1. Строение атома

Пример 1. Составьте электронные формулы атомов элементов азота и мышьяка. Покажите распределение этих атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам в стабильном и возбужденном состояниях.

Решение. В соответствии с правилами заполнения атомных орбиталей последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→(5d¹)→4f→5d→6p→7s→(6d^1-2)→5f→6d→7p

Максимальное число электронов, которое может разместиться на s-орбитали равно 2, на p-орбитали равно 6, на d-орбитали - 10 и на f-орбитали - 14.

Так как число электронов в атоме элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для азота электронная форма имеет вид

₇N

Электронная структура атома может быть изображена также в виде схем размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематичным изображением атомных орбиталей. Квантовую ячейку обозначают в виде прямоугольника, а электроны в этих ячейках обозначают стрелками. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами. Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами:

Для мышьяка электронная форма имеет вид

₃₃As 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p³ 4d⁰

В

₃₃As 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p³ 4d⁰

стабильном состоянии:

Валентность равна трем

В возбужденном состоянии:

₃₃As* 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹ 4p³ 4d¹

Валентность равна пяти

Пример 2. Изотоп менделевия (256) был получен бомбардировкой - частицами ядер атомов эйнштейния (253).

Es + He = Md

Составьте уравнение этой ядерной реакции и напишите его в сокращенной форме.

Решение. Превращение атомных ядер обуславливается их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом. Ядерные реакции связаны с изменением состава ядер атомов химических элементов. С помощью ядерных реакций можно из атомов одних элементов получить атомы других.

Превращение атомных ядер, как при естественной, так и при искусственной радиоактивности записывают в виде уравнений ядерных реакций. При этом следует помнить, что суммы массовых чисел (цифры, стоящие у символа элемента вверху слева) и алгебраические суммы зарядов (цифры, стоящие у символа элемента внизу слева) частиц в левой и правой частях равенства должны быть равны. Заряд ядра элементов находим по порядковому номеру элементов в периодической системе Д.И. Менделеева. Данную ядерную реакцию выражают уравнением

Es + He = Md + n

Сокращенная форма записи имеет вид: ²⁵³Es (,n) ²⁵⁶Md. В скобках пишут бомбардирующую частицу, а через запятую – частицу, образующуюся при данном процессе. В сокращенных уравнениях частицы He; H; D;n; β⁺; β ^- обозначают соответственно ,p, n, d, β⁺, β ^-

Задание: составьте электронные формулы атомов элементов. Покажите распределение этих атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам в стабильном и возбужденном состояниях.

№ задания	Элементы	№ задания	Элементы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Ba, B Al, Sr Ge, Se Pb, Mg Sb, Cd Co, Sr Mo, Sb, Ca, Pb In, Be Th, K	11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	Ga, Bi Si, Ra Sn, Cl Be, Pb S, I Te, Ac Cr, Fe Ag, Se Na, Re B, Mn

Задание: записать уравнения ядерных реакций в полной и сокращенной формах

№ задания
21	253Es + Md
22	45Ti
23	51V [; n]?
24	55Mn [?;]V
25	? [ ; d] 34Cl
26	56Fe [d; ?]57Co
27	210Po
28	14N + р 11C
29	239 Pu
30	27Al + 30 Si
31	86 Rb
32	Fe + nMn
33	Al + H =Mg
34	Be + He =n
35	Co + n =Mn
36	N + n =C
37	S + D =P
38	9 Be(a, ?)12 C
39	27Al(?, )24 Mg
40	32S(d, )?