Как составить электронную формулу химического элемента в неорганической химии. Графические и электронные формулы


Электронная и электронно-графическая формула в химии

Что такое электронная и электронно-графическая формула

Наиболее часто электронные формулы записывают для атомов в основном или возбужденном состоянии и для ионов.

Существует несколько правил, которые необходимо учитывать при составлении электронной формулы атома химического элемента. Это принцип Паули, правила Клечковского или правило Хунда.

Составление электронной и электронно-графической формулы

При составление электронной формулы следует учитывать, что номер периода химического элемента определяет число энергетических уровней (оболочек) в атоме, а его порядковый номер количество электронов.

Согласно правилу Клечковского, заполнение энергетических уровней происходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l), а при равных значениях этой суммы – в порядке возрастания n:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s ≈ 5d ≈ 4f < 6p и т.д.

Так, значению n + l = 5 соответствуют энергетические подуровни 3d (n = 3, l=2), 4d (n=4, l=1) и 5s (n=5, l =0). Первым из этих подуровней заполняется тот, у которого ниже значение главного квантового числа.

Поведение электронов в атомах подчиняется принципу запрета, сформулированному швейцарским ученым В. Паули: в атоме не может быть двух электронов, у которых были бы одинаковыми все четыре квантовых числа. Согласно принципу Паули, на одной орбитали, характеризуемой определенными значениями трех квантовых чисел (главное, орбитальное и магнитное), могут находиться только два электрона, отличающиеся значением спинового квантового числа. Из принципа Паули вытекает следствие: максимально возможное число электронов на каждом энергетическом уровне равно удвоенному значению квадрата главного квантового числа.

Электронную формулу атома изображают следующим образом: каждому энергетическому уровню соответствует определенное главное квантовое число n, обозначаемое арабской цифрой; за каждой цифрой следует буква, соответствующая энергетическому подуровню и обозначающая орбитальное квантовое число. Верхний индекс у буквы показывает число электронов, находящихся в подуровне. Например, электронная формула атома натрия имеет следующий вид:

11N 1s22s22p63s1.

При заполнение электронами энергетических подуровней также необходимо соблюдать правило Хунда: в данном подуровне электроны стремятся занять энергетические состояния таким образом, чтобы суммарный спин был максимальным, что наиболее наглядно отражается при составлении электронно-графических формул.

Электронно-графические формулы обычно изображают для валентных электронов. В такой формуле все электроны помечаются стрелочками, а ячейками (квадратиками) – орбитали. В одной ячейке не может находиться более двух электронов. Рассмотрим на примере ванадия. Сначала записываем электронную формулу и определяем валентные электроны:

+74 W)2)8)18)32)12)2;

1s22s22p63s23p63d104s24p64f145s25p65d46s2.

Внешний энергетический уровень атома вольфрама содержит 6 электронов, которые являются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Энергетическая диаграмма основного состояния

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Электронные формулы атомов химических элементов

Электронные формулы атомов химических элементов, слои расположены в порядке заполнения подуровней. Электронные слои атомов заполняются электронами в порядке, согласно правилу Клечковского.

Порядок заполнения атомных орбиталей по мере увеличения энергии следующий: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f ≈ 5d < 6p < 7s < 5f ≈ 6d < 7p < 8s. При заполнении орбитальных оболочек атома более предпочтительны (более энергетически выгодны), и, значит, заполняются раньше те состояния, для которых сумма главного квантового числа n и побочного (орбитального) квантового числа l , т.е. n + l , имеет меньшее значение.

s-элементы d-элементы f-элементы p-элементы
Знак Элемент Электронная формула
I период
1 H водород 1s1
2 He гелий 1s2
Знак Элемент Электронная формула
II период
3 Li литий 1s2 2s1
4 Be бериллий 1s2 2s2
5 B бор 1s2 2s2 2p1
6 C углерод 1s2 2s2 2p2
7 N азот 1s2 2s2 2p3
8 O кислород 1s2 2s2 2p4
9 F фтор 1s2 2s2 2p5
10 Ne неон 1s2 2s2 2p6
Знак Элемент Электронная формула
III период
11 Na натрий 1s2 2s2 2p6 3s1
12 Mg магний 1s2 2s2 2p6 3s2
13 Al алюминий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
14 Si кремний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
15 P фосфор 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
16 S сера 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
17 Cl хлор 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
18 Ar аргон 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Знак Элемент Электронная формула
IV период
19 K калий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
20 Ca кальций 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
21 Sc скандий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
22 Ti титан 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
23 V ванадий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
24 Cr хром 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
25 Mn марганец 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
26 Fe железо 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
27 Co кобальт 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
28 Ni никель 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
29 Cu медь 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
30 Zn цинк 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
31 Ga галлий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1
32 Ge германий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2
33 As мышьяк 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3
34 Se селен 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
35 Br бром 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
36 Kr криптон 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
Знак Элемент Электронная формула
V период
37 Rb рубидий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1
38 Sr стронций 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
39 Y иттрий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1
40 Zr цирконий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2
41 Nb ниобий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d4
42 Mo молибден 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d5
43 Tc технеций 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d5
44 Ru рутений 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d7
45 Rh родий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8
46 Pd палладий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 4d10
47 Ag серебро 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10
48 Cd кадмий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
49 In индий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1
50 Sn олово 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p2
51 Sb сурьма 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s22 4d10 5p3
52 Te теллур 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p4
53 I йод 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5
54 Xe ксенон 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
Знак Элемент Электронная формула
VI период
55 Cs цезий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
56 Ba барий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
57 La лантан 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d1
58 Ce церий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f2
59 Pr празеодим 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3
60 Nd неодим 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4
61 Pm прометий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f5
62 Sm самарий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f6
63 Eu европий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7
64 Gd гадолиний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7 5d1
65 Tb тербий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
66 Dy диспрозий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
67 Ho гольмий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f11
68 Er эрбий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12
68 Tm тулий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
70 Yb иттербий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
71 Lu лютеций 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d1
72 Hf гафний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d2
73 Ta тантал 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d3
74 W вольфрам 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4
75 Re рений 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d5
76 Os осмий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d6
77 Ir иридий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d7
78 Pt платина 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 5d9
79 Au золото 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 5d10
80 Hg ртуть 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
81 Tl таллий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p1
82 Pb свинец 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p2
83 Bi висмут 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p3
84 Po полоний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p4
85 At астат 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p5
86 Rn радон 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6
Знак Элемент Электронная формула
VII период
87 Fr франций 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1
88 Ra радий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
89 Ac актиний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d1
90 Th торий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d2 5f0
91 Pa протактиний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f2 6d1
92 U уран 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f3 6d1
93 Np нептуний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f4 6d1
94 Pu плутоний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f5 6d1
95 Am америций 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7
96 Cm кюрий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7 6d1
97 Bk берклий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f8 6d1
98 Cf калифорний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f10
99 Es эйнштейний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f11
100 Fm фермий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f12
101 Md менделеевий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f13
102 No нобелий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14
103 Lr лоуренсий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d1
104 Rf резерфордий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d2
105 Db дубний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d3
106 Sg сиборгий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d4
107 Bh борий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d5
108 Hs хассий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d6
109 Mt мейтнерий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d7
110 Ds дармштадтий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d8
111 Rg рентгений 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d9
112 Cn коперниций 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10
113 Nh нихоний 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p1
114 Fl флеровий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p2
115 московий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p3
116 Lv ливерморий 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p4
117 Ts теннесcин 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p5
118 Og оганесон 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

Таблица Менделеева

Электронные конфигурации элементов со 105 по 118

Электронные конфигурации элементов со 105 по 118 приведены согласно данных сайта WebElements

