi, di mana elektron dapat secara spontan naik ke tingkat dengan energi yang lebih rendah.

Mari kita perhatikan bagaimana elektron didistribusikan dalam atom di sepanjang orbital, mis. konfigurasi elektron atom banyak elektron dalam keadaan dasar. Untuk bangunan konfigurasi elektronik gunakan prinsip-prinsip berikut untuk mengisi orbital dengan elektron:

- Prinsip Pauli (larangan) - sebuah atom tidak dapat memiliki dua elektron dengan himpunan keempat bilangan kuantum yang sama;

- prinsip energi terkecil (aturan Klechkovsky) - orbital diisi dengan elektron dalam urutan peningkatan energi orbital (Gbr. 1).

Beras. 1. Distribusi energi orbital atom mirip hidrogen; n adalah bilangan kuantum utama.

Energi orbital tergantung pada jumlah (n + l). Orbital diisi dengan elektron dalam urutan peningkatan jumlah (n + l) untuk ortital ini. Jadi, untuk sublevel 3d dan 4s, jumlah (n + l) masing-masing adalah 5 dan 4, sebagai akibatnya orbital 4s akan diisi terlebih dahulu. Jika jumlah (n + l) sama untuk dua orbital, maka orbital pertama diisi dengan orbital dengan nilai n yang lebih kecil. Jadi, untuk orbital 3d dan 4p, jumlah (n + l) akan menjadi 5 untuk setiap orbital, tetapi orbital 3d diisi terlebih dahulu. Menurut aturan ini, urutan pengisian orbital adalah sebagai berikut:

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

Keluarga suatu unsur ditentukan oleh orbital terakhir yang diisi dengan elektron, menurut energinya. Namun, rumus elektronik tidak dapat ditulis sesuai dengan deret energi.

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 konfigurasi elektron yang benar

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 3 Salah memasukkan konfigurasi elektronik

Untuk lima elemen d - pertama, valensi (yaitu elektron yang bertanggung jawab untuk pembentukan ikatan kimia) adalah jumlah elektron per d dan s, diisi dengan elektron pada putaran terakhir. Untuk unsur p, valensi adalah jumlah elektron yang terletak pada sublevel s dan p. Untuk elemen-s, valensi adalah elektron yang terletak di sublevel s dari tingkat energi eksternal.

- Aturan Hund - untuk satu nilai l, elektron mengisi orbital sedemikian rupa sehingga total spin maksimum (Gbr. 2)

Beras. 2. Perubahan energi 1s -, 2s - 2p - orbital atom periode ke-2 Sistem Periodik.

Contoh konstruksi konfigurasi elektron atom

Contoh konstruksi konfigurasi elektron atom diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Contoh penyusunan konfigurasi elektron atom

	Konfigurasi elektronik	Aturan yang berlaku
		Prinsip Pauli, aturan Klechkovsky
		Aturan Hund
	1s 2 2s 2 2p 6 4s 1	Aturan Klechkovsky

Struktur kulit elektron atom unsur dari empat periode pertama: $ s- $, $ p- $ dan $ d- $ elemen. Konfigurasi elektron atom. Keadaan dasar dan keadaan tereksitasi atom

Konsep atom muncul di dunia kuno untuk penunjukan partikel materi. Diterjemahkan dari bahasa Yunani, atom berarti "tidak dapat dibagi".

elektron

Fisikawan Irlandia Stoney, berdasarkan eksperimen, sampai pada kesimpulan bahwa listrik dibawa oleh partikel terkecil yang ada dalam atom dari semua unsur kimia. Pada $ 1891, Stoney mengusulkan untuk menamai partikel-partikel ini elektron, yang dalam bahasa Yunani berarti "kuning".

Beberapa tahun setelah elektron mendapatkan namanya, fisikawan Inggris Joseph Thomson dan fisikawan Prancis Jean Perrin membuktikan bahwa elektron membawa muatan negatif. Ini adalah muatan negatif terkecil, yang dalam kimia dianggap sebagai satuan $ (- 1) $. Thomson bahkan berhasil menentukan kecepatan elektron (sama dengan kecepatan cahaya - $ 300.000 km / s) dan massa elektron (itu $ 1836 $ kali lebih kecil dari massa atom hidrogen).

Thomson dan Perrin menghubungkan kutub sumber daya ke dua pelat logam - katoda dan anoda, disolder ke dalam tabung kaca tempat udara dievakuasi. Ketika tegangan sekitar 10 ribu volt diterapkan ke elektroda pelat, pelepasan bercahaya melintas di dalam tabung, dan partikel terbang dari katoda (kutub negatif) ke anoda (kutub positif), yang pertama kali disebut para ilmuwan sinar katoda dan kemudian mereka menemukan bahwa itu adalah aliran elektron. Elektron yang mengenai zat khusus yang diterapkan, misalnya, pada layar TV, menyebabkan pancaran.

Disimpulkan bahwa elektron dikeluarkan dari atom bahan dari mana katoda dibuat.

Elektron bebas atau fluksnya dapat diperoleh dengan cara lain, misalnya, ketika kawat logam dipanaskan atau ketika cahaya mengenai logam yang dibentuk oleh unsur-unsur dari subkelompok utama golongan I dari tabel periodik (misalnya, cesium).

Keadaan elektron dalam atom

Keadaan elektron dalam atom dipahami sebagai seperangkat informasi tentang energi elektron tertentu dalam ruang angkasa di mana ia berada. Kita sudah tahu bahwa elektron dalam atom tidak memiliki lintasan gerak, yaitu kita hanya bisa berbicara tentang kemungkinan menemukannya di ruang sekitar nukleus. Itu dapat terletak di bagian mana pun dari ruang yang mengelilingi nukleus ini, dan totalitas berbagai posisinya dianggap sebagai awan elektron dengan kerapatan muatan negatif tertentu. Secara kiasan, ini dapat dibayangkan sebagai berikut: jika, setelah seperseratus atau sepersejuta detik, dimungkinkan untuk memotret posisi elektron dalam atom, seperti pada foto akhir, maka elektron dalam foto tersebut akan direpresentasikan sebagai titik. Tumpang tindih foto-foto tersebut yang tak terhitung jumlahnya akan menghasilkan gambar awan elektron dengan kepadatan tertinggi di mana ada sebagian besar titik-titik ini.

Gambar menunjukkan "pemotongan" kepadatan elektron seperti itu dalam atom hidrogen yang melewati nukleus, dan garis putus-putus mendefinisikan bola, di mana probabilitas mendeteksi elektron adalah $ 90% $. Kontur yang paling dekat dengan nukleus mencakup wilayah ruang di mana probabilitas mendeteksi elektron adalah $ 10% $, probabilitas mendeteksi elektron di dalam kontur kedua dari nukleus adalah $ 20% $, di dalam kontur ketiga - $ 30% $, dll. Ada beberapa ketidakpastian dalam keadaan elektron. Untuk mengkarakterisasi keadaan khusus ini, fisikawan Jerman W. Heisenberg memperkenalkan konsep prinsip ketidakpastian, yaitu menunjukkan bahwa tidak mungkin untuk menentukan secara simultan dan akurat energi dan lokasi elektron. Semakin tepat energi elektron ditentukan, semakin tidak pasti posisinya, dan sebaliknya, setelah ditentukan posisinya, tidak mungkin untuk menentukan energi elektron. Wilayah probabilitas mendeteksi elektron tidak memiliki batas yang jelas. Namun, dimungkinkan untuk memilih ruang di mana kemungkinan menemukan elektron adalah maksimum.

Ruang di sekitar inti atom, di mana elektron paling mungkin ditemukan, disebut orbital.

Ini berisi sekitar $ 90% dari awan elektron, yang berarti bahwa sekitar $ 90% dari waktu elektron berada di bagian ruang ini. Menurut bentuknya, ada $ 4 $ dari jenis orbital yang diketahui saat ini, yang dilambangkan dengan huruf Latin $ s, p, d $ dan $ f $. Sebuah representasi grafis dari beberapa bentuk orbital elektron ditunjukkan pada gambar.

Karakteristik paling penting dari gerak elektron dalam orbital tertentu adalah energi ikatannya dengan nukleus. Elektron dengan energi dekat membentuk elektron tunggal lapisan elektronik, atau tingkat energi... Tingkat energi diberi nomor mulai dari inti: $ 1, 2, 3, 4, 5, 6 $ dan $ 7 $.

Bilangan bulat $ n $ yang menunjukkan jumlah tingkat energi disebut bilangan kuantum utama.

Ini mencirikan energi elektron yang menempati tingkat energi tertentu. Energi terendah dimiliki oleh elektron dari tingkat energi pertama, yang paling dekat dengan inti. Dibandingkan dengan elektron-elektron tingkat pertama, elektron-elektron tingkat berikutnya dicirikan oleh simpanan energi yang besar. Akibatnya, elektron dari tingkat terluar adalah yang paling tidak terikat kuat pada inti atom.

Jumlah tingkat energi (lapisan elektronik) dalam sebuah atom sama dengan jumlah periode dalam sistem DI Mendeleev yang menjadi milik unsur kimia: atom-atom dari unsur-unsur periode pertama memiliki satu tingkat energi; periode kedua - dua; periode ketujuh adalah tujuh.

