Електронні структури елементів малих і великих періодів

Щоб зрозуміти причини періодичної повторюваності властивостей елементів, необхідно розглянути послідовність зміни електронних структур, оскільки всяке властивість елемента є лише наслідок, обумовлене внутрішньоатомної структурою, зокрема будовою електронних шарів. Розберемо послідовно будова електронних шарів кожного елемента, починаючи з водню.

Атом водню має найбільш просту електронну структуру. Навколо його ядра рухається один електрон по сферичній s-орбіталі (знаходиться на s-оболонці). Гелій, наступний за воднем, має вже два електрона з антипаралельними спинами на s-орбіталі. Оскільки електрони перебувають на першому найближчому до ядра шарі, т. Е. Головне квантове число дорівнює 1, то за формулою х = 2n2 максимальне число електронів на першому шарі дорівнює 2. Отже, атом гелію має завершену структуру. Таке умовне зображення електронного шару атома називається зображенням електронної конфігурації атомів.
Вираз 1s1 позначає наступне: цифра 1 перед літерним позначенням указує номер прошарку, буква s – оболонку, а індекс 1 – скільки електронів мається на даній оболонці. Електронна структура гелію У зв’язку з тим, що зовнішні електрони водню і гелію знаходяться на s-орбіталі, кажуть, що ці елементи відносяться до сімейства.

• При вивченні електронних конфігурацій атомів замальовувати їх в зошит і поруч пишіть буквені позначення, наприклад:

атом водородаелектронная структура гелію

Або

Це допоможе потім зіставити і зробити висновки. Періоди відокремлюйте рисою.

Другий період починається літієм. Атом літію має два електронних шари: перший (К) шар завершений, як у гелію, а на другому є один електрон, який знаходиться на s-орбіталі другого шару. Електронна структурa атома літію зображується так:

Оскільки завершенню підлягає s-оболонка другого шару, літії також слід віднести до сімейства s-елементів.
Перший електронний шар (К) наступного за літієм берилію, як і у всіх елементів другого періоду, має структуру гелію, т. Е. Містить 2 s-електрона. Два електрона другого шару атома берилію розташовуються на s-оболонці, яка тепер повністю забудована електронами з антипаралельними спинами.

Як видно зі схеми, берилій також відноситься до сімейства s- елементів.
Таким чином, у берилію в другому шарі є 2 електрона. Однак відповідно до формули x = 2n2 в другому шарі може бути розміщено 8 електронів. По-цьому в атомах наступних за берилієм елементів починає забудовуватися p-оболонка другого шару. На кожній з трьох р-орбіталей може розміщуватися також по 2 електрони з антипаралельними спинами. Розглянемо структуру електронних шарів атома бору. Перший шар такий же, як у гелію, у другому шарі є три електрони: два з них займають s-оболонку і один розташований на р-оболонці.

Однак ємність третій електронного шару М цим не вичерпується. Відповідно до формули х = 2n2 оскільки n = 3, на ньому може розташовуватися до 18 електронів, а є лише 8. Іншими словами, в шарі М повністю забудовані s- і р-оболонки, а d-оболонка, яка може вміщати 10 електронів , ще не забудовувалася. Разом з тим шар М, будучи зовнішнім шаром, не може далі забудовуватися, оскільки в будь-якому зовнішньому шарі може розміщуватися не більше 8 електронів.

Забудова d-оболонки предвнешнего шару триває у елементів четвертого періоду, починаючи від скандію і кінчаючи цинком. Ці елементи належать до d-сімейству.

Посилання на основну публікацію