Рассмотрите строение электронных оболочек атомов лития магния железа меди

Рассмотрите строение электронных оболочек атомов лития магния железа меди

FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Каковы особенности строения атомов металлов? Атомы металлов характеризуются небольшим количеством электронов на внешнем энергетическом уровне (1—3 электрона) или большим радиусом атома.
Как в Периодической системе Д.И.Менделеева располагаются элементы-металлы? Элементы-металлы располагаются в IА и в IIА группах, кроме того, элементы-металлы А-групп расположены слева внизу от условной диагонали B — At, проведённой от бора к астату, а также к металлам относятся все элементы Б-групп.

Упражнение 2. Из приведённого перечня выпишите названия металлов, запишите символы этих элементов: олово, кадмий, мышьяк, иод, олово, теллур, барий, криптон, молибден, селен, ртуть, бериллий, бор.
Ответ: олово Sn, кадмий Cd, барий Ba, молибден Mo, ртуть Hg, бериллий Be.

Упражнение 3. Какая связь называется металлической? Металлическая связь — химическая связь в металлах и сплавах между ион-атомами, осуществляемая обобществлёнными электронами.
Как происходит её образование в простых веществах — металлах? Металлическая химическая связь образуется за счёт взаимодействия обобществлённых валентных электронов и ион-атомов в металлах и сплавах.

Упражнение 4. Как устроена кристаллическая решётка металлов? В узлах такой кристаллической решётки располагаются катионы металлов или атомы металлов, а скрепляется этот «каркас» электронами, свободно перемещающимися по всему кристаллу.

Упражнение 5. Какие физические свойства обусловлены общим для всех металлов типом кристаллической решётки? Электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, пластичность.
Назовите области применения металлов, основанные на указанных вами физических свойствах.
Благодаря электропроводности серебро и золото применяется в производстве электроники, а медь и алюминий — для проводов ЛЭП. Благодаря теплопроводности медь и алюминий используют для производства радиаторов и теплообменников.
Багодаря металлическому блеску хром и серебро применяют для производства зеркал и декоративных покрытий.
Благодаря пластичности золото применяют в ювелирном деле, для декоративных покрытий (сусальное золото), железо для изготовления листов, труб, вытягивают проволоку и т. д.

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Сравните металлическую кристаллическую решётку с ионной, атомной и молекулярной кристаллическими решётками.

Тип решётки металлическая ионная атомная молекулярная
частицы в узлах атомы и ионы ионы атомы молекулы
тип связи

металлическая ионная ковалентная межмолекулярное взаимодействие

Упражнение 2. Определите атомные номера и названия элементов по следующим данным:
а) расположен в пятом периоде, IIА группе;
38 Sr стронций
б) имеет 23 электрона в электронной оболочке;
23V ванадий , поскольку общее количество электронов в электронной оболочке его атома равно атомному номеру 23
в) заряд ядра атома равен +29;
29Сu медь , поскольку значение заряда ядра его атома равно атомному номеру 29
г) в ядре его изотопа 65 Э содержится 35 нейтронов;
30Zn цинк , поскольку его атомный номер 30 (65-35=30)
д) электронная оболочка атома состоит из трёх электронных слоёв, на внешнем слое расположен один электрон.
30 Na натрий , поскольку расположен в 3 периоде (равно количеству электронных слоёв) и в I группе (1 валентный электрон) и имеет атомный номер 11

Упражнение 3. Какие свойства металлов использованы в образных выражениях «железный характер», «свинцовый кулак», «золотой характер», «серебряный дождь», «медный волос»?
Железный характер – твёрдость железа.
Свинцовый кулак – тяжелый свинец, поскольку имеет высокую плотность.
Золотой характер – красивый благородный металл золото.
Серебряный дождь – металлический блеск серебра.
Медный волос – цвет и пластичность меди.

Используйте дополнительную информацию и выразите мнение
Подготовьте сообщение из темы «Элементы-металлы в организме человека и их биологическая роль»;
Натрий, калий, кальций, магний, железо являются важными биогенными элементами: их соединения необходимы для существования и функционирования живых организмов.

Источник

Строение атома магния

Общие сведения о строении атома магния

Порядковый номер равен 12. Заряд ядра равен +12. Атомный вес – 24,132 а.е.м.

