Теоретические основы. Атом химического элемента состоит из положительного ядра и двигающихся в поле его действия отрицательно заряженных электронов
Атом химического элемента состоит из положительного ядра и двигающихся в поле его действия отрицательно заряженных электронов. Сам атом является электронейтральной частицей. Ядро атома состоит из нуклонов: протонов (условный заряд +1; массовое число 1) и нейтронов (заряд 0; массовое число 1). Заряд ядра равен порядковому номеру элемента в периодической системе Менделеева и совпадает с числом протонов. Массовое число ядра (сумма количества протонов и нейтронов: А = Z + N) примерно определяет относительную массу атома по причине легкости электронов (электрон в 1840 раз легче протона). Состояние электронов в атоме волновую природу и согласно квантовой (или волновой) механике описывается плотностью вероятности обнаружения электрона в данной области пространства относительно ядра. Граничная поверхность, внутри которой расположена область наибольшей вероятности обнаружения электрона, называется атомной орбиталью. Атомная орбиталь характеризуется параметрами, которые получили название квантовых чисел: n - главное квантовое число описывает энергию и размеры атомной орбитали; l - орбитальное квантовое число - форму орбитали; m - магнитное квантовое число - ее ориентацию в пространстве. Условная запись, которая представляет распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням (атомным орбиталям), называется электронной формулой атома. Для написания электронной формулы, в которой с помощью квантовых чисел зашифровано состояние каждого электрона необходимо знать: - систему обозначений; - последовательность заполнения подуровней электронами (принцип наименьшей энергии); - максимальную ёмкость каждого подуровня (принцип Паули). Система обозначений в общем виде выглядит так: nlx , где n - главное квантовое число, соответствующее номеру энергетического уровня; l - орбитальное квантовое число - подуровню, который обозначается буквами s, p, d или f; х - количество электронов в данном квантовом состоянии. Например, запись 3d5 (читается: три дэ пять) означает, что пять электронов находятся на d -подуровне третьего энергетического уровня. Первый энергетический уровень (n = 1) состоит из одного s -подуровня, второй энергетический уровень (n = 2) - из s - и p -подуровней, при n = 3 имеем три подуровня: s -, p - и d -, а при n = 4 - четыре: s -, p -, d - и f -подуровни. Последовательность заполнения энергетических подуровней имеет вид: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 5d=4f, 6p, 7s, 6d=5f,... Максимальная ёмкость энергетических подуровней: s - два электрона; p - шесть; d - десять; f - четырнадцать. Заполнение последующих энергетических подуровней происходит только после полной застройки предыдущих. Например, электронная формула углерода имеет вид:
|
