Строение электронных оболочек атомов химических элементов

Зная строение электронных слоев, можно представить структуру всей электронной оболочки атома. Для этого необходимо пользоваться такими правилами:

· заполнять электронные слои электронами необходимо от первого слоя до следующих соответствии с порядком ослабление их притяжения к ядру;

· заполнять орбитали электронами необходимо также в порядке ослабления их связи с ядром: сначала необходимо заполнить орбитали, затем орбитали, а потом и орбитали;

· на каждой из орбиталей можно разместить только два электрона;

· на каждой из орбиталей сначала содержится по одному электрону, а затем, если число электронов превышает количество орбиталей, размещают по второму электрону, при этом образуются электронные пары.

Строение электронной оболочки атома изображается по электронной формуле, которая показывает распределение электронов по энергетическим уровням и подуровнями. В этих формулах энергетические уровни обозначаются цифрами один, два, три, четыре..., а подуровни - буквами , , , . Число электронов на подуровне обозначается цифрой, которая записывается справа вверху от буквы, что показывает подуровень.

Составим электронные формулы атомов химических элементов первого периода. Например, атом Водорода имеет один электрон, который размещен на -подуровне первого энергетического уровня. Электронная формула атома Водорода: .

Электронная формула атома Гелия, содержащее два электроны: .

Первый электронный слой в атоме Гелия является завершенным, поскольку на первом энергетическом уровне может находиться только два электрона.

Составим электронные формулы атомов некоторых химических элементов второго периода. После заполнение первого энергетического уровня электроны заполняют второй уровень, на котором может размещаться не более, чем восемь электронов. На втором уровне сначала электроны заполняют -подуровень, а затем -подуровень. Например, электронная формула Азота: .

Электронная формула Неона: .

На втором энергетическом уровне атома не может находиться больше, чем восемь электронов, поэтому второй энергетический уровень атома Неона является завершенным.

Составим электронные формулы атомов некоторых химических элементов третьего периода. В атомах элементов третьего периода формируется третий энергетический уровень, на котором размещаются до восемнадцати электронов. Сначала электроны заполняют -подуровень, затем -подуровень, заполнение -подуровня не происходит. Например, электронная формула Кремния: .

Электронная формула Аргона: . В атоме Аргона последний энергетический уровень является завершенным.

В первых двух элементов четвертого периода начинает заполняться четвертый энергетический уровень. Электронная формула Калия: .

Электронная формула Кальция: .

Начиная с элемента Скандия (порядковый номер 21) происходит заполнение электронами -подуровня третьего энергетического уровня. Электронная формула Скандия: .

Часто пользуются сокращенными электронными формулами. Например, сокращенная электронная формула Серы: где значит завершенную электронную оболочку Неона. Сокращенная электронная формула позволяет выделить «валентные» электроны, которые не входят до оболочки инертного газа.

Подуровень, что заполняется электронами последним, является признаком, по которому все химические элементы делятся на четыре семейства: -,-, - и -элементы. Например, Калий принадлежит к -элементов, Силиция к -элементов, а Скандий - к -элементов.

Электронные формулы часто изображают графически, используя графические обозначения орбиталей (квадрат или клетка) и электронов (стрелка). Электронно-графические формулы показывают распределение электронов не только за уровнями и подуровнями, но и за орбіталями. Записывают снизу вверх, начиная с первого энергетического уровня, на котором находится одна клетка (одна -орбиталь), затем изображают второй энергетический уровень, который содержит четыре клетки (одна -орбиталь и три -орбитали), а потом - третий энергетический уровень, который содержит девять клеток (одна -орбиталь, три -орбитали и пять -орбиталей). Часто записывают не всю графическую формулу, а лишь ее окончания, то есть подуровни, на которых находятся валентные электроны.

Зная положение элемента в периодической системе, можно определить его электронную конфигурацию и составить электронную формулу. Для этого надо помнить следующие закономерности:

· номер периода равен числу электронных слоев (энергетических уровней) в атоме;

· номер группы равен числу валентных электронов (электронов внешнего уровня);

· для элементов побочных подгрупп третьей - седьмой групп номер группы равен числу валентных электронов, которые расположены как на внешнем, так и на передзовнішньому электронном слое.