Самостоятельная работа № 3.

Составление электронно-графических формул атомов элементов малых и больших периодов. Характеристика химических элементов в соответствии с их положением в периодической системе.

Цель: Уметь составлять электронно-графические формулы атомов химических элементов.

Методические рекомендации

Атомы различных элементов характеризуются определенным зарядом ядра и равным ему числом электронов, которые находятся на определенных энергетических уровнях. Энергетические уровни характеризуются главным квантовым числом п, которое показывает на удаленность электронного слоя от ядра и средний запас энергии электронов в этом слое: чем больше значение п, тем больше электронное облако и энергия электрона. Энергетические уровни состоят из определенного числа подуровней: первый уровень

— из одного подуровня, второй — из двух, третий — из трех и т.д. Подуровень

характеризует побочное (или орбитальное) квантовое число I. Оно определяет форму электронного облака и показывает запас энергии электрона в подуровне. Подуровни имеют буквенное и числовое обозначения:

s p d f

0 1 2 3

В одном подуровне может содержаться несколько электронных облаков (орбиталей) одной и той же формы, но различно расположенных в пространстве. Каждое положение в пространстве электронного облака условно обозначается ячейкой D .

Число ячеек определяется магнитным квантовым числом тс.

подуровень s состоит из 1 s орбитали и 2 электронов (s² )

подуровень р состоит из Зр орбиталей и 6 электронов (р⁶);

подуровень d состоит из 5d орбиталей и 10 электронов (d¹⁰);

подуровень f состоит из 7f орбиталей и 14 электронов (f¹⁴).

Число электронов на орбитали определяется четвертым квантовым числом — спиновым (обозначается s). Оно показывает собственное вращение электрона. На орбитали (в квантовой ячейке) может находиться не более двух электронов.

Строение электронной оболочки атомов и ионов изображают электронной или

электронно-графической формулой.

Электронная формула показывает распределение электронов в атомах по энергетическим уровням и подуровням, где уровни обозначают цифрами 1, 2, 3,4 подуровни — буквами s, p, d, f. Верхний правый индекс обозначает число электронов на подуровне.

Электронно-графическая формула изображает атом элемента в виде совокупности

орбиталей или квантовых ячеек.

На примере марганца покажем написание электронной и электронно-графической формул

₂₅Mn Is² 2s² 2р⁶ 3s² Зр⁶ 3d⁵ 4s ²

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑

↑

↑

↑

↑

↑↓

n = 1

n = 2

n = 3

n = 4

В зависимости от того, какой подуровень атома заполняется электронами последним, все элементы, как вы уже поняли, делят на четыре электронных семейства или блока

1) s-Элементы; заполняется электронами «подуровень внешнего уровня атома;

к s-элементам относятся водород, гелий и элементы главных подгрупп I и II групп;

2) р-элементы; заполняется электронами р-подуровень внешнего уровня атома; к р-элементам относятся элементы главных подгрупп III—VIII групп;

3) d-элементы; заполняется электронами d-подуровень предвнешнего уровня атома;

к d-элементам относятся элементы побочных подгрупп I—VIII групп, то есть элементы вставных декад больших периодов, расположенные между s- и р-элементами. Их также называют переходными элементами;

4) f-элементы; заполняется электронами /подуровень третьего снаружи уровня атома; к ним относятся лантаноиды и актиноиды.