Jumlah elektron terbesar pada tingkat energi ditentukan oleh rumus:

di mana $N $ adalah jumlah elektron maksimum; $ n $ - nomor level, atau bilangan kuantum utama. Oleh karena itu: pada tingkat energi pertama yang paling dekat dengan inti tidak boleh ada lebih dari dua elektron; pada yang kedua - tidak lebih dari $ 8 $; pada yang ketiga - tidak lebih dari $ 18 $; pada keempat - tidak lebih dari $ 32. Dan bagaimana, pada gilirannya, tingkat energi (lapisan elektron) diatur?

Mulai dari tingkat energi kedua $(n = 2)$, masing-masing tingkat dibagi lagi menjadi subtingkat (sublayers) yang sedikit berbeda satu sama lain dalam energi ikat dengan inti.

Jumlah sublevel sama dengan nilai bilangan kuantum utama: tingkat energi pertama memiliki satu sub tingkat; yang kedua - dua; yang ketiga adalah tiga; keempat adalah empat. Sublevel, pada gilirannya, dibentuk oleh orbital.

Setiap nilai $ n $ sesuai dengan jumlah orbital yang sama dengan $ n ^ 2 $. Menurut data yang disajikan dalam tabel, adalah mungkin untuk melacak hubungan bilangan kuantum utama $ n $ dengan jumlah sublevel, jenis dan jumlah orbital, dan jumlah maksimum elektron pada sublevel dan level.

Nomor kuantum utama, jenis dan jumlah orbital, jumlah maksimum elektron pada sublevel dan level.

Tingkat energi $ (n) $	Jumlah sublevel sama dengan $ n $	Tipe orbit	Orbital		Jumlah maksimum elektron
			di sublevel	di tingkat yang sama dengan $ n ^ 2 $	di sublevel	pada tingkat yang sama dengan $ n ^ 2 $
$K (n = 1) $	$1$	$ 1s $	$1$	$1$	$2$	$2$
$L (n = 2) $	$2$	$ 2s $	$1$	$4$	$2$	$8$
		$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 hari $	$5$		$10$
		$ 4f $	$7$		$14$

Sublevel biasanya dilambangkan dengan huruf Latin, serta bentuk orbital yang menyusunnya: $ s, p, d, f $. Jadi:

• $ s $ -sublevel - yang pertama, paling dekat dengan inti atom, sublevel dari setiap tingkat energi, terdiri dari satu $ s $ -orbital;
• $ p $ -sublevel - sublevel kedua dari masing-masing, kecuali yang pertama, tingkat energi, terdiri dari tiga $ p $ -orbital;
• $ d $ -sublayer - sublevel ketiga masing-masing, mulai dari level energi ketiga, terdiri dari lima $ d $ -orbital;
• Sublapisan $ f $ - masing-masing, mulai dari tingkat energi keempat, terdiri dari tujuh orbital $ f $ -.

inti atom

Tetapi elektron bukan satu-satunya penyusun atom. Fisikawan Henri Becquerel menemukan bahwa mineral alami yang mengandung garam uranium juga memancarkan radiasi yang tidak diketahui, menerangi film fotografi yang tersembunyi dari cahaya. Fenomena ini bernama radioaktivitas.

Ada tiga jenis sinar radioaktif:

1. $ $ -sinar, yang terdiri dari $ $ -partikel yang bermuatan $2 $ kali muatan elektron, tetapi dengan tanda positif, dan massanya $ 4 $ kali massa atom hidrogen;
2. $ $ -rays mewakili aliran elektron;
3. $ $ -rays adalah gelombang elektromagnetik dengan massa diabaikan yang tidak membawa muatan listrik.

Akibatnya, atom memiliki struktur yang kompleks - terdiri dari inti bermuatan positif dan elektron.

Bagaimana cara kerja atom?

Pada tahun 1910, di Cambridge, dekat London, Ernest Rutherford bersama murid-murid dan rekan-rekannya mempelajari hamburan partikel $ $ yang melewati kertas emas tipis dan jatuh di layar. Partikel alfa biasanya menyimpang dari arah aslinya hanya satu derajat, yang menunjukkan keseragaman dan keseragaman sifat atom emas. Dan tiba-tiba para peneliti memperhatikan bahwa beberapa partikel $ $ mengubah arah jalurnya secara tiba-tiba, seolah-olah menabrak semacam rintangan.

Dengan menempatkan layar di depan foil, Rutherford mampu mendeteksi bahkan kasus yang jarang terjadi ketika partikel $ $, yang dipantulkan dari atom emas, terbang ke arah yang berlawanan.

Perhitungan menunjukkan bahwa fenomena yang diamati dapat terjadi jika seluruh massa atom dan semua muatan positifnya terkonsentrasi di inti pusat yang kecil. Jari-jari nukleus, ternyata, 100.000 kali lebih kecil dari jari-jari seluruh atom, wilayah di mana terdapat elektron dengan muatan negatif. Jika kita menerapkan perbandingan figuratif, maka seluruh volume sebuah atom dapat disamakan dengan sebuah stadion di Stadion Luzhniki, dan nukleus seperti bola sepak yang terletak di tengah lapangan.

Atom dari setiap unsur kimia sebanding dengan tata surya kecil. Oleh karena itu, model atom ini, yang diusulkan oleh Rutherford, disebut planetary.

Proton dan neutron

Ternyata inti atom kecil, di mana seluruh massa atom terkonsentrasi, terdiri dari dua jenis partikel - proton dan neutron.

Proton memiliki muatan sama dengan muatan elektron, tetapi berlawanan tanda $ (+ 1) $, dan massa sama dengan massa atom hidrogen (diambil sebagai satuan dalam kimia). Proton dilambangkan dengan tanda $ (1) (1) p $ (atau $ p + $). neutron tidak membawa muatan, mereka netral dan memiliki massa yang sama dengan proton, yaitu. $ 1 $. Neutron dilambangkan dengan tanda $ (0) (1) n $ (atau $ n ^ 0 $).

Proton dan neutron bersama-sama disebut nukleon(dari lat. inti- inti).

Jumlah proton dan neutron dalam suatu atom disebut jumlah besar... Misalnya, nomor massa atom aluminium:

Karena massa elektron, yang dapat diabaikan, dapat diabaikan, jelaslah bahwa seluruh massa atom terkonsentrasi di dalam nukleus. Elektron dilambangkan sebagai berikut: $ e↖ (-) $.

Karena atom bersifat netral secara listrik, jelas juga bahwa bahwa jumlah proton dan elektron dalam suatu atom adalah sama. Itu sama dengan nomor urut suatu unsur kimia ditugaskan untuk itu dalam Tabel Periodik. Misalnya, inti atom besi mengandung $26$ proton, dan $26$ elektron berputar mengelilingi inti. Bagaimana cara menentukan jumlah neutron?

Seperti yang Anda ketahui, massa atom terdiri dari massa proton dan neutron. Mengetahui nomor urut elemen $ (Z) $, mis. jumlah proton, dan nomor massa $ (A) $, sama dengan jumlah jumlah proton dan neutron, Anda dapat menemukan jumlah neutron $ (N) $ dengan rumus:

Misalnya, jumlah neutron dalam atom besi adalah:

$56 – 26 = 30$.

Tabel menunjukkan karakteristik utama partikel elementer.

Sifat dasar partikel elementer.

Isotop

Berbagai atom dari unsur yang sama, yang memiliki muatan inti yang sama, tetapi nomor massa yang berbeda, disebut isotop.

Kata isotop terdiri dari dua kata Yunani: iso- sama dan topos- tempat, berarti "menempati satu tempat" (sel) dalam Tabel Periodik Unsur.

Unsur-unsur kimia yang terjadi secara alami adalah campuran isotop. Jadi, karbon memiliki tiga isotop dengan massa $ 12, 13, 14 $; oksigen - tiga isotop dengan massa $ 16, 17, 18 $, dll.

Biasanya diberikan dalam Tabel Periodik, massa atom relatif suatu unsur kimia adalah nilai rata-rata massa atom campuran alami isotop dari unsur tertentu, dengan mempertimbangkan kandungan relatifnya di alam, oleh karena itu, nilai massa atom sering pecahan. Misalnya, atom klorin alami adalah campuran dari dua isotop - $ 35 $ ($ 75% di alam) dan $ 37 ($ ($ 25% darinya); oleh karena itu, massa atom relatif klorin adalah $ 35,5 $. Isotop klorin ditulis sebagai berikut:

$ (35) (17) (Cl) $ dan $ (37) (17) (Cl) $

Sifat kimia isotop klorin persis sama, seperti halnya isotop sebagian besar unsur kimia, misalnya kalium, argon:

$ (39) (19) (K) $ dan $ (40) (19) (K) $, $ ↖ (39) (18) (Ar) $ dan $ ↖ (40) (18 ) (Ar) $

Namun, sifat isotop hidrogen sangat berbeda karena peningkatan tajam dalam massa atom relatifnya; mereka bahkan telah diberi nama individu dan tanda kimia: protium - $ (1) (1) (H) $; deuterium - $ (2) (1) (H) $, atau $ (2) (1) (D) $; tritium - $ (3) (1) (H) $, atau $ (3) (1) (T) $.

Sekarang Anda dapat memberikan definisi unsur kimia yang modern, lebih ketat, dan ilmiah.

Unsur kimia adalah kumpulan atom dengan muatan inti yang sama.

