Ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա. Թթվածնի ատոմի կառուցվածքը Քիմիական տարրերի քվանտային բջիջները աղյուսակ

Լյուիսի խորհրդանիշ. Էլեկտրոնային դիագրամ. Ջրածնի ատոմի մեկ էլեկտրոն կարող է մասնակցել միայն մեկ քիմիական կապի ձևավորմանը այլ ատոմների հետ. Կովալենտային կապերի քանակը , որը ատոմը ձևավորում է տվյալ միացության մեջ, բնութագրում է այն վալենտություն . Բոլոր միացություններում ջրածնի ատոմը միավալենտ է։ Հելիում Հելիումը, ինչպես ջրածինը, առաջին շրջանի տարր է։ Իր միակ քվանտային շերտում այն ​​ունի մեկ ս- ուղեծր, որը պարունակում է երկու էլեկտրոն հակազուգահեռ սպիններով (միայնակ էլեկտրոնային զույգ): Լյուիսի խորհրդանիշ. Ոչ:. Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա 1 ս 2, դրա գրաֆիկական պատկերը. Հելիումի ատոմում չկան չզույգված էլեկտրոններ, չկան ազատ ուղեծրեր։ Նրա էներգիայի մակարդակը ամբողջական է: Ամբողջական քվանտային շերտ ունեցող ատոմները չեն կարող քիմիական կապեր ստեղծել այլ ատոմների հետ։ Նրանք կոչվում են ազնվական կամ իներտ գազեր. Հելիումը նրանց առաջին ներկայացուցիչն է։ ԵՐԿՐՈՐԴ ԺԱՄԱՆԱԿ Լիթիում Բոլոր տարրերի ատոմները երկրորդժամանակաշրջան ունեն երկուէներգիայի մակարդակները. Ներքին քվանտային շերտը հելիումի ատոմի ավարտված էներգիայի մակարդակն է։ Ինչպես ցույց է տրված վերևում, դրա կոնֆիգուրացիան նման է 1-ին ս 2, բայց կրճատ նշումը կարող է օգտագործվել նաև այն պատկերելու համար. Որոշ գրական աղբյուրներում այն ​​նշանակված է [K] (առաջին էլեկտրոնային թաղանթի անունով)։ Երկրորդ լիթիումի քվանտային շերտը պարունակում է չորս ուղեծրեր (22 = 4)՝ մեկը սև երեք Ռ.Լիթիումի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա՝ 1 ս 22ս 1 կամ 2 ս 1. Օգտագործելով վերջին մուտքը, մեկուսացված են միայն արտաքին քվանտային շերտի էլեկտրոնները (վալենտային էլեկտրոններ): Լիթիումի Լյուիսի խորհրդանիշն է Լի. Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի գրաֆիկական ներկայացում.
Բերիլիում Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա - 2s2: Արտաքին քվանտային շերտի էլեկտրոնային դիագրամ.
Բոր Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա - 2s22р1: Բորի ատոմը կարող է անցնել գրգռված վիճակի։ Արտաքին քվանտային շերտի էլեկտրոնային դիագրամ.

Գրգռված վիճակում բորի ատոմն ունի երեք չզույգված էլեկտրոն և կարող է ձևավորել երեք քիմիական կապ՝ ВF3, B2O3: Այս դեպքում բորի ատոմը մնում է ազատ ուղեծրի հետ, որը կարող է մասնակցել կապի ձևավորմանը՝ ըստ դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմի։ Ածխածին Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա - 2s22р2: Ածխածնի ատոմի արտաքին քվանտային շերտի էլեկտրոնային դիագրամները գետնին և գրգռված վիճակները.

Ածխածնի չգրգռված ատոմը կարող է ձևավորել երկու կովալենտ կապ էլեկտրոնների զուգակցման և մեկը դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմի միջոցով: Նման միացության օրինակ է ածխածնի մոնօքսիդը (II), որն ունի CO բանաձեւը և կոչվում է ածխածնի օքսիդ։ Դրա կառուցվածքը ավելի մանրամասն կքննարկվի 2.1.2 բաժնում: Ածխածնի գրգռված ատոմը եզակի է. նրա արտաքին քվանտային շերտի բոլոր ուղեծրերը լցված են չզույգված էլեկտրոններով, այսինքն. Այն ունի նույն թվով վալենտային օրբիտալներ և վալենտային էլեկտրոններ։ Նրա իդեալական գործընկերը ջրածնի ատոմն է, որն իր միակ ուղեծրում ունի մեկ էլեկտրոն։ Սա բացատրում է ածխաջրածիններ առաջացնելու նրանց կարողությունը: Ունենալով չորս չզույգված էլեկտրոններ՝ ածխածնի ատոմը կազմում է չորս քիմիական կապ՝ CH4, CF4, CO2։ Օրգանական միացությունների մոլեկուլներում ածխածնի ատոմը միշտ գրգռված վիճակում է.
Ազոտի ատոմը չի կարող գրգռվել, քանի որ նրա արտաքին քվանտային շերտում ազատ ուղեծիր չկա։ Էլեկտրոնների զուգակցման շնորհիվ այն ձևավորում է երեք կովալենտային կապ.
Արտաքին շերտում ունենալով երկու չզույգված էլեկտրոն՝ թթվածնի ատոմը ձևավորում է երկու կովալենտային կապ.
Նեոն Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա - 2s22р6: Լյուիսի խորհրդանիշ. Արտաքին քվանտային շերտի էլեկտրոնային դիագրամ.

Նեոնի ատոմն ունի ամբողջական արտաքին էներգիայի մակարդակ և քիմիական կապեր չի ստեղծում որևէ ատոմի հետ։ Սա երկրորդ ազնիվ գազն է։ ԵՐՐՈՐԴ ԺԱՄԱՆԱԿԵրրորդ շրջանի բոլոր տարրերի ատոմներն ունեն երեք քվանտային շերտ։ Երկու ներքին էներգիայի մակարդակների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կարող է ներկայացվել որպես . Արտաքին էլեկտրոնային շերտը պարունակում է ինը ուղեծրեր, որոնք բնակեցված են էլեկտրոններով՝ հնազանդվելով ընդհանուր օրենքներին։ Այսպիսով, նատրիումի ատոմի համար էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան հետևյալն է՝ 3s1, կալցիումի համար՝ 3s2 (գրգռված վիճակում՝ 3s13р1), ալյումինի համար՝ 3s23р1 (գրգռված վիճակում՝ 3s13р2)։ Ի տարբերություն երկրորդ շրջանի տարրերի, երրորդ շրջանի V–VII խմբերի տարրերի ատոմները կարող են գոյություն ունենալ ինչպես հողում, այնպես էլ գրգռված վիճակում։ Ֆոսֆոր Ֆոսֆորը 5-րդ խմբի տարր է: Դրա էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 3s23р3 է: Ինչպես ազոտը, այն ունի երեք չզույգված էլեկտրոն իր ամենաարտաքին էներգիայի մակարդակում և կազմում է երեք կովալենտային կապ: Օրինակ է ֆոսֆինը, որն ունի PH3 բանաձև (համեմատեք ամոնիակի հետ): Բայց ֆոսֆորը, ի տարբերություն ազոտի, պարունակում է ազատ d-օրբիտալներ արտաքին քվանտային շերտում և կարող է անցնել գրգռված վիճակի - 3s13р3d1:

Սա հնարավորություն է տալիս ստեղծել հինգ կովալենտային կապ այնպիսի միացություններում, ինչպիսիք են P2O5-ը և H3PO4-ը:

Ծծումբ Հիմնական վիճակի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 3s23p4 է: Էլեկտրոնային դիագրամ.
Այնուամենայնիվ, այն կարող է գրգռվել՝ սկզբից էլեկտրոն փոխանցելով Ռ- վրա դ- ուղեծրային (առաջին գրգռված վիճակ), իսկ հետո՝ հետ ս- վրա դ- ուղեծրային (երկրորդ գրգռված վիճակ).
Առաջին գրգռված վիճակում ծծմբի ատոմը ձևավորում է չորս քիմիական կապ այնպիսի միացություններում, ինչպիսիք են SO2 և H2SO3: Ծծմբի ատոմի երկրորդ գրգռված վիճակը կարելի է պատկերել էլեկտրոնային դիագրամի միջոցով.

