Το άτομο αλουμινίου στη θεμελιώδη κατάσταση περιέχει. Ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Θεωρία για την ανάθεση

Ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια

Εάν υπάρχει ένα ηλεκτρόνιο σε ένα τροχιακό, αυτό ονομάζεται ασύζευκτος,και αν είναι δύο, τότε αυτό ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια.

Τέσσερις κβαντικοί αριθμοί n, l, m, m s χαρακτηρίζουν πλήρως την ενεργειακή κατάσταση ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο.

Κατά την εξέταση της δομής του κελύφους ηλεκτρονίων των ατόμων πολλαπλών ηλεκτρονίων διαφόρων στοιχείων, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τρεις κύριες διατάξεις:

· Αρχή Pauli,

· αρχή της ελάχιστης ενέργειας,

Ο κανόνας του Hund.

Σύμφωνα με Αρχή Pauli Ένα άτομο δεν μπορεί να έχει δύο ηλεκτρόνια με τις ίδιες τιμές και των τεσσάρων κβαντικών αριθμών.

Η αρχή Pauli καθορίζει τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων σε ένα τροχιακό, επίπεδο και υποεπίπεδο. Αφού το ΑΟ χαρακτηρίζεται από τρεις κβαντικούς αριθμούς n, μεγάλο, Μ, τότε τα ηλεκτρόνια ενός δεδομένου τροχιακού μπορούν να διαφέρουν μόνο ως προς τον κβαντικό αριθμό σπιν Κυρία. Αλλά ο κβαντικός αριθμός σπιν Κυρίαμπορεί να έχει μόνο δύο τιμές + 1/2 και – 1/2. Κατά συνέπεια, ένα τροχιακό δεν μπορεί να περιέχει περισσότερα από δύο ηλεκτρόνια με διαφορετικές τιμές σπιν κβαντικών αριθμών.

Ρύζι. 4.6. Η μέγιστη χωρητικότητα ενός τροχιακού είναι 2 ηλεκτρόνια.

Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε ενεργειακό επίπεδο ορίζεται ως 2 n 2, και στο υποεπίπεδο – όπως 2(2 μεγάλο+ 1). Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που βρίσκονται σε διαφορετικά επίπεδα και υποεπίπεδα δίνεται στον Πίνακα. 4.1.

Πίνακας 4.1.

Μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε κβαντικά και υποεπίπεδα

Επίπεδο ενέργειας	Ενεργειακό υποεπίπεδο	Πιθανές τιμές του μαγνητικού κβαντικού αριθμού Μ	Αριθμός τροχιακών ανά	Μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων ανά
υποεπίπεδο	επίπεδο	υποεπίπεδο	επίπεδο
κ (n=1)	μικρό (μεγάλο=0)
μεγάλο (n=2)	μικρό (μεγάλο=0) Π (μεγάλο=1)	–1, 0, 1
Μ (n=3)	μικρό (μεγάλο=0) Π (μεγάλο=1) ρε (μεγάλο=2)	–1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2
Ν (n=4)	μικρό (μεγάλο=0) Π (μεγάλο=1) ρε (μεγάλο=2) φά (μεγάλο=3)	–1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3

Η ακολουθία πλήρωσης τροχιακών με ηλεκτρόνια πραγματοποιείται σύμφωνα με αρχή της ελάχιστης ενέργειας .

Σύμφωνα με την αρχή της ελάχιστης ενέργειας, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τα τροχιακά κατά σειρά αύξησης της ενέργειας.

Καθορίζεται η σειρά πλήρωσης των τροχιακών Ο κανόνας του Κλετσκόφσκι: η αύξηση της ενέργειας και, κατά συνέπεια, η πλήρωση των τροχιακών συμβαίνει με αύξουσα σειρά του αθροίσματος του κύριου και τροχιακού κβαντικού αριθμού (n + l), και εάν το άθροισμα είναι ίσο (n + l) - κατά αύξουσα σειρά του κύριου κβαντικός αριθμός n.