Struktur kulit elektron atom unsur-unsur dari empat periode pertama

Mari kita perhatikan tampilan konfigurasi elektron atom unsur berdasarkan periode sistem D.I.Mendeleev.

Unsur periode pertama.

Diagram struktur elektronik atom menunjukkan distribusi elektron di atas lapisan elektronik (tingkat energi).

Rumus elektronik atom menunjukkan distribusi elektron di atas tingkat energi dan di bawah tingkat.

Rumus elektronik grafis atom menunjukkan distribusi elektron tidak hanya di atas level dan di bawah level, tetapi juga di atas orbital.

Dalam atom helium, lapisan elektron pertama selesai - ada $ 2 $ elektron di dalamnya.

Hidrogen dan helium adalah elemen $ s $ -, orbital $ s $ - atom-atom ini diisi dengan elektron.

Unsur periode kedua.

Untuk semua unsur periode kedua, lapisan elektron pertama terisi, dan elektron mengisi orbital $ s- $ dan $ p $ - dari lapisan elektron kedua sesuai dengan prinsip energi terkecil (pertama $ s $, kemudian $ p $) dan aturan Pauli dan Hund.

Dalam atom neon, lapisan elektron kedua selesai - ada elektron $ 8 $ di dalamnya.

Unsur periode ketiga.

Untuk atom unsur periode ketiga, lapisan elektron pertama dan kedua selesai, oleh karena itu lapisan elektronik ketiga terisi, di mana elektron dapat menempati sub level 3s, 3p dan 3d.

Struktur kulit elektron atom unsur-unsur periode ketiga.

Orbital $ 3,5 $ -elektronik sedang diselesaikan pada atom magnesium. $ Na $ dan $ Mg $ adalah $ s $ -elemen.

Dalam aluminium dan unsur-unsur berikutnya, sublevel $ 3d $ diisi dengan elektron.

$ (18) (Ar) $ Argon

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

Pada atom argon pada lapisan terluar (lapisan elektron ketiga) terdapat $8$ elektron. Karena lapisan terluar selesai, tetapi secara total pada lapisan elektron ketiga, seperti yang telah Anda ketahui, mungkin ada 18 elektron, yang berarti bahwa unsur-unsur periode ketiga memiliki orbital $ 3d $ yang tidak terisi.

Semua elemen dari $ Al $ hingga $ Ar $ - $ p $ -elemen.

$ s- $ dan $ p $ -elemen membentuk subgrup utama dalam Tabel Periodik.

Unsur periode keempat.

Lapisan elektron keempat muncul untuk atom kalium dan kalsium, dan sublevel $ 4s $ terisi, karena ia memiliki energi yang lebih rendah daripada sublevel $ 3d $. Untuk menyederhanakan rumus elektronik grafis dari atom-atom unsur periode keempat:

1. mari kita tentukan rumus elektronik grafis argon sebagai berikut: $Ar $;
2. kami tidak akan menggambarkan sublevel yang tidak diisi atom-atom ini.

$ K, Ca $ - $ s $ -elemen, termasuk dalam subkelompok utama. Dalam atom dari $Sc$ sampai $Zn$, sublevel 3d diisi dengan elektron. Ini adalah elemen $ 3d $. Mereka termasuk dalam subkelompok samping, lapisan elektronik pra-eksternal mereka diisi, mereka disebut sebagai elemen transisi.

Perhatikan struktur kulit elektron atom krom dan tembaga. Di dalamnya, satu elektron "jatuh" dari $ 4s- $ ke sublevel $ 3d $, yang dijelaskan oleh stabilitas energi yang lebih tinggi dari konfigurasi elektron yang dihasilkan $ 3d ^ 5 $ dan $ 3d ^ (10) $:

$ (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)… $

Simbol elemen, nomor urut, nama	Diagram struktur elektronik	Rumus elektronik	Rumus elektronik grafis
$ (19) (K) $ Kalium		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 $
$ (20) (C) $ Kalsium		$ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 $
$ (21) (Sc) $ Skandium		$1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 (3) d ^ 1 $ atau $1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 1 (4) s ^ 1 $
$ (22) (Ti) $ Titanium		$ 1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ 2 $ atau $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 2 (4) s ^ 2 $
$ (23) (V) $ Vanadium		$1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ 3 $ atau $1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 3 (4) s ^ 2 $
$ (24) (Сr) $ Chrome		$1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 (3) d ^ 5 $ atau $1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ 5 (4) s ^ 1 $
$ (29) (Cu) $ Chrome		$ 1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 1 (3) d ^ (10) $ atau $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2 ) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s ^ 1 $
$ (30) (Zn) $ Seng		$1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ (10) $ atau $ 1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2 ) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s ^ 2 $
$ (31) (Ga) $ Galium		$1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ (10) 4p ^ (1) $ atau $1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s ^ (2) 4p ^ (1) $
$ (36) (Kr) $ Krypton		$1s ^ 2 (2) d ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (4) s ^ 2 (3) d ^ (10) 4p ^ 6 $ atau $1s ^ 2 (2) s ^ 2 (2) p ^ 6 (3) p ^ 6 (3) d ^ (10) (4) s ^ (2) 4p ^ 6 $

Dalam atom seng, lapisan elektron ketiga selesai - semua $ 3s, 3p $, dan $ 3d $ sublevel diisi di dalamnya, dengan total $ 18 $ elektron pada mereka.

Dalam unsur-unsur berikut seng, lapisan elektron keempat, sublevel $4p$, terus terisi. Elemen dari $ Ga $ hingga $ Kr $ - $ p $ -elemen.

Pada atom kripton, lapisan terluar (keempat) lengkap, memiliki elektron $8$. Tapi total di lapisan elektron keempat, seperti yang Anda tahu, bisa ada $32$ dari sebuah elektron; untuk atom kripton, sublevel $ 4d- $ dan $4f $ masih kosong.

Unsur-unsur periode kelima diisi dengan sublevel dalam urutan berikut: $ 5s → 4d → 5p $. Dan ada juga pengecualian yang terkait dengan "pencelupan" elektron, untuk $ (41) Nb $, $ (42) Mo $, $ ↙ (44) Ru $, $ ↙ (45) Rh $, $ ( 46) Pd $, $ (47) Ag $. Pada periode keenam dan ketujuh, $f $ muncul -elemen, yaitu elemen yang diisi, masing-masing, oleh $ 4f- $ dan $ 5f $ -sublevel dari lapisan elektron ketiga di luar.

$ 4f $ -elemen disebut lantanida.

$ 5f $ -elemen disebut aktinida.

Urutan pengisian sublevel elektronik dalam atom unsur periode keenam: $ (55) Cs $ dan $ (56) а $ - $ 6s $ -elemen; $ (57) La ... 6s ^ (2) 5d ^ (1) $ - $ 5d $ -element; $ (58) Ce $ - $ (71) Lu - 4f $ -elemen; $ (72) Hf $ - $ (80) Hg - 5d $ -elemen; $ (81) 1 $ - $ (86) Rn - 6d $ -elemen. Tetapi bahkan di sini ada elemen di mana urutan pengisian orbital elektron dilanggar, yang, misalnya, dikaitkan dengan stabilitas energi yang lebih tinggi dari setengah dan sublevel $ f $ yang terisi penuh, mis. $nf ^ 7 $ dan $ nf ^ (14) $.

Bergantung pada sublevel atom mana yang terakhir diisi dengan elektron, semua elemen, seperti yang telah Anda pahami, dibagi menjadi empat keluarga elektronik, atau blok:

1. $s $ -elemen; elektron mengisi $ s $ -sublevel dari tingkat terluar atom; $ s $ -elemen termasuk hidrogen, helium dan elemen dari subkelompok utama grup I dan II;
2. $p $ -elemen; elektron mengisi $p $ -sublevel dari tingkat terluar atom; $ p $ -elemen termasuk elemen dari subkelompok utama dari kelompok III – VIII;
3. $ d $ -elemen;$ d $ -sublevel dari tingkat pra-luar atom diisi dengan elektron; $ d $ -elemen termasuk elemen subgrup sekunder dari grup I – VIII, yaitu, elemen plug-in dekade periode besar yang terletak di antara elemen $ s- $ dan $ p- $. Mereka juga disebut elemen transisi;
4. $f $ -elemen; elektron mengisi sublevel $f- $ dari tingkat atom ketiga di luar; ini termasuk lantanida dan aktinida.

Konfigurasi elektron atom. Keadaan atom dasar dan tereksitasi

Fisikawan Swiss W. Pauli pada tahun 1925 menetapkan bahwa dalam sebuah atom dalam satu orbital tidak boleh ada lebih dari dua elektron memiliki punggung yang berlawanan (antiparalel) (diterjemahkan dari bahasa Inggris - spindel), mis. memiliki sifat-sifat seperti itu, yang secara konvensional dapat dibayangkan sebagai rotasi elektron di sekitar sumbu imajinernya searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Prinsip ini disebut prinsip Pauli.

Jika ada satu elektron dalam orbital, maka itu disebut tidak berpasangan jika dua, maka ini elektron berpasangan, yaitu elektron dengan spin yang berlawanan.

Gambar tersebut menunjukkan diagram pembagian tingkat energi menjadi sublevel.