  • 105 Db : [Rn].5f14.6d3.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации тантала) ; 2.8.18.32.32.11.2
  • 106 Sg : [Rn].5f14.6d4.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации вольфрама) ; 2.8.18.32.32.12.2
  • 107 Bh : [Rn].5f14.6d5.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации рения) ; 2.8.18.32.32.13.2
  • 108 Hs : [Rn].5f14.6d6.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации осмия) ; 2.8.18.32.32.14.2
  • 109 Mt : [Rn].5f14.6d7.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации иридия) ; 2.8.18.32.32.15.2
  • 110 Ds : [Rn].5f14.6d9.7s1 (догадка, основанная на электронной конфигурации платины) ; 2.8.18.32.32.17.1
  • 111 Rg : [Rn].5f14.6d10.7s1 (догадка, основанная на электронной конфигурации золота) ; 2.8.18.32.32.18.1
  • 112 Cn : [Rn].5f14.6d10.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации ртути) ; 2.8.18.32.32.18.2
  • 113 Uut : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p1 (догадка, основанная на электронной конфигурации таллия) ; 2.8.18.32.32.18.3
  • 114 Fl : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p2 (догадка, основанная на электронной конфигурации свинца) ; 2.8.18.32.32.18.4
  • 115 Uup : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p3 (догадка, основанная на электронной конфигурации висмута) ; 2.8.18.32.32.18.5
  • 116 Lv : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p4 (догадка, основанная на электронной конфигурации полония) ; 2.8.18.32.32.18.6
  • 117 Uus : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p5 (догадка, основанная на электронной конфигурации астата) ; 2.8.18.32.32.18.7
  • 118 Uuo : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p6 (догадка, основанная на электронной конфигурации радона) ; 2.8.18.32.32.18.8

 Электронные атомные и молекулярные орбитали

Эмпирическое правило Клечковского

Эмпирическое правило Клечковского и вытекающее из него схема очерёдностей несколько противоречат реальной энергетической последовательности атомных орбиталей только в двух однотипных случаях: у атомов Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au имеет место «провал» электрона с s-подуровня внешнего слоя на d-подуровень предыдущего слоя, что приводит к энергетически более устойчивому состоянию атома, а именно: после заполнения двумя электронами орбитали 6s следующий электрон появляется на орбитали 5d, а не 4f, и только затем происходит заселение четырнадцатью электронами орбиталей 4f, затем продолжается и завершается заселение десятиэлектронного состояния 5d. Аналогичная ситуация характерна и для орбиталей 7s, 6d и 5f.

Источники:

  • Atomic, Molecular, & Optical Physics Handbook, Ed. Gordon W. F. Drake, American Institute of Physics, Woodbury, New York, USA, 1996.
  • R.L. DeKock and H.B. Gray in Chemical Structure and bonding, Benjamin/Cummings, Menlo Park, California, USA, 1980.
  • A.M. James and M.P. Lord in Macmillan’s Chemical and Physical Data, Macmillan, London, UK, 1992.
  • J.E. Huheey, E.A. Keiter, and R.L. Keiter in Inorganic Chemistry : Principles of Structure and Reactivity, 4th edition, HarperCollins, New York, USA, 1993.

www.sciencedebate2008.com

Электронные формулы атомов химических элементов (Таблица)