Για παράδειγμα, η ενέργεια ενός ηλεκτρονίου στο υποεπίπεδο 4s είναι μικρότερη από το υποεπίπεδο 3 ρε, αφού στην πρώτη περίπτωση το ποσό n+ l = 4 + 0 = 4 (θυμηθείτε ότι για μικρό-τιμή υποεπιπέδου του τροχιακού κβαντικού αριθμού μεγάλο= = 0), και στο δεύτερο n+ l = 3 + 2 = 5 ( ρε- υποεπίπεδο, μεγάλο= 2). Επομένως, το υποεπίπεδο 4 συμπληρώνεται πρώτα μικρόκαι μετά 3 ρε(βλ. Εικ. 4.8).

Σε 3 υποεπίπεδα ρε (n = 3, μεγάλο = 2) , 4R (n = 4, μεγάλο= 1) και 5 μικρό (n = 5, μεγάλο= 0) άθροισμα τιμών ΠΚαι μεγάλοείναι πανομοιότυπα και ίσα με 5. Σε περίπτωση ίσων τιμών των αθροισμάτων nΚαι μεγάλοΤο υποεπίπεδο με την ελάχιστη τιμή συμπληρώνεται πρώτα n, δηλ. υποεπίπεδο 3 ρε.

Σύμφωνα με τον κανόνα Klechkovsky, η ενέργεια των ατομικών τροχιακών αυξάνεται στη σειρά:

1μικρό < 2μικρό < 2R < 3μικρό < 3R < 4μικρό < 3ρε < 4R < 5μικρό < 4ρε < 5Π < 6μικρό < 5ρε »

"4 φά < 6Π < 7μικρό….

Ανάλογα με το ποιο υποεπίπεδο του ατόμου γεμίζει τελευταίο, όλα τα χημικά στοιχεία χωρίζονται σε 4 ηλεκτρονική οικογένεια : s-, p-, d-, f-στοιχεία.

4φά

4 4δ

3 4s

3Π

3μικρό

1 2μικρό

Επίπεδα Υποεπίπεδα

Ρύζι. 4.8. Ενέργεια ατομικών τροχιακών.

Τα στοιχεία των οποίων τα άτομα είναι τα τελευταία που γεμίζουν το υποεπίπεδο s του εξωτερικού επιπέδου ονομάζονται s-στοιχεία . U μικρό-στοιχεία σθένους είναι τα s-ηλεκτρόνια του εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου.

U p-στοιχεία Η υποστιβάδα p του εξωτερικού στρώματος γεμίζεται τελευταία. Τα ηλεκτρόνια σθένους τους βρίσκονται επάνω Π- Και μικρό-υποεπίπεδα του εξωτερικού επιπέδου. U ρε-τα στοιχεία συμπληρώνονται τελευταία ρε-υποεπίπεδο του προεξωτερικού επιπέδου και του σθένους είναι μικρό-ηλεκτρόνια του εξωτερικού και ρε-ηλεκτρόνια των προ-εξωτερικών ενεργειακών επιπέδων.

U f-στοιχεία τελευταίο να συμπληρωθεί φά-υποεπίπεδο του τρίτου εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου.

Καθορίζεται η σειρά τοποθέτησης ηλεκτρονίων σε ένα υποεπίπεδο Κανόνας του Hund:

μέσα σε ένα υποεπίπεδο, τα ηλεκτρόνια τοποθετούνται με τέτοιο τρόπο ώστε το άθροισμα των κβαντικών αριθμών spin τους να έχει μέγιστη απόλυτη τιμή.

Με άλλα λόγια, τα τροχιακά ενός δεδομένου υποεπίπεδου γεμίζονται πρώτα από ένα ηλεκτρόνιο με την ίδια τιμή του κβαντικού αριθμού σπιν και μετά από ένα δεύτερο ηλεκτρόνιο με την αντίθετη τιμή.