$s- $ mengorbit, seperti yang sudah Anda ketahui, memiliki bentuk bola. Sebuah elektron dari atom hidrogen $ (n = 1) $ terletak di orbital ini dan tidak berpasangan. Oleh karena itu, miliknya rumus elektronik, atau konfigurasi elektronik, ditulis seperti ini: $1s ^ 1 $. Dalam rumus elektronik, jumlah tingkat energi dilambangkan dengan angka di depan huruf $ (1 ...) $, huruf latin menunjukkan sublevel (jenis orbital), dan angka yang ditulis di kanan atas huruf (sebagai eksponen) menunjukkan jumlah elektron pada sublevel.

Untuk atom helium He yang memiliki dua pasangan elektron dalam satu orbital $s- $, rumusnya adalah: $1s ^ 2 $. Kulit elektron atom helium lengkap dan sangat stabil. Helium adalah gas mulia. Pada tingkat energi kedua $ (n = 2) $ ada empat orbital, satu $ s $ dan tiga $ p $. Elektron tingkat kedua orbital $ s $ ($ 2s $ orbital) memiliki energi yang lebih tinggi, karena berada pada jarak yang lebih jauh dari inti daripada elektron dari $ 1s $ -orbital $ (n = 2) $. Secara umum, untuk setiap nilai $ n $, ada satu orbital $ s- $, tetapi dengan penyimpan energi elektron yang sesuai di dalamnya dan, oleh karena itu, dengan diameter yang sesuai yang tumbuh ketika nilai $ n $ meningkat. S- $ Orbital, seperti yang sudah Anda ketahui , memiliki bentuk bola. Sebuah elektron dari atom hidrogen $ (n = 1) $ terletak di orbital ini dan tidak berpasangan. Oleh karena itu, rumus elektroniknya, atau konfigurasi elektronnya, ditulis sebagai berikut: $1s ^ 1 $. Dalam rumus elektronik, jumlah tingkat energi dilambangkan dengan angka di depan huruf $ (1 ...) $, huruf latin menunjukkan sublevel (jenis orbital), dan angka yang ditulis di kanan atas huruf (sebagai eksponen) menunjukkan jumlah elektron pada sublevel.

Untuk atom helium $ He $ memiliki dua elektron berpasangan dalam satu orbital $ s- $, rumus ini adalah: $ 1s ^ 2 $. Kulit elektron atom helium lengkap dan sangat stabil. Helium adalah gas mulia. Pada tingkat energi kedua $ (n = 2) $ ada empat orbital, satu $ s $ dan tiga $ p $. Elektron tingkat kedua orbital $ s- $ ($ 2s $ -orbital) memiliki energi yang lebih tinggi, karena berada pada jarak yang lebih jauh dari inti daripada elektron dari $ 1s $ -orbital $ (n = 2) $. Secara umum, untuk setiap nilai $ n $, ada satu orbital $ s- $, tetapi dengan penyimpanan energi elektron yang sesuai di dalamnya dan, oleh karena itu, dengan diameter yang sesuai yang tumbuh seiring dengan peningkatan nilai $ n $.

$p- $ mengorbit memiliki bentuk halter, atau angka delapan volumetrik. Ketiga orbital $p$-terletak di dalam atom yang saling tegak lurus sepanjang koordinat spasial yang ditarik melalui inti atom. Perlu ditekankan sekali lagi bahwa setiap tingkat energi (lapisan elektron), mulai dari $n = 2 $, memiliki tiga orbital $p$-. Ketika nilai $ n $ meningkat, elektron menempati orbital $ $ - yang terletak pada jarak yang jauh dari nukleus dan diarahkan sepanjang sumbu $ x, y, z $.

Untuk elemen periode $ (n = 2) $ kedua, satu $ s $ -orbital pertama diisi, dan kemudian tiga $ p $ -orbital; rumus elektronik $Li: 1s ^ (2) 2s ^ (1) $. Elektron $ 2s ^ 1 $ kurang terikat pada inti atom, sehingga atom lithium dapat dengan mudah menyumbangkannya (seperti yang Anda ingat dengan jelas, proses ini disebut oksidasi), berubah menjadi ion lithium $ Li ^ + $.

Pada atom berilium Be, elektron keempat juga terletak pada orbital $ 2s $ -: $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) $. Dua elektron terluar atom berilium mudah terkoyak - $B ^ 0 $ teroksidasi menjadi kation $ Be ^ (2 +) $.

Elektron kelima dari atom boron ditempati oleh orbital $ 2p $ -: $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (1) $. Selanjutnya, atom $ C, N, O, F $ diisi dengan orbital $ 2p $, yang berakhir dengan gas mulia neon: $ 1s ^ (2) 2s ^ (2) 2p ^ (6) $.

Untuk unsur periode ketiga, orbital $ 3s- $ dan $3p $ -berisi masing-masing. Dalam hal ini, lima orbital $ d $ - dari tingkat ketiga tetap bebas:

$ (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) $.

Terkadang dalam diagram yang menunjukkan distribusi elektron dalam atom, hanya jumlah elektron pada setiap tingkat energi yang ditunjukkan, mis. tuliskan singkatan rumus elektron dari atom unsur kimia, berbeda dengan rumus elektron lengkap di atas, misalnya:

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

Untuk unsur periode besar (keempat dan kelima), dua elektron pertama masing-masing menempati orbital $ 4s- $ dan $ 5s $: $ (19) K 2, 8, 8, 1; $ $ (38) Sr 2, 8, $ 18, 8, 2. Mulai dari unsur ketiga setiap periode besar, sepuluh elektron berikutnya akan masuk ke orbital $3d- $ dan $4d- $ sebelumnya masing-masing (untuk unsur subkelompok samping): $ (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 $. Sebagai aturan, ketika $ d $ -sublayer sebelumnya terisi, sublevel eksternal (masing-masing $ 4p- $ dan $5p- $) $ p- $ akan mulai terisi: $ (33) Sebagai 2, 8, 18 , 5; $ $ (52) Te 2, 8, 18, 18, 6 $.

Dalam elemen periode besar - keenam dan ketujuh yang belum selesai - level dan sublevel elektronik diisi dengan elektron, sebagai aturan, sebagai berikut: dua elektron pertama tiba di sublevel $ s- $ terluar: $ (56) Ba 2 , 8, 18, 18, 8, 2; $ $ (87) Fr 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 $; satu elektron berikutnya (y $ La $ dan $ Ca $) ke sebelumnya $ d $ -sublevel: $ (57) La 2, 8, 18, 18, 9, 2 $ dan $ (89) Ac 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 $.

Kemudian elektron $ 14 $ berikutnya akan tiba pada tingkat energi luar ketiga, masing-masing pada $ 4f $ dan $ 5f $ -orbital lantonoida dan aktinida: $ (64) Gd 2, 8, 18, 25, 9, 2; $$ (92 ) U 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2 $.

Kemudian, tingkat energi luar kedua ($ d $ -sublevel) untuk elemen subkelompok sekunder akan mulai terbentuk lagi: $ (73) Ta 2, 8, 18, 32, 11, 2; $ $ (104) Rf 2, 8, 18 , 32, 32, 10, 2 $. Dan, akhirnya, hanya setelah sublapisan $ d $ -dengan sepuluh elektron terisi penuh, sub-level $ p $ - akan terisi kembali: $ (86) Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8 $ .

Sangat sering, struktur kulit elektron atom digambarkan menggunakan energi, atau sel kuantum - yang disebut rumus elektronik grafis... Untuk notasi ini, notasi berikut digunakan: setiap sel kuantum ditunjuk oleh sel yang sesuai dengan satu orbital; setiap elektron ditunjukkan oleh panah yang sesuai dengan arah putaran. Saat menulis rumus elektronik grafis, dua aturan harus diingat: Prinsip Pauli, yang menurutnya tidak boleh ada lebih dari dua elektron dalam sel (orbital), tetapi dengan putaran antiparalel, dan F. Aturan Hund, yang menurutnya elektron menempati sel bebas terlebih dahulu satu per satu dan memiliki nilai putaran yang sama, dan baru kemudian berpasangan, tetapi putaran, menurut prinsip Pauli, sudah akan diarahkan secara berlawanan.

Konfigurasi elektron atom unsur-unsur tabel periodik.

Distribusi elektron pada AO yang berbeda disebut konfigurasi elektron atom... Konfigurasi elektron energi terendah sesuai dengan keadaan dasar atom, konfigurasi lain mengacu pada keadaan tereksitasi.

Konfigurasi elektron atom digambarkan dalam dua cara - dalam bentuk rumus elektronik dan diagram difraksi elektron. Saat menulis rumus elektronik, bilangan kuantum utama dan orbital digunakan. Sublevel dilambangkan dengan bilangan kuantum utama (digit) dan bilangan kuantum orbital (huruf yang sesuai). Jumlah elektron pada sublevel mencirikan superskrip. Misalnya, untuk keadaan dasar atom hidrogen, rumus elektroniknya adalah: 1 S 1 .

Struktur level elektronik dapat dijelaskan lebih lengkap menggunakan diagram difraksi elektron, di mana distribusi pada sublevel direpresentasikan dalam bentuk sel kuantum. Dalam hal ini, orbital secara konvensional digambarkan sebagai bujur sangkar, di dekat tempat penunjukan sublevel diletakkan. Sublevel di setiap level harus sedikit dipindahkan ketinggiannya, karena energinya sedikit berbeda. Elektron digambarkan dengan panah atau , tergantung pada tanda bilangan kuantum spin. Diagram difraksi elektron atom hidrogen:

Prinsip membangun konfigurasi elektron atom banyak elektron adalah dengan menambahkan proton dan elektron ke atom hidrogen. Distribusi elektron berdasarkan tingkat energi dan sublevel mengikuti aturan yang telah dipertimbangkan sebelumnya: prinsip energi terkecil, prinsip Pauli, dan aturan Hund.