№ элемента

Химический знак

Название элемента

Электронная формула

1

H

водород

1s1

2

He

гелий

1s2

II период

3

Li

литий

1s22s1

4

Be

бериллий

1s22s2

5

B

бор

1s22s22p1

6

C

углерод

1s22s22p2

7

N

азот

1s22s22p3

8

O

кислород

1s22s22p4

9

F

фтор

1s22s22p5

10

Ne

неон

1s22s22p6

III период

11

Na

натрий

1s22s22p63s1

12

Mg

магний

1s22s22p63s2

13

Al

алюминий

1s22s22p63s23p1

14

Si

кремний

1s22s22p63s23p2

15

P

фосфор

1s22s22p63s23p3

16

S

сера

1s22s22p63s23p4

17

Cl

хлор

1s22s22p63s23p5

18

Ar

аргон

1s22s22p63s23p6

 IV период

19

K

калий

1s22s22p63s23p64s1

20

Ca

кальций

1s22s22p63s23p64s2

21

Sc

скандий

1s22s22p63s23p64s23d1

22

Ti

титан

1s22s22p63s23p64s23d2

23

V

ванадий

1s22s22p63s23p64s23d3

24

Cr

хром

1s22s22p63s23p64s13d5

25

Mn

марганец

1s22s22p63s23p64s23d5

26

Fe

железо

1s22s22p63s23p64s23d6

27

Co

кобальт

1s22s22p63s23p64s23d7

28

Ni

никель

1s22s22p63s23p64s23d8

29

Cu

медь

1s22s22p63s23p64s13d10

30

Zn

цинк

1s22s22p63s23p64s23d10

31

Ga

галлий

1s22s22p63s23p64s23d104p1

32

Ge

германий

1s22s22p63s23p64s23d104p2

33

As

мышьяк

1s22s22p63s23p64s23d104p3

34

Se

селен

1s22s22p63s23p64s23d104p4

35

Br

бром

1s22s22p63s23p64s23d104p5

36

Kr

криптон

1s22s22p63s23p64s23d104p6

V период

37

Rb

рубидий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s1

38

Sr

стронций

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s2

39

Y

иттрий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d1

40

Zr

цирконий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d2

41

Nb

ниобий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d4

42

Mo

молибден

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d5

43

Tc

технеций

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d5

44

Ru

рутений

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d7

45

Rh

родий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d8

46

Pd

палладий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s04d10

47

Ag

серебро

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d10

48

Cd

кадмий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d10

49

In

индий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p1

50

Sn

олово

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p2

51

Sb

сурьма

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s224d105p3

52

Te

теллур

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p4

53

I

йод

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p5

54

Xe

ксенон

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p6

VI период

55

Cs

цезий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s1

56

Ba

барий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s2

57

La

лантан

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s25d1

58

Ce

церий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f2

59

Pr

празеодим

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f3

60

Nd

неодим

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f4

61

Pm

прометий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f5

62

Sm

самарий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f6

63

Eu

европий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f7

64

Gd

гадолиний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f75d1

65

Tb

тербий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f9

66

Dy

диспрозий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f10

67

Ho

гольмий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f11

68

Er

эрбий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f12

68

Tm

тулий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f13

70

Yb

иттербий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f14

71

Lu

лютеций

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d1

72

Hf

гафний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d2

73

Ta

тантал

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d3

74

W

вольфрам

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d4

75

Re

рений

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d5

76

Os

осмий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d6

77

Ir

иридий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d7

78

Pt

платина

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d9

79

Au

золото

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d10

80

Hg

ртуть

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d10

81

Tl

таллий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p1

82

Pb

свинец

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p2

83

Bi

висмут

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p3

84

Po

полоний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p4

85

At

астат

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p5

86

Rn

радон

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d105p66s24f145d106p6

VII период

87

Fr

франций

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s1

88

Ra

радий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2

89

Ac

актиний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d1

90

Th

торий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d25f0

91

Pa

протактиний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f26d1

92

U

уран

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f36d1

93

Np

нептуний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f46d1

94

Pu

плутоний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f56d1

95

Am

америций

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f7

96

Cm

кюрий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f76d1

97

Bk

берклий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f86d1

98

Cf

калифорний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f10

99

Es

эйнштейний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f11

100

Fm

фермий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f12

101

Md

менделеевий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f13

102

No

нобелий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f14

103

Lr

лоуренсий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d1

104

Rf

резерфордий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d2

105

Db

дубний

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d3

106

Sg

сиборгий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d4

107

Bh

борий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d5

108

Hs

хассий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d6

109

Mt

мейтнерий

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d7

 

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

infotables.ru

Электронные формулы атомов химических элементов (109)