Για παράδειγμα, εάν είναι απαραίτητο να κατανεμηθούν 3 ηλεκτρόνια σε τρία κβαντικά κύτταρα, τότε το καθένα από αυτά θα βρίσκεται σε ξεχωριστό κελί, δηλ. καταλαμβάνουν ξεχωριστό τροχιακό:

∑Κυρία= ½ – ½ + ½ = ½.

Η σειρά κατανομής ηλεκτρονίων μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων και των υποεπιπέδων στο κέλυφος ενός ατόμου ονομάζεται ηλεκτρονική του διαμόρφωση ή ηλεκτρονικός τύπος. Σύνθεση ηλεκτρονική διαμόρφωσηαριθμός επίπεδο ενέργειας (κύριος κβαντικός αριθμός) ορίζεται με αριθμούς 1, 2, 3, 4..., υποεπίπεδο (τροχιακός κβαντικός αριθμός) - με γράμματα μικρό, Π, ρε, φά. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα υποεπίπεδο υποδεικνύεται με έναν αριθμό, ο οποίος αναγράφεται στην κορυφή του συμβόλου του υποεπίπεδου.

Η ηλεκτρονική διαμόρφωση ενός ατόμου μπορεί να απεικονιστεί ως η λεγόμενη γραφικός τύπος ηλεκτρονίων. Αυτό είναι ένα διάγραμμα της τοποθέτησης ηλεκτρονίων σε κβαντικά κύτταρα, τα οποία είναι μια γραφική αναπαράσταση ενός ατομικού τροχιακού. Κάθε κβαντικό κύτταρο δεν μπορεί να περιέχει περισσότερα από δύο ηλεκτρόνια με διαφορετικούς κβαντικούς αριθμούς σπιν.

Για να δημιουργήσετε έναν ηλεκτρονικό ή ηλεκτρονικό-γραφικό τύπο για οποιοδήποτε στοιχείο, θα πρέπει να γνωρίζετε:

1. Αύξων αριθμός του στοιχείου, π.χ. το φορτίο του πυρήνα του και τον αντίστοιχο αριθμό ηλεκτρονίων στο άτομο.

2. Ο αριθμός περιόδου, που καθορίζει τον αριθμό των ενεργειακών επιπέδων του ατόμου.

3. Κβαντικοί αριθμοί και η μεταξύ τους σύνδεση.

Για παράδειγμα, ένα άτομο υδρογόνου με ατομικό αριθμό 1 έχει 1 ηλεκτρόνιο. Το υδρογόνο είναι στοιχείο της πρώτης περιόδου, επομένως το μόνο ηλεκτρόνιο καταλαμβάνει αυτό που βρίσκεται στο πρώτο ενεργειακό επίπεδο μικρό-τροχιακό που έχει τη χαμηλότερη ενέργεια. Ο ηλεκτρονικός τύπος του ατόμου υδρογόνου θα είναι:

1 Ν 1 μικρό 1 .

Ο ηλεκτρονικός γραφικός τύπος του υδρογόνου θα μοιάζει με:

Ηλεκτρονικοί και ηλεκτρονικοί τύποι του ατόμου ηλίου:

2 Όχι 1 μικρό 2

2 Όχι 1 μικρό

αντικατοπτρίζουν την πληρότητα του ηλεκτρονικού κελύφους, η οποία καθορίζει τη σταθερότητά του. Το ήλιο είναι ένα ευγενές αέριο που χαρακτηρίζεται από υψηλή χημική σταθερότητα (αδράνεια).

