Електронната структурата на атома

Структурата на атома. химическата връзка

Периодичен закон на Менделеев

През 1869 г. DI Менделеев формулира периодичния закон, открит от него:

"Properties прости органи и формата и свойства на съединенията от елементи, намерени в периодичната таблица в зависимост от стойностите на атомни тегла на елементи."

В момента, вместо термина "атомно тегло", използван терминът "атомно тегло."

По-нататъшно развитие на естествените науки, особено теорията на структурата на атома, намерено, че индивидуалната химичен елемент
Тя се определя от ядрената си заряд. и химични свойства на елементите, и
техните съединения, периодичната повторение от тях в различни елементи определят от структурата на електрони обвивка на атома. което от своя страна зависи от заряда на атомното ядро.

Модерният формулировката на периодичния закон на DI Менделеев гласи:

"Свойствата на химичните елементи, както и свойствата и формата те образуват съединенията са в периодично в зависимост от техния заряд и атомите, дефинирани повтарящи същи тип електронна конфигурация атоми".

По този начин, за да се разбере причината за периодичността
свойства на съединенията на химичните елементи, е необходимо да се обърне към изследването на атомната структура.

Atom -, е най-малката частица на химичен елемент, част от прости и сложни съединения.

Според съвременната концепция атом - е електронеутрални частици, състояща се от положително заредени ядра и компенсиране своя електронен заряд.

На свой ред, ядрото на един атом се състои от протони, неутрони (колективно-нуклон) и голям брой други частици. Електрони атоми образуват електронен структура обвивка, която определя много химични свойства на елемента.

Фиг. 4.1. Структурата на съединение на елемента на атома

Протон - положително заредена с микрочастици заряд + 1,6 х 10-19 К, обикновено приета за единица положителен заряд Qr = 1. протон маса близо до 1 атомни масови единици Общият брой протони Np. включени в ядрото определя общият заряд на атома и поредния номер на Периодичната таблица на елементите DI Менделеев.

Неутрони - микрочастици електрически неутрален част от ядрото на атом. Нейната маса като масата на протона, в близост до една Аму

Нуклоните (лат ядро ​​-. Ядрото, зърно, камък) - колективно име на протони и неутрони - основни частици, които ядрата.

електрон # 275; - отрицателно заредени микрочастици, част на носителя е най-малкият атом и електрическия заряд -1,6 х 10-19 Cl. За удобство на стойността на този "елементарен" такса преминал за единица QE = -1. От атом е електрически неутрален като цяло, броят на електрони е равен на заряд на ядрото на атома.

Например, за сметка на натриев атом Na ядра 11 е равно на 11. Около ядрото 11 се поставя електрони с отрицателен заряд като цяло -11.

Резюме атом маса (т) се концентрира в основата си, тъй като масата на електрони е малък и не допринася значително за масата на всички атоми. Масата на електрони е само масата на протона или неутрона.

Маса атом. по този начин действително формира въз основа на масата на всички протони (NP) и неутроните (NN) и се характеризира с масовото число, (А).

Номерът на масата на атома на един елемент (А) е числено равно на сумата общата маса на протони (NP) и общия брой неутрони (Nn):

Например, калиев атом (пореден номер 19 в Периодичната таблица, за масовото число е 39) в ядрото е 19 протона и 20 неутрони от бариев атом (пореден номер 56, масов номер на 137) в основните 56 протоните и 71 неутроните.

Електронната структурата на атома

По своята същност, електрона е двойна: в допълнение към корпускулярни свойства на частиците, както е, като фотоните на светлината е вълна свойства, например, притежава способността да дифракция.

Понастоящем описанието на електрон на атом е дадено
Квантовата механика, изучаващи движение и взаимодействия на елементарните частици.

Електрон в атом не траектория. Тя трябва да се разглежда така нареченото електронно облак. характеризиране на вероятността за намиране на електрони в триизмерното пространство около ядрото.

Регионът на пространството около ядрото, при което електрона намери най-често се нарича орбитален.

В орбита е

90% от електронен облак. Орбитали имат различна големина и форма. Ако електронът е в по-малките орбитите, тя е силно привлечена от ядрото на електрона заема орбиталната по-големи.

