Пример 3. Какие значения квантовых чисел n, l, ml, ms имеют валентные электроны атома ? Напишите электронную формулу элемента.
Решение. 1. Электронную формулу атома алюминия составим согласно формуле (2.3):
.
Известно, что валентными для s и p-элементов являются электроны внешнего слоя. Для атома алюминия это 3s23p1.
2. Состояние электрона в атоме описывается набором четырех квантовых чисел в виде групп символов nlx:
а) n - главное квантовое число, определяется по номеру заполненного уровня;
б) l - побочное (орбитальное) квантовое число. Для s-подуровня l=0; для р-подуровня l=1; для d-подуровня l=2 и т.д.; х - число электронов на этом подуровне;
в) m l
– магнитное квантовое число, принимающее
следующие значения:
;
г) m s - спиновое квантовое число, принимающее значения 1/2.
13 Al |
3s2 |
|
3p1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n= |
3 3 |
3 1 -1
|
|||||||
l= |
0 0 |
||||||||
ml =
ms= |
0 0
|
||||||||
2.3. Геометрические и энергетические характеристики атомов
Атомный радиус. Атом не имеет строго определенных границ. За его радиус принимается расстояние от ядра до главного максимума плотности внешних электронных оболочек. С увеличением заряда ядра в периодах атомный радиус немонотонно уменьшается, а в группах увеличивается.
Энергия ионизации Еi – это энергия, необходимая для отрыва наиболее слабо связанного электрона от атома, количественно выражается в кДж/моль или эВ. Чем меньше энергия ионизации, тем легче атом отдает электрон при образовании химической связи, т.е. элемент является более сильным восстановителем. Поэтому восстановительная способность нейтральных атомов с ростом заряда ядра в периоде уменьшается, в главных подгруппах растет.
Энергия сродства к электрону Еср – энергия, выделяющаяся при присоединении электрона к нейтральному атому, количественно выражается в кДж/моль или эВ. Она определяет окислительные свойства несвязанных атомов. Чем больше электронное сродство, тем более сильным окислителем является данный элемент. Окислительной способностью не обладают нейтральные атомы с устойчивыми конфигурациями s2, s2р6. У остальных элементов в таблице Д.И. Менделеева окислительная способность нейтральных атомов повышается слева направо и снизу вверх.
Электроотрицательностью элемента (ЭО) называют меру относительной способности атомов оттягивать на себя электроны при образовании химической связи. Она пропорциональна как энергии ионизации, так и энергии сродства к электрону. Имеется несколько шкал электроотрицательности. Согласно Р. Малликену, абсолютная электроотрицательность равна полусумме энергии ионизации и сродства к электрону:
,
Л. Полинг ввел относительную шкалу электроотрицательности (ОЭОR):
С ростом заряда в периодах электроотрицательность в общем растет, а в подгруппах падает.