Το άτομο λιθίου 3 Li έχει 3 ηλεκτρόνια, είναι στοιχείο της περιόδου II, που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε 2 ενεργειακά επίπεδα. Γεμίζουν δύο ηλεκτρόνια μικρό- υποεπίπεδο του πρώτου ενεργειακού επιπέδου και το 3ο ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο μικρό- υποεπίπεδο του δεύτερου ενεργειακού επιπέδου:

3 Λι 1 μικρό 2 2μικρό 1

Valence I

Το άτομο λιθίου έχει ένα ηλεκτρόνιο που βρίσκεται στο 2 μικρό-υποεπίπεδο, είναι λιγότερο στενά συνδεδεμένο με τον πυρήνα από τα ηλεκτρόνια του πρώτου ενεργειακού επιπέδου, επομένως, στις χημικές αντιδράσεις, ένα άτομο λιθίου μπορεί εύκολα να εγκαταλείψει αυτό το ηλεκτρόνιο, μετατρέποντας σε ιόν Li + ( και αυτος -ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο ). Σε αυτή την περίπτωση, το ιόν λιθίου αποκτά ένα σταθερό πλήρες κέλυφος του ευγενούς αερίου ηλίου:

3 Li + 1 μικρό 2 .

Πρέπει να σημειωθεί ότι, καθορίζει ο αριθμός των ασύζευκτων (μονών) ηλεκτρονίωνσθένος στοιχείου , δηλ. την ικανότητά του να σχηματίζει χημικούς δεσμούς με άλλα στοιχεία.

Έτσι, ένα άτομο λιθίου έχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο, το οποίο καθορίζει το σθένος του ίσο με ένα.

Ηλεκτρονικός τύπος του ατόμου του βηρυλλίου:

4 Να είσαι 1s 2 2s 2 .

Γραφικός τύπος ηλεκτρονίων του ατόμου βηρυλλίου:

2 Valence κυρίως

Η κατάσταση είναι 0

Το βηρύλλιο έχει ηλεκτρόνια υποεπίπεδου 2 που αποκολλώνται ευκολότερα από άλλα. μικρό 2, σχηματίζοντας το ιόν Be +2:

Μπορεί να σημειωθεί ότι το άτομο ηλίου και τα ιόντα του λιθίου 3 Li + και του βηρυλλίου 4 Be +2 έχουν την ίδια ηλεκτρονική δομή, δηλ. χαρακτηρίζονται ισοηλεκτρονική δομή.

Χημικό στοιχείο- συγκεκριμένος τύπος ατόμου, που ορίζεται με όνομα και σύμβολο και χαρακτηρίζεται από ατομικό αριθμό και σχετική ατομική μάζα.

Στον πίνακα Ο Πίνακας 1 παραθέτει τα κοινά χημικά στοιχεία, τα σύμβολα με τα οποία προσδιορίζονται (προφορά σε αγκύλες), τους σειριακούς αριθμούς, τις σχετικές ατομικές μάζες και τις χαρακτηριστικές καταστάσεις οξείδωσης.

ΜηδένΗ κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου στις απλές ουσίες του δεν αναφέρεται στον πίνακα.

Όλα τα άτομα του ίδιου στοιχείου έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων στον πυρήνα και τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στο κέλυφος. Άρα, σε ένα άτομο ενός στοιχείου υδρογόνοΤο Ν είναι 1 p +στον πυρήνα και την περιφέρεια 1 μι- ; σε άτομο στοιχείου οξυγόνοΟ είναι 8 p +στον πυρήνα και 8 μι- σε ένα κέλυφος? άτομο στοιχείου αλουμίνιοΤο Al περιέχει 13 R+ στον πυρήνα και 13 μι- σε ένα κέλυφος.

Τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορεί να διαφέρουν ως προς τον αριθμό των νετρονίων στον πυρήνα· τέτοια άτομα ονομάζονται ισότοπα. Το στοιχείο λοιπόν υδρογόνο H τρία ισότοπα: υδρογόνο-1 (ειδική ονομασία και σύμβολο protium 1 Η) με 1 p +στον πυρήνα και 1 μι- σε ένα κέλυφος? υδρογόνο-2 (δευτέριο 2 N, ή D) με 1 p +και 1 Π 0 στον πυρήνα και 1 μι- σε ένα κέλυφος? υδρογόνο-3 (τρίτιο 3 Ν, ή Τ) με 1 p +και 2 Π 0 στον πυρήνα και 1 μι- σε ένα κέλυφος. Στα σύμβολα 1Η, 2Η και 3Η, ο εκθέτης υποδεικνύει μαζικός αριθμός– το άθροισμα των αριθμών των πρωτονίων και των νετρονίων στον πυρήνα. Άλλα παραδείγματα:

