Типтік есеп № 2

          Ванадий атомы электрондарын ( Z = 23) кванттық ұяшықтар бойынша орналастырыңыз.

Шығарылуы

          Әрбір элемент атомындағы электрондар саны оның Д. И. Менделеев кестесіндегі реттік нөміріне тең. Ванадий төртінші периодта орналасқан. Электрондық формуласы келесі:   ₂₃V  1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s².

          Атомның электрондық қауызының құрылымын электрондардың кванттық ұяшықтар бойынша таралу сұлбасы түрінде көрсетейік:

 

 

          Электрондармен толтырылмаған ұяшықтар вакантты (бос) деп аталады. 3d³  деңгейшесін екі вариантта көрсету мүмкін:

 

 

          Бірақ, Гунд ережесіне сәйкес болатын вариант дұрыс болып саналады: берілген энергетикалық деңгейшеде электрондар параллельді спиндері бар жұп емес электрондар саны  максималды болатындай орналасады, немесе берілген деңгейшеде электрондардың спин сандарының қосындысы (Σm_s) максималды болуы қажет.

Бірінші вариантта:  Σ m_s = +1/2 +1/2 +1/2 = 3/2;

Екінші вариантта:  Σ m_s = +1/2 - 1/2 +1/2 = 1/2.

Гунд ережесіне бірінші вариант сәйкес келеді.

 

4 Элементтер периодтық жүйесінің құрылымы

 

          Д. И. Менделеевтің периодтық заңының қазіргі кездегі тұжырымдамасы: жай заттың қасиеті, сол сияқты элементтер қосылыстарының қасиеті мен пішіні (формасы) атом ядросының зарядына (реттік нөміріне) периодтық тәуелділікте болады.    

          Период деп қасиеттері жүйелі (ретті) өзгеретін элементтер қатарларын айтады. Олар 7: бірінші, екінші және үшінші периодтар – кіші, ал төртінші, бесінші, алтыншы және жетінші – үлкен периодтар деп аталады.

          Екінші және үшінші периодтар элементтерін Д.И.Менделеев типтік деп атады. Бұл элементтердің қасиеттері типтік металдан инертті элементке дейін заңдық түрде өзгереді.

          Алтыншы периодта реттік нөмірлері 58-ден 71-ге дейін  лантаноидтар деп аталатын 14 элемент орналасқан. Олардың қасиеттері лантанға өте ұқсас     (тотығу дәрежесі  +3, Н₂О-мен әрекеттескенде Ме(ОН)₃ пен Н₂ түзеді).

          Жетінші периодтың басталуы мен аяқталуы алтыншы периодқа сәйкес келеді, бірақ оның құралуы әлі аяқталмаған. Мұнда да d- элементтер мен актиноидтар деп аталатын он төрт 5 f- элементтер бар. Қазіргі кезде 110 элемент белгілі, оның ішінде жеті 6 d-элемент бар.   

          Атомның электрондық құрылымы тұрғысынан ең соңғы электрон қай энергетикалық деңгейшеде орналасуына байланысты, элементтердің барлығын электрондық ұяшықтардың төрт типіне бөледі: s-, p-, d-, f- элементтерге.

          Периодтық жүйенің вертикаль қатарында топтар орналасады. Оларды А және В әріптері бар рим сандарымен белгілейді: А – негізгі топша, В – қосымша топша.

          Периодтық жүйедегі элемент тобының нөмірі атомдар валентті электрондарының санымен анықталады (IB және VIIIB топтары элементтерінен басқалары).

 

Валентті электрондар	ns	n(s+p)	ns + (n-1)d  жұптаспаған  ē
Элемент  типі	s	p	d

 

          Валенттік электрондар деп атомдар арасында химиялық байланыстарды түзуге қатысатын электрондарды айтады. Бұл электрондар ядромен өте әлсіз байланысады.

         Атомдар құрылымы мен элементтің Периодтық жүйеде орналасуының арасында келесі өзара байланысы:

1) Бір периодтағы барлық элементтер атомдарында энергетикалық деңгейлердің саны бірдей болады. Период нөмірі атомдағы энергетикалық деңгейлер санын және ең үлкен энергетикалық деңгейдің бас квант санының мәнін көрсетеді. Барлық белгілі элементтер атомдарында толығымен немесе жарым-жартылай жеті энергетикалық деңгей толтырылуына байланысты периодтық жүйеде жеті период бар.

2)   Бір топтың элементтер атомдарында  электрондық конфигурациясы бір типті және химиялық қасиеттері ұқсас болады. Топтардың А және В топшаларына бөлінуі элемент атомының қай энергетикалық деңгейі (ішкі немесе сыртқы) толтырылуына байланысты болады.

         s-  және  p-элементтердің барлығы А-топшалары элементтеріне жатады, өйткені олардың атомдарында сыртқы энергетикалық деңгей толтырылады;  d-  және  f-элементтер атомдарында ішкі энергетикалық деңгей толтырылуына байланысты барлығы В-топшаларында орналасады.

3)    Әрбір периодта, төртіншіден бастап, s-  және  p- элементтер секциясы d – элементтер секциясымен бөлінген (алтыншы және жетінші периодтарда мұнымен қатар f – элементтер секциясы қосылады). Осы себептен d – элементтерді жиі ауыспалы деп атайды.

 

Типтік есеп  № 3

          Атомның электрондық құрылымы тұрғысынан марганец элементінің реттік нөмірі мен оның периодтық жүйеде орналасуына дәлелдеме беріңіз.