№ эл-та Химическийзнак Названиеэлемента Электронная формула
1 H водород 1s 1
2 He гелий 1s 2
II период
3 Li литий 1s 22s 1
4 Be бериллий 1s 22s 2
5 B бор 1s 22s 22p 1
6 C углерод 1s 22s 22p 2
7 N азот 1s 22s 22p 3
8 O кислород 1s 22s 22p 4
9 F фтор 1s 22s 22p 5
10 Ne неон 1s 22s 22p 6
III период
11 Na натрий 1s 22s 22p 63s 1
12 Mg магний 1s 22s 22p 63s 2
13 Al алюминий 1s 22s 22p 63s 23p1
14 Si кремний 1s 22s 22p 63s 23p2
15 P фосфор 1s 22s 22p 63s 23p3
16 S сера 1s 22s 22p 63s 23p4
17 Cl хлор 1s 22s 22p 63s 23p5
18 Ar аргон 1s 22s 22p 63s 23p6
IV период
19 K калий 1s 22s 22p 63s 23p64s 1
20 Ca кальций 1s 22s 22p 63s 23p64s 2
21 Sc скандий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d1
22 Ti титан 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d2
23 V ванадий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d3
24 Cr хром 1s 22s 22p 63s 23p64s 13d5
25 Mn марганец 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d5
26 Fe железо 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d6
27 Co кобальт 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d7
28 Ni никель 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d8
29 Cu медь 1s 22s 22p 63s 23p64s 13d10
30 Zn цинк 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d10
31 Ga галлий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p1
32 Ge германий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p2
33 As мышьяк 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p3
34 Se селен 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p4
35 Br бром 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p5
36 Kr криптон 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p6
V период
37 Rb рубидий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s1
38 Sr стронций 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s2
39 Y иттрий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d1
40 Zr цирконий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d2
41 Nb ниобий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d4
42 Mo молибден 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d5
43 Tc технеций 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d5
44 Ru рутений 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d7
45 Rh родий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d8
46 Pd палладий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s04d10
47 Ag серебро 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d10
48 Cd кадмий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d10
49 In индий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p1
50 Sn олово 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p2
51 Sb сурьма 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s224d105p3
52 Te теллур 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p4
53 I йод 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p5
54 Xe ксенон 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p6
VI период
55 Cs цезий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s1
56 Ba барий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s2
57 La лантан 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s25d1
58 Ce церий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f2
59 Pr празеодим 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f3
60 Nd неодим 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f4
61 Pm прометий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f5
62 Sm самарий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f6
63 Eu европий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f7
64 Gd гадолиний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f75d1
65 Tb тербий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f9
66 Dy диспрозий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f10
67 Ho гольмий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f11
68 Er эрбий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f12
68 Tm тулий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f13
70 Yb иттербий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f14
71 Lu лютеций 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d1
72 Hf гафний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d2
73 Ta тантал 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d3
74 W вольфрам 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d4
75 Re рений 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d5
76 Os осмий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d6
77 Ir иридий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d7
78 Pt платина 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d9
79 Au золото 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d10
80 Hg ртуть 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d10
81 Tl таллий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p1
82 Pb свинец 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
83 Bi висмут 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p3
84 Po полоний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p4
85 At астат 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p5
86 Rn радон 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d105p66s24f145d106p6
VII период
87 Fr франций 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s1
88 Ra радий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2
89 Ac актиний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d1
90 Th торий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d25f0
91 Pa протактиний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f26d1
92 U уран 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f36d1
93 Np нептуний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f46d1
94 Pu плутоний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f56d1
95 Am америций 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f7
96 Cm кюрий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f76d1
97 Bk берклий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f86d1
98 Cf калифорний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f10
99 Es эйнштейний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f11
100 Fm фермий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f12
101 Md менделеевий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f13
102 No нобелий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f14
103 Lr лоуренсий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d1
104 Rf резерфордий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d2
105 Db дубний 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d3
106 Sg сиборгий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d4
107 Bh борий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d5
108 Hs хассий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d6
109 Mt мейтнерий 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d7
Обозначения элементов:
s-элементы p-элементы d-элементы f-элементы

5-ege.ru

5. Электронные и электронно-графические формулы. Привести конкретные примеры указанных формул для элементов 3, 5 ,7 периодов.

Согласно представлениям Гейтлера и Лондона, валентность элементов определяется числом неспаренных электронов. Рассмотрим электронно-графические формулы некоторых элементов, в которых орбитали представляют в виде ячеек- квадратов, а электрон в виде стрелок + ½; -1/2.

Из этих формул следует, что в нормальном (неспаренном) состоянии углерод имеет II валентность, Sc – I.Атомы могут переходить в возбуждённое состояние, при котором с ниже лежащих подуровней могут переходить выше лежащие пустые подуровне ( в пределах одного подуровня).

6. Периодический закон и периодическая система д.И. Менделеева Структура периодической системы (период, группа, подгруппа). Зна­чение периодического закона и периодической системы.

Периодический закон Д. И. Менделеева : Свойства простых тел, а также формы и свойства соеди­нений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.(Свойства эл-тов находятся в периодической зависимости от заряда атомов их ядер).

Периодическая система элементов. Ряды элементов, в пре­делах которых свойства изменяются последовательно, как, напри­мер, ряд из восьми элементов от лития до неона или от натрия до аргона, Менделеев назвал периодами. Если напишем эти два периода один под другим так, чтобы под литием находился натрий, а под неоном — аргон, то получим следующее расположение эле­ментов:

Li

Be

В

С

N

0

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

При таком расположении в вертикальные столбцы попадают элементы, сходные по своим свойствам и обладающие одинаковой валентностью, например, литий и натрий, бериллий и магний и т. д.