Енергията на електрони е цяло число и може да се променя само непокътнати, добре определени части - кванти на енергия.

Състоянието на енергия на електрона в един атом се характеризира с
четири квантови числа: основни, орбиталната, магнитна
спин.

главно квантово число е свързан с броя на енергийно ниво характеризира общата енергия на електрона при дадено ниво и разстоянието от сърцевината.

Основната квантовата броя приема стойности от 1 до ∞. За известни химични елементи, когато атомите са в не-напрежение състояние, главно квантово число може да се предположи положителни стойности число 1-7.

Съвкупността от електроните с една и съща стойност на п се нарича ниво на енергия. Най-ниските енергийни електрони имат ниво на енергия на първата сърцевината (п = 1). С увеличаване на п на електронна енергия и нейното разстояние от основните увеличава.

Броят на пълни енергийни нива в един атом е числено равно на броя на периода, в който елемента.

По този начин, всички периода на електрони елементи трябва един енергиен ниво с главно квантово число, равно на една (п = 1). В период II елемент атоми главно квантово число равно на две (п = 2), и т.н.

Максималният брой за дадена енергия ниво на електроните се определя от уравнението:

където N - брой на електрони при дадено ниво на енергия, п - брой ниво (период главно квантово число).

Ето защо, на първо ниво на енергия може да бъде не повече от 2 електрони, а вторият не повече от 8, третия - не повече от 18, и за четвъртото - не повече от 32.

Нивата на енергия показват буквите.

Цифровата стойност на ниво п 1 2 3 4 5 6 7

Letter oboznachenieK Л М Н О П Р.

Orbital (страничен) квантово число л характеризира с различен енергия държавни електрони при определено ниво на енергия.

Orbital (странични) квантово число определя формата на електронен облак, т.е. пространствената област най-вероятно местоположение на електрон. Стойността на орбитално квантово число л в зависимост от стойността на основната квантово число п. Това отнема стойностите 0, 1, 2, 3 ... (п-1), т.е. от 0 до (п-1).

Събирането на електрони, характеризиращ се с една и съща стойност на орбитално квантово число L. Той призова енергийни поднива. Поднива са обозначени с буквите:

Chislal орбитален квантовата стойност 0 1 2 3

Определяне енергия podurovnyas р г е.

Всяка стойност отговаря на определена енергия л подслой и някаква форма орбити. Броят на поднива съвпада с номера или ниво с главно квантово число.

По този начин, когато L = 0, 1, 2, 3, електрони са съответно а -, р -, г -, е -podurovnyah. За дадена стойност на основната квантовата броя п имат ниска енергия подниво S-електрони, тогава р -, г -, е -podurovney. Електрони различни поднива, наречени а -, р -, г - F-електрони или електрони в най-S-, р -, г -, е е атомна орбитала.

Броят на енергийни поднива в нивото не трябва да е повече от главно квантово число. По този начин, първо ниво (п = 1) има един подслой (и), на второ ниво (п = 2) - два подслоя (а и Р), третият (п = 3) - три (SP г), четвърто (п = 4 ) - четири (SPD е). Черупките на атома, сега известни елементи електроните се строят на всяко ниво от не повече от четири поднива.

Ако л = 0 (S - подслой) с електронен облак е сферична.

Когато L = 1 (р - подслой) орбитален има форма гира.

D и F орбитали имат по-сложна форма (вж. Фиг. 4.5.).

Магнитното квантово число m haraktrizuet пространствената ориентация на подслой орбитали спрямо външното магнитно поле на.

Магнитното квантово число м може да приеме стойности на всеки от цели числа от -L до + л включително 0; всички 2л + 1 стойност. По този начин, (2л + 1) - броят на енергийните състояния (атомна орбитала), върху които електрони могат да присъстват подниво.

Например, за S -podurovnya л = 0 m и следователно има единична стойност: m = 0. По този начин, има уникален -podurovne S S-орбиталния. който има формата на сфера, разположени симетрично около атомното ядро.

р-орбитален ( "гира") в магнитно поле може да бъде ориентирана в пространството в три различни позиции, т.е. когато L = 1, може да се три стойности +1, 0, -1. Следователно, р - атомна орбитала са ориентирани в пространството по три координатни оси (X Y Z ..).