ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ, ФОРМУЛЫ И УРАВНЕНИЯ

В случае атома титана 3d-ЭПУ заполнен электронами только частично, и его энергия больше, чем энергия 4s-ЭПУ, а 3d-электроны являются валентными. Внешние электроны – всегда валентные, следовательно, 4s-электроны атома железа – валентные электроны. Двигаясь по естественному ряду элементов, можно найти и другие группы атомов с подобными валентными конфигурациями.

Как видим, хлор имеет 7 валентных электронов и ему «не хватает» одного электрона, чтобы его энергетические уровни стали завершенными. Ранее говорилось, что полностью «укомплектованные» энергетические уровни имеют инертные газы (группа VIIIA) — у них полностью заполнены внешние s и p-орбитали.

6.6. Особенности электронного строения атомов хрома, меди и некоторых других элементов

Когда валентный энергетический уровень заполнен — элемент становится стабильным или насыщенным. Для перехода в стабильное состояние, натрий должен: либо отдать этот электрон, либо принять семь новых. Исходя из вышесказанного, натрий будет отдавать электрон. Особо внимательные читатели справедливо скажут, что такая же электронная конфигурация и у неона (Ne). Так что же, натрий превратился в неон? Вовсе нет — не забывайте о протонах!

У хлора ситуация прямо противоположная — на внешнем энергетическом уровне у него находится семь валентных электронов и ему надо принять один электрон, чтобы стать стабильным. Не все так просто с переходными металлами (группа В), которые могут отдавать разное количество электронов, образуя при этом по два (и более) катиона, имеющих разные заряды.

В основном состоянии атома электроны занимают орбитали с наименьшей энергией. Например, в атоме азота — 7 электронов, два из которых находятся на 1s-орбитали, два — на 2s-орбитали, и оставшиеся три электрона — на 2p-орбиталях.

Решение. Электронная конфигурация атома неона в основном состоянии – 1s22s22p6. Разные изотопы одного и того же элемента имеют разные числа нейтронов. Если вы внимательно посмотрели приложение 4, то, наверное, заметили, что у атомов некоторых элементов последовательность заполнения электронами орбиталей нарушается.

Это и есть принцип подобия электронных оболочек

Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Как вы уже знаете из § 4 этой главы, общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично.

Шестой и седьмой периоды, содержащие по 32 элемента, называются сверхдлинными периодами

Поэтому у атома марганца опять появляется второй электрон на 4s-АО. Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним «приходит»девятый d-электрон.

Электронные облака внешних электронов имеют максимальный радиус (и максимальное значение главного квантового числа). Валентные электроны занимают валентные орбитали, которые в свою очередь образуют валентные подуровни. Валентные подуровни могут быть заполнены электронами частично или полностью, а могут и вообще оставаться свободными. Энергия полностью заполненных d- и f-подуровней уменьшается настолько сильно, что они перестают быть валентными.

В приведенных примерах мы анализировали валентную электронную конфигурацию атомов титана и мышьяка. С естественным рядом химических элементов вы уже знакомы. А раз так, то электронные облака таких атомов и соответствующие им валентные конфигурации можно назвать подобными. Для этого воспользуемся сделанным вами естественным рядом элементов. Сложим получившиеся «периоды» так, чтобы они стали строками таблицы (см. рис. 6.20). В результате подобные электронные конфигурации будут только у атомов первых двух столбцов таблицы.

Для этого вырежем из 6-го и 7-го периодов элементы с номерами 58 – 71 и 90 –103 (у них происходит заполнение 4f- и 5f-подуровней) и поместим их под таблицей. Как видите, использовав ЕРЭ и применив принцип подобия электронных оболочек, нам удалось систематизировать химические элементы. Такая система химических элементов называется естественной, так как основана исключительно на законах Природы.

Познакомимся подробнее со структурой длиннопериодной таблицы химических элементов. Строки этой таблицы, как вы уже знаете, называются «периодами «элементов. Периоды нумеруются арабскими цифрами от 1 до 7. В первом периоде всего два элемента. Второй и третий периоды, содержащие по восемь элементов, называются короткими периодами. Столбцы этой таблицы называются группами элементов. Элементы s- и p-блоков образуют А-группы, а элементы d -блока – В-группы системы химических элементов.

Число электронов равно заряду ядра (атом в целом нейтрален) и порядковому номеру элемента. В основу систематизации химических элементов положен естественный ряд элементови принцип подобия электронных оболочек их атомов. Валентные электроны – электроны, которые могут принимать участие в образовании атомом химических связей. Пример – валентная электронная формула титана (4-й период, IVB группа): 4s23d2.

Смотри еще:

  • 3 класс, периметр и площадь прямоугольника3 класс, периметр и площадь прямоугольника Задача 2: Длина сторон треугольника 15 см, 7 см, 6 см. Его периметр равен периметру квадрата. Действуя по формуле а ∙ 4, мы можем найти периметр квадрата. Задача 1:Сторона квадрата равна […]
  • 1.Вставка строк и столбцов1.Вставка строк и столбцов Нажмите клавишу CTRL и, удерживая ее нажатой, щелкните выделенные строки или столбцы, а затем в контекстном меню выберите команду Вставить. На листе появится новая строка. Выберите команду […]
  • Салат из тыквы и морковиСалат из тыквы и моркови Тыкву нарезать кубиками и отварить. Со временем из нее стали готовить многие блюда. Особенно полюбилась тыква британцам и голландцам. Тыкву очистить, порезать кубиками и смешать с медом. […]
  • Ипатьевский монастырь в КостромеИпатьевский монастырь в Костроме Рогов И. В., Уткин С. А. Ипатьевский монастырь. Вход в монастырь бесплатный. 23 ноября1989 года состоялось первое после закрытия монастыря богослужение, в 1991 году была зарегистрирована […]