Разделив все элементы на периоды и располагая один период под другим так, чтобы Сходные по свойствам и типу образуемых соединений элементы приходились друг под другом, Менделеев со­ставил таблицу, названную им периодической системой элементов по группам и рядам.

Значение периодической системы. Периодическая система элементов оказала большое влияние на последующее развитие химии. Она не только была первой естественной классификацией химических элементов, показавшей, что они обра­зуют стройную систему и находятся в тесной связи друг с дру­гом, но и явилась могучим орудием для дальнейших исследо­ваний.

7. Периодическое изменение свойств химических элементов. Атомные и ионные радиусы. Энергия ионизации. Сродство к электрону. Электроотрицательность.

Зависимость атомных радиусов от заряда ядра атома Z имеет периодический характер. В пределах одного периода с увеличе­нием Z проявляется тенденция к уменьшению размеров атома, что особенно четко наблюдается в коротких периодах

С началом застройки нового электронного слоя, более удален­ного от ядра, т. е. при переходе к следующему периоду, атомные радиусы возрастают (сравните, например, радиусы атомов фтора и натрия). В результате в пределах подгруппы с возрастанием заряда ядра размеры атомов увеличиваются.

Потеря атомов электронов приводит к уменьшению его эф­фективных размеров, а присоединение избыточных электронов — к увеличению. Поэтому радиус положительно заряженного иона (катиона) всегда меньше, а радиус отрицательно заряженного нона (аниона) всегда больше радиуса соответствующего электронейтрального атома.

В пределах одной подгруппы радиусы ионов одинакового за­ряда возрастают с увеличением заряда ядра Такая закономерность объясняется увеличением числа элек­тронных слоев и растущим удалением внешних электронов от ядра.

Наиболее ха­рактерным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать внешние электроны и превращаться в положительно заряженные ионы, а неметаллы, наоборот, харак­теризуются способностью присоединять электроны с образованием отрицательных ионов. Для отрыва электрона от атома с превраще­нием последнего в положительный ион нужно затратить некоторую энергию, называемую энергией ионизации.

Энергию ионизации можно определить путем бомбардировки атомов электронами, ускоренными в электрическом поле. То наи­меньшее напряжение поля, при котором скорость электронов ста­новится достаточной для ионизации атомов, называется потен­циалом ионизации атомов данного элемента и выражается в вольтах.

При затрате достаточной энергии можно оторвать от атома два, три и более электронов. Поэтому говорят о первом потен­циале ионизации (энергия отрыва от атома первого элек­трона).втором потенциале ионизации (энергия отрыва второго электрона)

Как отмечалось выше, атомы могут не только отдавать, но и присоединять электроны. Энергия, выделяющаяся при присоедине­нии электрона к свободному атому, называется сродством атома к электрону. Сродство к электрону, как и энергия ионизации, обычно выражается в электронвольтах. Так, сродство к электрону атома водорода равно 0,75 эВ, кислорода—1,47 эВ, фтора —3,52 эВ.

Сродство к электрону атомов металлов, как правило, близко к нулю или отрицательно; из этого следует, что для атомов боль­шинства металлов присоединение электронов энергетически невы­годно. Сродство же к электрону атомов неметаллов всегда поло­жительно и тем больше, чем ближе к благородному газу распо­ложен неметалл в периодической системе; это свидетельствует об усилении неметаллических свойств по мере приближения к концу периода.

studfiles.net

Электронные и электронно-графические формулы атомов элементов. Правило Хунда

Электронные формулы фиксируют занятые электронами уровни и подуровни и количество электронов на них. В электронных формулах используется обозначение уровней и подуровней, т.е. первым, цифровым символом обозначают уровень (номер), а вторым буквенным символом (s, p, d, f) обозначают подуровни. Число электронов на подуровне обозначают верхним первым индексом.

Например: 1Н 1S , для азота N 7 1S2 2S2 2p3

Электронно-графические формулы изображают атом в виде совокупности орбиталей, которые называют квантовыми ячейками. Например, для азота 1S2 2S2 2p3

S-подуровень

n =1, l=0, m=0

 

S

 

S= -1/2 S = +1/2

 
 

n =2

P-подуровень, l=1 m=-1,m=0,m=+1

 

Заполнение орбиталей – ячеек электронами осуществляется в соответствии с принципом Паули, минимизация энергии и правилами Хунда

При данном значении l электроны в атоме располагаются так, что суммарное спиновое число их максимально.

