Атомларнинг электрон тарзи буюрча тушунish usuli

Atomning elektron qurilishi uning elektronlarining nukleusga qarab turli energiya darajalarida va subdarajalarida joylashish usulini tushuntiradi. Atomning elektron qurilishi uning ko'plab fizik va kimyoviy xususiyatlarini, masalan, boshqa atomlarga qanday murojaat qilishini, elektr chiqarishni va magnet maydada qanday davrandigini aniqlaydi.

Elektron nima?

Elektron - bu atom nukleusiga aylanadigan salbiy zaryadlangan subatomli sharik. Nukleus musbat zaryadlangan protonlar va nimalash zaryadlangan neutronlardan iborat. Nukleusdagi protonlar soni elementning atom raqamini belgilaydi, va neutral atomdagi elektronlar soni protonlar soniga teng.

Protonlar va neutronlarga nisbatan elektronlar juda kam massaga ega va ular o'z orbitalarida tez harakatlanadilar. Orbitalar doira yo'llari emas, balki elektronlar eng katta ehtimolda topiladigan maydon bo'lgan joylar. Bu maydonlar orbital yoki subshellar deb ataladi, ular energiya darajasiga qarab turli shakllarda va hajmda bo'lishi mumkin.

Energiya darajasi nima?

Energiya darajasi - bu bir yoki undan ko'proq subshell yoki orbitalni o'z ichiga oladigan asosiy shelldir. Orbitalning energiya darajasi nukleusdan uzoqlikka qarab aniqlanadi: yaqin bo'lsa, energiyasi past; uzoq bo'lsa, energiyasi yuqori.

Energiya darajalari nukleusdan eng yaqinidan boshlab 1 dan 7 gacha raqamlanadi. Birinchi energiya darajasi 2 elektronni, ikkinchi 8 elektronni, uchinchi 18 elektronni va hokazo saqlash imkoniyatiga ega. Energiya darajasidagi maksimal elektronlar sonini hisoblash formulasi 2n^2, bu yerda n - energiya darajasi raqami.

Subshell nima?

Subshell bu energiya darajasining bir yoki undan ko'proq o'quvchilari bilan bir xil shakl va energiyaga ega bo'lgan bo'limi hisoblanadi. Subshell harflar orqali nomlanadi: s, p, d, f, g va hokazo, bu orbital kvant sonlariga mos keladi: 0, 1, 2, 3, 4 va hokazo. Energiya darajasidagi subshelllar soni energiya darajasi raqamiga teng: masalan, birinchi energiya darajasida bitta subshell (s) bor, ikkinchi - ikkita (s va p), uchinchi - uchta (s, p va d) va hokazo.

Subshellga qo'shilishi mumkin bo'lgan elektronlar maksimal soni 2(2l + 1) formulasi orqali beriladi, bu yerda l orbital kvant soni. Masalan, s subshell 2 elektronni, p subshell 6 elektronni, d subshell 10 elektronni, f subshell esa 14 elektronni o'z ichiga olishi mumkin.

Orbital nima?

Orbital bu subshell ichidagi maydon, bu yerda elektron aniq ehtimorda topilishi mumkin. Orbitalning shakli va hajmi uning energiya darajasi va subshelliga bog'liq: masalan, s orbitali sochaviy, p orbitali kambag'a shaklida, d orbitali shamol chuchuk shaklida yoki murakkab shaklida, f orbitali esa o'zroq murakkab.

Har bir orbital qarama-qarshi spin bilan 2 elektronni o'z ichiga olishi mumkin: biri saqlap, biri esa teskarisiga aylanadi. Spin bu elektronning boshqa xususiyati, bu uning magnitlangan xavfsizligiga ta'sir etadi.

Atomning elektron konfiguratsiyasini qanday yozish kerak?