Электронное строение атома магния

Магний расположен в третьем периоде, значит, он имеет три оболочки, одна из которых внешняя, содержащая валентные электроны. Атом магния имеет положительно заряженное ядро (+12), в котором имеется 12 протонов и 12 нейтронов (разница между атомным весом и порядковым номером). По орбитам вокруг ядра движутся 12 электронов.

Рис. 1. Схематичное изображение строения атома магния.

Электронную конфигурацию атома магния можно записать двояко:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 .

Магний относится к семейству s-элементов. Энергетическая диаграмма атома магния (на ней изображаются только валентные электроны) имеет вид:

В результате химического взаимодействия магний теряет свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион (Mg 2+ ):

В соединениях магний проявляет степень окисления +2.

Примеры решения задач

Задание Химическому элементу главной подгруппы соответствует высший оксид состава RO3. Какова электронная конфигурация внешнего энергетического уровня атома этого элемента?
Ответ Необходимо определить к какой группе Периодической системы относится элемент, образующий высший оксид состава RO3. Поскольку в оксидах кислород проявляет постоянную валентность равную II, то высшая валентность элемента в оксиде R VI O II 3 равна VI.

Отсюда следует, что это элемент VIA группы, в его атоме 6 валентных электронов. Этому требованию соответствует элемент с электронной формулой ns 2 np 4 .

Задание Исходя из строения внешнего уровня атома меди, объясните, какие значения степени окисления могут быть характерны для меди.
Решение Напишем электронную формулу атома меди в основном состоянии, учитывая, что для меди характерен проскок электрона с 4s –подуровня на 3d-подуровень, который объясняется тем, что завершенный подуровень энергетически более выгоден:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 .

4s-электрон является валентным.

В возбужденном состоянии один из d-электронов возвращается на 4-й уровень, таким образом там оказывается 2 валентных электрона.

Итак, для меди характерны два значения степени окисления: +1 и +2.

Источник

Электронное строение атома, схема и примеры

Как устроен атом

Со временем учёные выяснили, что они крупно заблуждались: структура атома оказалась вовсе не монолитной. С постепенным увеличением точности приборов стало ясно, что она включает в себя 3 типа микрочастиц: положительно, отрицательно и нейтрально заряженные. Называются они следующим образом:

  1. Протон, «основной».
  2. Нейтрон, «ни тот ни другой».
  3. Электрон, «янтарь».

Частицы, несущие положительный заряд, назвали протонами, нейтральный — нейтронами, отрицательный — электронами.

Основа любого атома — это его ядро. Оно состоит из положительных и нейтральных микрочастиц, то есть из протонов и нейтронов. Их количество может быть одинаковым, а может и разниться. В результате получается, что ядро — это всегда положительно заряженная часть атома. Однако сам он заряжен нейтрально, и причина тому — электроны, летающие вокруг ядра по орбитальным спиралям. Такова общая схема строения атома.

Свойства вещества, которое может образовывать атом, напрямую зависят от количества микрочастиц в его составе. Каждая из них абсолютно идентична другой аналогичной микрочастице, поэтому они полностью взаимозаменяемы. Все электроны являются химическими «клонами» друг друга, то же самое правило касается протонов и нейронов. Именно поэтому ко всему веществу, имеющемуся в природе, можно применять общие законы химии, на основании которых оно будет работать.

Любые атомы состоят всего лишь из трёх простых микрочастиц, представленных в разных количествах. А более сложные структуры, молекулы, являются сочетаниями различных атомов, взятых в определённых пропорциях, то есть все без исключения объекты в природе — как живые, так и неживые, как очень сложные по своей структуре, так и простейшие — построены всего из трёх типов мелких «кирпичиков». Если в этот факт как следует вдуматься, он действительно способен поразить воображение.

Ядро: протоны и нейтроны

Общее название для составных частиц ядра, коими являются протоны и нейроны — нуклоны. Вместе они и составляют почти всю массу атома, а значит, и почти всю материю во Вселенной. Теория гласит, что каждый протон или нейтрон включает в себя ровно 3 составные частицы, именуемые кварками, между которыми имеется связующее глюонов облако. Кварки, согласно модели, являются такими же неделимыми частицами, как электроны. Глюоны же обеспечивают их взаимную связь друг с другом.

В то же время сами атомные ядра чрезвычайно малы. Размеры каждого ядра в десятки тысяч раз меньше размеров всего атома. Но несмотря на это, почти вся атомная масса заключается в его положительно заряженном ядре, тогда как электрон представляет собой чисто энергетическую, нематериальную частицу. Получается, что материального вокруг нас вовсе не так много, как кажется на первый взгляд. Куда больше места занимают энергетические потоки, связывающие физическое вещество.

Число протонов, содержащихся в том или ином атоме, указывает на его порядковый номер в Периодической системе химических элементов. Например, у кислорода порядковый номер 8, а значит, и число протонов у него точно такое же. Формула, по которой вычисляется количество нейтронов: округлённая атомная масса минус число протонов. Атомная масса элемента указана под его порядковым номером в графической таблице Менделеева. Например, для атома хлора (Cl) это будет 35 — 17 = 18, для брома (Br) 80 — 35 = 45, а для серы (S) 32 — 16 = 16. С числом нейтронов связано понятие изотопа.

Процесс ионизации

Количество электронов в «чистом» атоме должно уравновешивать число протонов. Если же оно несколько больше или меньше, чем нужно, атом перестаёт быть нейтральным и обретает положительный или отрицательный заряд. Если электроны отсоединяются, общий заряд увеличивается, а в случае их присоединения — наоборот, уменьшается. Преобразованный таким образом атом называется ионом.

Возьмём для примера медь (Cu), относящуюся к классу простых веществ. В обычном состоянии у неё имеется 29 электронов. Но если она отдаст 2 электрона, у неё их останется всего 27. А сам атом меди превратится в положительный ион меди или, иначе, в катион меди. В их роли часто выступают всевозможные металлы (магний, алюминий, литий, натрий, хром), которые могут легко терять до трёх электронов.

Отрицательно заряженные ионы, в свою очередь, называются анионами. Как правило, они являются неметаллами, так как обладают высокой электроотрицательностью — способностью притягивать к себе электроны. Например, им может стать атом кремния, присоединив к себе хотя бы один электрон.

Электронные формулы элементов первых четырех периодов

Рассмотрим заполнение электронами оболочки элементов первых четырех периодов. У водорода заполняется самый первый энергетический уровень, s-подуровень, на нем расположен 1 электрон:

+1H 1s 1 1s

У гелия 1s-орбиталь полностью заполнена:

+2He 1s 2 1s

Поскольку первый энергетический уровень вмещает максимально 2 электрона, у лития начинается заполнение второго энергетического уровня, начиная с орбитали с минимальной энергией — 2s. При этом сначала заполняется первый энергетический уровень:

+3Li 1s 2 2s 1 1s 2s

У бериллия 2s-подуровень заполнен:

+4Be 1s 2 2s 2 1s 2s

Далее, у бора заполняется p-подуровень второго уровня:

+5B 1s 2 2s 2 2p 1 1s 2s 2p

У следующего элемента, углерода , очередной электрон, согласно правилу Хунда, заполняет вакантную орбиталь, а не заполняет частично занятую:

+6C 1s 2 2s 2 2p 2 1s 2s 2p

Попробуйте составить электронную и электронно-графическую формулы для следующих элементов, а затем можете проверить себя по ответам конце статьи:

5. Азот

6. Кислород

7. Фтор

У неона завершено заполнение второго энергетического уровня:

+10Ne 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2s 2p

У натрия начинается заполнение третьего энергетического уровня:

+11Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1s 2s 2p 3s

От натрия до аргона заполнение 3-го уровня происходит в том же порядке, что и заполнение 2-го энергетического уровня. Предлагаю составить электронные формулы элементов от магния до аргона самостоятельно, проверить по ответам.

8. Магний

9. Алюминий

10. Кремний

11. Фосфор

12. Сера

13. Хлор

14. Аргон

А вот начиная с 19-го элемента, калия , иногда начинается путаница — заполняется не 3d-орбиталь, а 4s. Ранее мы упоминали в этой статье, что заполнение энергетических уровней и подуровней электронами происходит по энергетическому ряду орбиталей , а не по порядку. Рекомендую повторить его еще раз. Таким образом, формула калия :

+19K 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 1s 2s 2p3s 3p4s

Для записи дальнейших электронных формул в статье будем использовать сокращенную форму:

+19K [Ar]4s 1 [Ar] 4s

У кальция 4s-подуровень заполнен:

+20Ca [Ar]4s 2 [Ar] 4s

У элемента 21, скандия , согласно энергетическому ряду орбиталей, начинается заполнение 3d-подуровня:

+21Sc [Ar]3d 1 4s 2 [Ar] 4s 3d

Дальнейшее заполнение 3d-подуровня происходит согласно квантовым правилам, от титана до ванадия :

+22Ti [Ar]3d 2 4s 2 [Ar] 4s 3d

+23V [Ar]3d 3 4s 2 [Ar] 4s 3d

Однако, у следующего элемента порядок заполнения орбиталей нарушается. Электронная конфигурация хрома такая:

+24Cr [Ar]3d 5 4s 1 [Ar] 4s 3d

В чём же дело? А дело в том, что при «традиционном» порядке заполнения орбиталей (соответственно, неверном в данном случае — 3d 4 4s 2 ) ровно одна ячейка в d-подуровне оставалась бы незаполненной. Оказалось, что такое заполнение энергетически менее выгодно. А более выгодно, когда d-орбиталь заполнена полностью, хотя бы единичными электронами. Этот лишний электрон переходит с 4s-подуровня. И небольшие затраты энергии на перескок электрона с 4s-подуровня с лихвой покрывает энергетический эффект от заполнения всех 3d-орбиталей. Этот эффект так и называется — « провал» или «проскок» электрона . И наблюдается он, когда d-орбиталь недозаполнена на 1 электрон (по одному электрону в ячейке или по два).

У следующих элементов «традиционный» порядок заполнения орбиталей снова возвращается. Конфигурация марганца :

+25Mn [Ar]3d 5 4s 2

Аналогично у кобальта и никеля . А вот у меди мы снова наблюдаем провал (проскок) электрона — электрон опять проскакивает с 4s-подуровня на 3d-подуровень :

+29Cu [Ar]3d 10 4s 1

На цинке завершается заполнение 3d-подуровня:

+30Zn [Ar]3d 10 4s 2

У следующих элементов, от галлия до криптона , происходит заполнение 4p-подуровня по квантовым правилам. Например, электронная формула галлия :

+31Ga [Ar]3d 10 4s 2 4p 1

Формулы остальных элементов мы приводить не будем, можете составить их самостоятельно.

Некоторые важные понятия:

Внешний энергетический уровень — это энергетический уровень в атоме с максимальным номером, на котором есть электроны.

Например , у меди ([Ar]3d 10 4s 1 ) внешний энергетический уровень — четвёртый.

Валентные электроны — электроны в атоме, которые могут участвовать в образовании химической связи. Например, у хрома (+24Cr [Ar]3d 5 4s 1 ) валентными являются не только электроны внешнего энергетического уровня (4s 1 ), но и неспаренные электроны на 3d-подуровне, т.к. они могут образовывать химические связи.

Электронное строение атома

Атом состоит из положительно заряженного ядра внутри которого находятся протоны и нейтроны. Вокруг ядра по орбитам движутся электроны, каждый из которых можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: главного (n), орбитального (l), магнитного (ml) и спинового (ms или s).

Главное квантовое число определяет энергию электрона и размеры электронных облаков. Энергия электрона главным образом зависит от расстояния электрона от ядра: чем ближе к ядру находится электрон, тем меньше его энергия. Другими словами, главное квантовое число определяет расположение электрона на том или ином энергетическом уровне (квантовом слое). Главное квантовое число имеет значения ряда целых чисел от 1 до бесконечности.

Орбитальное квантовое число характеризует форму электронного облака. Различная форма электронных облаков обусловливает изменение энергии электронов в пределах одного энергетического уровня, т.е. расщепление её на энергетические подуровне. Орбитальное квантовое число может имеет значения от нуля до (n-1), всего n значений. Энергетические подуровни обозначают буквами:

Источник

Читайте также:  Удельное сопротивление вещества меди
Adblock
detector