Будова атома основні поняття та визначення

Атом	- електронейтральна частинка, яка складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів.
Атомне ядро	-часточка, яка розташована в центрі атома і складається з протонів, які мають позитивний заряд і електронейтральних нейтронів.
Масове число	- сума протонів (Z) і нейтронів (N), які входять до складу ядра: .
Елемент	- сукупність атомів з однаковим зарядом ядра.
Атомна орбіталь (АО)	- простір навколо ядра, в якому перебування електрона є найбільш ймовірним.
Квантові числа	- характеристики стану електрона в атомі.
Енергетичний рівень	- стан електрона в атомі, який характеризується певним значенням головного квантового числа n.
Енергетичний підрівень	- стан електрона в атомі, який характеризується певними значеннями квантових чисел n і l.
Основний стан атома	- стан атома з найменшою енергією; електрон в основному стані зв’язаний з ядром найміцніше.
Збуджений стан атома	- стан атома з більш високим рівнем енергії; при збудженні атома зв’язок електрона з ядром послаблюється аж до відриву.
Валентні електрони	- електрони, які приймають участь в утворенні хімічних зв’язків.
Електронна формула	- умовне зображення розподілу електронів по орбіталях на енергетичних рівнях і підрівнях.
Послідовність заповнення енергетичних рівнів і підрівнів

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Складання електронних та електронно-графічних формул атомів і іонів.

Написати електронні та електронно-графічні формули: а) атома Титану; б) іонів К⁺ та Cl^-.

Відповідь. Елекронна формула атома - це умовне зображення розподілу електронів по орбіталях на енергетичних рівнях і підрівнях.

Цей розподіл регламентується зарядом ядра та чотирма правилами: принципом найменшої енергії; правилом Клечковського; принципом Паулі; правилом Гунда.

а) Загальна кількість електронів в атомі чисельно дорівнює заряду ядра, який, у свою чергу, дорівнює порядковому номеру елемента в періодичній системі. Оскільки порядковий номер Ti дорівнює 22, то його електронна формула має вигляд: .

В електронній формулі велика цифра вказує номер енергетичного рівня, літери s, p, d – енергетичний підрівень, маленька цифра над літерою праворуч показує число електронів на цьому підрівні.

Для наочного зображення розподілу електронів в атомі використовують електронно-графічні формули. Атомну орбіталь зображують клітинкою (енергетичною коміркою) , електрон на орбіталі позначають стрілкою в енергетичній комірці . Рівні розташовують один над одним відповідно до зміни енергії.

Таким чином, електронно-графічна формула атома набуває вигляду:

4	↑↓
					↑	↑
		↑↓	↑↓	↑↓
3	↑↓						d
		↑↓	↑↓	↑↓
2	↑↓
			p
1	↑↓
	s

б) Іон К⁺ відрізняється від нейтрального атома К тим, що втратив з останього рівня 1 електрон:

Іон Cl^– відрізняється від нейтрального атома Сl тим, що має на останньому рівні один зайвий електрон:

.

Приклад 2. Валентність. Електронна та електронно-графічна формула атома елемента у певному валентному стані.

Виходячи з валентного стану атома Сульфуру у сполуках H₂S і H₂SO₄, скласти електронно-графічні формули цього атома.

Розв’язання. Під валентністю розуміють здатність атома приєднувати або заміщувати певне число інших атомів з утворенням хімічних зв’язків. Кількісною мірою валентності вважають число неспарених електронів в атомі в основному або збудженому стані. Збуджений стан атома супроводжується розпарюванням пари (або пар) електронів і переходом одного електрона (або кількох електронів) на вільну орбіталь того самого енергетичного рівня.

У наведених сполуках H₂S і H₂SO₄ атом S пов'язаний з іншими атомами ковалентним зв’язком у ступенях окиснення -2 і +6 відповідно. Оскільки ковалентний зв'язок здійснюється неспареними електронами, то валентність сірки в даних сполуках становить II і VI. Валентність рівна двом відповідає основному стану атома S:

		↑↓	↑	↑
3	↑↓						d
		↑↓	↑↓	↑↓
2	↑↓
			p
1	↑↓
	s

Валентність рівна VI відповідає збудженому стану атома S:

					↑	↑
		↑	↑	↑
3	↑						d
		↑↓	↑↓	↑↓
2	↑↓
			p
1	↑↓
	s