Էլեկտրոնային գրաֆիկական բանաձև առցանց: Ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը

Մենդելեևի տարրերի պարբերական աղյուսակը. Ատոմի կառուցվածքը.

ՄԵՆԴԵԼԵԵՎԻ ՏԱՐՐԵՐԻ ՊԱՐԲԵՐԱԿԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԸ՝ քիմիական դասակարգում։ ռուսերենով ստեղծված տարրեր. գիտնական Դ.Ի. Մենդելեևը նրա կողմից հայտնաբերված պարբերականության հիման վրա (1869 թ.): օրենք.

Ժամանակակից պարբերական ձևակերպում օրենք. տարրերի հատկությունները (դրսևորվում են պարզ միացություններով և միացություններով) հանդիպում են պարբերական ժամանակաշրջաններում։ կախված իրենց ատոմների միջուկների լիցքից։

Z ատոմային միջուկի լիցքը հավասար է քիմիական նյութի ատոմային (սովորական) թվին։ տարրը P. s. ե. M. Եթե բոլոր տարրերը դասավորեք Z. աճման կարգով (ջրածին H, Z = 1; հելիում He, Z = 2; լիթիում Li, Z == 3; բերիլիում Be, Z = 4 և այլն), ապա դրանք ձևավորվում են. 7 շրջան. Այս ժամանակաշրջաններից յուրաքանչյուրում նկատվում է տարրերի հատկությունների կանոնավոր փոփոխություն՝ շրջանի առաջին տարրից (ալկալիական մետաղ) մինչև վերջինը (ազնիվ գազ)։ Առաջին շրջանը պարունակում է 2 տարր, 2-րդ և 3-րդը՝ 8-ական տարր, 4-րդ և 5-րդը՝ 18, 6-րդը՝ 32, 7-րդ շրջանում հայտնի է 19 տարր։ 2-րդ և 3-րդ շրջանները սովորաբար կոչվում են փոքր, բոլոր հետագա շրջանները կոչվում են մեծ: Եթե ​​ժամանակաշրջանները դասավորեք հորիզոնական շարքերի տեսքով, ապա ստացված աղյուսակը ցույց կտա 8 ուղղահայաց գիծ: սյունակներ; Սրանք տարրերի խմբեր են, որոնք նման են իրենց հատկություններին:

Խմբերի ներսում տարրերի հատկությունները նույնպես բնականաբար փոխվում են՝ կախված Z-ի աճից։ Օրինակ՝ Li - Na - K - Rb - Cs - Fr խմբում քիմիական պարունակությունը մեծանում է։ մետաղի ակտիվությունն ուժեղանում է օքսիդների և հիդրօքսիդների բնույթը.

Ատոմային կառուցվածքի տեսությունից հետևում է, որ տարրերի հատկությունների պարբերականությունը որոշվում է միջուկի շուրջ էլեկտրոնային թաղանթների ձևավորման օրենքներով։ Քանի որ տարրի Z-ն ավելանում է, ատոմը դառնում է ավելի բարդ՝ միջուկը շրջապատող էլեկտրոնների թիվն ավելանում է, և գալիս է մի պահ, երբ ավարտվում է մեկ էլեկտրոնային թաղանթի լցոնումը և սկսվում է հաջորդ՝ արտաքին թաղանթի ձևավորումը։ Մենդելեևյան համակարգում դա համընկնում է նոր շրջանի սկզբի հետ։ Նոր թաղանթում 1, 2, 3 և այլն էլեկտրոններով տարրերն իրենց հատկություններով նման են այն տարրերին, որոնք ունեին նաև 1, 2, 3 և այլն արտաքին էլեկտրոններ, թեև դրանց թիվը ներքին է։ կային մեկ (կամ մի քանի) ավելի քիչ էլեկտրոնային թաղանթ. Na-ն նման է Li-ին (մեկ արտաքին էլեկտրոն), Mg-ը նման է Be-ին (2 արտաքին էլեկտրոն); A1 - B (3 արտաքին էլեկտրոն) և այլն: Տարրի դիրքով P. s. ե. Նրա քիմ. եւ շատ ավելի ֆիզիկական Սբ.

Առաջարկվել են բազմաթիվ (մոտ 1000) գրաֆիկական տարբերակներ։ պատկերները P. s. ե. M. Ամենատարածված 2 տարբերակները P. s. ե. M. - կարճ և երկար սեղաններ; կ.-լ. նրանց միջև հիմնարար տարբերություն չկա. Հավելվածը պարունակում է կարճ աղյուսակի տարբերակներից մեկը: Աղյուսակում առաջին սյունակում տրված են ժամանակաշրջանի համարները (նշված արաբական 1-7 թվերով): Խմբերի համարները վերևում նշված են հռոմեական I - VIII թվերով: Յուրաքանչյուր խումբ բաժանված է երկու ենթախմբի՝ a և b: Տարրերի մի շարք, որոնք ղեկավարվում են փոքր ժամանակաշրջանների տարրերով, որոնք երբեմն կոչվում են: հիմնական ենթախմբեր a-mև (Լին գլխավորում է ալկալիական մետաղների ենթախումբը. F՝ հալոգեններ, He՝ իներտ գազեր և այլն)։ Այս դեպքում կոչվում են մեծ ժամանակաշրջանների տարրերի մնացած ենթախմբերը: կողմնակի ազդեցություն.

Z = 58 - 71 ունեցող տարրեր՝ պայմանավորված նրանց ատոմների կառուցվածքի հատուկ մոտիկությամբ և քիմիայի նմանությամբ։ sv-ն կազմում է լանտանիդների ընտանիքը, որը մաս է կազմում III խումբ, բայց հարմարության համար տեղադրված է աղյուսակի ներքեւում: Z = 90 - 103 տարրերը հաճախ դասակարգվում են ակտինիդների ընտանիքին նույն պատճառներով: Նրանց հաջորդում է Z = 104-ով տարրը` curchatovy և Z = 105-ով տարրը (տես Nilsborium): 1974 թվականի հուլիսին Owls. ֆիզիկոսները զեկուցել են Z = 106 ունեցող տարրի հայտնաբերման մասին, իսկ հունվարին. 1976 - Z = 107 տարրերով: Հետագայում սինթեզվեցին Z = 108 և 109 տարրեր: Ստորին. Պ.-ի սահման. ե. M.-ն հայտնի է - այն տրվում է ջրածնով, քանի որ չի կարող լինել մեկից պակաս միջուկային լիցք ունեցող տարր։ Հարցն այն է, թե ինչ վերին սահմանը P.S. ե. Մ., այսինքն՝ ինչ ծայրահեղ արժեքի կարող է հասնել արվեստը։ տարրերի սինթեզը մնում է չլուծված։ (Ծանր միջուկները անկայուն են, հետևաբար ամերիցիումը Z = 95-ով և հետագա տարրերով բնության մեջ չեն հանդիպում, բայց ստացվում են. միջուկային ռեակցիաներ; սակայն, ավելի հեռավոր տրանսուրանի տարրերի տարածաշրջանում հայտնվել է այսպես կոչված. կայունության կղզիներ, մասնավորապես Z = 114-ի համար:) Արվեստում. պարբերաբար նոր տարրերի սինթեզ. օրենք և Պ. ե. Առաջնային դեր են խաղում Մ. Մենդելեևի օրենքը և համակարգը բնագիտության կարևորագույն ընդհանրացումներից են և կազմում են ժամանակակից գիտության հիմքը։ ուսմունք կղզու կառուցվածքի մասին.