∑S = 1/2+ 1/2+1/2 =3/2

Если заполнили так, т.е. s = +1/2 s = - 1/2, спаренные электроны

∑s= 1/2 + (-1/2) + 1/2 =1/2

Химические свойства атомов определяются в основном строением наружных электронных уровней, которые называются валентными.

Заполненные энергетические подуровни, соответствующие электронным структурам атомов благородных газов, называют электронным остовом. Например: для натрия, имеющего электронную формулу 1S 22S2 2p6 благородного газа неона. Сокращенно электронную формулу благородного газа обозначают его химическим символом в квадратных скобках, например: 1S2 2S2 2p6 = [Ne]

Это позволяет упростить запись электронных формул, например для калия вместо 1S 22S2 2p6 3S2 3p6 4S1 можно написать [Ar] 4S1. Одновременно эта запись наглядно выделяет валентные электроны, определяющие химические свойства атомов элемента.

В электронно-графических (структурных) формулах в отличие от электронных изображают не только заполненные, но и вакантные орбитали валентных подуровней. Это позволяет предсказать изменение валентности элемента в результате перехода его атома в возбужденное состояние, что обозначают символом соответствующего элемента со звездочкой.

Например: 15P * [Ne] 3S2 3P3 n=3 ↓↑ S ↓↓↓ P

 

В невозбужденном состоянии атом фосфора имеет три неспаренных электрона на p-подуровне. При переходе атома в возбужденное состояние электронная пара s-подуровня может разделиться, и один из электронов с S- подуровня может переходить на d-подуровень. Валентность фосфора при этом меняется с трех в основном состоянии до пяти в возбужденном состоянии.

Контрольные вопросы

1 Какие элементарные частицы входят в состав атома?

2 Что такое электрон, протон, нейтрон?

3 Объясните, почему у многих элементов при одном и том же заряде ядра атома могут быть разные массовые числа. Почему у ряда элементов, например у хлора, нецелочисленные атомные массы?

4 Дайте характеристику квантовым числам. Почему в атоме не могут быть два электрона с одинаковыми квантовыми числами? Принцип Паули.

5 Объясните физический смысл графических изображений

S и р-орбиталей: S p

6 Изобразите электронно-структурные формулы атомов углерода, азота и кислорода. Подсчитайте суммы спиновых квантовых чисел электронов в этих атомах. Как изменяются эти суммы при нарушении правила Хунда.

7 Напишите электронную и электронно-структурную формулу атома бора. Какую дополнительную информацию содержит электронно-структурная формула по сравнению с электронной.

8 Правило Клечковского. Какой энергетический уровень и подуровень заполняется вперед 4S или 3d, 5S или 4p, 4f или 6p?

9 Какое основное отличие р-орбиталей от d-орбиталей?

10 Какое число электронов может находиться в энергетических состояниях 2S, 3p, 3d, 5f?

11 Опишите форму орбитали, характеризующейся квантовыми числами: а) n=3, 1=0, m=0 ; б) n=3, 1=1, m=0+1-1; в) n=3, 1=2, m=0+1-1+2-2 Приведите символы орбиталей

12 Охарактеризуйте набором квантовых чисел каждую из следующих орбиталей: 1S, 2p, 3d.

13 Сформулируйте правила, которыми определяется число орбиталей и электронов данного электронного слоя. Например 1=0,1,2 n=1,2,3

14 Какова максимальная емкость электронных слоев К, М, L, N?

15 Зависит ли число орбиталей с данным значением 1 от номера энергетического уровня? Приведите буквенные обозначения орбиталей с указанными значениями 1.

 

 

Рекомендуемая литература

Основная

1 Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1998, глава 2, стр 53-75

2 Князев Д.А., Смарыгин С.Н. Неоганическая химия. М.: Высшая школа, 1990, глава 10, стр 102 -112

Дополнительная

3 Глинка Н.Л. Общая химия.(Под ред. А.И.Ермакова, - 28-е изд., перераб. и доп. – М.; Интеграл-Пресс, 2000 – 728с.)

