Элементы первого периода (H, He)
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.
Электронную конфигурацию атома следующего за литием элемента бериллия (Z = +4) отражает сокращённая электронная формула 2s2. Сокращённая электронно графическая схема атома Be:
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.
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
Sc 3d14s2
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.
|
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
Сначала заполняется более низкая по энергии орбиталь. Поэтому третий электрон в атоме лития располагается на 
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 
1.6 Элементы IV периода (K–Kr)
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,
у третьего по счёту d-элемента IV периода – ванадия – на d-орбиталях располагаются 3 электрона,
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.
