Строение атома

[1] стр. 17 – 26.

Составные части атома – ядро (протоны и нейтроны) и электроны, их заряд и масса. Основные количественные характеристики атома: заряд ядра, атомная масса. Химические элементы. Изотопы. Основы квантовой механики: корпускулярно-волновой дуализм, уравнение М. Планка, уравнение де Бройля, принцип неопределенности Гейзенберга. Квантовомеханические представления о строении атома. Сильные (ядерные) и электростатические взаимодействия. Уравнение Шредингера. Волновая функция (пси). Атомная орбиталь. Форма атомных орбиталей. Квантовые числа: главное, орбитальное (азимутальное), магнитное, спиновое. Характеристика квантовых чисел. Характеристика состояния электрона в атоме системой квантовых чисел. Понятие об энергетическом уровне и подуровне. Число атомных орбиталей и максимальное число электронов на разных энергетических уровнях и подуровнях.

Многоэлектронные атомы. Распределение электронов в многоэлектронных атомах по энергетическим уровням, подуровням и атомным орбиталям. Принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Гунда.

Периодический закон и периодическая система химических элементов менделеева д. И.

Периодический закон Д. И. Менделеева: свойства химических элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда атомных ядер.

Структура периодической системы элементов

В свете теории строения атома периодический закон формули­руется так: “свойства химических элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда атомных ядер” (закон открыт Д. И. Менделеевым в 1869г.).

Положительный заряд ядра является главной характеристикой атома. Заряд ядра определяет число электронов в атоме, строение энергетических уровней, свойства элемента и его положение в периодической системе.

Периодическая система  графическое изображение периодического закона. Рассмотрим структуру короткой формы периодической системы. Она состоит из семи периодов, десяти рядов и восьми групп.

Период  горизонтальный ряд элементов, расположенных в порядке возрастания заряда ядер и имеющих одинаковое число энергетических уровней. Номер периода указывает на количество энергетических уровней (в этом физический смысл номера периода). Первые три периода называются малыми, остальные  большими.

Группа  это вертикальный ряд элементов, имеющих одинаковое количество валентных электронов. Номер группы указывает на число валенных электронов (в этом  физический смысл номера группы). Но качественно валентные электроны могут быть различны. Например, сравним строение атомов хлора (1) и марганца (2), которые находятся в VII группе.

₁₇Сl^o 1s² 2s²2р⁶ 3s²3p⁵ (1)

валентные

электроны

₂₅Mn^o 1s² 2s²2р⁶ 3s²3p⁶ 3d⁵4s² (2)

валентные

электроны

У атомов хлора валентные электроны находятся на внешнем уровне (3s²3p⁵), а у атомов марганца  2 электрона на внешнем уровне (4s²) и 5 электронов на предпоследнем  (3d⁵). Количество валентных электронов как для атомов хлора, так и для атомов марганца равно номеру группы. От­личие в строении атомов обуславливает различие в свойствах элементов (хлор  типичный неметалл, марганец  типичный металл) и деление групп на подгруппы.

Подгруппа  это вертикальный ряд элементов, имеющих одинаковое строение внешнего уровня. Различают два вида подгрупп: главные и побочные.

Главные подгруппы (их 8) объединяют элементы малых и больших периодов, свое начало они берут во втором периоде (исключение Н и Не).

Побочные подгруппы (их 10) объединяют элементы больших периодов, свое начало они берут в четвертом периоде. Первая побочная подгруппа находится в третьей группе (Sc, Y, La, Ac), а десятая  во второй группе (Zn, Cd, Hg).