Ηλεκτρονική φόρμουλαΈνα άτομο οποιουδήποτε χημικού στοιχείου σύμφωνα με τη θέση του στον Περιοδικό Πίνακα Στοιχείων του D.I. Mendeleev μπορεί να προσδιοριστεί από τον πίνακα. 2.

Το ηλεκτρονιακό κέλυφος οποιουδήποτε ατόμου χωρίζεται σε επίπεδα ενέργειας(1ο, 2ο, 3ο κ.λπ.), τα επίπεδα χωρίζονται σε υποεπίπεδα(υποδεικνύεται με γράμματα s, p, d, f). Τα υποεπίπεδα αποτελούνται από ατομικά τροχιακά– περιοχές του χώρου όπου είναι πιθανό να κατοικούν ηλεκτρόνια. Τα τροχιακά ορίζονται ως 1s (τροχιακό 1ου επιπέδου s-υποεπιπέδου), 2 μικρό, 2R, 3μικρό, 3p, 3d, 4μικρό... Αριθμός τροχιακών σε υποεπίπεδα:

Η πλήρωση των ατομικών τροχιακών με ηλεκτρόνια συμβαίνει σύμφωνα με τρεις συνθήκες:

1) αρχή της ελάχιστης ενέργειας

Τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τα τροχιακά, ξεκινώντας από το υποεπίπεδο με χαμηλότερη ενέργεια.

Η ακολουθία αύξησης της ενέργειας των υποεπίπεδων:

1μικρό < 2ντο < 2Π < 3μικρό < 3Π < 4μικρό ? 3ρε < 4Π < 5μικρό ? 4ρε < 5Π < 6μικρό…

2)κανόνας αποκλεισμού (αρχή Pauli)

Κάθε τροχιακό δεν μπορεί να φιλοξενήσει περισσότερα από δύο ηλεκτρόνια.

Ένα ηλεκτρόνιο σε ένα τροχιακό ονομάζεται ασύζευκτο, δύο ηλεκτρόνια ονομάζονται ηλεκτρονικό ζεύγος:

3) αρχή της μέγιστης πολλαπλότητας (κανόνας του Hund)

Μέσα σε ένα υποεπίπεδο, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν πρώτα όλα τα τροχιακά μέχρι τη μέση και μετά εντελώς.

Κάθε ηλεκτρόνιο έχει το δικό του χαρακτηριστικό - σπιν (συμβατικά αντιπροσωπεύεται από ένα πάνω ή κάτω βέλος). Τα σπιν ηλεκτρονίων αθροίζονται ως διανύσματα· το άθροισμα των σπιν ενός δεδομένου αριθμού ηλεκτρονίων σε ένα υποεπίπεδο πρέπει να είναι ανώτατο όριο(πολλαπλότητα):

Πλήρωση επιπέδων, υποεπίπεδων και τροχιακών ατόμων στοιχείων από Η με ηλεκτρόνια (Ζ = 1) μέχρι Κρ (Ζ = 36) φαίνεται στο ενεργειακό διάγραμμα(οι αριθμοί αντιστοιχούν στην ακολουθία πλήρωσης και συμπίπτουν με τους τακτικούς αριθμούς των στοιχείων):