Ծծմբի այս ատոմը SO3 և H2SO4 միացություններում առաջացնում է վեց քիմիական կապ:

1.3.3. Խոշոր տարրերի ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ ժամանակաշրջաններ ՉՈՐՐՈՐԴ ԺԱՄԱՆԱԿ

Ժամանակաշրջանը սկսվում է կալիումի (19K) էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայից՝ 1s22s22p63s23p64s1 կամ 4s1 և կալցիումի (20Ca)՝ 1s22s22p63s23p64s2 կամ 4s2: Այսպիսով, Կլեչկովսկու կանոնի համաձայն, Ar-ի p-օրբիտալներից հետո լրացվում է արտաքին 4s ենթամակարդակը, որն ունի ավելի ցածր էներգիա, քանի որ. 4s ուղեծրը թափանցում է միջուկին ավելի մոտ; 3d ենթամակարդակը մնում է դատարկ (3d0): Սկսած սկանդիումից՝ 3d ենթամակարդակի ուղեծրերը բնակեցված են 10 տարրով։ Նրանք կոչվում են d-տարրեր.

Օրբիտալների հաջորդական լրացման սկզբունքի համաձայն, քրոմի ատոմը պետք է ունենա 4s23d4 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա, բայց այն ցուցադրում է էլեկտրոնային «ցատկ», որը բաղկացած է 4s էլեկտրոնի անցումից դեպի 3d ուղեծիր, որը մոտ է էներգիայի ( Նկար 11):

Փորձնականորեն հաստատվել է, որ ատոմային վիճակները, որոնցում p-, d-, f- ուղեծրերը կիսով չափ լցված են (p3, d5, f7), ամբողջությամբ (p6, d10, f14) կամ ազատ (p0, d0, f0) աճել են։ կայունություն. Հետևաբար, եթե ատոմին պակասում է մեկ էլեկտրոն մինչև ենթամակարդակի կիսալրումը կամ ավարտը, ապա նկատվում է նրա «ցատկը» նախկինում լցված ուղեծրից (այս դեպքում՝ 4s):

Բացառությամբ Cr-ի և Cu-ի, բոլոր տարրերը Ca-ից մինչև Zn ունեն նույն թվով էլեկտրոններ իրենց արտաքին թաղանթում՝ երկու: Սա բացատրում է անցումային մետաղների շարքի հատկությունների համեմատաբար փոքր փոփոխությունը։ Այնուամենայնիվ, թվարկված տարրերի համար և՛ արտաքին, և՛ մինչարտաքին ենթամակարդակի 3d էլեկտրոնները վալենտային էլեկտրոններ են (բացառությամբ ցինկի ատոմի, որում երրորդ էներգետիկ մակարդակն ամբողջությամբ ավարտված է)։

	31 Գա 4s23d104p1 32 Ge 4s23d104p2 33 Ինչպես 4s23d104p3 34 Սե 4s23d104p4 35 Բր 4s23d104p5 36 Կր 4s23d104p6

4d և 4f ուղեծրերը մնացին ազատ, թեև ավարտվեց չորրորդ շրջանը։

ՀԻՆԳԵՐՈՐԴ ԺԱՄԱՆԱԿ

Օրբիտալների լրացման հաջորդականությունը նույնն է, ինչ նախորդ ժամանակաշրջանում. նախ լրացվում է 5s ուղեծրը ( 37 Ռբ 5s1), ապա 4d և 5p ( 54Xe 5s24d105p6): 5s և 4d ուղեծրերը էներգիայով նույնիսկ ավելի մոտ են, ուստի 4d տարրերի մեծ մասը (Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag) էլեկտրոնների անցում է ունենում 5s-ից 4d ենթամակարդակ:

ՎԵՑԵՐՈՐԴ ԵՎ ՅՈԹԵՐՈՐԴ ԺԱՄԱՆԱԿՆԵՐԸ

Ի տարբերություն նախորդի, վեցերորդ շրջանը ներառում է 32 տարր։ Ցեզիումը և բարիումը 6s տարրեր են։ Հաջորդ էներգետիկ բարենպաստ վիճակներն են 6p, 4f և 5d: Հակառակ Կլեչկովսկու կանոնի, լանթանում լցված է ոչ թե 4f, այլ 5d ուղեծիր ( 57 Լա 6s25d1), սակայն դրան հաջորդող տարրերի համար լրացվում է 4f-ի ենթամակարդակը ( 58 դ 6s24f2), որի վրա կան տասնչորս հնարավոր էլեկտրոնային վիճակներ: Ցերիումից (Ce) մինչև լուտետիում (Lu) ատոմները կոչվում են լանթանիդներ՝ սրանք f-տարրեր են: Լանտանիդների շարքում երբեմն տեղի է ունենում էլեկտրոնի «արտահոսք», ինչպես d-տարրերի շարքում։ Երբ 4f-ենթամակարդակը ավարտվում է, 5d-ենթահավասարակը (ինը տարր) շարունակում է լցվել, իսկ վեցերորդ շրջանը, ինչպես ցանկացած այլ, բացի առաջինից, լրացվում է վեց p-տարրերով:

Յոթերորդ շրջանում առաջին երկու s տարրերն են ֆրանցիումը և ռադիումը, որին հաջորդում է մեկ 6d տարր՝ ակտինիումը ( 89 ակ 7s26d1): Ակտինիումին հաջորդում են տասնչորս 5f տարր՝ ակտինիդներ։ Ակտինիդներին պետք է հաջորդեն ինը 6d տարր, իսկ վեց p տարրը պետք է լրացնեն ժամանակահատվածը: Յոթերորդ շրջանը կիսատ է.

Տարրերով համակարգի ժամանակաշրջանների ձևավորման և ատոմային ուղեծրերը էլեկտրոններով լցնելու դիտարկված օրինաչափությունը ցույց է տալիս ատոմների էլեկտրոնային կառուցվածքների պարբերական կախվածությունը միջուկի լիցքից:

Ժամանակաշրջան ատոմային միջուկների լիցքերի ավելացման կարգով դասավորված տարրերի մի շարք է և բնութագրվում է արտաքին էլեկտրոնների հիմնական քվանտային թվի նույն արժեքով։ Ժամանակահատվածի սկզբում լրացվում են ns - և վերջում - n.p. - ուղեծրեր (բացառությամբ առաջին շրջանի): Այս տարրերը կազմում են D.I-ի պարբերական համակարգի ութ հիմնական (A) ենթախմբեր: Մենդելեևը.