Atomning elektron konfiguratsiyasi barcha bandlikka tushgan subshelllarni ularning elektronlar soni bilan yoziladi. Masalan, bir elektron bilan hidrogen (H)ning elektron konfiguratsiyasi 1s^1; ikki elektron bilan helium (He)ning elektron konfiguratsiyasi 1s^2; uch elektron bilan litinin (Li) elektron konfiguratsiyasi 1s^2 2s^1; va hokazo.

Subshelllarni to'ldirish tartibi Aufbau printsipi yoki qurish printsipi deb ataladigan qoida asosida amalga oshiriladi: elektronlar avval eng past energiya orbitaliga joylashadi, keyin esa yuqori energiya orbitaliga o'tadi.

Aufbau printsipini qanday qo'llash kerak?

Aufbau printsipidan foydalanib atomning elektron konfiguratsiyasini yozish uchun quyidagi qadamlarni bajaring:

1. Eng past energiya orbitaliga, ya'ni 1s orbitaliga boshlang va uni 2 elektron bilan to'ldiring.

2. Keyin eng yengi past energiya orbitaliga, ya'ni 2s orbitaliga o'ting va uni 2 elektron bilan to'ldiring.

3. Keyin eng yengi past energiya orbitaliga, ya'ni 2p orbitaliga o'ting va uni 6 elektron bilan to'ldiring.

4. Bu jarayonni davom ettiring, chunki atomning barcha elektronlari orbitalga joylashtirilguncha.

Elektron konfiguratsiyalarini yozishni osonroq qilish uchun, oldingi nafis gazning belgisini qavslar ichida ishlatib, tashqi elektronlarni ifodalovchi qisqa yozuvdan foydalanishimiz mumkin. Masalan, neon (Ne) uchun 1s^2 2s^2 2p^6 yozish o'rniga, [He] 2s^2 2p^6 yozishimiz mumkin, bu yerda [He] helium (He) konfiguratsiyasini ifodalaydi.

Biz ham elektronlarning orbitalarda joylashishini chizmachalarni yoki elektron konfiguratsiya chizmachalarini ishlatib ko'rsatishimiz mumkin. Chizmachalar elektronlarning spinini ifodalaydi va har bir orbitalda qarama-qarshi spin bilan joddirilishi kerak. Aylana elektronlarni ko'rsatadi, lekin ularning spinini ko'rsatmaydi.

Aufbau printsipining istisnolari nimalar?

Aufbau printsipi ko'pincha elementlar uchun to'g'ri ishlaydi, ammo elektronlarning energiya darajalariga qarab orbitalarga to'ldirilmaydigan ba'zi istisnolar mavjud. Bu istisnolar, xususan d va f bloklarida, bazi atomlarning yarmi to'liq yoki to'liq to'lgan subshelllardagi yengillashtirilgan holatlarida ko'rinadi.

Masalan, krom (Cr)ning atom raqami 24, bu esa 24 elektrondan iboratligini anglatadi. Aufbau printsipiga ko'ra, uning elektron konfiguratsiyasi [Ar] 4s^2 3d^4 bo'lishi kerak, bu yerda [Ar] argon (Ar) konfiguratsiyasini ifodalaydi. Biroq, bu konfiguratsiya juda yengil emas, chunki 3d subshell faqat to'rt elektron bilan yarmi to'lgan. Ko'proq yengil konfiguratsiya [Ar] 4s^1 3d^5, bu yerda 4s va 3d subshelllar mos ravishda bitta va beshta elektron bilan yarmi to'lgan.

Yana misol - mosh (Cu), uning atom raqami 29 va 29 elektron. Aufbau printsipiga ko'ra, uning elektron konfiguratsiyasi [Ar] 4s^2 3d^9 bo'lishi kerak, bu yerda [Ar] argon (Ar) konfiguratsiyasini ifodalaydi. Biroq, bu konfiguratsiya juda yengil emas, chunki 3d subshell faqat to'qqiz elektron bilan yarmi to'lgan. Ko'proq yengil konfiguratsiya [Ar] 4s^1 3d^10, bu yerda 4s va 3d subshelllar mos ravishda bitta va onta elektron bilan to'liq to'lgan.