Էլեկտրոնային կառուցվածքատոմ.

Այս և հաջորդ պարբերությունները խոսում են ատոմի էլեկտրոնային թաղանթի մոդելների մասին։ Կարևոր է հասկանալ, որ մենք խոսում ենք մոդելներ. Իրական ատոմները, իհարկե, ավելի բարդ են, և մենք դեռևս ամեն ինչ չգիտենք դրանց մասին: Այնուամենայնիվ, ժամանակակից տեսական մոդելատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս հաջողությամբ բացատրել և նույնիսկ կանխատեսել քիմիական տարրերի շատ հատկություններ, հետևաբար այն լայնորեն կիրառվում է բնական գիտություններում:

Սկսելու համար ավելի մանրամասն քննարկենք Ն. Բորի առաջարկած «մոլորակային» մոդելը (նկ. 2-3 գ):

Բրինձ. 2-3 ք. Բորի «մոլորակային» մոդելը.

Դանիացի ֆիզիկոս Ն. Բորը 1913 թվականին առաջարկեց ատոմի մոդել, որտեղ էլեկտրոնային մասնիկները պտտվում են ատոմի միջուկի շուրջ մոտավորապես այնպես, ինչպես մոլորակները պտտվում են Արեգակի շուրջը։ Բորն առաջարկեց, որ ատոմներում էլեկտրոնները կարող են կայուն գոյություն ունենալ միայն միջուկից հեռացված ուղեծրերում խիստ որոշակի հեռավորությունների վրա: Նա այդ ուղեծրերն անվանեց անշարժ: Անշարժ ուղեծրերից դուրս էլեկտրոն չի կարող գոյություն ունենալ: Ինչու էր դա այդպես, Բորն այն ժամանակ չկարողացավ բացատրել: Բայց նա ցույց տվեց, որ նման մոդելը թույլ է տալիս բացատրել բազմաթիվ փորձարարական փաստեր (սա ավելի մանրամասն քննարկվում է 2.7 պարագրաֆում):

Բորի մոդելում էլեկտրոնի ուղեծրերը նշանակված են 1, 2, 3, ... ամբողջ թվերով: n, սկսած միջուկին ամենամոտից։ Հետևյալում մենք կանվանենք այդպիսի ուղեծրեր մակարդակները. Ջրածնի ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը նկարագրելու համար միայն մակարդակները բավարար են: Բայց ավելի բարդ ատոմներում, ինչպես պարզվեց, մակարդակները բաղկացած են նմանատիպ էներգիաներից ենթամակարդակներ. Օրինակ, 2-րդ մակարդակը բաղկացած է երկու ենթամակարդակներից (2s և 2p): Երրորդ մակարդակը բաղկացած է 3 ենթամակարդակներից (3s, 3p և 3d), ինչպես ցույց է տրված Նկ. 2-6. Չորրորդ մակարդակը (այն չէր տեղավորվում նկարում) բաղկացած է 4s, 4p, 4d, 4f ենթամակարդակներից։ Բաժին 2.7-ում մենք ձեզ կպատմենք, թե կոնկրետ որտեղից են առաջացել ենթամակարդակների այս անվանումները և ֆիզիկական փորձերի մասին, որոնք հնարավորություն են տվել «տեսնել» էլեկտրոնային մակարդակներն ու ենթամակարդակները ատոմներում:

Բրինձ. 2-6. Բորի մոդելը ատոմների համար ավելի բարդ է, քան ջրածնի ատոմը: Նկարչությունը մասշտաբային չէ. իրականում նույն մակարդակի ենթամակարդակները շատ ավելի մոտ են միմյանց:

Ցանկացած ատոմի էլեկտրոնային թաղանթում կան ճիշտ այնքան էլեկտրոններ, որքան պրոտոնները նրա միջուկում, ուստի ատոմը որպես ամբողջություն էլեկտրականորեն չեզոք է: Ատոմի էլեկտրոնները բնակեցնում են միջուկին ամենամոտ մակարդակներն ու ենթամակարդակները, քանի որ այս դեպքում նրանց էներգիան ավելի քիչ է, քան եթե դրանք բնակեցված լինեն ավելի հեռավոր մակարդակներում: Յուրաքանչյուր մակարդակ և ենթամակարդակ կարող է պահել միայն որոշակի քանակությամբ էլեկտրոններ:

Ենթամակարդակներն իրենց հերթին բաղկացած են հավասար էներգիայից ուղեծրեր(նրանք ներկայացված չեն նկ. 2-6-ում): Պատկերավոր ասած, եթե ատոմի էլեկտրոնային ամպը համեմատվում է քաղաքի կամ փողոցի հետ, որտեղ «բնակվում են» տվյալ ատոմի բոլոր էլեկտրոնները, ապա մակարդակը կարելի է համեմատել տան հետ, ենթամակարդակը բնակարանի հետ, իսկ ուղեծրը՝ սենյակ էլեկտրոնների համար. Ցանկացած ենթամակարդակի բոլոր ուղեծրերն ունեն նույն էներգիան։ S-ենթամակարդակում կա միայն մեկ «սենյակ»՝ ուղեծրը: p-ենթամակարդակն ունի 3 ուղեծր, d-ենթամակարդակը ունի 5, իսկ f-ենթամակարդակը ունի 7 ուղեծր: Յուրաքանչյուր «սենյակային» ուղեծրում կարող են «ապրել» մեկ կամ երկու էլեկտրոն: Մեկ ուղեծրում երկուսից ավելի էլեկտրոնների արգելքը կոչվում է Պաուլիի արգելքը- դա հայտնաբերած գիտնականի անունով կարևոր հատկանիշատոմի կառուցվածքը. Ատոմի յուրաքանչյուր էլեկտրոն ունի իր «հասցեն», որը գրված է չորս թվերից բաղկացած մի շարք, որը կոչվում է «քվանտ»: Քվանտային թվերը մանրամասն կքննարկվեն 2.7 բաժնում: Այստեղ մենք միայն կնշենք հիմնական քվանտային թիվը n(տե՛ս նկ. 2-6), որը էլեկտրոնի «հասցեում» ցույց է տալիս այն մակարդակի թիվը, որում գոյություն ունի այս էլեկտրոնը։

©2015-2019 կայք
Բոլոր իրավունքները պատկանում են դրանց հեղինակներին: Այս կայքը չի հավակնում հեղինակության, այլ տրամադրում է անվճար օգտագործումը.
Էջի ստեղծման ամսաթիվ՝ 2016-08-20

Երբվանից սկսած քիմիական ռեակցիաներԱրձագանքող ատոմների միջուկները մնում են անփոփոխ (բացառությամբ ռադիոակտիվ փոխակերպումների), ապա ատոմների քիմիական հատկությունները կախված են նրանց էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքից։ Տեսություն ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքըկառուցված քվանտային մեխանիկայի ապարատի հիման վրա։ Այսպիսով, ատոմային էներգիայի մակարդակների կառուցվածքը կարելի է ձեռք բերել ատոմային միջուկի շուրջ տարածության մեջ էլեկտրոններ գտնելու հավանականությունների քվանտային մեխանիկական հաշվարկների հիման վրա ( բրինձ. 4.5).

Բրինձ. 4.5. Էներգիայի մակարդակները ենթամակարդակների բաժանելու սխեմա

Ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքի տեսության հիմունքները հանգեցվում են հետևյալ դրույթներին. Ատոմում յուրաքանչյուր էլեկտրոնի վիճակը բնութագրվում է չորս քվանտային թվերով. հիմնական քվանտային թիվը. n = 1, 2, 3,; ուղեծրային (ազիմուտալ) l=0,1,2, n–1; մագնիսական մ լ = –l, –1,0,1,  լ; պտտել մ ս = -1/2, 1/2 .

Համաձայն Պաուլիի սկզբունքը, նույն ատոմում չի կարող լինել երկու էլեկտրոն, որոնք ունեն չորս քվանտային թվերի նույն բազմությունը n, l, m լ , մ ս; Նույն հիմնական քվանտային թվերով էլեկտրոնների հավաքածուները ձևավորում են էլեկտրոնային շերտեր կամ ատոմի էներգիայի մակարդակներ, որոնք համարակալված են միջուկից և նշվում են որպես K, L, M, N, O, P, Q, և էներգիայի շերտում՝ տրված արժեքով nկարող է լինել ոչ ավելի, քան 2n 2 էլեկտրոններ. Նույն քվանտային թվերով էլեկտրոնների հավաքածուներ nԵվ լ, ձևավորել ենթամակարդակներ, որոնք նշանակվում են, երբ դրանք հեռանում են միջուկից որպես s, p, d, f.

Ատոմային միջուկի շուրջ տարածության մեջ էլեկտրոնի դիրքի հավանականական որոշումը համապատասխանում է Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքին։ Ըստ քվանտային մեխանիկական հասկացությունների՝ ատոմում էլեկտրոնը չունի շարժման հատուկ հետագիծ և կարող է տեղակայվել միջուկի շուրջ տարածության ցանկացած մասում, և նրա տարբեր դիրքերը համարվում են որպես էլեկտրոնային ամպ՝ որոշակի բացասական լիցքի խտությամբ: Միջուկի շուրջ տարածությունը, որում ամենայն հավանականությամբ էլեկտրոն կգտնվի, կոչվում է ուղեծրային. Այն պարունակում է էլեկտրոնային ամպի մոտ 90%-ը։ Յուրաքանչյուր ենթամակարդակ 1s, 2s, 2pև այլն: համապատասխանում է որոշակի ձևի ուղեծրերի որոշակի քանակի։ Օրինակ, 1 վ- Եվ 2s-ուղեծրերը գնդաձև են և 2p- ուղեծրեր ( 2p x , 2 p y , 2 p զ- ուղեծրեր) ուղղված են փոխադարձ ուղղահայաց ուղղություններով և ունեն համրի ձև ( բրինձ. 4.6).

Բրինձ. 4.6. Էլեկտրոնային ուղեծրերի ձևը և կողմնորոշումը:

Քիմիական ռեակցիաների ժամանակ ատոմային միջուկը չի ենթարկվում փոփոխությունների, փոխվում են միայն ատոմների էլեկտրոնային թաղանթները, որոնց կառուցվածքը բացատրում է քիմիական տարրերի շատ հատկություններ։ Ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքի տեսության հիման վրա ստեղծվել է Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական օրենքի խորը ֆիզիկական իմաստը և ստեղծվել է քիմիական կապի տեսությունը։

Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի տեսական հիմնավորումը ներառում է տվյալներ ատոմի կառուցվածքի վերաբերյալ, որոնք հաստատում են կապի առկայությունը քիմիական տարրերի հատկությունների փոփոխությունների պարբերականության և դրանց ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների նմանատիպ տեսակների պարբերական կրկնության միջև:

Ատոմի կառուցվածքի վարդապետության լույսի ներքո Մենդելեևի կողմից բոլոր տարրերի բաժանումը յոթ ժամանակաշրջանների արդարացված է դառնում. ժամանակահատվածի թիվը համապատասխանում է էլեկտրոններով լցված ատոմների էներգիայի մակարդակների քանակին: Փոքր ժամանակաշրջաններում, ատոմային միջուկների դրական լիցքի ավելացման հետ մեկտեղ, արտաքին մակարդակում էլեկտրոնների թիվը մեծանում է (առաջին շրջանում 1-ից 2, իսկ երկրորդ և երրորդ ժամանակաշրջաններում 1-ից 8), ինչը բացատրում է. Տարրերի հատկությունների փոփոխություն. ժամանակաշրջանի սկզբում (բացառությամբ առաջինի) առկա է ալկալի մետաղ, այնուհետև աստիճանաբար թուլանում է. մետաղական հատկություններև ոչ մետաղականների ամրացում։ Այս օրինակին կարելի է հետևել երկրորդ շրջանի տարրերի համար աղյուսակ 4.2.

Աղյուսակ 4.2.

Մեծ ժամանակաշրջաններում, քանի որ միջուկների լիցքը մեծանում է, մակարդակները էլեկտրոններով լցնելն ավելի դժվար է, ինչը բացատրում է տարրերի հատկությունների ավելի բարդ փոփոխությունը փոքր ժամանակաշրջանների տարրերի համեմատ:

Ենթախմբերում քիմիական տարրերի հատկությունների նույնական բնույթը բացատրվում է արտաքին էներգիայի մակարդակի նման կառուցվածքով, ինչպես ցույց է տրված. սեղան 4.3, որը ցույց է տալիս էներգիայի մակարդակները էլեկտրոններով լցնելու հաջորդականությունը ալկալային մետաղների ենթախմբերի համար։

Աղյուսակ 4.3.

Խմբի համարը սովորաբար ցույց է տալիս ատոմի էլեկտրոնների թիվը, որոնք կարող են մասնակցել քիմիական կապերի ձևավորմանը։ Սա խմբի համարի ֆիզիկական նշանակությունն է: Պարբերական աղյուսակի չորս տեղերում տարրերը դասավորված չեն ատոմային զանգվածի մեծացման հերթականությամբ. ԱրԵվ Կ,ԸնկԵվ Նի,ՏեԵվ Ի,ԹԵվ Պա. Այս շեղումները համարվում էին քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի թերություններ։ Ատոմի կառուցվածքի ուսմունքը բացատրեց այս շեղումները։ Միջուկային լիցքերի փորձարարական որոշումը ցույց է տվել, որ այդ տարրերի դասավորությունը համապատասխանում է նրանց միջուկների լիցքերի ավելացմանը։ Բացի այդ, ատոմային միջուկների լիցքերի փորձարարական որոշումը հնարավորություն է տվել որոշել ջրածնի և ուրանի միջև եղած տարրերի քանակը, ինչպես նաև լանտանիդների քանակը։ Այժմ պարբերական աղյուսակի բոլոր տեղերը լրացվում են սկսած միջակայքում Z=1նախքան Z=114, սակայն պարբերական աղյուսակավարտված չէ, հնարավոր է նոր տրանսուրանի տարրերի հայտնաբերում:

«Ատոմ» հասկացությունը մարդկությանը ծանոթ է եղել դեռևս ժամանակներից Հին Հունաստան. Ըստ հին փիլիսոփաների պնդման՝ ատոմը ամենափոքր մասնիկն է, որը նյութի մի մասն է։

Ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը

Ատոմը բաղկացած է դրական լիցքավորված միջուկից, որը պարունակում է պրոտոններ և նեյտրոններ։ Էլեկտրոնները շարժվում են միջուկի շուրջ ուղեծրերով, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է բնութագրվել չորս քվանտային թվերի բազմությամբ՝ հիմնական (n), ուղեծրային (l), մագնիսական (ml) և սպին (ms կամ s):

Հիմնական քվանտային թիվը որոշում է էլեկտրոնի էներգիան և էլեկտրոնային ամպերի չափը։ Էլեկտրոնի էներգիան հիմնականում կախված է միջուկից էլեկտրոնի հեռավորությունից. որքան մոտ է էլեկտրոնը միջուկին, այնքան ցածր է նրա էներգիան։ Այլ կերպ ասած, հիմնական քվանտային թիվը որոշում է էլեկտրոնի գտնվելու վայրը որոշակի էներգիայի մակարդակում (քվանտային շերտ): Հիմնական քվանտային թիվն ունի մի շարք ամբողջ թվերի արժեքներ 1-ից մինչև անսահմանություն:

Ուղեծրային քվանտային թիվը բնութագրում է էլեկտրոնային ամպի ձևը։ Տարբեր ձևԷլեկտրոնային ամպերը որոշում են մեկում էլեկտրոնային էներգիայի փոփոխությունը էներգիայի մակարդակը, այսինքն. այն բաժանելով էներգետիկ ենթամակարդակների: Ուղեծրային քվանտային թիվը կարող է ունենալ զրոյից մինչև (n-1) արժեքներ՝ ընդհանուր n արժեքի համար: Էներգիայի ենթամակարդակները նշանակվում են տառերով.

Մագնիսական քվանտային թիվը ցույց է տալիս ուղեծրի կողմնորոշումը տարածության մեջ։ Այն ընդունում է ցանկացած ամբողջ թիվ թվային արժեք(+l)-ից մինչև (-l), ներառյալ զրո: Թիվ հնարավոր արժեքներմագնիսական քվանտային թիվը հավասար է (2լ+1):

Էլեկտրոնը, որը շարժվում է ատոմային միջուկի դաշտում, բացի ուղեծրի անկյունային իմպուլսից, ունի նաև իր անկյունային իմպուլսը, որը բնութագրում է իր սպինաձև պտույտը սեփական առանցքի շուրջ։ Էլեկտրոնի այս հատկությունը կոչվում է սպին։ Սպինի մեծությունն ու կողմնորոշումը բնութագրվում է սպին քվանտային թվով, որը կարող է ընդունել (+1/2) և (-1/2) արժեքներ։ Դրական և բացասական պտույտի արժեքները կապված են դրա ուղղության հետ:

Մինչ վերը նշված բոլորը հայտնի կդառնան և փորձնականորեն հաստատվեր, ատոմի կառուցվածքի մի քանի մոդելներ կային։ Ատոմի կառուցվածքի առաջին մոդելներից մեկն առաջարկել է Է.Ռադերֆորդը, ով ալֆա մասնիկների ցրման վերաբերյալ փորձերի ժամանակ ցույց է տվել, որ ատոմի գրեթե ամբողջ զանգվածը կենտրոնացած է շատ փոքր ծավալում՝ դրական լիցքավորված միջուկում։ . Նրա մոդելի համաձայն՝ էլեկտրոնները միջուկի շուրջը շարժվում են բավական մեծ հեռավորության վրա, և նրանց թիվն այնպիսին է, որ ընդհանուր առմամբ ատոմը էլեկտրականորեն չեզոք է։

Ռադերֆորդի ատոմի կառուցվածքի մոդելը մշակել է Ն. Բորը, ով իր հետազոտության մեջ նաև միավորել է Էյնշտեյնի ուսմունքները լույսի քվանտների և Պլանկի ճառագայթման քվանտային տեսության վերաբերյալ։ Մենք ավարտեցինք մեր սկսածը և աշխարհին ներկայացրեցինք ատոմի կառուցվածքի ժամանակակից մոդելը քիմիական տարրԼուի դը Բրոյլը և Շրյոդինգերը.

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	Թվարկե՛ք ազոտի (ատոմային թիվ 14), սիլիցիումի (ատոմային թիվ 28) և բարիումի (ատոմային համարը 137) միջուկներում պարունակվող պրոտոնների և նեյտրոնների թիվը։
Լուծում	Քիմիական տարրի ատոմի միջուկում պրոտոնների թիվը որոշվում է դրանով սերիական համարպարբերական համակարգում, և նեյտրոնների թիվը տարբերությունն է զանգվածային համարը(M) և միջուկային լիցքը (Z): Ազոտ: n(N)= M -Z = 14-7 = 7: Սիլիկոն: n(Si)= M -Z = 28-14 = 14: Բարիում: n (Ba) = M -Z = 137-56 = 81:
Պատասխանել	Ազոտի միջուկում պրոտոնների թիվը 7 է, նեյտրոններինը՝ 7; Սիլիցիումի ատոմի միջուկում կա 14 պրոտոն և 14 նեյտրոն. Բարիումի ատոմի միջուկում կա 56 պրոտոն և 81 նեյտրոն։

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Էներգիայի ենթամակարդակները դասավորե՛ք այն հերթականությամբ, որով դրանք լցված են էլեկտրոններով. ա) 3p, 3d, 4s, 4p; բ) 4դ , 5s, 5p, 6s; գ) 4 զ , 5 վրկ , 6r; 4դ , 6s; դ) 5d, 6s, 6p, 7s, 4f .
Լուծում	Էներգետիկ ենթամակարդակները լցված են էլեկտրոններով՝ Կլեչկովսկու կանոններին համապատասխան։ Պահանջվող պայմանհիմնական և ուղեծրային քվանտային թվերի գումարի նվազագույն արժեքն է։ S-ենթամակարդակը բնութագրվում է 0, p - 1, d - 2 և f-3 թվերով: Երկրորդ պայմանն այն է, որ ենթամակարդակը հետ ամենացածր արժեքըհիմնական քվանտային թիվը.
Պատասխանել	ա) 3p, 3d, 4s, 4p ուղեծրերը կհամապատասխանեն 4, 5, 4 և 5 թվերին։ Հետևաբար, էլեկտրոններով լցվելը տեղի կունենա հետևյալ հաջորդականությամբ՝ 3p, 4s, 3d, 4p։ բ) 4d ուղեծրեր , 5s, 5p, 6s կհամապատասխանեն 7, 5, 6 և 6 թվերին։ Հետևաբար, էլեկտրոններով լցվելը տեղի կունենա հետևյալ հաջորդականությամբ՝ 5s, 5p, 6s, 4d։ գ) Օրբիտալներ 4f , 5 վրկ , 6r; 4դ , 6s-ը կհամապատասխանի 7, 5, 76 և 6 թվերին: Հետևաբար, էլեկտրոններով լցվելը տեղի կունենա հետևյալ հաջորդականությամբ՝ 5s, 4d. , 6s, 4f, 6r. դ) 5d, 6s, 6p, 7s, 4f ուղեծրերը կհամապատասխանեն 7, 6, 7, 7 և 7 թվերին։ Հետևաբար, էլեկտրոններով լցվելը տեղի կունենա հետևյալ հաջորդականությամբ՝ 6s, 4f, 5d, 6p, 7s։

Եկեք նայենք, թե ինչպես է ստեղծվում ատոմը: Նկատի ունեցեք, որ մենք խոսելու ենք բացառապես մոդելների մասին։ Գործնականում ատոմները շատ ավելի բարդ կառուցվածք են: Սակայն ժամանակակից զարգացումների շնորհիվ մենք կարողանում ենք բացատրել և նույնիսկ հաջողությամբ կանխատեսել հատկությունները (նույնիսկ եթե ոչ բոլորը): Այսպիսով, ինչպիսի՞ն է ատոմի կառուցվածքը: Ինչից է դա պատրաստված?

Ատոմի մոլորակային մոդել

Այն առաջին անգամ առաջարկվել է դանիացի ֆիզիկոս Ն.Բորի կողմից 1913 թվականին։ Սա ատոմային կառուցվածքի առաջին տեսությունն է, որը հիմնված է գիտական ​​փաստեր. Բացի այդ, այն հիմք դրեց ժամանակակից թեմատիկ տերմինաբանությանը: Դրանում արտադրվում են էլեկտրոնի մասնիկները պտտվող շարժումներատոմի շուրջը նույն սկզբունքով, ինչ Արեգակի շուրջը գտնվող մոլորակները։ Բորն առաջարկեց, որ դրանք կարող են գոյություն ունենալ բացառապես միջուկից խիստ սահմանված հեռավորության վրա գտնվող ուղեծրերում: Գիտնականը չի կարողացել բացատրել, թե ինչու է դա այդպես, գիտական ​​տեսանկյունից, սակայն նման մոդելը հաստատվել է բազմաթիվ փորձերով: Ամբողջ թվերը օգտագործվել են ուղեծրեր նշանակելու համար՝ սկսած մեկից, որը համարակալվել է միջուկին ամենամոտ: Այս բոլոր ուղեծրերը կոչվում են նաև մակարդակներ։ Ջրածնի ատոմն ունի միայն մեկ մակարդակ, որի վրա պտտվում է մեկ էլեկտրոն։ Բայց բարդ ատոմները նույնպես ունեն մակարդակներ։ Նրանք բաժանված են բաղադրիչների, որոնք միավորում են նմանատիպ էներգետիկ պոտենցիալ ունեցող էլեկտրոնները։ Այսպիսով, երկրորդն արդեն ունի երկու ենթամակարդակներ՝ 2s և 2p։ Երրորդն արդեն ունի երեք՝ 3s, 3p և 3d: Եվ այսպես շարունակ։ Նախ, միջուկին ավելի մոտ գտնվող ենթամակարդակները «բնակեցված» են, իսկ հետո՝ հեռավորները: Նրանցից յուրաքանչյուրը կարող է պահել միայն որոշակի քանակությամբ էլեկտրոններ: Բայց սա դեռ վերջը չէ։ Յուրաքանչյուր ենթամակարդակ բաժանված է ուղեծրերի։ Համեմատություն անենք սովորական կյանքի հետ։ Ատոմի էլեկտրոնային ամպը համեմատելի է քաղաքի հետ։ Մակարդակները փողոցներ են։ Ենթամակարդակ - առանձնատունկամ բնակարան. Օրբիտալ - սենյակ: Նրանցից յուրաքանչյուրը «ապրում է» մեկ կամ երկու էլեկտրոն։ Նրանք բոլորն ունեն կոնկրետ հասցեներ։ Սա ատոմի կառուցվածքի առաջին դիագրամն էր։ Եվ վերջապես, էլեկտրոնների հասցեների մասին. դրանք որոշվում են թվերի բազմություններով, որոնք կոչվում են «քվանտ»:

Ատոմի ալիքային մոդել

Սակայն ժամանակի ընթացքում մոլորակային մոդելը վերանայվեց: Առաջարկվեց ատոմային կառուցվածքի երկրորդ տեսությունը։ Այն ավելի առաջադեմ է և թույլ է տալիս բացատրել գործնական փորձերի արդյունքները: Առաջինին փոխարինել է ատոմի ալիքային մոդելը, որն առաջարկել է Է.Շրյոդինգերը։ Հետո արդեն հաստատվեց, որ էլեկտրոնը կարող է իրեն դրսևորել ոչ միայն որպես մասնիկ, այլ նաև որպես ալիք։ Ի՞նչ արեց Շրյոդինգերը: Նա կիրառեց մի հավասարում, որը նկարագրում է ալիքի շարժումը: Այսպիսով, կարելի է գտնել ոչ թե ատոմի էլեկտրոնի հետագիծը, այլ որոշակի կետում դրա հայտնաբերման հավանականությունը: Երկու տեսությունները միավորողն այն է, որ տարրական մասնիկները տեղակայված են որոշակի մակարդակներում, ենթամակարդակներում և ուղեծրերում: Հենց այստեղ էլ ավարտվում է մոդելների նմանությունը։ Մի օրինակ բերեմ՝ ալիքային տեսության մեջ ուղեծրը այն շրջանն է, որտեղ 95% հավանականությամբ կարելի է գտնել էլեկտրոն: Տիեզերքի մնացած մասը կազմում է 5%, բայց վերջում պարզվեց, որ ատոմների կառուցվածքային առանձնահատկությունները պատկերված են ալիքային մոդելի միջոցով, չնայած այն հանգամանքին, որ օգտագործված տերմինաբանությունը տարածված է։

Հավանականության հայեցակարգն այս դեպքում

Ինչու՞ օգտագործվեց այս տերմինը: Հայզենբերգը ձևակերպել է անորոշության սկզբունքը 1927 թվականին, որն այժմ օգտագործվում է միկրոմասնիկների շարժումը նկարագրելու համար։ Այն հիմնված է սովորական ֆիզիկական մարմիններից նրանց հիմնարար տարբերության վրա: Ի՞նչ է դա։ Դասական մեխանիկան ենթադրում էր, որ մարդը կարող է դիտել երևույթները՝ առանց դրանց վրա ազդելու (դիտարկում երկնային մարմիններ) Ստացված տվյալների հիման վրա կարելի է հաշվարկել, թե օբյեկտը որտեղ կլինի ժամանակի որոշակի կետում: Բայց միկրոտիեզերքում ամեն ինչ անպայման տարբեր է: Այսպիսով, օրինակ, այժմ հնարավոր չէ դիտարկել էլեկտրոնը առանց դրա վրա ազդելու՝ գործիքի և մասնիկի էներգիաների անհամեմատելի լինելու պատճառով։ Սա հանգեցնում է նրա գտնվելու վայրի փոփոխության տարրական մասնիկ, վիճակը, ուղղությունը, շարժման արագությունը և այլ պարամետրեր։ Իսկ ճշգրիտ բնութագրերի մասին խոսելն անիմաստ է։ Անորոշության սկզբունքն ինքնին մեզ ասում է, որ անհնար է հաշվարկել միջուկի շուրջ էլեկտրոնի ճշգրիտ հետագիծը: Դուք կարող եք նշել միայն տարածության որոշակի տարածքում մասնիկ գտնելու հավանականությունը: Սա քիմիական տարրերի ատոմների կառուցվածքի առանձնահատկությունն է։ Բայց դա պետք է հաշվի առնեն բացառապես գիտնականները գործնական փորձերի ժամանակ։

Ատոմային կազմը

Բայց եկեք կենտրոնանանք ամբողջ թեմայի վրա: Այսպիսով, բացի լավ դիտարկված էլեկտրոնային թաղանթից, ատոմի երկրորդ բաղադրիչը միջուկն է։ Այն բաղկացած է դրական լիցքավորված պրոտոններից և չեզոք նեյտրոններից։ Մենք բոլորս ծանոթ ենք պարբերական համակարգին։ Յուրաքանչյուր տարրի թիվը համապատասխանում է նրա պարունակած պրոտոնների քանակին։ Նեյտրոնների թիվը հավասար է ատոմի զանգվածի և նրա պրոտոնների քանակի տարբերությանը։ Այս կանոնից կարող են լինել շեղումներ: Հետո ասում են, որ տարրի իզոտոպ կա։ Ատոմի կառուցվածքն այնպիսին է, որ այն «շրջապատված է» էլեկտրոնային թաղանթով։ սովորաբար հավասար է պրոտոնների քանակին: Վերջինիս զանգվածը մոտավորապես 1840 անգամ մեծ է առաջինի զանգվածից և մոտավորապես հավասար է նեյտրոնի քաշին։ Միջուկի շառավիղը ատոմի տրամագծի մոտ 1/200000 է։ Այն ինքնին ունի գնդաձև ձև: Սա, ընդհանուր առմամբ, քիմիական տարրերի ատոմների կառուցվածքն է։ Չնայած զանգվածի և հատկությունների տարբերությանը, դրանք մոտավորապես նույն տեսքն ունեն։

Ուղեծրեր

Խոսելով այն մասին, թե ինչ է ատոմային կառուցվածքի դիագրամը, չի կարելի լռել դրանց մասին։ Այսպիսով, կան հետևյալ տեսակները.

1. ս. Նրանք ունեն գնդաձև ձև:
2. էջ Նրանք նման են եռաչափ ութնյակների կամ spindle-ի:
3. դ և զ. Նրանք ունեն բարդ ձև, որը դժվար է նկարագրել պաշտոնական լեզվով:

Յուրաքանչյուր տեսակի էլեկտրոն կարելի է գտնել համապատասխան ուղեծրում 95% հավանականությամբ։ Ներկայացված տեղեկատվությանը պետք է հանգիստ վերաբերվել, քանի որ այն բավականին վերացական է մաթեմատիկական մոդել, այլ ոչ թե իրավիճակի ֆիզիկական իրականությունը: Բայց այս ամենով հանդերձ, այն լավ կանխատեսող ուժ ունի ատոմների և նույնիսկ մոլեկուլների քիմիական հատկությունների վերաբերյալ: Որքան հեռու է մակարդակը միջուկից, այնքան ավելի շատ էլեկտրոններ կարող են տեղադրվել դրա վրա: Այսպիսով, ուղեծրերի թիվը կարելի է հաշվարկել հատուկ բանաձևով՝ x 2: Այստեղ x-ը հավասար է մակարդակների թվին: Եվ քանի որ մինչև երկու էլեկտրոն կարող է տեղադրվել ուղեծրում, ի վերջո դրանց թվային որոնման բանաձևը կունենա հետևյալ տեսքը՝ 2x2:

Ուղեծրեր՝ տեխնիկական տվյալներ

Եթե ​​խոսենք ֆտորի ատոմի կառուցվածքի մասին, ապա այն կունենա երեք ուղեծրեր։ Նրանք բոլորը կլցվեն։ Մեկ ենթամակարդակի ներսում ուղեծրերի էներգիան նույնն է: Նրանց նշանակելու համար ավելացրեք շերտի համարը՝ 2s, 4p, 6d: Վերադառնանք ֆտորի ատոմի կառուցվածքի մասին խոսակցությանը։ Այն կունենա երկու s- և մեկ p-ենթամակարդակ: Այն ունի ինը պրոտոն և նույնքան էլեկտրոն։ Առաջին s-մակարդակը: Դա երկու էլեկտրոն է: Այնուհետև երկրորդ s-մակարդակը: Եվս երկու էլեկտրոն: Իսկ 5-ը լրացնում է p-մակարդակը: Սա նրա կառուցվածքն է։ Հետևյալ ենթավերնագիրը կարդալուց հետո կարող եք ինքներդ կատարել անհրաժեշտ քայլերը և համոզվել դրանում։ Եթե ​​խոսենք այն մասին, թե որին է պատկանում նաև ֆտորը, ապա պետք է նշել, որ դրանք, թեև նույն խմբում են, բայց բոլորովին տարբեր են իրենց բնութագրերով։ Այսպիսով, դրանց եռման կետը տատանվում է -188-ից 309 աստիճան Ցելսիուսի սահմաններում։ Ուրեմն ինչու էին նրանք միավորված: Ամբողջ շնորհակալություն քիմիական հատկություններ. Բոլոր հալոգենները և առավելագույն չափով ֆտորն ունեն ամենաբարձր օքսիդացման ունակությունը: Նրանք փոխազդում են մետաղների հետ և կարող են ինքնաբուխ բռնկվել սենյակային ջերմաստիճանում առանց որևէ խնդրի։

Ինչպե՞ս են լրացվում ուղեծրերը:

Ի՞նչ կանոններով և սկզբունքներով են դասավորված էլեկտրոնները: Առաջարկում ենք ծանոթանալ երեք հիմնականների հետ, որոնց ձևակերպումը պարզեցվել է ավելի լավ հասկանալու համար.

1. Նվազագույն էներգիայի սկզբունքը. Էլեկտրոնները հակված են լրացնել ուղեծրերը էներգիայի ավելացման կարգով:
2. Պաուլիի սկզբունքը. Մեկ ուղեծրը չի կարող պարունակել ավելի քան երկու էլեկտրոն:
3. Հունդի կանոն. Մեկ ենթամակարդակի շրջանակներում էլեկտրոնները նախ լրացնում են դատարկ ուղեծրերը, և միայն դրանից հետո ձևավորում զույգեր։

Ատոմի կառուցվածքը կօգնի լրացնել այն և այս դեպքում պատկերային առումով ավելի հասկանալի կդառնա։ Հետևաբար, երբ գործնականում աշխատում ենք սխեմաների կառուցման հետ, անհրաժեշտ է այն պահել ձեռքի տակ:

Օրինակ

Հոդվածի շրջանակներում ասված ամեն ինչ ամփոփելու համար կարող եք օրինակ կազմել, թե ինչպես են ատոմի էլեկտրոնները բաշխված իրենց մակարդակների, ենթամակարդակների և ուղեծրերի միջև (այսինքն, ինչպիսին է մակարդակների կազմաձևումը): Այն կարող է պատկերվել որպես բանաձև, էներգիայի դիագրամ կամ շերտի դիագրամ: Այստեղ շատ լավ նկարազարդումներ կան, որոնք մանրազնին ուսումնասիրելով օգնում են հասկանալ ատոմի կառուցվածքը։ Այսպիսով, առաջին մակարդակը լրացվում է: Այն ունի միայն մեկ ենթամակարդակ, որում կա միայն մեկ ուղեծր։ Բոլոր մակարդակները լրացվում են հաջորդաբար՝ սկսած ամենափոքրից: Նախ, մեկ ենթամակարդակի շրջանակներում յուրաքանչյուր ուղեծրում տեղադրվում է մեկ էլեկտրոն: Այնուհետև ստեղծվում են զույգեր: Իսկ եթե կան անվճար, ապա տեղի է ունենում անցում լրացնող այլ առարկայի: Իսկ հիմա ինքներդ կարող եք պարզել, թե ինչ կառուցվածք ունի ազոտի կամ ֆտորի ատոմը (որը համարվում էր ավելի վաղ): Սկզբում կարող է մի փոքր դժվար լինել, բայց դուք կարող եք օգտագործել նկարները՝ ձեզ առաջնորդելու համար։ Պարզության համար եկեք նայենք ազոտի ատոմի կառուցվածքին: Այն ունի 7 պրոտոն (միջուկը կազմող նեյտրոնների հետ միասին) և նույնքան էլեկտրոններ (որոնք էլ կազմում են էլեկտրոնային թաղանթը)։ Առաջին s-մակարդակը լրացվում է առաջինը: Ունի 2 էլեկտրոն։ Այնուհետև գալիս է երկրորդ s-մակարդակը: Ունի նաև 2 էլեկտրոն։ Իսկ մյուս երեքը տեղադրված են p մակարդակի վրա, որտեղ նրանցից յուրաքանչյուրը զբաղեցնում է մեկ ուղեծր։

Եզրակացություն

Ինչպես տեսնում եք, ատոմի կառուցվածքն այնքան էլ բարդ թեմա չէ (եթե դրան մոտենաք դպրոցական քիմիայի դասընթացի տեսանկյունից, իհարկե)։ Եվ հասկացեք այս թեմանդժվար չէ. Ի վերջո, ես կցանկանայի ձեզ պատմել որոշ առանձնահատկությունների մասին: Օրինակ՝ խոսելով թթվածնի ատոմի կառուցվածքի մասին՝ մենք գիտենք, որ այն ունի ութ պրոտոն և 8-10 նեյտրոն։ Եվ քանի որ բնության մեջ ամեն ինչ հակված է հավասարակշռության, թթվածնի երկու ատոմները կազմում են մոլեկուլ, որտեղ երկու չզույգված էլեկտրոնները կազմում են կովալենտային կապ: Նմանատիպ ձևով ձևավորվում է մեկ այլ կայուն թթվածնի մոլեկուլ՝ օզոնը (O3): Իմանալով թթվածնի ատոմի կառուցվածքը, դուք կարող եք ճիշտ ձևակերպել օքսիդատիվ ռեակցիաների բանաձևեր, որոնցում մասնակցում է Երկրի վրա ամենատարածված նյութը:

Ցանկացած նյութ կազմված է շատ փոքր մասնիկներից, որոնք կոչվում են ատոմներ . Ատոմը քիմիական տարրի ամենափոքր մասնիկն է, որը պահպանում է իր բոլոր բնորոշ հատկությունները։ Ատոմի չափը պատկերացնելու համար բավական է ասել, որ եթե դրանք միմյանց մոտ տեղադրվեին, ապա մեկ միլիոն ատոմ կզբաղեցներ ընդամենը 0,1 մմ հեռավորություն։

Նյութի կառուցվածքի գիտության հետագա զարգացումը ցույց տվեց, որ ատոմը նույնպես ունի բարդ կառուցվածք և բաղկացած է էլեկտրոններից և պրոտոններից։ Այսպես առաջացավ նյութի կառուցվածքի էլեկտրոնային տեսությունը։

Հին ժամանակներում պարզվել է, որ գոյություն ունի էլեկտրականության երկու տեսակ՝ դրական և բացասական: Մարմնի մեջ պարունակվող էլեկտրաէներգիայի քանակությունը սկսեց կոչվել լիցք։ Կախված նրանից, թե ինչպիսի էլեկտրականություն ունի մարմինը, լիցքը կարող է լինել դրական կամ բացասական։

Փորձնականորեն հաստատվել է նաև, որ նման լիցքերը վանում են, իսկ ի տարբերություն լիցքերը ձգում են։

Եկեք դիտարկենք ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը. Ատոմները կազմված են նույնիսկ իրենցից ավելի փոքր մասնիկներից, որոնք կոչվում են էլեկտրոններ.

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ:Էլեկտրոնը նյութի ամենափոքր մասնիկն է, որն ունի ամենափոքր բացասական էլեկտրական լիցքը։

Էլեկտրոնները պտտվում են կենտրոնական միջուկի շուրջ, որը բաղկացած է մեկից կամ մի քանիսից պրոտոններԵվ նեյտրոններ, համակենտրոն ուղեծրերում։ Էլեկտրոնները բացասական լիցքավորված մասնիկներ են, պրոտոնները դրական լիցքավորված են, իսկ նեյտրոնները չեզոք են (Նկար 1.1):

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ:Պրոտոնը նյութի ամենափոքր մասնիկն է, որն ունի ամենափոքր դրական էլեկտրական լիցքը։

Էլեկտրոնների և պրոտոնների առկայությունը կասկածից վեր է: Գիտնականները ոչ միայն որոշել են էլեկտրոնների և պրոտոնների զանգվածը, լիցքը և չափը, այլև ստիպել են նրանց աշխատել տարբեր էլեկտրական և ռադիոտեխնիկական սարքերում:

Պարզվել է նաև, որ էլեկտրոնի զանգվածը կախված է նրա շարժման արագությունից, և որ էլեկտրոնը ոչ միայն առաջ է շարժվում տարածության մեջ, այլև պտտվում է իր առանցքի շուրջ։

Կառուցվածքով ամենապարզը ջրածնի ատոմն է (նկ. 1.1): Այն բաղկացած է պրոտոնի միջուկից և էլեկտրոնից, որոնք մեծ արագությամբ պտտվում են միջուկի շուրջ՝ ձևավորելով ատոմի արտաքին թաղանթը (ուղեծրը)։ Ավելի բարդ ատոմներն ունեն մի քանի թաղանթ, որոնց միջով էլեկտրոնները պտտվում են:

Այս թաղանթները միջուկից հաջորդաբար լցված են էլեկտրոններով (Նկար 1.2):

Հիմա եկեք նայենք դրան . Ամենաարտաքին կեղևը կոչվում է վալենտություն, և նրանում պարունակվող էլեկտրոնների թիվը կոչվում է վալենտություն. Որքան հեռու է միջուկից վալենտային շերտ,հետևաբար, յուրաքանչյուր վալենտային էլեկտրոն միջուկից ավելի քիչ ձգողական ուժ է ստանում: Այսպիսով, ատոմը մեծացնում է էլեկտրոնները ինքն իրեն կցելու ունակությունը այն դեպքում, երբ վալենտային շերտը լցված չէ և գտնվում է միջուկից հեռու, կամ կորցնում է դրանք։
Արտաքին թաղանթի էլեկտրոնները կարող են էներգիա ստանալ: Եթե ​​վալենտական ​​թաղանթի էլեկտրոնները ստանում են պահանջվող մակարդակէներգիայից արտաքին ուժեր, նրանք կարող են պոկվել դրանից և հեռանալ ատոմից, այսինքն՝ դառնալ ազատ էլեկտրոններ։ Ազատ էլեկտրոնները կարող են պատահականորեն տեղափոխվել մեկ ատոմից ատոմ: Այն նյութերը, որոնք պարունակում են մեծ քանակությամբ ազատ էլեկտրոններ, կոչվում են դիրիժորներ .

Մեկուսիչներ , դիրիժորների հակառակն է։ Նրանք կանխում են էլեկտրական հոսանքի հոսքը։ Մեկուսիչները կայուն են, քանի որ որոշ ատոմների վալենտային էլեկտրոնները լրացնում են այլ ատոմների վալենտային թաղանթները՝ միանալով նրանց։ Սա կանխում է ազատ էլեկտրոնների առաջացումը:
Զբաղեցնել միջանկյալ դիրք մեկուսիչների և հաղորդիչների միջև կիսահաղորդիչներ , բայց դրանց մասին կխոսենք ավելի ուշ
Եկեք դիտարկենք ատոմի հատկությունները. Այն ատոմը, որն ունի նույն թվով էլեկտրոններ և պրոտոններ, էլեկտրականորեն չեզոք է: Ատոմը, որը ստանում է մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն, դառնում է բացասական լիցք և կոչվում է բացասական իոն: Եթե ​​ատոմը կորցնում է մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն, այն դառնում է դրական իոն, այսինքն՝ դառնում է դրական լիցքավորված։