Հիմնական ենթախումբ Քիմիական տարրերի մի շարք է, որոնք դասավորված են ուղղահայաց և ունեն նույն թվով էլեկտրոններ արտաքին էներգիայի մակարդակում:

Ժամանակահատվածում միջուկի լիցքի աճով և դեպի ձախից աջ արտաքին էլեկտրոնների ձգման ուժի աճով, ատոմների շառավիղները նվազում են, ինչն իր հերթին առաջացնում է մետաղական հատկությունների թուլացում և ոչ մետաղական հատկություններ. Հետևում ատոմային շառավիղըվերցրեք միջուկից մինչև արտաքին քվանտային շերտի առավելագույն էլեկտրոնային խտությունը տեսականորեն հաշվարկված հեռավորությունը: Խմբերում, վերևից ներքև, ավելանում է էներգիայի մակարդակների քանակը և, հետևաբար, ատոմային շառավիղը։ Միևնույն ժամանակ, մետաղական հատկությունները մեծանում են: Ատոմների կարևոր հատկությունները, որոնք պարբերաբար փոփոխվում են՝ կախված ատոմային միջուկների լիցքերից, ներառում են նաև իոնացման էներգիան և էլեկտրոնների մերձեցումը, որոնք կքննարկվեն 2.2 բաժնում:

Չգրգռված ատոմում ուղեծրերի լիցքավորումն իրականացվում է այնպես, որ ատոմի էներգիան լինի նվազագույն (նվազագույն էներգիայի սկզբունք)։ Նախ լրացվում են առաջին էներգետիկ մակարդակի ուղեծրերը, ապա երկրորդը, և սկզբում լրացվում է s-ի ենթամակարդակի ուղեծրերը և միայն այնուհետև p-ի ենթամակարդակի ուղեծրերը: 1925 թվականին շվեյցարացի ֆիզիկոս Վ. Պաուլին հաստատեց բնական գիտության հիմնարար քվանտային մեխանիկական սկզբունքը (Պաուլիի սկզբունքը, որը նաև կոչվում է բացառման սկզբունք կամ բացառման սկզբունք)։ Պաուլիի սկզբունքի համաձայն.

Ատոմը չի կարող ունենալ երկու էլեկտրոն, որոնք ունեն բոլոր չորս քվանտային թվերի նույն բազմությունը:

Ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան արտահայտվում է բանաձևով, որտեղ լցված ուղեծրերը նշվում են հիմնական քվանտային թվին հավասար թվի և ուղեծրային քվանտային թվին համապատասխան տառի համադրությամբ։ Գերգրառումը ցույց է տալիս այս ուղեծրերում էլեկտրոնների թիվը:

Ջրածին և հելիում

Ջրածնի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1s 1 է, իսկ հելիումի ատոմը՝ 1s 2։ Ջրածնի ատոմն ունի մեկ չզույգված էլեկտրոն, իսկ հելիումի ատոմը՝ երկու զույգ էլեկտրոն։ Զուգակցված էլեկտրոնները ունեն բոլոր քվանտային թվերի նույն արժեքները, բացառությամբ սպինի: Ջրածնի ատոմը կարող է հրաժարվել իր էլեկտրոնից և վերածվել դրական լիցքավորված իոնի՝ H + կատիոնի (պրոտոն), որը չունի էլեկտրոններ (էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա 1s 0): Ջրածնի ատոմը կարող է ավելացնել մեկ էլեկտրոն և դառնալ բացասական լիցքավորված H-իոն (հիդրիդ իոն)՝ 1s 2 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայով:

Լիթիում

Լիթիումի ատոմում երեք էլեկտրոնները բաշխված են հետևյալ կերպ՝ 1s 2 1s 1: Քիմիական կապի առաջացմանը մասնակցում են միայն արտաքին էներգիայի մակարդակից էլեկտրոնները, որոնք կոչվում են վալենտային էլեկտրոններ։ Լիթիումի ատոմում վալենտային էլեկտրոնը 2s ենթամակարդակի էլեկտրոնն է, իսկ 1s ենթամակարդակի երկու էլեկտրոնները ներքին էլեկտրոններ են։ Լիթիումի ատոմը բավականին հեշտությամբ կորցնում է իր վալենտային էլեկտրոնը՝ վերածվելով Li + իոնի, որն ունի 1s 2 2s 0 կոնֆիգուրացիա։ Նշենք, որ հիդրիդ իոնը, հելիումի ատոմը և լիթիումի կատիոնը ունեն նույն թվով էլեկտրոններ։ Նման մասնիկները կոչվում են իզոէլեկտրոնային: Նրանք ունեն նմանատիպ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ, բայց տարբեր միջուկային լիցքեր: Հելիումի ատոմը քիմիապես շատ իներտ է, ինչը պայմանավորված է 1s 2 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի հատուկ կայունությամբ։ Օրբիտալները, որոնք լցված չեն էլեկտրոններով, կոչվում են թափուր: Լիթիումի ատոմում դատարկ են 2p ենթամակարդակի երեք ուղեծրեր։

Բերիլիում

Բերիլիումի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1s 2 2s 2 է։ Երբ ատոմը գրգռված է, ավելի ցածր էներգիայի ենթամակարդակի էլեկտրոնները շարժվում են դեպի ավելի բարձր էներգիայի ենթամակարդակի դատարկ ուղեծրեր: Բերիլիումի ատոմի գրգռման գործընթացը կարելի է փոխանցել հետևյալ գծապատկերով.

1s 2 2s 2 (հիմնական վիճակ) + hն→ 1s 2 2s 1 2p 1 (գրգռված վիճակ):

Բերիլիումի ատոմի հիմքի և գրգռված վիճակների համեմատությունը ցույց է տալիս, որ դրանք տարբերվում են չզույգված էլեկտրոնների քանակով։ Բերիլիումի ատոմի հիմնական վիճակում չկան չզույգված էլեկտրոններ, գրգռված վիճակում՝ երկու։ Չնայած այն հանգամանքին, որ երբ ատոմը գրգռված է, սկզբունքորեն, ցածր էներգիայի ուղեծրերից ցանկացած էլեկտրոն կարող է տեղափոխվել ավելի բարձր ուղեծրեր, քիմիական գործընթացները հաշվի առնելու համար նշանակալի են միայն նմանատիպ էներգիաներով էներգիայի ենթամակարդակների միջև անցումները:

Սա բացատրվում է հետևյալ կերպ. Երբ ձևավորվում է քիմիական կապ, էներգիան միշտ ազատվում է, այսինքն՝ երկու ատոմների համակցությունը անցնում է էներգետիկ առումով ավելի բարենպաստ վիճակի։ Գրգռման գործընթացը պահանջում է էներգիայի ծախս: Միևնույն էներգիայի մակարդակում էլեկտրոնների զուգակցման ժամանակ գրգռման ծախսերը փոխհատուցվում են քիմիական կապի ձևավորմամբ: Տարբեր մակարդակներում էլեկտրոնների զուգակցման ժամանակ գրգռման ծախսերն այնքան բարձր են, որ դրանք չեն կարող փոխհատուցվել քիմիական կապի ձևավորմամբ: Հնարավոր քիմիական ռեակցիայի զուգընկերոջ բացակայության դեպքում գրգռված ատոմն ազատում է էներգիայի քվանտ և վերադառնում հիմնական վիճակին. այս գործընթացը կոչվում է թուլացում:

Բոր

Տարրերի պարբերական աղյուսակի 3-րդ շրջանի տարրերի ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները որոշակի չափով նման կլինեն վերը նշվածներին (ստորագրությունը ցույց է տալիս ատոմային համարը).

