Студопедия — Элементы первого периода (H, He)
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Элементы первого периода (H, He)






В атоме водорода (Z = +1) единственный электрон находится на самом низком из возможных энергетических уровней: n = 1, который образован одной s-орбиталью. Электронно-графическая схема атома водорода:

 

Электронная формула атома водорода 1s1 показывает, что на

s-орбитали первого энергетического уровня находится 1 электрон.

 

В атоме гелия (Z = +2) два электрона, которые находятся

также на 1s орбитали. Электронно-графическая схема атома гелия:

 

Электронная формула атома гелия – 1s2 (на s-орбитали первого энергетического уровня находятся 2 электрона).


1.4 Элементы второго периода (Li–Ne)

У следующего за гелием элемента лития (Z = +3) третий электрон уже не может разместиться на первом энергетическом уровне, т.к. как на одной орбитали не может находиться более двух электронов. Поэтому третий электрон должен располагаться на втором энергетическом уровне n = 2.

Сначала заполняется более низкая по энергии орбиталь. Поэтому третий электрон в атоме лития располагается на
2s-орбитали, так как 2s-орбиталь имеет более низкую энергию, чем
2p-орбиталь. Полная электронная формула атома лития: 1s22s1. Очень часто, записывая электронную формулу и электронно-графическую схему, указывают только орбитали внешнего энергетического уровня. Такие электронные формулы и электронно-графические схемы называются сокращёнными. Сокращённая электронная формула атома лития 2s1, сокращённая электронно-графическая схема:

Электронную конфигурацию атома следующего за литием элемента бериллия (Z = +4) отражает сокращённая электронная формула 2s2. Сокращённая электронно графическая схема атома Be:

 

Элементы, в атомах которых электронами заполняются s-орбитали, называются s-элементами (т.е. H, He, Li, Be – это s-элементы) . Следующие за бериллием элементы второго периода – бор, углерод, азот, кислород, фтор, неон – являются p-элементами: у них происходит заполнение электронами
p-орбиталей. Ниже представлены сокращённые электронно-графические схемы и сокращённые электронные формулы этих элементов.

 

 

 

B 2s22p1 C 2s22p2 N 2s22p3

 

 

O 2s22p4 F 2s22p5 Ne 2s22p6

 

При записи сокращённых электронных формул важно понимать, что число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов s- и p-элементов равно номеру группы.


1.5 Элементы III периода (Na–Ar)

 

Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня атомов элементов III периода аналогична электронной конфигурации атомов элементов II периода. Различие состоит лишь в том, что у элементов III периода заполняются орбитали третьего энергетического уровня (n = 3), который образован одной s-орбиталью, тремя p-орбиталями, пятью d-орбиталями:

 

элемент второго периода элемент третьего периода

 

У атомов всех элементов III периода, находящихся в невозбуждённом состоянии, 3d-орбитали являются вакантными (т.е. незаполненными электронами). Невозбуждённое (основное) состояние атома – это такое состояние, в котором каждый электрон занимает орбиталь с минимально возможной энергией. В возбуждённом состоянии электрон занимает орбиталь с более высокой энергией, хотя мог бы находиться на орбитали с более низкой энергией:

 

невозбуждённое состояние возбуждённое состояние

 

Анализируя число неспаренных электронов в атоме, можно спрогнозировать его валентность: атом фосфора может быть как трёхвалентным (3 неспаренных электрона в основном состоянии), так и пятивалентным (в возбуждённом состоянии).

Теоретически, на 9 атомных орбиталях третьего энергетического уровня могли бы разместиться 18 электронов. Но на практике на внешнем энергетическом уровне любого атома не бывает более 8 электронов. Таким образом, все восьмиэлектронные конфигурации ns2np6 являются завершёнными. Несмотря на то, что у атома аргона есть свободные 3d-орбитали, их заполнение происходит только в следующем четвёртом периоде.

 

1.6 Элементы IV периода (K–Kr)

У последнего элемента III периода – аргона – полностью заполнены 3s- и 3p-подуровни, но свободны все 3d-орбитали. Однако, у следующих за аргоном элементов – калия и кальция – заполнение третьего электронного слоя временно прекращается и начинает формироваться s-подуровень внешнего четвёртого энергетического уровня:

 

K 1s22s22p63s23p63d0 4s1 Ca 1s22s22p63s23p63d0 4s2


Это объясняется тем, что
4s-орбиталь имеет более низкую энергию, чем свободные
3d-орбитали.

 

После кальция появляется ряд из десяти d-элементов (Sc–Zn), у которых происходит заполнение 3d-орбиталей. Например, у первого d-элемента IV периода скандия на d-орбиталях находится один электрон,

Sc 3d14s2

 

у третьего по счёту d-элемента IV периода – ванадия – на d-орбиталях располагаются 3 электрона,

V 3d34s2

 

У последнего (десятого) d-элемента IV периода – цинка – 10 d-электронов:

Zn 3d104s2

 

Следует обратить внимание, что электронная конфигурация атома хрома (четвёртый по счёту d-элемент IV периода) не 3d44s2, а 3d54s1. Это объясняется «проскоком» одного электрона с 4s-орбитали на 3d-орбиталь, в результате чего образуется наполовину заполненный 3d-подуровень, обладающий повышенной устойчивостью. Повышенной устойчивостью обладают также полностью заполненные электронами подуровни, вследствие чего «проскок» электрона происходит также у атома меди (медь – девятый d-элемент IV периода, однако его электронная конфигурация не 3d94s2, а 3d104s1). После ряда d-элементов в IV периоде идёт заполнение p-орбиталей у элементов Ga – Kr, электронная конфигурация которых аналогична электронной конфигурации p-элементов B – Ne или Al – Ar.

 







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 3656. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Травматическая окклюзия и ее клинические признаки При пародонтите и парадонтозе резистентность тканей пародонта падает...

Подкожное введение сывороток по методу Безредки. С целью предупреждения развития анафилактического шока и других аллергических реак­ций при введении иммунных сывороток используют метод Безредки для определения реакции больного на введение сыворотки...

Принципы и методы управления в таможенных органах Под принципами управления понимаются идеи, правила, основные положения и нормы поведения, которыми руководствуются общие, частные и организационно-технологические принципы...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Примеры задач для самостоятельного решения. 1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P   1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия