Тема 2. Строение атома

Max (е) на Э.У.

Главное кв. число

n = 1,2,3,4,5,6,7,... ∞

(Э.У.) – запас энергии

Орбитальное кв. число

l = 0 до (n-1);

форма орбитали, подуровень

Магнитное кв. число

m = - l, 0 + l

положение орбитали в магнитных осях атома, число А.О.

Спиновое кв.ч.

s = + ½ вращение А.О. вокруг своей оси

2n²

n =1 (2e)

1s²

n = 2 (8 e )

2s²2p⁶

n = 3 (18 e )

3s²3p⁶3d¹⁰

n = 4 (32 e )

4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴

l = O (S) ∙

l = O (S)

l = 1 (P)

l = O (S)

l = 1 (P)

l = 2 (d)

l = O (S)

l = 1 (P)

l = 2 (d)

l = 3 (f) более

сл.форма

m = 0 (1 А.О.)

S ٱ

m = -1, 0, +1 (3 А.О.)

p

m = -2, -1, 0, +1, +2

d

m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

f

↑ (+1/2)

↓ (-1/2)

Выводы:

Электроны в атоме закреплены за Э.У.,

которые в зависимости от формы А.О. распадаются на подуровни,

состоящие из А.О.

1. Принцип минимальной энергии. Электроны в атоме заполняют тот подуровень, где меньше запас энергии.

2. Правило Клечковского. Увеличение энергии и заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания суммы квантовых чисел (n+l), а при равной сумме в порядке возрастания числа n и уменьшения числа l.

Реальная электронная схема:

1s²<2s²<2p⁶<3s²<3p⁶<4s²<3d¹⁰<4p⁶<5s²<4d¹⁰<5p⁶<6s²<5d¹<4f¹⁴<5d⁹<6p⁶<7s²<6d¹<5f¹⁴<6d⁹<7p⁶

Исключение составляют элементы, у которых наблюдается провал электронов (медь, серебро, золото, хром, молибден, ниобий, рутений, родий, палладий, платина)

3. Принцип Паули. В атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел.

Следствие: В любой атомной орбитали может быть только два электрона с противоположными спинами ↑↓ !

4. Правило Гунда. Электроны в пределах подуровня занимают максимальное число атомных орбиталей, но так, чтобы суммарный спин был максимальным. P³ ↑ ↑ ↑

1/2 1/2 1/2 Σ=1,5

5. Все химические элементы делят на семейства: s, p, d, f, в зависимости, какой подуровень заполняется в атоме последним.

6. Валентные электроны – это электроны, участвующие в образовании химических связей.

Валентные электроны расположены:

у s – элементов в s орбиталях последнего Э.У. – ns

у p – элементов в s и p орбиталях последнего Э.У. np

ns

у d – элементов в d орбиталях предпоследнего и s последнего Э.У.

ns

(n-1)d

7. Возбуждение атома возможно при условиях: а) наличие в атоме спаренных электронов, б) наличие свободных А.О., в) при возбуждении электроны распариваются – переходят с одного подуровня на другой только в пределах последнего Э.У.

Продолжение таблицы 5

8. Химические элементы делятся:

Металлы Неметаллы

80 % 20 %

s,p,d,f s,p

1.R ат. > 1. R ат. 1. R ат. <

2. Мало (е)-1,2,3 2. Число (е) на 2. Много (е)-4,5,6,7

посл. Э.У.

3. К отдаче (е) 3. Выражена 3. К принятию (е)

тенденция

Ме⁰-n(e)→Ме⁺ⁿ неМе⁰+n(e)→неМе^-n

вос-ль окисление ок-ль восстановление

9. Степень окисления – условный заряд атома, вычисленный из предположения, что атом отдает, либо принимает электроны.

Ме проявляют только положительные степени окисления (С.О.).

Высшая (С.О.) равна № группы.

Исключения: IВ-(Cu,Ag,Au), VIIIB-(Fe,Co,Ni),элементы III группы П.С.

10. НеМе проявляют, как отрицательные (низшие (С.О.))=№ группы – 8, так и положительные (С.О.)=№ группы.

Исключения: VIA(O), VIIA(F).

11. Генетическая связь между классами неорганических веществ

I. Ме→Ме^(+1,+2)+nО^-2→Ме⁺ⁿ(ОН)^-1n

Металл основной оксид основание

II. неМе→не МеО^-2(Ме^+5,+6,+7О^-2)→HR

Неметалл кислотный оксид кислота