4 Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. М.;1988.

5 Павлов Н.Н Теоретические основы общей химии. М.,Высшая химия 1978.

 

 

megaobuchalka.ru

Как составить электронную формулу химического элемента в неорганической химии :: SYL.ru

Выясним, как составить электронную формулу химического элемента. Этот вопрос является важным и актуальным, так как дает представление не только о строении, но и о предполагаемых физических и химических свойствах рассматриваемого атома.

Правила составления

Для того чтобы составить графическую и электронную формулу химического элемента, необходимо иметь представление о теории строения атома. Начнем с того, что есть два основных компонента атома: ядро и отрицательные электроны. Ядро включает в себя нейтроны, которые не имеют заряда, а также протоны, обладающие положительным зарядом.

Рассуждая, как составить и определить электронную формулу химического элемента, отметим, что для нахождения числа протонов в ядре, потребуется периодическая система Менделеева.

Номер элемента по порядку соответствует количеству протонов, находящихся в его ядре. Номер периода, в котором располагается атом, характеризует число энергетических слоев, располагаются на которых электроны.

Для определения количества нейтронов, лишенных электрического заряда, необходимо из величины относительной массы атома элемента, отнять его порядковый номер (количество протонов).

Инструкция

Для того чтобы понять, как составить электронную формулу химического элемента, рассмотрим правило заполнения отрицательными частицами подуровней, сформулированное Клечковским.

В зависимости от того, каким запасом свободной энергии обладают свободные орбитали, составляется ряд, характеризующий последовательность заполнения уровней электронами.

Каждая орбиталь содержит всего два электрона, которые располагаются антипараллельными спинами.

Для того чтобы выразить структуру электронных оболочек, применяют графические формулы. Как выглядят электронные формулы атомов химических элементов? Как составлять графические варианты? Эти вопросы включены в школьный курс химии, поэтому остановимся на них подробнее.

Существует определенная матрица (основа), которую используют при составлении графических формул. Для s-орбитали характерна только одна квантовая ячейка, в которой противоположно друг другу располагается два электрона. Их в графическом виде обозначаются стрелками. Для р-орбитали изображают три ячейки, в каждой также находится по два электрона, на d орбитали располагается десять электронов, а f заполняется четырнадцатью электронами.

Примеры составления электронных формул

Продолжим разговор о том, как составить электронную формулу химического элемента. Например, нужно составить графическую и электронную формулу для элемента марганца. Сначала определим положение данного элемента в периодической системе. Он имеет 25 порядковый номер, следовательно, в атоме располагается 25 электронов. Марганец - это элемент четвертого периода, следовательно, у него четыре энергетических уровня.

Как составить электронную формулу химического элемента? Записываем знак элемента, а также его порядковый номер. Пользуясь правилом Клечковского, распределяем по энергетическим уровням и подуровням электроны. Последовательно располагаем их на первом, втором, а также третьем уровне, вписывая в каждую ячейку по два электрона.

Далее суммируем их, получая 20 штук. Три уровня в полном объеме заполнены электронами, а на четвертом остается только пять электронов. Учитывая, что для каждого вида орбитали характерен свой запас энергии, оставшиеся электроны распределяем на 4s и 3d подуровень. В итоге готовая электронно-графическая формула для атома марганца имеет следующий вид:

1s2 / 2s2, 2p6 / 3s2, 3p6 / 4s2, 3d3

Практическое значение

С помощью электронно-графических формул можно наглядно увидеть число свободных (неспаренных) электронов, определяющих валентность данного химического элемента.

Предлагаем обобщенный алгоритм действий, с помощью которого можно составить электронно-графические формулы любых атомов, располагающихся в таблице Менделеева.

В первую очередь необходимо определить количество электронов, используя периодическую систему. Цифра периода указывает на численность энергетических уровней.

Принадлежность к определенной группе связана с количеством электронов, находящихся на наружном энергетическом уровне. Подразделяют уровни на подуровни, заполняют их с учетом правила Клечковского.

Заключение

Для того чтобы определить валентные возможности любого химического элемента, расположенного в таблице Менделеева, необходимо составить электронно-графическую формулу его атома. Алгоритм, приведенный выше, позволит справиться с поставленной задачей, определить возможные химические и физические свойства атома.

www.syl.ru