Aufbau printsipining boshqa istisnolari d blok (o'tish metallar) va f blok (lanthanidlar va aktinidlar)da ko'rinadi. Bu istisnolarni aniqlash uchun, ularning tekkazilgan energiya darajalariga asoslangan konfiguratsiyalarini tekshirishimiz kerak.

Atomning elektron konfiguratsiyasi nima sababdan muhim?

Atomning elektron konfiguratsiyasi uning fizikaviy va kimyoviy xossalarni aniqlaydi. Misol uchun:

• Tashqi shell yoki subshellga tegishli valent elektronlar soni atomning boshqa atomlar bilan bog'liqligini ta'sir etadi. Atomlar odatda ikki yoki sakkizta valent elektron (vodorod va helium uchun ikkitadan) o'zaro yengil konfiguratsiyani olish uchun elektronlar olib yuborishadi, bu octet qoidasi deb ataladi. Bu qoida atomlarning ion, kovalent yoki metallik bog'liqlarni qanday o'rnatishini tushuntiradi.

• Orbitalning shakli va yo'nalishi atomlarning boshqa yo'nalishlarda bog'liqlar o'rnatish uchun gibridd orbital larni hosil qilishini ta'sir etadi. Masalan, uglerod to'rtta sp^3 gibridd orbital hosil qilishi mumkin, bu orbitallar tetraedrning uchlariga qaratilgan, yoki uchta sp^2 gibridd orbital hosil qilishi mumkin, bu orbitallar uchburchakning uchlariga yoki ikkita sp gibridd orbital hosil qilishi mumkin, bu orbitallar qarama-qarshi yo'nalishga qaratilgan.

• Gibrid orbital turlari va soni valent elektronlar soniga va molekulaning geometriyasiga bog'liq. Masalan, uglerod o'nga, uchta yoki ikki atom bilan bog'langanda, mos ravishda to'rtta sp^3, uchta sp^2 yoki ikkita sp gibrid orbital hosil qilishi mumkin.

• Gibrid orbital boshqa atomlardagi boshqa orbital yoki gibridlar bilan chegarashsa, silindr simmetriyaga ega bo'lgan kuchli kovalent bond (sigma bond) hosil bo'ladi. Masalan, metan ugliroddagi to'rtta sp^3 gibrid orbital va vandaridagi to'rtta s orbital orasidagi chegarashdan iborat to'rtta sigma bondga ega.

• Gibridlanmagan p orbital yengi atomlarda joylashgan boshqa p orbital bilan yon tomonga chegarashsa, nodal tekislikni o'z ichiga olgan zayifroq kovalent bond (pi bond) hosil bo'ladi. Masalan, etilen ikki uglerod atomi orasida bir dona sigma bond va bir dona pi bond bor, har bir uglerodning bitta sp^2 gibrid orbitali va bitta p orbitali orasidagi chegarashdan iborat.

Xulosa 

Atomning elektron konfiguratsiyasi uning fizik va kimyoviy xususiyatlarni tushunish uchun kuchli vosita hisoblanadi. Aufbau printsipini va undagi istisnolarni qo'llab, period jadvalidagi elementning atom raqami va uni pozitsiyasi asosida har qanday elementning elektron konfiguratsiyasini yozishimiz mumkin. Gibrid orbital va ularning chegarashi yordamida, molekulalar shakllanishini va ularga valent elektronlar asosida tushunishimiz mumkin. Atomning elektron konfiguratsiyasi aniq faqat uning strukturasini, balki xavfsizligini ham ifodalaydi.

Izoh: Asl matnani hurmat bilan muhim maqolalar ulashishga loyiq, agar huquqlar buzilsa, iltimos, o'chirish uchun bog'laning.