11 Na 3s 1
12 մգ 3ս 2
13 Al 3s 2 3p 1
14 Si 2s 2 2p2
15P 2s 2 3p 3

Այնուամենայնիվ, անալոգիան ամբողջական չէ, քանի որ էներգիայի երրորդ մակարդակը բաժանված է երեք ենթամակարդակների, և թվարկված բոլոր տարրերն ունեն դատարկ d-օրբիտալներ, որոնց էլեկտրոնները կարող են փոխանցվել գրգռման ժամանակ՝ ավելացնելով բազմակիությունը: Սա հատկապես կարևոր է այնպիսի տարրերի համար, ինչպիսիք են ֆոսֆորը, ծծումբը և քլորը:

Ֆոսֆորի ատոմում չզույգված էլեկտրոնների առավելագույն թիվը կարող է հասնել հինգի.

Սա բացատրում է միացությունների գոյության հնարավորությունը, որոնցում ֆոսֆորի վալենտությունը 5 է: Ազոտի ատոմը, որն ունի վալենտային էլեկտրոնների նույն կոնֆիգուրացիան հիմնական վիճակում, ինչ ֆոսֆորի ատոմը, չի կարող կազմել հինգ կովալենտային կապ:

Նմանատիպ իրավիճակ է առաջանում թթվածնի և ծծմբի, ֆտորի և քլորի վալենտային հնարավորությունները համեմատելիս։ Ծծմբի ատոմում էլեկտրոնների զուգավորումը հանգեցնում է վեց չզույգված էլեկտրոնների առաջացմանը.

3s 2 3p 4 (հիմնական վիճակ) → 3s 1 3p 3 3d 2 (գրգռված վիճակ):

Սա համապատասխանում է վեցվալենտային վիճակին, որն անհասանելի է թթվածնի համար։ Ազոտի (4) և թթվածնի (3) առավելագույն վալենտությունը պահանջում է ավելի մանրամասն բացատրություն, որը կտրվի ավելի ուշ:

Քլորի առավելագույն վալենտությունը 7 է, որը համապատասխանում է 3s 1 3p 3 d 3 ատոմի գրգռված վիճակի կոնֆիգուրացիային։

Երրորդ շրջանի բոլոր տարրերում թափուր 3d ուղեծրերի առկայությունը բացատրվում է նրանով, որ 3-րդ էներգիայի մակարդակից սկսած՝ էլեկտրոններով լցվելիս տեղի է ունենում տարբեր մակարդակների ենթամակարդակների մասնակի համընկնումը։ Այսպիսով, 3d ենթամակարդակը սկսում է լրացվել միայն 4s ենթամակարդակը լրացվելուց հետո: Տարբեր ենթամակարդակների ատոմային ուղեծրերում էլեկտրոնների էներգիայի պաշարը և, հետևաբար, դրանց լցման կարգը աճում է հետևյալ հաջորդականությամբ.

Օրբիտալները, որոնց համար առաջին երկու քվանտային թվերի գումարը (n + l) ավելի փոքր է, լրացվում են ավելի վաղ. Եթե ​​այս գումարները հավասար են, ապա նախ լրացվում են ավելի ցածր հիմնական քվանտային թվով ուղեծրերը։

Այս օրինաչափությունը ձևակերպվել է Վ. Մ. Կլեչկովսկու կողմից 1951 թ.

Այն տարրերը, որոնց ատոմներում s-ենթամակարդակը լցված է էլեկտրոններով, կոչվում են s-տարրեր: Դրանք ներառում են յուրաքանչյուր շրջանի առաջին երկու տարրերը՝ ջրածինը: Այնուամենայնիվ, արդեն հաջորդ d-տարրում՝ քրոմում, կա որոշակի «շեղում» էլեկտրոնների դասավորության մեջ էներգիայի մակարդակներում հիմնական վիճակում՝ սպասվող չորս չզույգված էլեկտրոնների փոխարեն: 3d ենթամակարդակում քրոմի ատոմն ունի հինգ չզույգված էլեկտրոն 3d ենթամակարդակում և մեկ չզույգացված էլեկտրոն s ենթամակարդակում՝ 24 Cr 4s 1 3d 5:

Մեկ s-էլեկտրոնի անցման երևույթը d-ենթամակարդակին հաճախ անվանում են էլեկտրոնի «արտահոսք»: Դա կարելի է բացատրել նրանով, որ էլեկտրոններով լցված d-ենթամակարդակի ուղեծրերն ավելի են մոտենում միջուկին՝ էլեկտրոնների և միջուկի միջև էլեկտրաստատիկ ձգողականության բարձրացման պատճառով։ Արդյունքում 4s 1 3d 5 վիճակը դառնում է էներգետիկ առումով ավելի բարենպաստ, քան 4s 2 3d 4: Այսպիսով, կիսով չափ լցված d-ենթամակարդակը (d 5) ավելացրել է կայունությունը՝ համեմատած էլեկտրոնների բաշխման այլ հնարավոր տարբերակների հետ: Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, որը համապատասխանում է զուգակցված էլեկտրոնների առավելագույն հնարավոր քանակի գոյությանը, որը հասանելի է նախորդ d-տարրերում միայն գրգռման արդյունքում, բնորոշ է քրոմի ատոմի հիմնական վիճակին: d 5 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան նույնպես բնորոշ է մանգանի ատոմին՝ 4s 2 3d 5։ Հետևյալ d-տարրերի համար d-ենթամակարդակի յուրաքանչյուր էներգետիկ բջիջ լցված է երկրորդ էլեկտրոնով. 26 Fe 4s 2 3d 6; 27 Co 4s 2 3d 7; 28 Ni 4s 2 3d 8.

Պղնձի ատոմում ամբողջությամբ լցված d-ենթամակարդակի վիճակը (d 10) հասանելի է դառնում մեկ էլեկտրոնի անցման շնորհիվ 4s ենթամակարդակից 3d ենթամակարդակին՝ 29 Cu 4s 1 3d 10: d-տարրերի առաջին շարքի վերջին տարրն ունի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա 30 Zn 4s 23 d 10:

Ընդհանուր միտումը, որը դրսևորվում է d 5 և d 10 կոնֆիգուրացիաների կայունությամբ, դիտվում է նաև ավելի ցածր ժամանակաշրջանների տարրերում։ Մոլիբդենն ունի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա, որը նման է քրոմին՝ 42 Mo 5s 1 4d 5, և արծաթից պղնձից՝ 47 Ag5s 0 d 10: Ավելին, d 10 կոնֆիգուրացիան արդեն ձեռք է բերվել պալադիումում՝ երկու էլեկտրոնների 5s ուղեծրից 4d ուղեծրին անցնելու շնորհիվ՝ 46Pd 5s 0 d 10: Կան նաև այլ շեղումներ d- և f- ուղեծրերի միատոն լիցքավորումից։

Տարրի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան իր ատոմներում էլեկտրոնների բաշխվածության գրառումն է թաղանթների, ենթաթաղանթների և ուղեծրերի միջև: Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան սովորաբար գրվում է իրենց հիմնական վիճակում գտնվող ատոմների համար: Ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, որում մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն գտնվում են գրգռված վիճակում, կոչվում է գրգռված կոնֆիգուրացիա։ Հիմնական վիճակում տարրի հատուկ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան որոշելու համար գոյություն ունեն հետևյալ երեք կանոնները. Կանոն 1. լրացման սկզբունք: Լցման սկզբունքի համաձայն՝ ատոմի հիմնական վիճակում գտնվող էլեկտրոնները լրացնում են ուղեծրերը ուղեծրի էներգիայի մակարդակների աճի հաջորդականությամբ։ Ամենացածր էներգիայի ուղեծրերը միշտ լրացվում են առաջինը:

Ջրածին; ատոմային համարը = 1; էլեկտրոնների թիվը = 1

Ջրածնի ատոմի այս մեկ էլեկտրոնը պետք է զբաղեցնի K-թաղանթի s ուղեծրը, քանի որ այն ունի ամենացածր էներգիան բոլոր հնարավոր ուղեծրերից (տես նկ. 1.21): Այս ուղեծրի էլեկտրոնը կոչվում է ls էլեկտրոն: Ջրածինը իր հիմնական վիճակում ունի Is1 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա:

Կանոն 2. Պաուլիի բացառման սկզբունքը. Այս սկզբունքի համաձայն, ցանկացած ուղեծր կարող է պարունակել ոչ ավելի, քան երկու էլեկտրոն, և միայն այն դեպքում, եթե դրանք ունեն հակառակ սպիններ (սպինների անհավասար թվեր):

Լիթիում; ատոմային համարը = 3; էլեկտրոնների թիվը = 3

Ամենացածր էներգիայի ուղեծիրը 1s ուղեծիրն է։ Այն կարող է ընդունել միայն երկու էլեկտրոն: Այս էլեկտրոնները պետք է ունենան անհավասար սպիններ։ Եթե ​​սպին +1/2 նշում ենք դեպի վեր ուղղված սլաքով, իսկ սպինը -1/2՝ դեպի ներքև ուղղված սլաքով, ապա նույն ուղեծրում հակառակ (հակ զուգահեռ) սպիններով երկու էլեկտրոն սխեմատիկորեն կարող են ներկայացվել նշումով (նկ. 1.27): )

Նույն (զուգահեռ) սպիններով երկու էլեկտրոններ չեն կարող գոյություն ունենալ մեկ ուղեծրում.

Լիթիումի ատոմի երրորդ էլեկտրոնը պետք է զբաղեցնի ուղեծիրը էներգիայով հաջորդ ամենացածր ուղեծրից, այսինքն. 2b-օրբիտալ. Այսպիսով, լիթիումը ունի Is22s1 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա:

Կանոն 3. Հունդի կանոն. Համաձայն այս կանոնի՝ մեկ ենթաթաղանթի ուղեծրերի լրացումը սկսվում է զուգահեռ (հավասար նշանի) սպիններով մեկ էլեկտրոններով, և միայն այն բանից հետո, երբ միայնակ էլեկտրոնները զբաղեցնեն բոլոր ուղեծրերը, կարող է տեղի ունենալ ուղեծրերի վերջնական լրացում հակառակ սպիններով էլեկտրոնների զույգերով։

Ազոտ; ատոմային համարը = 7; էլեկտրոնների թիվը = 7 Ազոտն ունի ls22s22p3 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա: 2p ենթաշղթայի վրա տեղակայված երեք էլեկտրոնները պետք է առանձին տեղակայվեն երեք 2p օրբիտալներից յուրաքանչյուրում: Այս դեպքում բոլոր երեք էլեկտրոնները պետք է ունենան զուգահեռ սպիններ (նկ. 1.22):

Աղյուսակում Նկար 1.6-ում ներկայացված են 1-ից 20 ատոմային թվերով տարրերի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները:

Աղյուսակ 1.6. 1-ից 20 ատոմային համարներով տարրերի հիմքային վիճակի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ

Սկզբում Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի տարրերը Դ.Ի. Մենդելեևի ատոմները դասավորվել են իրենց ատոմային զանգվածներին և քիմիական հատկություններին համապատասխան, բայց իրականում պարզվել է, որ որոշիչ դեր է խաղում ոչ թե ատոմի զանգվածը, այլ միջուկի լիցքը և, համապատասխանաբար, էլեկտրոնների քանակը։ չեզոք ատոմ.

Քիմիական տարրի ատոմում էլեկտրոնի ամենակայուն վիճակը համապատասխանում է նրա էներգիայի նվազագույնին, իսկ ցանկացած այլ վիճակ կոչվում է գրգռված, որի դեպքում էլեկտրոնը կարող է ինքնաբերաբար տեղափոխվել ավելի ցածր էներգիա ունեցող մակարդակ:

Եկեք դիտարկենք, թե ինչպես են ատոմում էլեկտրոնները բաշխված ուղեծրերի միջև, այսինքն. բազմաէլեկտրոնային ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան հիմնական վիճակում: Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կառուցելու համար օգտագործվում են հետևյալ սկզբունքները՝ ուղեծրերը էլեկտրոններով լրացնելու համար.

- Պաուլիի սկզբունք (արգելում) - ատոմում չի կարող լինել բոլոր 4 քվանտային թվերի նույն բազմությամբ երկու էլեկտրոն.

- նվազագույն էներգիայի սկզբունքը (Կլեչկովսկու կանոնները) - ուղեծրերը լցված են էլեկտրոններով ուղեծրերի էներգիայի ավելացման կարգով (նկ. 1):

Բրինձ. 1. Ջրածնի նման ատոմի ուղեծրերի էներգիայի բաշխումը. n-ը հիմնական քվանտային թիվն է:

Օրբիտալի էներգիան կախված է գումարից (n + l): Օրբիտալները լցված են էլեկտրոններով այս ուղեծրերի համար գումարի ավելացման կարգով (n + l): Այսպիսով, 3d և 4s ենթամակարդակների համար (n + l) գումարները համապատասխանաբար հավասար կլինեն 5-ի և 4-ի, ինչի արդյունքում առաջինը կլցվի 4s ուղեծրը։ Եթե ​​գումարը (n + l) նույնն է երկու օրբիտալների համար, ապա առաջինը լրացվում է ավելի փոքր n արժեք ունեցող ուղեծիրը։ Այսպիսով, 3d և 4p ուղեծրերի համար գումարը (n + l) հավասար կլինի 5-ի յուրաքանչյուր ուղեծրի համար, բայց նախ լրացվում է 3d ուղեծրը։ Այս կանոնների համաձայն՝ ուղեծրերի լրացման կարգը կլինի հետևյալը.

1 վ<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<5d<4f<6p<7s<6d<5f<7p

Տարրի ընտանիքը որոշվում է վերջին ուղեծրով, որը լցված է էլեկտրոններով՝ ըստ էներգիայի։ Այնուամենայնիվ, անհնար է էլեկտրոնային բանաձևեր գրել էներգիայի շարքին համապատասխան:

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի ճիշտ նշում

41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 3 էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի սխալ մուտքագրում

Առաջին հինգ d - տարրերի համար վալենտությունը (այսինքն, քիմիական կապի ձևավորման համար պատասխանատու էլեկտրոնները) d-ի և s-ի էլեկտրոնների գումարն է, վերջինները լցված են էլեկտրոններով: p-տարրերի համար վալենտությունը s և p ենթամակարդակներում տեղակայված էլեկտրոնների գումարն է։ S տարրերի համար վալենտային էլեկտրոններն այն էլեկտրոններն են, որոնք գտնվում են արտաքին էներգիայի մակարդակի s ենթամակարդակում:

- Հունդի կանոն - l-ի մեկ արժեքով էլեկտրոնները լրացնում են ուղեծրերը այնպես, որ ընդհանուր սպինը լինի առավելագույնը (նկ. 2):