Dengan mempertimbangkan struktur konfigurasi elektron atom, semua elemen yang diketahui sesuai dengan nilai bilangan kuantum orbital dari sublevel yang diisi terakhir dapat dibagi menjadi empat kelompok: S-elemen, P-elemen, D-elemen, F-elemen.

Dalam atom helium He (Z = 2), elektron kedua menempati 1 S-orbital, rumus elektroniknya: 1 S 2. Diagram elektron:

Periode terpendek pertama dari Tabel Periodik Unsur berakhir dengan helium. Konfigurasi elektron helium ditentukan.

Periode kedua dibuka oleh litium Li (Z = 3), rumus elektroniknya: Diagram elektron:

Di bawah ini adalah diagram difraksi elektron yang disederhanakan dari atom-atom unsur, orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama terletak pada ketinggian yang sama. Sublevel internal yang terisi penuh tidak ditampilkan.

Lithium diikuti oleh berilium Be (Z = 4), di mana elektron tambahan mengisi 2 S-orbita. Rumus elektronik Jadilah: 2 S 2

Dalam keadaan dasar, elektron boron berikutnya B (z = 5) menempati 2 R-orbital, B: 1 S 2 2S 2 2P 1 ; diagram difraksi elektronnya:

Lima item berikut dikonfigurasi secara elektronik:

C (Z = 6): 2 S 2 2P 2 N (Z = 7): 2 S 2 2P 3

O (Z = 8): 2 S 2 2P 4 F (Z = 9): 2 S 2 2P 5

Ne (Z = 10): 2 S 2 2P 6

Konfigurasi elektronik yang diberikan ditentukan oleh aturan Hund.

Tingkat energi pertama dan kedua neon terisi penuh. Mari kita tentukan konfigurasi elektroniknya dan gunakan untuk singkatnya menulis rumus elektronik atom unsur.

Natrium Na (Z = 11) dan Mg (Z = 12) membuka periode ketiga. Elektron terluar menempati 3 S-orbit:

Na (Z = 11): 3 S 1

Mg (Z = 12): 3 S 2

Kemudian, dimulai dengan aluminium (Z = 13), 3 diisi R-tingkat bawah. Periode ketiga berakhir dengan argon Ar (Z = 18):

Al (Z = 13): 3 S 2 3P 1

Ar (Z = 18): 3 S 2 3P 6

Unsur-unsur periode ketiga berbeda dari unsur-unsur periode kedua karena mereka memiliki 3 bebas D-orbital, yang dapat berpartisipasi dalam pembentukan ikatan kimia. Ini menjelaskan keadaan valensi yang dimanifestasikan oleh unsur-unsur.

Pada periode keempat, sesuai dengan aturan ( n+aku), untuk kalium K (Z = 19) dan kalsium Ca (Z = 20) elektron menempati 4 S-sublevel, bukan 3 D.Dimulai dengan skandium Sc (Z = 21) dan diakhiri dengan seng Zn (Z = 30), terjadi pengisian3 D-subtingkat:

Rumus elektronik D-elemen dapat direpresentasikan dalam bentuk ionik: sublevel terdaftar dalam urutan menaik dari nomor kuantum utama, dan pada konstanta n- dalam urutan peningkatan bilangan kuantum orbital. Misalnya, untuk Zn, catatan seperti ini akan terlihat seperti ini: Kedua catatan ini setara, tetapi formula seng yang diberikan sebelumnya dengan benar mencerminkan urutan pengisian sublevel.

Di baris 3 D-elemen kromium Cr (Z = 24) menyimpang dari aturan ( n+aku). Sesuai dengan aturan ini, konfigurasi Cr akan terlihat seperti ini: Ditemukan bahwa konfigurasi sebenarnya - Kadang-kadang efek ini disebut "penurunan" elektron. Efek seperti itu dijelaskan oleh peningkatan resistensi hingga setengahnya ( P 3 , D 5 , F 7) dan sepenuhnya ( P 6 , D 10 , F 14) mengisi sublevel.

Penyimpangan dari aturan ( n+aku) juga diamati pada elemen lain (Tabel 6). Hal ini disebabkan fakta bahwa dengan peningkatan bilangan kuantum utama, perbedaan antara energi sublevel berkurang.

Selanjutnya, pengisian terjadi 4 P-sublevel (Ga - Kr). Periode keempat hanya berisi 18 elemen. Mengisi 5 S-, 4D- dan 5 P- sublevel dalam 18 elemen periode kelima. Perhatikan bahwa energi 5 S- dan 4 D- sublevel sangat dekat, dan elektron dengan 5 S-sub-level dapat dengan mudah pergi ke 4 D-tingkat bawah. Pukul 5 S-sublevel Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag hanya memiliki satu elektron. Kondisi dasar 5 S- sublevel Pd tidak terisi. Sebuah "penurunan" dua elektron diamati.

Pada periode keenam setelah mengisi 6 S-sublevel cesium Cs (Z = 55) dan barium Ba (Z = 56) elektron berikutnya, menurut aturan ( n+aku) harus mengambil 4 F-tingkat bawah. Namun, untuk lantanum La (Z = 57), sebuah elektron tiba di 5 D-tingkat bawah. Setengah terisi (4 F 7) 4F-sublevel telah meningkatkan stabilitas; oleh karena itu, gadolinium Gd (Z = 64), diikuti oleh europium Eu (Z = 63), sebesar 4 F-sub-level, jumlah elektron sebelumnya (7) dipertahankan, dan elektron baru tiba di 5 D-sublevel, melanggar aturan ( n+aku). Pada terbium Tb (Z = 65), elektron berikutnya menempati 4 F-sublevel dan ada transisi elektron dari 5 D- sublevel (konfigurasi 4 F 9 6S 2). Mengisi 4 F-sublevel berakhir di iterbium Yb (Z = 70). Elektron berikutnya dari atom lutetium Lu menempati 5 D-tingkat bawah. Konfigurasi elektronnya berbeda dengan konfigurasi atom lantanum hanya jika terisi penuh 4 F-sub-tingkat.

Tabel 6

Pengecualian dari ( n+aku) - aturan untuk 86 elemen pertama

Elemen	Konfigurasi elektronik
sesuai aturan ( n+aku)	sebenarnya
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)	4S 2 3D 4 4S 2 3D 9 5S 2 4D 3 5S 2 4D 4 5S 2 4D 5 5S 2 4D 6 5S 2 4D 7 5S 2 4D 8 5S 2 4D 9 6S 2 4F 1 5D 0 6S 2 4F 2 5D 0 6S 2 4F 8 5D 0 6S 2 4F 14 5D 7 6S 2 4F 14 5D 8 6S 2 4F 14 5D 9	4S 1 3D 5 4S 1 3D 10 5S 1 4D 4 5S 1 4D 5 5S 1 4D 6 5S 1 4D 7 5S 1 4D 8 5S 0 4D 10 5S 1 4D 10 6S 2 4F 0 5D 1 6S 2 4F 1 5D 1 6S 2 4F 7 5D 1 6S 0 4F 14 5D 9 6S 1 4F 14 5D 9 6S 1 4F 14 5D 10

Saat ini, dalam Tabel Periodik Unsur, D.I. Mendeleev, di bawah skandium Sc dan yttrium Y, terkadang lutetium (dan bukan lantanum) ditempatkan sebagai yang pertama D-elemen, dan semua 14 elemen di depannya, termasuk lantanum, dimasukkan ke dalam grup khusus lantanida di luar Tabel Periodik Unsur.

Sifat kimia unsur ditentukan terutama oleh struktur tingkat elektronik terluar. Perubahan jumlah elektron pada ketiga luar 4 F- sub-level memiliki sedikit efek pada sifat kimia unsur. Oleh karena itu, semua 4 F-elemen serupa dalam sifat mereka. Kemudian, pada periode keenam, 5 diisi D-sublevel (Hf - Hg) dan 6 P-sublevel (Tl - Rn).

Pada periode ketujuh 7 S-sublevel diisi dengan france Fr (Z = 87) dan radium Ra (Z = 88). Dalam anemon, ada penyimpangan dari aturan ( n+aku), dan elektron berikutnya mengisi 6 D-sublevel, bukan 5 F... Ini diikuti oleh sekelompok elemen (Th - No) dengan mengisi 5 F-sublayer yang membentuk keluarga aktinida... Perhatikan bahwa 6 D- dan 5 F- sublevel memiliki energi yang sangat dekat sehingga konfigurasi elektron atom aktinida sering tidak mematuhi aturan ( n+aku). Tetapi dalam hal ini, nilai konfigurasi yang tepat adalah 5 f t 5d m tidak begitu penting, karena agak lemah mempengaruhi sifat kimia unsur.

