МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів Контакти
Тлумачний словник |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S –, p –, d –, f – електрони.Енергетична послідовність заповнення енергетичних підрівнів у багатоелектронних атомах Характеристика стану електронів у атомі квантовими числами на прикладі 4р-підрівня
У багатоелектронних атомах зовнішні енергетичні підрівні можуть бути заповнені електронами не повністю, тобто виявитись недобудованими. Електрони та орбіталі таких підрівнів беруть участь в утворенні хімічних зв'язків. У багатоелектронних атомах електрони розміщуються в нав-колоядерному просторі в послідовності поступового підвищення енергії. Енергія підрівнів зростає в міру збільшення головного квантового числа п та орбітального квантового числа l. Відомий російський учений В. М. Клечковський запропонував два прості правила, згідно з якими відбувається заповнення енергетичних підрівнів електронами. У міру збільшення заряду ядра атома послідовне заповнення електронних орбіталей починається від орбіталей з меншим значенням суми головного та орбітального квантових чисел (п + l) до орбіталей з більшим значенням цієї суми(перше правило Клечковського). У разі однакових значень суми (n + l) заповнення орбіталей відбувається послідовно в міру збільшення значення головного квантового числа п (друге правило Клечковського). Приклад послідовності заповнення енергетичних підрівнів у міру збільшення енергії наведений у табл. 2.1.2. Таблиця 2.1.2.
Слід зазначити, що наведена енергетична послідовність заповнення підрівнів електронами не завжди повністю узгоджується з реальною для багатоелектронних атомів. Особливо значні відхилення спостерігаються для важких атомів. Однак з навчальною метою для написання електронно-конфігураційних формул атомів, а також під час вивчення періодичного закону та хімічних властивостей елементів залежно від електронної будови атомів ця послідовність цілком придатна для використання.
Розподіл електронів на підрівнях у багатоелектронних атомах використовується під час складання електронно-конфігураційних формул. Складаючи такі формули, треба враховувати: загальне число електронів у атомі, яке дорівнює порядковому номеру елемента в періодичній системі; енергетичну послідовність заповнення підрівнів електронами; граничну електронну ємність підрівнів; підрівні одного рівня формують сумісно, але враховують енергетичну послідовність їх забудови. Наприклад, підрівень 4s (n+ l= 4 + 0 = 4) заповнюється електронами перед підрівнем 3d (n + l= 3 + 2 = 5), а в електронно-конфігураційній формулі його записують після нього; підрівень 6s (n + l= =6 + 0 = 6) заповнюється електронами перед підрівнем 4f (n + 2 = 4 + + 3 = =7), але його записують далеко за ним. Як приклад наведемо електронно-конфігураційні формули елементів № 8 (кисень), № 20 (кальцій), № 26 (залізо), № 33 (арсен), № 60 (неодим): 8О 1s22s22p4 20Са 1s22s22p63s23p64s2 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 33As 1s22s22p63s23p63d104s24p3 60Nd 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f45s25p66s2 (n+l) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 6 Зупинимось на прикладі електронної конфігурації атома кальцію. Зауважимо, що після заповнення електронами 3p-підрівня атома кальцію далі забудовується 4s-, а не 3d-підрівень, оскільки сума n + l для 4s-підрівня дорівнює 4, а для 3d-підрівня — 5. В атомі заліза формується 3d- підрівень, коли 4s-підрівень уже заповнений електронами. Це пов'язано з тим, що сума n + l для 4s-підрівня менша, ніж для 3d -підрівня, але всі підрівні одного рівня в цих конфігураціях потрібно записувати послідовно. В атомі арсену заповнення підрівнів відбувається аналогічно атому заліза, а підрівень 3d записаний перед підрівнем 4s з тієї самої причини. У досить складній формулі неодиму Nd заповнюється електронами 4f-підрівень. Його записують по порядку, разом з іншими підрівнями четвертого енергетичного рівня, хоча всі підрівні, що записані після нього (5s, 5p, 6s), мають менші значення суми (n + l) й, отже, заповнюються електронами раніше. Повністю сформовані (заповнені електронами) енергетичні рівні в електронно-конфігураційних формулах іноді з метою скорочення позначають великими літерами, наприклад: 33As K L M 4s24p3. Нагадаємо, що енергетичному рівню К відповідає електронна конфігурація 1s2, рівню L — 2s22p6, рівню М — 3s23p63d10. Застосовують також інший спосіб скороченого запису електронно-конфігураційних формул, у яких позначають електронні підрівні, що заповнюються, після хімічного символу попереднього інертного газу, взятого в квадратні дужки:
Для цього визначають різницю між числами електронів у атомі, що розглядається, й атомі попереднього інертного газу. Отримане число електронів розміщують на підрівнях, які мають забудовуватись далі.. В електронних конфігураціях можна позначати підрівні енергетичного рівня, що формується, на яких ще відсутні електрони і вони залишаються вакантними. Такі підрівні часто беруть участь в утворенні хімічних зв'язків:
Якщо атом перетворюється на іон, то енергетична послідовність заповнення зовнішніх енергетичних підрівнів електронами змінюється. Тому електрони в процесі іонізації залишають ті підрівні, для яких головне квантове число п має максимальне значення:
Під час вивчення хімічних властивостей елементів та їх здатності утворювати хімічні зв'язки користуються спрощеним схематичним зображенням атомів або їхніх зовнішніх енергетичних підрівнів, що забудовуються. У разі, коли на підрівні число електронів менше за граничне і можна по-різному їх розмістити, використовують правило Хунда:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|