Բրինձ. 2. Էներգիայի փոփոխություն Պարբերական համակարգի 2-րդ պարբերաշրջանի ատոմների 1s -, 2s – 2p ուղեծրերում:

Ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների կառուցման օրինակներ

Ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների կառուցման օրինակներ տրված են Աղյուսակ 1-ում:

Աղյուսակ 1. Ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների կառուցման օրինակներ

	Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	Կիրառելի կանոններ
		Պաուլիի սկզբունքը, Կլեցկովսկու կանոնները
		Հունդի կանոն
	1s 2 2s 2 2p 6 4s 1	Կլեչկովսկու կանոնները

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաատոմը իր էլեկտրոնային ուղեծրերի թվային ներկայացումն է: Էլեկտրոնային ուղեծրերը տարբեր ձևերի շրջաններ են, որոնք տեղակայված են ատոմի միջուկի շուրջ, որտեղ մաթեմատիկորեն հավանական է, որ էլեկտրոն կգտնվի: Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան օգնում է արագ և հեշտությամբ ընթերցողին ասել, թե քանի էլեկտրոնի ուղեծր ունի ատոմը, ինչպես նաև որոշել էլեկտրոնների թիվը յուրաքանչյուր ուղեծրում: Այս հոդվածը կարդալուց հետո դուք կյուրացնեք էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ կազմելու մեթոդը:

Քայլեր

Էլեկտրոնների բաշխում Դ.Ի.Մենդելեևի պարբերական համակարգի միջոցով

Գտեք ձեր ատոմի ատոմային թիվը:Յուրաքանչյուր ատոմ ունի իր հետ կապված էլեկտրոնների որոշակի քանակություն: Պարբերական աղյուսակում գտեք ձեր ատոմի խորհրդանիշը: Ատոմային թիվը դրական ամբողջ թիվ է, որը սկսվում է 1-ից (ջրածնի համար) և ավելանում է մեկով յուրաքանչյուր հաջորդ ատոմի համար։ Ատոմային թիվը ատոմի պրոտոնների թիվն է, հետևաբար այն նաև զրոյական լիցք ունեցող ատոմի էլեկտրոնների թիվն է։

Որոշեք ատոմի լիցքը.Չեզոք ատոմները կունենան նույն թվով էլեկտրոններ, ինչպես ցույց է տրված պարբերական աղյուսակում: Այնուամենայնիվ, լիցքավորված ատոմները կունենան քիչ թե շատ էլեկտրոններ՝ կախված դրանց լիցքի մեծությունից։ Եթե ​​դուք աշխատում եք լիցքավորված ատոմի հետ, ապա ավելացրեք կամ հանեք էլեկտրոնները հետևյալ կերպ՝ յուրաքանչյուր բացասական լիցքի համար ավելացրեք մեկ էլեկտրոն և յուրաքանչյուր դրական լիցքի համար հանեք մեկը։

• Օրինակ՝ -1 լիցք ունեցող նատրիումի ատոմը լրացուցիչ էլեկտրոն կունենա ի հավելումնիր բազային ատոմային համարին՝ 11։ Այլ կերպ ասած, ատոմն ընդհանուր առմամբ կունենա 12 էլեկտրոն։
• Եթե ​​խոսքը +1 լիցք ունեցող նատրիումի ատոմի մասին է, ապա 11 բազային ատոմային թվից պետք է հանել մեկ էլեկտրոն։ Այսպիսով, ատոմը կունենա 10 էլեկտրոն։

1. Հիշեք ուղեծրերի հիմնական ցանկը:Ատոմում էլեկտրոնների քանակի ավելացման հետ մեկտեղ նրանք լրացնում են ատոմի էլեկտրոնային թաղանթի տարբեր ենթամակարդակները՝ ըստ որոշակի հաջորդականության։ Էլեկտրոնային թաղանթի յուրաքանչյուր ենթամակարդակ, երբ լցված է, պարունակում է զույգ թվով էլեկտրոններ։ Հետևյալ ենթամակարդակները մատչելի են.

   Հասկացեք էլեկտրոնային կազմաձևման նշումը:Էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիաները գրված են, որպեսզի հստակ ցույց տան էլեկտրոնների թիվը յուրաքանչյուր ուղեծրում: Օրբիտալները գրվում են հաջորդաբար, յուրաքանչյուր ուղեծրի ատոմների թիվը գրվում է ուղեծրի անվան աջ կողմում որպես վերնագիր: Ավարտված էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ստանում է ենթամակարդակների նշանակումների և վերնագրերի հաջորդականության ձև:

   • Ահա, օրինակ, ամենապարզ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան. 1s 2 2s 2 2p 6.Այս կոնֆիգուրացիան ցույց է տալիս, որ 1s ենթամակարդակում կա երկու էլեկտրոն, 2s ենթամակարդակում՝ երկու էլեկտրոն և 2p ենթամակարդակում՝ վեց էլեկտրոն: 2 + 2 + 6 = 10 էլեկտրոն ընդհանուր: Սա չեզոք նեոնային ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է (նեոնի ատոմային թիվը 10 է)։

2. Հիշեք ուղեծրերի հերթականությունը:Հիշեք, որ էլեկտրոնային ուղեծրերը համարակալված են էլեկտրոնային թաղանթի քանակի աճի կարգով, բայց դասավորված են էներգիայի աճի կարգով: Օրինակ, լցված 4s 2 ուղեծիրն ունի ավելի ցածր էներգիա (կամ ավելի քիչ շարժունակություն), քան մասամբ լցված կամ լցված 3d 10 ուղեծիրը, ուստի առաջինը գրվում է 4s ուղեծիրը։ Երբ իմանաք ուղեծրերի հերթականությունը, կարող եք հեշտությամբ լրացնել դրանք՝ ըստ ատոմի էլեկտրոնների քանակի: Օրբիտալների լրացման կարգը հետևյալն է. 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

   • Ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, որում լրացված են բոլոր ուղեծրերը, կլինի հետևյալը. 14 6d 10 7p 6
   • Նկատի ունեցեք, որ վերը նշված գրառումը, երբ բոլոր ուղեծրերը լցված են, Uuo (ununoctium) 118 տարրի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է՝ պարբերական աղյուսակի ամենաբարձր համարակալված ատոմը: Հետևաբար, այս էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան պարունակում է չեզոք լիցքավորված ատոմի բոլոր ներկայումս հայտնի էլեկտրոնային ենթամակարդակները:

3. Լրացրեք ուղեծրերը՝ ըստ ձեր ատոմի էլեկտրոնների քանակի:Օրինակ, եթե մենք ուզում ենք գրել չեզոք կալցիումի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, մենք պետք է սկսենք պարբերական աղյուսակում փնտրել նրա ատոմային թիվը: Նրա ատոմային թիվը 20 է, ուստի 20 էլեկտրոն ունեցող ատոմի կոնֆիգուրացիան կգրենք վերը նշված կարգով։

   • Լրացրեք ուղեծրերը վերը նշված կարգի համաձայն, մինչև հասնեք քսաներորդ էլեկտրոնին: Առաջին 1s ուղեծրը կունենա երկու էլեկտրոն, 2s ուղեծրը՝ նույնպես երկու, 2p-ը՝ վեց, 3s-ը՝ երկու, 3p-ը՝ 6, իսկ 4s-ը՝ 2 (2 + 2 + 6 +2 +): 6 + 2 = 20 .) Այլ կերպ ասած, կալցիումի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ունի ձևը. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2:
   • Ուշադրություն դարձրեք, որ ուղեծրերը դասավորված են էներգիայի ավելացման կարգով: Օրինակ, երբ պատրաստ եք անցնել 4-րդ էներգիայի մակարդակին, նախ գրեք 4s ուղեծիրը և ապա 3d. Չորրորդ էներգիայի մակարդակից հետո անցնում եք հինգերորդ, որտեղ կրկնվում է նույն կարգը։ Դա տեղի է ունենում միայն երրորդ էներգիայի մակարդակից հետո:

4. Օգտագործեք պարբերական աղյուսակը որպես տեսողական ազդանշան:Դուք հավանաբար արդեն նկատել եք, որ պարբերական աղյուսակի ձևը համապատասխանում է էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներում էլեկտրոնային ենթամակարդակների կարգին: Օրինակ, ձախից երկրորդ սյունակի ատոմները միշտ ավարտվում են «s 2»-ով, իսկ բարակ միջին մասի աջ եզրի ատոմները միշտ ավարտվում են «d 10»-ով և այլն։ Օգտագործեք պարբերական աղյուսակը որպես կոնֆիգուրացիաներ գրելու տեսողական ուղեցույց. ինչպես է այն հերթականությունը, որով դուք ավելացնում եք ուղեծրերին, համապատասխանում աղյուսակում ձեր դիրքին: Տես ներքեւում:

   • Մասնավորապես, ձախ երկու սյունակները պարունակում են ատոմներ, որոնց էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ավարտվում է s օրբիտալներով, աղյուսակի աջ բլոկը պարունակում է ատոմներ, որոնց կոնֆիգուրացիան ավարտվում է p օրբիտալներով, իսկ ներքևի կեսը պարունակում է ատոմներ, որոնք ավարտվում են f օրբիտալներով:
   • Օրինակ, երբ գրում եք քլորի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, մտածեք այսպես. «Այս ատոմը գտնվում է պարբերական աղյուսակի երրորդ շարքում (կամ «ժամանակաշրջանում»): Այն նաև գտնվում է p ուղեծրային բլոկի հինգերորդ խմբում: Պարբերական աղյուսակի: Հետևաբար, դրա էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կավարտվի ..3p 5
   • Նկատի ունեցեք, որ աղյուսակի d և f ուղեծրային շրջանի տարրերը բնութագրվում են էներգիայի մակարդակներով, որոնք չեն համապատասխանում այն ​​ժամանակաշրջանին, որում գտնվում են: Օրինակ՝ d-օրբիտալներով տարրերի բլոկի առաջին շարքը համապատասխանում է 3d ուղեծրերին, չնայած այն գտնվում է 4-րդ շրջանում, իսկ f- ուղեծրերով տարրերի առաջին շարքը համապատասխանում է 4f ուղեծրի՝ չնայած 6-րդում։ ժամանակաշրջան.

5. Իմացեք երկար էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ գրելու հապավումները:Պարբերական համակարգի աջ եզրի ատոմները կոչվում են ազնիվ գազեր.Այս տարրերը քիմիապես շատ կայուն են։ Երկար էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ գրելու գործընթացը կրճատելու համար պարզապես քառակուսի փակագծերում գրեք մոտակա ազնիվ գազի քիմիական նշանը, որն ունի ձեր ատոմից ավելի քիչ էլեկտրոններ, այնուհետև շարունակեք գրել հետագա ուղեծրային մակարդակների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան: Տես ներքեւում:

   • Այս հայեցակարգը հասկանալու համար օգտակար կլինի գրել կոնֆիգուրացիայի օրինակ: Եկեք գրենք ցինկի կոնֆիգուրացիան (ատոմային թիվ 30)՝ օգտագործելով ազնիվ գազը ներառող հապավումը։ Ցինկի ամբողջական կոնֆիգուրացիան ունի հետևյալ տեսքը՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10: Այնուամենայնիվ, մենք տեսնում ենք, որ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6-ը ազնիվ գազի արգոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է: Պարզապես փոխարինեք ցինկի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի մի մասը քառակուսի փակագծերում գտնվող արգոնի քիմիական նշանով (.)
   • Այսպիսով, ցինկի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, որը գրված է կրճատ ձևով, ունի ձևը. 4s 2 3d 10.
   • Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ եթե դուք գրում եք ազնիվ գազի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, ասեք արգոն, դուք չեք կարող գրել այն: Պետք է օգտագործել այս տարրին նախորդող ազնիվ գազի հապավումը. արգոնի համար դա կլինի նեոն ():

   Օգտագործելով ADOMAH պարբերական աղյուսակը

   1. Վարպետեք ADOMAH պարբերական աղյուսակը:Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի գրանցման այս մեթոդը չի պահանջում մտապահում, այլ պահանջում է փոփոխված պարբերական աղյուսակ, քանի որ ավանդական պարբերական աղյուսակում, սկսած չորրորդ շրջանից, ժամանակաշրջանի թիվը չի համապատասխանում էլեկտրոնային թաղանթին: Գտեք պարբերական աղյուսակը ADOMAH - պարբերական աղյուսակի հատուկ տեսակ, որը մշակվել է գիտնական Վալերի Զիմերմանի կողմից: Հեշտ է գտնել ինտերնետի կարճ որոնման միջոցով:

      • ADOMAH պարբերական աղյուսակում հորիզոնական տողերը ներկայացնում են տարրերի խմբեր, ինչպիսիք են հալոգենները, ազնիվ գազերը, ալկալային մետաղները, հողալկալիական մետաղները և այլն: Ուղղահայաց սյունակները համապատասխանում են էլեկտրոնային մակարդակներին, իսկ այսպես կոչված «կասկադները» (s, p, d և f բլոկները միացնող անկյունագծային գծեր)՝ պարբերությունների։
      • Հելիումը շարժվում է դեպի ջրածին, քանի որ այս երկու տարրերն էլ բնութագրվում են 1s ուղեծրով։ Ժամանակահատվածի բլոկները (s, p,d և f) ցուցադրված են աջ կողմում, իսկ մակարդակի համարները՝ ներքևում: Տարրերը ներկայացված են 1-ից 120 համարներով վանդակներում: Այս թվերը սովորական ատոմային թվեր են, որոնք ներկայացնում են չեզոք ատոմի էլեկտրոնների ընդհանուր թիվը:

   2. Գտեք ձեր ատոմը ADOMAH աղյուսակում:Տարրի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան գրելու համար փնտրեք դրա խորհրդանիշը ADOMAH պարբերական աղյուսակում և հատեք ավելի բարձր ատոմային թվով բոլոր տարրերը: Օրինակ, եթե Ձեզ անհրաժեշտ է գրել էրբիումի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան (68), բոլոր տարրերը 69-ից մինչև 120 հատեք:

      • Նշեք աղյուսակի ներքևի մասում գտնվող 1-ից 8 թվերը: Սրանք էլեկտրոնային մակարդակների կամ սյունակների թվեր են: Անտեսեք այն սյունակները, որոնք պարունակում են միայն հատված տարրեր: Էրբիումի համար մնում են 1,2,3,4,5 և 6 համարակալված սյունակները։

   3. Հաշվեք ուղեծրի ենթամակարդակները մինչև ձեր տարրը:Նայելով աղյուսակի աջ կողմում ցուցադրված բլոկի նշաններին (s, p, d և f) և հիմքում ցուցադրված սյունակների համարներին, անտեսեք բլոկների միջև եղած անկյունագծերը և սյունակները բաժանեք սյունակների բլոկների՝ թվարկելով դրանք հերթականությամբ։ ներքեւից վերեւ: Կրկին անտեսեք այն բլոկները, որոնց բոլոր տարրերը խաչված են: Գրեք սյունակների բլոկները՝ սկսած սյունակի համարից, որին հաջորդում է բլոկի նշանը, հետևաբար՝ 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (էրբիումի համար):

      • Խնդրում ենք նկատի ունենալ. Er-ի վերը նշված էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան գրված է էլեկտրոնային ենթամակարդակի թվի աճման կարգով: Կարելի է գրել նաև ուղեծրերի լրացման կարգով։ Դա անելու համար սյունակների բլոկները գրելիս հետևեք կասկադներին ներքևից վերև, այլ ոչ թե սյունակներին.