Lawrence Lr (Z = 103) menerima elektron baru pada 6 D-tingkat bawah. Unsur ini kadang-kadang ditempatkan dalam Tabel Periodik di bawah lutetium. Periode ketujuh belum selesai. Unsur 104 - 109 tidak stabil dan sifatnya tidak banyak diketahui. Jadi, dengan peningkatan muatan inti, struktur elektronik serupa dari tingkat luar diulang secara berkala. Dalam hal ini, kita harus mengharapkan perubahan periodik dalam berbagai sifat unsur.

Perhatikan bahwa konfigurasi elektronik yang dijelaskan mengacu pada atom terisolasi dalam fase gas. Konfigurasi atom suatu unsur bisa sangat berbeda jika atom itu berada dalam padatan atau larutan.

Fisikawan Swiss W. Pauli pada tahun 1925 menetapkan bahwa dalam sebuah atom dalam satu orbital tidak boleh ada lebih dari dua elektron yang memiliki spin berlawanan (antiparalel) (diterjemahkan dari bahasa Inggris sebagai "spindle"), yaitu, memiliki sifat-sifat yang dapat secara konvensional merepresentasikan dirinya sebagai rotasi elektron di sekitar sumbu imajinernya: searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Prinsip ini disebut prinsip Pauli.

Jika ada satu elektron di orbital, maka itu disebut tidak berpasangan, jika dua, maka ini adalah elektron berpasangan, yaitu elektron dengan spin yang berlawanan.

Gambar 5 menunjukkan diagram pembagian tingkat energi menjadi subtingkat.

S-Orbital, seperti yang sudah Anda ketahui, berbentuk bola. Elektron atom hidrogen (s = 1) terletak di orbital ini dan tidak berpasangan. Oleh karena itu, rumus elektron atau konfigurasi elektronnya akan ditulis sebagai berikut: 1s 1. Dalam rumus elektronik, jumlah tingkat energi ditunjukkan dengan angka di depan huruf (1 ...), huruf latin menunjukkan sublevel (jenis orbital), dan angka yang ditulis di kanan atas huruf (sebagai eksponen) menunjukkan jumlah elektron pada sublevel.

Untuk atom helium He, yang memiliki dua pasangan elektron dalam satu orbital s, rumusnya adalah: 1s 2.

Kulit elektron atom helium lengkap dan sangat stabil. Helium adalah gas mulia.

Pada tingkat energi kedua (n = 2), ada empat orbital: satu s dan tiga p. Elektron dari orbital s tingkat kedua (orbital 2s) memiliki energi yang lebih tinggi, karena mereka berada pada jarak yang lebih jauh dari inti daripada elektron orbital 1s (n = 2).

Secara umum, untuk setiap nilai n, ada satu orbital s, tetapi dengan simpanan energi elektron yang sesuai di dalamnya dan, oleh karena itu, dengan diameter yang sesuai yang tumbuh seiring dengan peningkatan nilai n.

R-Orbital memiliki bentuk halter atau angka delapan volumetrik. Ketiga orbital p terletak di dalam atom yang saling tegak lurus sepanjang koordinat spasial yang ditarik melalui inti atom. Perlu ditekankan sekali lagi bahwa setiap tingkat energi (lapisan elektron), mulai dari n = 2, memiliki tiga orbital p. Dengan peningkatan nilai n, elektron menggerakkan orbital p yang terletak pada jarak yang jauh dari inti dan diarahkan sepanjang sumbu x, y, r.

Untuk unsur periode kedua (n = 2), satu orbital p pertama terisi, dan kemudian tiga orbital p. Rumus elektronik 1L: 1s 2 2s 1. Elektron terikat lebih lemah pada inti atom, sehingga atom litium dapat dengan mudah melepaskannya (seperti yang Anda ingat dengan jelas, proses ini disebut oksidasi), berubah menjadi ion Li +.

Pada atom berilium Be 0, elektron keempat juga terletak pada orbital 2s: 1s 2 2s 2. Dua elektron terluar atom berilium mudah terlepas - Be 0 dioksidasi menjadi kation Be 2+.

Elektron kelima dari atom boron ditempati oleh orbital 2p: 1s 2 2s 2 2p 1. Selanjutnya atom C, N, O, E diisi dengan orbital 2p, yang berakhiran dengan gas mulia neon: 1s 2 2s 2 2p 6.

Untuk unsur-unsur periode ketiga, orbital Sv dan 3p masing-masing terisi. Dalam hal ini, lima orbital d dari tingkat ketiga tetap bebas:

Kadang-kadang dalam diagram yang menggambarkan distribusi elektron dalam atom, hanya jumlah elektron pada setiap tingkat energi yang ditunjukkan, yaitu, mereka menuliskan rumus elektronik singkat dari atom unsur kimia, berbeda dengan rumus elektronik lengkap di atas.

Dalam unsur periode besar (keempat dan kelima), dua elektron pertama masing-masing menempati orbital ke-4 dan ke-5: 19 K 2, 8, 8, 1; 38 Sr 2, 8, 18, 8, 2. Mulai dari unsur ketiga setiap periode besar, sepuluh elektron berikutnya akan masuk ke orbital 3d dan 4d sebelumnya masing-masing (untuk unsur subkelompok samping): 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. Sebagai aturan, ketika sublevel d sebelumnya terisi, sublevel p luar (masing-masing 4p dan 5p) akan mulai terisi.

Untuk elemen periode besar - keenam dan ketujuh yang belum selesai - level dan sublevel elektronik diisi dengan elektron, sebagai aturan, sebagai berikut: dua elektron pertama akan memasuki sublevel B terluar: 56 а 2, 8, 18, 18 , 8, 2; 87Gg 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1; satu elektron berikutnya (untuk Na dan Ac) ke elektron sebelumnya (sublevel p: 57 La 2, 8, 18, 18, 9, 2 dan 89 Ac 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2.

Kemudian 14 elektron berikutnya akan memasuki tingkat energi luar ketiga pada orbital 4f dan 5f berturut-turut untuk lantanida dan aktinida.

Kemudian tingkat energi luar kedua (sublevel d) akan mulai terbentuk lagi: untuk elemen subkelompok sekunder: 73 Ta 2, 8,18, 32,11, 2; 104 Rf 2, 8, 18, 32, 32, 10, 2, - dan, akhirnya, hanya setelah pengisian penuh dengan sepuluh elektron dengan level yang sama ini, sublevel p terluar akan terisi lagi:

86 Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8.

Sangat sering, struktur kulit elektron atom digambarkan menggunakan energi atau sel kuantum - yang disebut rumus elektronik grafis ditulis. Untuk notasi ini, notasi berikut digunakan: setiap sel kuantum ditunjuk oleh sel yang sesuai dengan satu orbital; setiap elektron ditunjukkan oleh panah yang sesuai dengan arah putaran. Saat menulis rumus elektronik grafis, dua aturan harus diingat: prinsip Pauli, yang menurutnya tidak boleh ada lebih dari dua elektron dalam sel (orbital), tetapi dengan putaran antiparalel, dan aturan F. Hund, yang menurut elektron menempati sel-sel bebas (orbital), terletak di dalamnya satu per satu dan memiliki nilai putaran yang sama, dan baru kemudian berpasangan, tetapi putaran, menurut prinsip Pauli, sudah akan diarahkan secara berlawanan.

Sebagai kesimpulan, sekali lagi kita akan mempertimbangkan tampilan konfigurasi elektronik atom unsur menurut periode sistem D. I. Mendeleev. Diagram struktur elektronik atom menunjukkan distribusi elektron di atas lapisan elektronik (tingkat energi).

Dalam atom helium, lapisan elektron pertama selesai - ada 2 elektron di dalamnya.

Hidrogen dan helium adalah elemen s, orbital s dari atom-atom ini diisi dengan elektron.

Unsur periode kedua

Untuk semua unsur periode kedua, lapisan elektron pertama terisi dan elektron mengisi orbital e- dan p dari lapisan elektron kedua sesuai dengan prinsip energi terkecil (pertama s- dan kemudian p) dan Pauli and Hund aturan (Tabel 2).

Dalam atom neon, lapisan elektron kedua lengkap - mengandung 8 elektron.

Tabel 2 Struktur kulit elektron atom dari unsur-unsur periode kedua

Ujung meja. 2

Li, Jadilah - B-elemen.

B, C, N, O, F, Ne - elemen p, atom-atom ini diisi dengan elektron dari orbital p.

Unsur periode ketiga

Untuk atom unsur periode ketiga, lapisan elektron pertama dan kedua lengkap; oleh karena itu, lapisan elektronik ketiga terisi, di mana elektron dapat menempati sublevel s-, 3p- dan d (Tabel 3).

Tabel 3 Struktur kulit elektron atom unsur-unsur periode ketiga

Orbital elektron Zs sedang diselesaikan pada atom magnesium. Na dan Mg adalah elemen-s.

Ada 8 elektron dalam atom argon pada lapisan terluar (lapisan elektron ketiga). Sebagai lapisan terluar, ia lengkap, tetapi secara total pada lapisan elektron ketiga, seperti yang telah Anda ketahui, mungkin ada 18 elektron, yang berarti bahwa unsur-unsur periode ketiga memiliki orbital Zd yang tidak terisi.

Semua elemen dari Al hingga Ar adalah elemen p. s- dan p-elemen membentuk subkelompok utama dalam Tabel Periodik.

Untuk atom kalium dan kalsium, lapisan elektronik keempat muncul, sublevel 4s terisi (Tabel 4), karena memiliki energi yang lebih rendah daripada sublevel 3d. Untuk menyederhanakan rumus elektronik grafis dari atom-atom unsur periode keempat: 1) kami menyatakan rumus elektronik grafis bersyarat argon sebagai berikut:
Ar;

2) kami tidak akan menggambarkan sublevel yang tidak diisi atom-atom ini.

Tabel 4 Struktur kulit elektron atom unsur-unsur periode keempat

K, Ca - s-elemen termasuk dalam subkelompok utama. Dalam atom dari Sc sampai Zn, sublevel 3d diisi dengan elektron. Ini adalah 3-elemen. Mereka termasuk dalam subkelompok samping, lapisan elektronik pra-eksternalnya terisi, dan mereka disebut sebagai elemen transisi.

Perhatikan struktur kulit elektron atom krom dan tembaga. Di dalamnya ada "penurunan" satu elektron dari sublevel ke-4 ke ke-3, yang dijelaskan oleh stabilitas energi yang lebih tinggi dari konfigurasi elektronik yang dihasilkan d 5 dan d 10:

Dalam atom seng, lapisan elektronik ketiga selesai - semua sublevel 3s, Zp dan Zd terisi di dalamnya, dengan total 18 elektron.

Dalam unsur-unsur berikut seng, lapisan elektronik keempat, sublevel 4p, terus terisi: Unsur-unsur dari Ga sampai Kr adalah unsur-p.

Pada atom kripton, lapisan terluar (keempat) lengkap, memiliki 8 elektron. Tapi total di lapisan elektron keempat, seperti yang Anda tahu, bisa ada 32 elektron; untuk atom kripton, sublevel 4d dan 4f masih kosong.

Untuk elemen periode kelima, sublevel diisi dengan urutan sebagai berikut: 5s-> 4d -> 5p. Dan ada juga pengecualian yang terkait dengan "penurunan" elektron, pada 41 Nb, 42 MO, dll.

Pada periode keenam dan ketujuh, unsur-unsur muncul, yaitu unsur-unsur yang masing-masing mengisi sublevel 4f dan 5f dari lapisan elektron luar ketiga.

Elemen 4f disebut lantanida.

5f-Elemen disebut aktinida.

Urutan pengisian sublevel elektronik dalam atom unsur periode keenam: 55 s dan 56 а - 6s-elemen;

57 Lа ... 6s 2 5d 1 - 5d-elemen; 58 Ce - 71 Lu - elemen 4f; 72 Hf - 80 Hg - elemen 5d; 81 l— 86 Rn - elemen 6p. Tetapi bahkan di sini ada unsur-unsur di mana urutan pengisian orbital elektron "dilanggar", yang, misalnya, dikaitkan dengan stabilitas energi yang lebih tinggi dari sublevel f setengah dan terisi penuh, yaitu, nf 7 dan nf 14.

Bergantung pada sublevel atom mana yang terakhir diisi dengan elektron, semua elemen, seperti yang telah Anda pahami, dibagi menjadi empat keluarga atau blok elektronik (Gbr. 7).

1) s-Elemen; diisi dengan elektron di sublevel tingkat terluar atom; s-elemen termasuk hidrogen, helium dan unsur-unsur dari subkelompok utama kelompok I dan II;

2) elemen-p; p-sublevel dari tingkat terluar atom diisi dengan elektron; elemen p termasuk elemen dari subkelompok utama kelompok III-VIII;

3) elemen-d; sublevel d dari level pra-luar atom diisi dengan elektron; elemen d termasuk elemen subkelompok sekunder dari grup I-VIII, yaitu elemen dekade yang disisipkan dari periode besar yang terletak di antara elemen s dan p. Mereka juga disebut elemen transisi;

4) elemen-f, diisi dengan elektron-elektron tingkat-f ​​ketiga di luar tingkat atom; ini termasuk lantanida dan aktinida.

1. Apa yang akan terjadi jika prinsip Pauli tidak dipatuhi?

2. Apa yang akan terjadi jika aturan Hund tidak diikuti?

3. Buatlah diagram struktur elektron, rumus elektronik dan grafik rumus elektron dari atom-atom unsur kimia berikut: Ca, Fe, Zr, Sn, Nb, Hf, Pa.

4. Tulislah rumus elektronik untuk unsur 110 menggunakan simbol untuk gas mulia yang sesuai.

5. Apa yang dimaksud dengan "penurunan" elektron? Berikan contoh elemen di mana fenomena ini diamati, tuliskan rumus elektroniknya.

6. Bagaimana kepemilikan suatu unsur kimia pada keluarga elektronik tertentu ditentukan?

7. Bandingkan rumus elektronik dan grafik elektronik dari atom belerang. Informasi tambahan apa yang terkandung dalam rumus terakhir?

>> Kimia: Konfigurasi elektron atom unsur kimia

Fisikawan Swiss W. Pauli pada tahun 1925 menetapkan bahwa dalam sebuah atom dalam satu orbital tidak boleh ada lebih dari dua elektron yang memiliki spin berlawanan (antiparalel) (diterjemahkan dari bahasa Inggris sebagai "spindle"), yaitu, memiliki sifat-sifat yang dapat secara konvensional merepresentasikan dirinya sebagai rotasi elektron di sekitar sumbu imajinernya: searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Prinsip ini disebut prinsip Pauli.

Jika ada satu elektron di orbital, maka itu disebut tidak berpasangan, jika dua, maka ini adalah elektron berpasangan, yaitu elektron dengan spin yang berlawanan.

Gambar 5 menunjukkan diagram pembagian tingkat energi menjadi subtingkat.

Orbital s, seperti yang sudah Anda ketahui, berbentuk bola. Elektron atom hidrogen (s = 1) terletak pada orbital ini dan tidak berpasangan. Oleh karena itu, rumus elektron atau konfigurasi elektronnya akan ditulis sebagai berikut: 1s 1. Dalam rumus elektronik, jumlah tingkat energi ditunjukkan dengan angka di depan huruf (1 ...), huruf latin menunjukkan sublevel (jenis orbital), dan angka yang ditulis di kanan atas huruf (sebagai eksponen) menunjukkan jumlah elektron pada sublevel.

Untuk atom helium He, yang memiliki dua pasangan elektron dalam satu orbital s, rumusnya adalah: 1s 2.

Kulit elektron atom helium lengkap dan sangat stabil. Helium adalah gas mulia.

Pada tingkat energi kedua (n = 2), ada empat orbital: satu s dan tiga p. Elektron dari orbital s tingkat kedua (orbital 2s) memiliki energi yang lebih tinggi, karena mereka berada pada jarak yang lebih jauh dari inti daripada elektron orbital 1s (n = 2).

Secara umum, untuk setiap nilai n, ada satu orbital s, tetapi dengan simpanan energi elektron yang sesuai di dalamnya dan, oleh karena itu, dengan diameter yang sesuai yang tumbuh seiring dengan peningkatan nilai n.

r-Orbital memiliki bentuk halter atau angka delapan volumetrik. Ketiga orbital p terletak di dalam atom yang saling tegak lurus sepanjang koordinat spasial yang ditarik melalui inti atom. Perlu ditekankan sekali lagi bahwa setiap tingkat energi (lapisan elektron), mulai dari n = 2, memiliki tiga orbital p. Dengan peningkatan nilai n, elektron menggerakkan orbital p yang terletak pada jarak yang jauh dari inti dan diarahkan sepanjang sumbu x, y, r.

Untuk unsur periode kedua (n = 2), satu orbital p pertama terisi, dan kemudian tiga orbital p. Rumus elektronik 1L: 1s 2 2s 1. Elektron terikat lebih lemah pada inti atom, sehingga atom litium dapat dengan mudah melepaskannya (seperti yang Anda ingat dengan jelas, proses ini disebut oksidasi), berubah menjadi ion Li +.

Pada atom berilium Be 0, elektron keempat juga terletak pada orbital 2s: 1s 2 2s 2. Dua elektron terluar atom berilium mudah terlepas - Be 0 dioksidasi menjadi kation Be 2+.

Elektron kelima dari atom boron ditempati oleh orbital 2p: 1s 2 2s 2 2p 1. Selanjutnya atom C, N, O, E diisi dengan orbital 2p, yang berakhiran dengan gas mulia neon: 1s 2 2s 2 2p 6.

Untuk unsur-unsur periode ketiga, orbital Sv dan 3p masing-masing terisi. Dalam hal ini, lima orbital d dari tingkat ketiga tetap bebas:

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

Kadang-kadang dalam diagram yang menggambarkan distribusi elektron dalam atom, hanya jumlah elektron pada setiap tingkat energi yang ditunjukkan, yaitu, mereka menuliskan rumus elektronik singkat dari atom unsur kimia, berbeda dengan rumus elektronik lengkap di atas.

Dalam unsur periode besar (keempat dan kelima), dua elektron pertama masing-masing menempati orbital ke-4 dan ke-5: 19 K 2, 8, 8, 1; 38 Sr 2, 8, 18, 8, 2. Mulai dari unsur ketiga setiap periode besar, sepuluh elektron berikutnya akan masuk ke orbital 3d dan 4d sebelumnya masing-masing (untuk unsur subkelompok samping): 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. Sebagai aturan, ketika sublevel d sebelumnya terisi, sublevel p luar (masing-masing 4p dan 5p) akan mulai terisi.

Untuk elemen periode besar - keenam dan ketujuh yang belum selesai - level dan sublevel elektronik diisi dengan elektron, sebagai aturan, sebagai berikut: dua elektron pertama akan memasuki sublevel B terluar: 56 а 2, 8, 18, 18 , 8, 2; 87Gg 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1; satu elektron berikutnya (untuk Na dan Ac) ke elektron sebelumnya (sublevel p: 57 La 2, 8, 18, 18, 9, 2 dan 89 Ac 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2.

Kemudian 14 elektron berikutnya akan memasuki tingkat energi luar ketiga pada orbital 4f dan 5f berturut-turut untuk lantanida dan aktinida.

Kemudian tingkat energi luar kedua (sublevel d) akan mulai terbentuk lagi: untuk elemen subkelompok sekunder: 73 Ta 2, 8,18, 32,11, 2; 104 Rf 2, 8, 18, 32, 32, 10, 2, - dan, akhirnya, hanya setelah terisi penuh dengan sepuluh elektron, level-sama ini akan diisi lagi dengan sublevel-p terluar:

86 Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8.

Sangat sering, struktur kulit elektron atom digambarkan menggunakan energi atau sel kuantum - yang disebut rumus elektronik grafis ditulis. Untuk notasi ini, notasi berikut digunakan: setiap sel kuantum ditunjuk oleh sel yang sesuai dengan satu orbital; setiap elektron ditunjukkan oleh panah yang sesuai dengan arah putaran. Saat menulis rumus elektronik grafis, dua aturan harus diingat: prinsip Pauli, yang menurutnya tidak boleh ada lebih dari dua elektron dalam sel (orbital), tetapi dengan putaran antiparalel, dan aturan F. Hund, yang menurut elektron menempati sel-sel bebas (orbital), terletak di dalamnya satu per satu dan memiliki nilai putaran yang sama, dan baru kemudian berpasangan, tetapi putaran, menurut prinsip Pauli, sudah akan diarahkan secara berlawanan.

Sebagai kesimpulan, sekali lagi kita akan mempertimbangkan tampilan konfigurasi elektron atom unsur menurut periode sistem DI Mendeleev. Diagram struktur elektronik atom menunjukkan distribusi elektron di atas lapisan elektronik (tingkat energi).

Dalam atom helium, lapisan elektron pertama selesai - ada 2 elektron di dalamnya.

Hidrogen dan helium adalah elemen s, orbital s dari atom-atom ini diisi dengan elektron.

Unsur periode kedua

Untuk semua unsur periode kedua, lapisan elektron pertama terisi dan elektron mengisi orbital e- dan p dari lapisan elektron kedua sesuai dengan prinsip energi terkecil (pertama s- dan kemudian p) dan Pauli and Hund aturan (Tabel 2).

Dalam atom neon, lapisan elektron kedua lengkap - mengandung 8 elektron.

Tabel 2 Struktur kulit elektron atom dari unsur-unsur periode kedua

Ujung meja. 2

Li, Jadilah - B-elemen.

B, C, N, O, F, Ne - elemen p, atom-atom ini diisi dengan elektron dari orbital p.

Unsur periode ketiga

Untuk atom unsur periode ketiga, lapisan elektron pertama dan kedua lengkap; oleh karena itu, lapisan elektronik ketiga terisi, di mana elektron dapat menempati sublevel s-, 3p- dan d (Tabel 3).

Tabel 3 Struktur kulit elektron atom unsur-unsur periode ketiga

Orbital elektron Zs sedang diselesaikan pada atom magnesium. unsur Na dan Mg-s.

Ada 8 elektron dalam atom argon pada lapisan terluar (lapisan elektron ketiga). Sebagai lapisan terluar, ia lengkap, tetapi secara total pada lapisan elektron ketiga, seperti yang telah Anda ketahui, mungkin ada 18 elektron, yang berarti bahwa unsur-unsur periode ketiga memiliki orbital Zd yang tidak terisi.

Semua elemen dari Al hingga Ar adalah elemen p. s- dan p-elemen membentuk subkelompok utama dalam Tabel Periodik.

Untuk atom kalium dan kalsium, lapisan elektronik keempat muncul, sublevel 4s terisi (Tabel 4), karena memiliki energi yang lebih rendah daripada sublevel 3d. Untuk menyederhanakan rumus elektronik grafis dari atom-atom unsur periode keempat: 1) kami menyatakan rumus elektronik grafis bersyarat argon sebagai berikut:
Ar;

2) kami tidak akan menggambarkan sublevel yang tidak diisi atom-atom ini.

Tabel 4 Struktur kulit elektron atom unsur-unsur periode keempat

K, Ca - s-elemen termasuk dalam subkelompok utama. Dalam atom dari Sc sampai Zn, sublevel 3d diisi dengan elektron. Ini adalah 3-elemen. Mereka termasuk dalam subkelompok samping, lapisan elektronik pra-eksternalnya terisi, dan mereka disebut sebagai elemen transisi.

Perhatikan struktur kulit elektron atom krom dan tembaga. Di dalamnya ada "penurunan" satu elektron dari sublevel ke-4 ke ke-3, yang dijelaskan oleh stabilitas energi yang lebih tinggi dari konfigurasi elektronik yang dihasilkan d 5 dan d 10:

Dalam atom seng, lapisan elektronik ketiga selesai - semua sublevel 3s, Zp, dan Zd terisi di dalamnya, dengan total 18 elektron.

Dalam unsur-unsur berikut seng, lapisan elektronik keempat, sublevel 4p, terus terisi: Unsur-unsur dari Ga sampai Kr adalah unsur-p.

Pada atom kripton, lapisan terluar (keempat) lengkap, memiliki 8 elektron. Tapi total di lapisan elektron keempat, seperti yang Anda tahu, bisa ada 32 elektron; untuk atom kripton, sublevel 4d dan 4f masih kosong.

Untuk elemen periode kelima, sublevel diisi dengan urutan sebagai berikut: 5s-> 4d -> 5p. Dan ada juga pengecualian yang terkait dengan "penurunan" elektron, pada 41 Nb, 42 MO, dll.

Pada periode keenam dan ketujuh, unsur-unsur muncul, yaitu unsur-unsur yang masing-masing mengisi sublevel 4f dan 5f dari lapisan elektron luar ketiga.

Elemen 4f disebut lantanida.

5f-Elemen disebut aktinida.

Urutan pengisian sublevel elektronik dalam atom unsur periode keenam: 55 s dan 56 а - 6s-elemen;

57 Lа ... 6s 2 5d 1 - 5d-elemen; 58 Ce - 71 Lu - elemen 4f; 72 Hf - 80 Hg - elemen 5d; 81 l- 86 Rn - 6p-elemen. Tetapi bahkan di sini ada unsur-unsur di mana urutan pengisian orbital elektron "dilanggar", yang, misalnya, dikaitkan dengan stabilitas energi yang lebih tinggi dari sublevel f setengah dan terisi penuh, yaitu, nf 7 dan nf 14.

Bergantung pada sublevel atom mana yang terakhir diisi dengan elektron, semua elemen, seperti yang telah Anda pahami, dibagi menjadi empat keluarga atau blok elektronik (Gbr. 7).

1) s-Elemen; diisi dengan elektron di sublevel tingkat terluar atom; s-elemen termasuk hidrogen, helium dan unsur-unsur dari subkelompok utama kelompok I dan II;

2) elemen-p; p-sublevel dari tingkat terluar atom diisi dengan elektron; elemen p termasuk elemen dari subkelompok utama kelompok III-VIII;

3) elemen-d; sublevel d dari level pra-luar atom diisi dengan elektron; elemen d termasuk elemen subkelompok sekunder dari grup I-VIII, yaitu elemen dekade yang disisipkan dari periode besar yang terletak di antara elemen s dan p. Mereka juga disebut elemen transisi;

4) elemen-f, diisi dengan elektron-elektron tingkat-f ​​ketiga di luar tingkat atom; ini termasuk lantanida dan aktinida.

1. Apa yang akan terjadi jika prinsip Pauli tidak dipatuhi?

2. Apa yang akan terjadi jika aturan Hund tidak diikuti?

3. Buatlah diagram struktur elektron, rumus elektronik dan grafik rumus elektron dari atom-atom unsur kimia berikut: Ca, Fe, Zr, Sn, Nb, Hf, Pa.

4. Tulislah rumus elektronik untuk unsur 110 menggunakan simbol untuk gas mulia yang sesuai.

Isi pelajaran garis besar pelajaran mendukung bingkai pelajaran presentasi metode akselerasi teknologi interaktif Praktek tugas dan latihan lokakarya tes mandiri, pelatihan, kasus, pencarian pekerjaan rumah pertanyaan diskusi pertanyaan retoris dari siswa Ilustrasi audio, klip video, dan multimedia foto, bagan gambar, tabel, skema humor, anekdot, kesenangan, perumpamaan komik, ucapan, teka-teki silang, kutipan Add-on abstrak artikel chip untuk lembar contekan penasaran buku teks dasar dan tambahan kosakata istilah lain Memperbaiki buku pelajaran dan pelajaranperbaikan bug dalam tutorial memperbarui fragmen dalam buku teks elemen inovasi dalam pelajaran menggantikan pengetahuan lama dengan yang baru Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna rencana kalender untuk tahun rekomendasi metodologis dari program diskusi Pelajaran terpadu