Από τα ολοκληρωμένα ενεργειακά διαγράμματα, ηλεκτρονικοί τύποιάτομα στοιχείων. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στα τροχιακά ενός δεδομένου υποεπίπεδου υποδεικνύεται στον εκθέτη στα δεξιά του γράμματος (για παράδειγμα, 3 ρεΤο 5 είναι 5 ηλεκτρόνια ανά Ζ ρε-υποεπίπεδο) πρώτα έρχονται τα ηλεκτρόνια του 1ου επιπέδου, μετά το 2ο, 3ο κ.λπ. Οι τύποι μπορεί να είναι πλήρεις και σύντομοι, οι τελευταίοι περιέχουν μέσα σε αγκύλες το σύμβολο του αντίστοιχου ευγενούς αερίου, που μεταφέρει τον τύπο του και, επιπλέον, ξεκινώντας από Zn , γεμάτο εσωτερικό d-υποεπίπεδο. Παραδείγματα:

3 Li = 1s 2 2s 1 = [ 2 He] 2s 1

8 O = 1s 2 2s 2 2p 4= [2 Αυτός] 2s 2 2p 4

13 Al = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1= [10 Ne] 3s 2 3p 1

17 Cl = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5= [10 Ne] 3s 2 3p 5

2O Ca = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4s 2= [18 Ar] 4s 2

21 Sc = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2= [18 Ar] 3d 1 4s 2

25 Mn = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2= [18 Ar] 3d 5 4s 2

26 Fe = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2= [18 Ar] 3d 6 4s 2

3O Zn = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2= [18 Ar, 3d 10] 4s 2

33 As = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3= [18 Ar, 3d 10] 4s 2 4p 3

36 Kr = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6= [18 Ar, 3d 10] 4s 2 4p 6

Τα ηλεκτρόνια που τοποθετούνται έξω από τις αγκύλες ονομάζονται σθένοςΕίναι αυτοί που συμμετέχουν στο σχηματισμό χημικών δεσμών.

Οι εξαιρέσεις είναι:

24 Cr = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1= [18 Ar] Зd 5 4s 1(όχι 3d 4 4s 2!),

29 Cu = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1= [18 Ar] 3d 10 4s 1(όχι 3d 9 4s 2!).

Παραδείγματα εργασιών του Μέρους Α

1. Τίτλος, άσχετοστα ισότοπα υδρογόνου, είναι

1) δευτέριο

2) οξώνιο

2. Ο τύπος για τα υποεπίπεδα σθένους ενός ατόμου μετάλλου είναι

3. Ο αριθμός των ασύζευκτων ηλεκτρονίων στη θεμελιώδη κατάσταση ενός ατόμου σιδήρου είναι

4. Στη διεγερμένη κατάσταση ενός ατόμου αλουμινίου, ο αριθμός των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων είναι ίσος με

5. Ηλεκτρονικός τύπος 3d 9 4s 0 αντιστοιχεί στο κατιόν

6. Ο ηλεκτρονικός τύπος του ανιόντος E 2- 3s 2 3p 6 αντιστοιχεί στο στοιχείο

7. Ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων στο κατιόν Mg 2+ και στο ανιόν F ισούται με

Για τη σωστή απάντηση σε καθεμία από τις εργασίες 1-8, 12-16, 20, 21, 27-29, δίνεται 1 βαθμός.

Οι εργασίες 9–11, 17–19, 22–26 θεωρούνται ότι έχουν ολοκληρωθεί σωστά εάν η ακολουθία των αριθμών υποδεικνύεται σωστά. Για μια πλήρη σωστή απάντηση στις εργασίες 9–11, 17–19, 22–26, δίνονται 2 βαθμοί. εάν γίνει ένα λάθος - 1 βαθμός. για λανθασμένη απάντηση (περισσότερα από ένα σφάλματα) ή έλλειψη – 0 βαθμοί.

Θεωρία για την ανάθεση:

1) F 2) S 3) I 4) Na 5) Mg

Προσδιορίστε ποια άτομα από τα υποδεικνυόμενα στοιχεία στη θεμελιώδη κατάσταση λείπει ένα ηλεκτρόνιο πριν ολοκληρωθεί η εξωτερική στοιβάδα ηλεκτρονίων.