   4. Հաշվեք էլեկտրոնները յուրաքանչյուր էլեկտրոնային ենթամակարդակի համար:Հաշվեք յուրաքանչյուր սյունաբլոկի այն տարրերը, որոնք չեն հատվել՝ յուրաքանչյուր տարրից կցելով մեկ էլեկտրոն և յուրաքանչյուր սյունակի բլոկի բլոկի խորհրդանիշի կողքին գրեք դրանց թիվը, այսպես՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2. Մեր օրինակում սա էրբիումի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է:

   5. Ուշադիր եղեք սխալ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների մասին:Կան տասնութ բնորոշ բացառություններ, որոնք վերաբերում են էներգիայի ամենացածր վիճակում գտնվող ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներին, որոնք նաև կոչվում են հիմնական էներգիայի վիճակ: Նրանք չեն ենթարկվում ընդհանուր կանոնին միայն էլեկտրոնների զբաղեցրած վերջին երկու-երեք դիրքերի համար։ Այս դեպքում իրական էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ենթադրում է, որ էլեկտրոնները գտնվում են ատոմի ստանդարտ կոնֆիգուրացիայի համեմատ ավելի ցածր էներգիա ունեցող վիճակում: Բացառության ատոմները ներառում են.

      • Քր(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Նբ(..., 4d4, 5s1); Մո(..., 4d5, 5s1); Ռու(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); Pd(..., 4d10, 5s0); Ագ(..., 4d10, 5s1); Լա(..., 5d1, 6s2); Կ(..., 4f1, 5d1, 6s2); Գդ(..., 4f7, 5d1, 6s2); Ավ(..., 5d10, 6s1); Ակ(..., 6d1, 7s2); Թ(..., 6d2, 7s2); Պա(..., 5f2, 6d1, 7s2); U(..., 5f3, 6d1, 7s2); Նպ(..., 5f4, 6d1, 7s2) և Սմ(..., 5f7, 6d1, 7s2):
   • Ատոմի ատոմային թիվը գտնելու համար, երբ այն գրված է էլեկտրոնային կազմաձևով, պարզապես գումարեք բոլոր այն թվերը, որոնք հաջորդում են տառերին (s, p, d և f): Սա աշխատում է միայն չեզոք ատոմների համար, եթե գործ ունեք իոնի հետ, այն չի աշխատի, դուք պետք է ավելացնեք կամ հանեք ավելորդ կամ կորցրած էլեկտրոնների թիվը:
   • Տառին հաջորդող համարը վերնագիր է, թեստի մեջ մի սխալվեք։
   • «Կիսալիցք» ենթամակարդակի կայունություն չկա։ Սա պարզեցում է։ Ցանկացած կայունություն, որը վերագրվում է «կիսալցված» ենթամակարդակներին, պայմանավորված է նրանով, որ յուրաքանչյուր ուղեծրը զբաղեցնում է մեկ էլեկտրոն՝ այդպիսով նվազագույնի հասցնելով էլեկտրոնների միջև վանողությունը։
   • Յուրաքանչյուր ատոմ ձգտում է կայուն վիճակի, և ամենակայուն կոնֆիգուրացիաներում լրացված են s և p ենթամակարդակները (s2 և p6): Ազնիվ գազերն ունեն այս կոնֆիգուրացիան, ուստի նրանք հազվադեպ են արձագանքում և գտնվում են պարբերական աղյուսակի աջ կողմում: Հետևաբար, եթե կոնֆիգուրացիան ավարտվում է 3p 4-ով, ապա նրան անհրաժեշտ է երկու էլեկտրոն՝ կայուն վիճակի հասնելու համար (վեցը կորցնելու համար, ներառյալ s-ենթամակարդակի էլեկտրոնները, ավելի շատ էներգիա է պահանջվում, ուստի չորսը կորցնելն ավելի հեշտ է): Իսկ եթե կոնֆիգուրացիան ավարտվում է 4d 3-ով, ապա կայուն վիճակի հասնելու համար անհրաժեշտ է կորցնել երեք էլեկտրոն։ Բացի այդ, կիսով չափ լցված ենթամակարդակները (s1, p3, d5..) ավելի կայուն են, քան, օրինակ, p4 կամ p2; սակայն, s2-ը և p6-ն էլ ավելի կայուն կլինեն:
   • Երբ գործ ունես իոնի հետ, դա նշանակում է, որ պրոտոնների թիվը հավասար չէ էլեկտրոնների թվին։ Ատոմի լիցքը այս դեպքում կպատկերվի քիմիական նշանի վերևի աջ մասում (սովորաբար): Հետևաբար, +2 լիցք ունեցող անտիմոնի ատոմն ունի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1: Նշենք, որ 5p 3-ը փոխվել է 5p 1-ի: Զգույշ եղեք, երբ չեզոք ատոմի կոնֆիգուրացիան ավարտվում է ենթամակարդակներով, բացի s-ից և p-ից:Երբ վերցնում եք էլեկտրոնները, դրանք կարող եք վերցնել միայն վալենտային օրբիտալներից (s և p օրբիտալներից): Հետևաբար, եթե կոնֆիգուրացիան ավարտվում է 4s 2 3d 7-ով, և ատոմը ստանում է +2 լիցք, ապա կոնֆիգուրացիան կավարտվի 4s 0 3d 7-ով: Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ 3d 7 Ոչփոփոխություններ, փոխարենը կորչում են էլեկտրոնները s ուղեծրից:
   • Կան պայմաններ, երբ էլեկտրոնը ստիպված է «տեղափոխվել ավելի բարձր էներգիայի մակարդակ»: Երբ ենթամակարդակին պակասում է մեկ էլեկտրոն՝ կիսով չափ կամ լրիվ լինելու համար, վերցրեք մեկ էլեկտրոն մոտակա s կամ p ենթամակարդակից և տեղափոխեք այն ենթամակարդակ, որին անհրաժեշտ է էլեկտրոնը:
   • Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան գրանցելու երկու տարբերակ կա. Դրանք կարող են գրվել էներգիայի մակարդակի թվերի աճող կարգով կամ էլեկտրոնային ուղեծրերի լրացման կարգով, ինչպես վերը նշված էր էրբիումի համար:
   • Կարող եք նաև գրել տարրի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան՝ գրելով միայն վալենտային կոնֆիգուրացիան, որը ներկայացնում է վերջին s և p ենթամակարդակը։ Այսպիսով, անտիմոնի վալենտային կոնֆիգուրացիան կլինի 5s 2 5p 3:
   • Իոնները նույնը չեն: Նրանց հետ շատ ավելի դժվար է: Բաց թողեք երկու մակարդակ և հետևեք նույն օրինակին, կախված նրանից, թե որտեղից եք սկսել և որքան մեծ է էլեկտրոնների թիվը: