Строение атома химического элемента

Закономерность изменений в строении электронных оболочек атома

Состав атома

• Атом состоит из атомного ядра и электронной оболочки.

• Ядро атома состоит из протонов (p+) и нейтронов (n0).

Состав атома

• Число протонов N(p+) равно заряду ядра (Z) и порядковому номеру элемента в естественном ряду элементов (и в периодической системе элементов).

• N(p+) = Z

• Сумма числа нейтронов N(n0), обозначаемого просто буквой N, и числа протонов Z называется массовым числом и обозначается буквой А.

• A = Z + N

Состав атома

• Электронная оболочка атома состоит из движущихся вокруг ядра электронов (е-).

• Число электронов N(e-) в электронной оболочке нейтрального атома равно числу протонов Z в его ядре.

• Масса протона примерно равна массе нейтрона и в 1840 раз больше массы электрона, поэтому масса атома практически равна массе ядра.

• Форма атома - сферическая. Радиус ядра примерно в 100000 раз меньше радиуса атома.

Состав атома

• Химический элемент - вид атомов (совокупность атомов) с одинаковым зарядом ядра (с одинаковым числом протонов в ядре).

• Изотоп - совокупность атомов одного элемента с одинаковым числом нейтронов в ядре (или вид атомов с одинаковым числом протонов и одинаковым числом нейтронов в ядре).

• Разные изотопы отличаются друг от друга числом нейтронов в ядрах их атомов.

Строение электронной оболочки атома

• Атомная орбиталь - состояние электрона в атоме. Условное обозначение орбитали - . Каждой орбитали соответствует электронное облако.

• Орбитали реальных атомов в основном (невозбужденном) состоянии бывают четырех типов: s, p, d и f.

Строение электронной оболочки атома

• Электронное облако - часть пространства, в которой электрон можно обнаружить с вероятностью 90 (или более) процентов.

• Примечание: иногда понятия "атомная орбиталь" и "электронное облако" не различают, называя и то, и другое "атомной орбиталью".

• Электронная оболочка атома слоистая. Электронный слой образован электронными облаками одинакового размера. Орбитали одного слоя образуют электронный ("энергетический") уровень, их энергии одинаковы у атома водорода, но различаются у других атомов.

Строение электронной оболочки атома

• Однотипные орбитали одного уровня группируются в электронные (энергетические) подуровни:
• s-подуровень (состоит из одной s-орбитали), условное обозначение - .
• p-подуровень (состоит из трех p-орбиталей), условное обозначение - .
• d-подуровень (состоит из пяти d-орбиталей), условное обозначение - .
• f-подуровень (состоит из семи f-орбиталей), условное обозначение - .

Строение электронной оболочки атома

• Энергии орбиталей одного подуровня одинаковы.

• При обозначении подуровней к символу подуровня добавляется номер слоя (электронного уровня), например: 2s, 3p, 5d означает s-подуровень второго уровня, p-подуровень третьего уровня, d-подуровень пятого уровня.

• Общее число подуровней на одном уровне равно номеру уровня n. Общее число орбиталей на одном уровне равно n 2 . Соответственно этому, общее число облаков в одном слое равно также n 2

Строение электронной оболочки атома

• Общее число электронов на электронном уровне (или в электронном слое) равно 2 n 2 . Распределение подуровней по энергиям выражается рядом (в прядке увеличения энергии):
• 1 s , 2 s , 2 p , 3 s , 3 p , 4 s , 3 d , 4 p , 5 s , 4 d , 5 p , 6 s , 4 f , 5 d , 6 p , 7 s , 5 f , 6 d , 7 p  ...

Валентные электроны - электроны атома, которые могут принимать участие в образовании химических связей. У любого атома это все внешние электроны плюс те предвнешние электроны, энергия которых больше, чем у внешних.

Например: у атома Ca внешние электроны - 4s2, они же и валентные; у атома Fe внешние электроны - 4s2, но у него есть 3d6, следовательно у атома железа 8 валентных электронов.

Валентная электронная формула атома кальция - 4s2, а атома железа - 4s23d6.

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева (естественная система химических элементов)

• Периодический закон химических элементов (современная формулировка): свойства химических элементов, а также простых и сложных веществ, ими образуемых, находятся в периодической зависимости от значения заряда из атомных ядер.

• Периодическая система - графическое выражение периодического закона.

Домашнее задание:

• §29 -30 (повторить), §31 (учить).
• Составить графические формулы для элементов 3 периода.