Το κέλυφος των οκτώ ηλεκτρονίων αντιστοιχεί στο κέλυφος ενός αδρανούς αερίου. Για καθεμία από τις ουσίες στην περίοδο που βρίσκονται αντιστοιχεί ένα αδρανές αέριο, για το φθόριο νέο, για το θείο αργό, για το ιώδιο ξένο, για το νάτριο και μαγνήσιο αργό, αλλά από τα αναφερόμενα στοιχεία, μόνο το φθόριο και το ιώδιο στερούνται ένα ηλεκτρόνιο να φτάσουν στο κέλυφος των οκτώ ηλεκτρονίων, αφού βρίσκονται στην έβδομη ομάδα.

Για να ολοκληρώσετε την εργασία, χρησιμοποιήστε την ακόλουθη σειρά χημικών στοιχείων. Η απάντηση στην εργασία είναι μια ακολουθία τριών αριθμών, κάτω από την οποία υποδεικνύονται τα χημικά στοιχεία σε αυτή τη σειρά.

1) Be 2) H 3) N 4) K 5) C

Προσδιορίστε ποια άτομα των υποδεικνυόμενων στοιχείων στη θεμελιώδη κατάσταση περιέχουν τον ίδιο αριθμό μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων.

4 Be Βηρύλλιο: 1s 2 2s 2

7 N Άζωτο: 1s 2 2s 2 2p 3

Αριθμός μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων - 1

6 C Άνθρακας: 1s 2 2s 2 2p 2

1s 2	2s 2	2σ 3
↓	↓

Αριθμός μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων - 2

Από αυτό είναι προφανές ότι για το υδρογόνο και το κάλιο ο αριθμός των ασύζευκτων ηλεκτρονίων είναι ο ίδιος.

1) Ge 2) Fe 3) Sn 4) Pb 5) Mn

Προσδιορίστε ποια άτομα των στοιχείων που υποδεικνύονται στη σειρά έχουν ηλεκτρόνια σθένους τόσο στο s- όσο και στο d-υποεπίπεδο.

Για την επίλυση αυτής της εργασίας, είναι απαραίτητο να περιγραφεί το ανώτερο ηλεκτρονικό επίπεδο των στοιχείων:

32 Ge Germanium: 3d 10 4s 2 4p 2
26 Fe Σίδηρος: 3d 6 4s 2
50 Sn Tin: 4d 10 5s 2 5p 2
82 Pb Μολύβδου: 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2
25 Mn Μαγγάνιο: 3d 5 4s 2

Στον σίδηρο και το μαγγάνιο, τα ηλεκτρόνια σθένους βρίσκονται στο s- και d-υποεπίπεδο.

1) Br 2) Si 3) Mg 4) C 5) Al

Προσδιορίστε ποια άτομα των στοιχείων που υποδεικνύονται στη σειρά σε διεγερμένη κατάσταση έχουν τον ηλεκτρονικό τύπο του εξωτερικού ενεργειακού επιπέδου ns 1 np 3

Για μια μη διεγερμένη κατάσταση, ο ηλεκτρονικός τύπος είναι ns 1 np 3θα αντιπροσωπεύει ns 2 np 2, είναι ακριβώς τα στοιχεία αυτής της διαμόρφωσης που χρειαζόμαστε. Ας γράψουμε το ανώτερο ηλεκτρονικό επίπεδο των στοιχείων (ή απλά να βρούμε τα στοιχεία της τέταρτης ομάδας):

35 Br βρώμιο: 3d 10 4s 2 4p 5
14 Silicon: 3s 2 3p 2
12 mg μαγνήσιο: 3s 2
6 C Άνθρακας: 1s 2 2s 2 2p 2
13 Al Aluminium: 3s 2 3p 1

Για το πυρίτιο και τον άνθρακα, το ανώτερο επίπεδο ενέργειας συμπίπτει με το επιθυμητό

1) Si 2) F 3) Al 4) S 5) Li