Davriy jadvalning barcha elektron atom formulalari. Atomlarning elektron formulalari va diagrammalar

Keling, atom qanday qurilganini ko'rib chiqaylik. Shuni yodda tutingki, biz faqat modellar haqida gaplashamiz. Amalda atomlar ancha murakkab tuzilishdir. Ammo zamonaviy ishlanmalar tufayli biz xususiyatlarni (hammasi bo'lmasa ham) tushuntirish va hatto muvaffaqiyatli bashorat qilish imkoniyatiga egamiz. Xo'sh, atomning tuzilishi qanday? U nimadan "yasalgan"?

Atomning sayyoraviy modeli

Birinchi marta daniyalik fizigi N. Bor tomonidan 1913 yilda taklif qilingan. Bu atom tuzilishi haqidagi birinchi nazariyaga asoslanadi ilmiy faktlar. Bundan tashqari, u zamonaviy tematik terminologiyaga asos solgan. Unda elektron zarralar hosil qiladi aylanish harakatlari Quyosh atrofidagi sayyoralar bilan bir xil printsip bo'yicha atom atrofida. Bor ular faqat yadrodan qat'iy belgilangan masofada joylashgan orbitalarda mavjud bo'lishi mumkinligini taklif qildi. Olim buning sababini ilmiy nuqtai nazardan tushuntira olmadi, ammo bunday model ko'plab tajribalar bilan tasdiqlangan. Yadroga eng yaqin raqamlangan bittadan boshlab orbitalarni belgilash uchun butun sonlar ishlatilgan. Bu orbitalarning barchasi darajalar deb ham ataladi. Vodorod atomi faqat bitta sathga ega, uning ustida bitta elektron aylanadi. Ammo murakkab atomlar ham darajalarga ega. Ular o'xshash energiya potentsialiga ega bo'lgan elektronlarni birlashtirgan komponentlarga bo'linadi. Shunday qilib, ikkinchisi allaqachon ikkita pastki darajaga ega - 2s va 2p. Uchinchisida allaqachon uchtasi bor - 3s, 3p va 3d. Va hokazo. Birinchidan, yadroga yaqinroq bo'lgan pastki darajalar "aholi", keyin esa uzoq bo'lganlar. Ularning har biri faqat ma'lum miqdordagi elektronni ushlab turishi mumkin. Lekin bu oxiri emas. Har bir kichik daraja orbitallarga bo'linadi. Keling, oddiy hayot bilan taqqoslaylik. Atomning elektron bulutini shahar bilan solishtirish mumkin. Darajalar ko'chalar. Pastki daraja - Xususiy uy yoki kvartira. Orbital - xona. Ularning har biri bir yoki ikkita elektronni "yashaydi". Ularning barchasi maxsus manzillarga ega. Bu atom tuzilishining birinchi diagrammasi edi. Va nihoyat, elektronlarning manzillari haqida: ular "kvant" deb ataladigan raqamlar to'plami bilan aniqlanadi.

Atomning to'lqinli modeli

Ammo vaqt o'tishi bilan sayyora modeli qayta ko'rib chiqildi. Atom tuzilishining ikkinchi nazariyasi taklif qilindi. U yanada rivojlangan va amaliy tajribalar natijalarini tushuntirishga imkon beradi. Birinchisi E. Shredinger tomonidan taklif qilingan atomning to'lqin modeli bilan almashtirildi. Keyin elektron nafaqat zarracha, balki to'lqin sifatida ham o'zini namoyon qilishi mumkinligi allaqachon aniqlangan. Shredinger nima qildi? U to'lqinning harakatini tavsiflovchi tenglamani qo'lladi Shunday qilib, atomdagi elektronning traektoriyasini emas, balki uni ma'lum bir nuqtada aniqlash ehtimolini topish mumkin. Ikkala nazariyani birlashtiradigan narsa shundaki, elementar zarralar ma'lum darajalarda, pastki darajalarda va orbitallarda joylashgan. Bu modellar orasidagi o'xshashlik tugaydi. Sizga bitta misol keltiraman: to'lqinlar nazariyasida orbital 95% ehtimollik bilan elektronni topish mumkin bo'lgan mintaqadir. Kosmosning qolgan qismi 5% ni tashkil qiladi.Ammo oxirida ma'lum bo'ldiki, atomlarning strukturaviy xususiyatlari ishlatiladigan atamalar umumiy bo'lishiga qaramay, to'lqin modeli yordamida tasvirlangan.

Bu holatda ehtimollik tushunchasi

Nima uchun bu atama ishlatilgan? Heisenberg 1927 yilda noaniqlik printsipini ishlab chiqdi, hozirda mikrozarrachalarning harakatini tasvirlash uchun foydalanilmoqda. Bu ularning oddiy jismoniy jismlardan tub farqiga asoslanadi. Bu nima? Klassik mexanika inson hodisalarni ularga ta'sir qilmasdan kuzatishi mumkin deb faraz qilgan (kuzatish). samoviy jismlar). Olingan ma'lumotlarga asoslanib, ob'ektning ma'lum bir vaqtda qaerda bo'lishini hisoblash mumkin. Ammo mikrokosmosda narsalar mutlaqo boshqacha. Demak, masalan, asbob va zarrachaning energiyalari tengsiz bo'lganligi sababli, elektronni unga ta'sir qilmasdan kuzatish endi mumkin emas. Bu uning joylashuvini o'zgartirishga olib keladi elementar zarracha, holati, yo'nalishi, harakat tezligi va boshqa parametrlar. Va aniq xususiyatlar haqida gapirishning ma'nosi yo'q. Noaniqlik printsipining o'zi bizga elektronning yadro atrofidagi aniq traektoriyasini hisoblash mumkin emasligini aytadi. Siz faqat ma'lum bir fazoda zarrachani topish ehtimolini ko'rsatishingiz mumkin. Bu kimyoviy elementlar atomlari tuzilishining o'ziga xos xususiyati. Ammo buni faqat olimlar amaliy tajribalarda hisobga olishlari kerak.

Atom tarkibi

Ammo keling, butun mavzuga e'tibor qarataylik. Shunday qilib, yaxshi ko'rib chiqilgan elektron qobiqdan tashqari, atomning ikkinchi komponenti yadrodir. U musbat zaryadlangan protonlar va neytral neytronlardan iborat. Biz hammamiz davriy jadval bilan tanishmiz. Har bir elementning soni uning tarkibidagi protonlar soniga mos keladi. Neytronlar soni atom massasi va protonlar soni o'rtasidagi farqga teng. Ushbu qoidadan chetga chiqishlar bo'lishi mumkin. Keyin ular elementning izotopi borligini aytishadi. Atomning tuzilishi shundayki, u "o'rab olingan" elektron qobiq. odatda protonlar soniga teng. Ikkinchisining massasi birinchisinikidan taxminan 1840 marta katta va taxminan neytronning og'irligiga teng. Yadro radiusi atom diametrining 1/200 000 ga teng. Uning o'zi sharsimon shaklga ega. Bu, umuman olganda, kimyoviy elementlar atomlarining tuzilishi. Massa va xususiyatlarning farqiga qaramay, ular taxminan bir xil ko'rinadi.

Orbitalar

Atom strukturasi diagrammasi nima ekanligi haqida gapirganda, ular haqida jim turish mumkin emas. Shunday qilib, bunday turlar mavjud:

1. s. Ular sharsimon shaklga ega.
2. p. Ular uch o'lchamli sakkiz figuraga yoki shpindelga o'xshaydi.
3. d va f. Ular rasmiy tilda tasvirlash qiyin bo'lgan murakkab shaklga ega.

Har bir turdagi elektronni mos keladigan orbitalda 95% ehtimollik bilan topish mumkin. Taqdim etilgan ma'lumotlarga xotirjam munosabatda bo'lish kerak, chunki u juda mavhum matematik model, vaziyatning jismoniy haqiqatidan ko'ra. Ammo bularning barchasi bilan u atomlar va hatto molekulalarning kimyoviy xossalari haqida yaxshi bashorat qilish kuchiga ega. Yadrodan sath qanchalik uzoqda joylashgan bo'lsa, unga shunchalik ko'p elektronlar joylashtirilishi mumkin. Shunday qilib, orbitallar sonini maxsus formula yordamida hisoblash mumkin: x 2. Bu erda x darajalar soniga teng. Va orbitalga ikkitagacha elektron joylashtirilishi mumkinligi sababli, oxir-oqibat ularni raqamli qidirish formulasi quyidagicha ko'rinadi: 2x 2.

Orbitalar: texnik ma'lumotlar

Agar ftor atomining tuzilishi haqida gapiradigan bo'lsak, unda uchta orbital bo'ladi. Ularning barchasi to'ldiriladi. Bir pastki darajadagi orbitallarning energiyasi bir xil. Ularni belgilash uchun qatlam raqamini qo'shing: 2s, 4p, 6d. Ftor atomining tuzilishi haqidagi suhbatga qaytaylik. U ikkita s- va bitta p-kichik darajaga ega bo'ladi. U to'qqizta proton va bir xil miqdordagi elektronga ega. Birinchi s-daraja. Bu ikkita elektron. Keyin ikkinchi s-daraja. Yana ikkita elektron. Va 5 p-darajani to'ldiradi. Bu uning tuzilishi. Quyidagi kichik sarlavhani o'qib bo'lgach, kerakli amallarni o'zingiz bajarishingiz va bunga ishonch hosil qilishingiz mumkin. Agar qaysi ftor ham tegishli ekanligi haqida gapiradigan bo'lsak, shuni ta'kidlash kerakki, ular bir guruhda bo'lsa-da, ularning xususiyatlarida butunlay boshqacha. Shunday qilib, ularning qaynash nuqtasi Selsiy bo'yicha -188 dan 309 darajagacha. Xo'sh, nega ular birlashdilar? Hammaga rahmat kimyoviy xossalari. Barcha halogenlar va ftor eng yuqori darajada oksidlanish qobiliyatiga ega. Ular metallar bilan reaksiyaga kirishadi va xona haroratida hech qanday muammosiz o'z-o'zidan yonishi mumkin.

Orbitalar qanday to'ldiriladi?

Elektronlar qanday qoidalar va tamoyillar asosida joylashtirilgan? Biz sizga uchta asosiy narsa bilan tanishishingizni tavsiya qilamiz, ularning matnlari yaxshiroq tushunish uchun soddalashtirilgan:

1. Eng kam energiya printsipi. Elektronlar orbitallarni energiyani oshirish tartibida to'ldirishga intiladi.
2. Pauli printsipi. Bitta orbitalda ikkitadan ortiq elektron bo'lishi mumkin emas.
3. Hund qoidasi. Bir kichik daraja ichida elektronlar avval bo'sh orbitallarni to'ldiradi va shundan keyingina juftlik hosil qiladi.

Atomning tuzilishi uni to'ldirishga yordam beradi va bu holda u tasvir nuqtai nazaridan yanada tushunarli bo'ladi. Shuning uchun, elektr sxemalarini qurish bilan amaliy ishlaganda, uni qo'lda ushlab turish kerak.

Misol

Maqola doirasida aytilganlarning barchasini umumlashtirish uchun siz atom elektronlari ularning darajalari, pastki darajalari va orbitallari (ya'ni, darajalar konfiguratsiyasi qanday) o'rtasida qanday taqsimlanganligi namunasini tuzishingiz mumkin. U formula, energiya diagrammasi yoki qatlam diagrammasi sifatida tasvirlanishi mumkin. Bu erda juda yaxshi rasmlar mavjud bo'lib, ular diqqat bilan o'rganib chiqqach, atomning tuzilishini tushunishga yordam beradi. Shunday qilib, birinchi daraja birinchi bo'lib to'ldiriladi. U faqat bitta pastki darajaga ega, unda faqat bitta orbital mavjud. Barcha darajalar eng kichigidan boshlab ketma-ket to'ldiriladi. Birinchidan, bitta pastki daraja ichida har bir orbitalda bitta elektron joylashadi. Keyin juftliklar yaratiladi. Va agar bepul bo'lsa, boshqa to'ldirish mavzusiga o'tish sodir bo'ladi. Va endi siz azot yoki ftor atomining tuzilishi nima ekanligini o'zingiz bilib olishingiz mumkin (ilgari ko'rib chiqilgan). Avvaliga bu biroz qiyin bo'lishi mumkin, lekin sizga yo'l-yo'riq berish uchun rasmlardan foydalanishingiz mumkin. Aniqlik uchun azot atomining tuzilishini ko'rib chiqamiz. Unda 7 ta proton (yadroni tashkil etuvchi neytronlar bilan birga) va bir xil miqdordagi elektronlar (elektron qobig'ini tashkil etuvchi) mavjud. Birinchi s-daraja birinchi bo'lib to'ldiriladi. U 2 ta elektronga ega. Keyin ikkinchi s-daraja keladi. Shuningdek, u 2 ta elektronga ega. Qolgan uchtasi esa p-darajada joylashgan bo'lib, ularning har biri bitta orbitalni egallaydi.

Xulosa

Ko'rib turganingizdek, atomning tuzilishi unchalik qiyin mavzu emas (agar siz unga maktab kimyo kursi nuqtai nazaridan yondashsangiz, albatta). Va tushuning bu mavzu qiyin emas. Nihoyat, men sizga ba'zi xususiyatlar haqida aytib bermoqchiman. Masalan, kislorod atomining tuzilishi haqida gapiradigan bo'lsak, unda sakkizta proton va 8-10 neytron borligini bilamiz. Tabiatdagi hamma narsa muvozanatga intilayotganligi sababli, ikkita kislorod atomi molekula hosil qiladi, bu erda ikkita juftlashtirilmagan elektron kovalent bog'lanish hosil qiladi. Boshqa barqaror kislorod molekulasi ozon (O3) ham xuddi shunday tarzda hosil bo'ladi. Kislorod atomining tuzilishini bilib, siz Yerdagi eng keng tarqalgan modda ishtirok etadigan oksidlanish reaktsiyalari uchun formulalarni to'g'ri tuzishingiz mumkin.

Atomning tarkibi.

Atom undan tashkil topgan atom yadrosi Va elektron qobiq.

Atom yadrosi protonlardan iborat ( p+) va neytronlar ( n 0). Vodorod atomlarining aksariyati bitta protondan iborat yadroga ega.

Protonlar soni N(p+) yadro zaryadiga teng ( Z) va elementlarning tabiiy qatoridagi (va elementlarning davriy sistemasidagi) elementning tartib raqami.

N(p +) = Z

Neytronlar yig'indisi N(n 0), oddiygina harf bilan belgilanadi N, va protonlar soni Z chaqirdi massa raqami va harf bilan belgilanadi A.

A = Z + N

Atomning elektron qobig'i yadro atrofida harakatlanadigan elektronlardan iborat ( e -).

Elektronlar soni N(e-) neytral atomning elektron qobig'idagi protonlar soniga teng Z uning asosida.

Protonning massasi taxminan neytronning massasiga va elektronning massasidan 1840 marta kattaroqdir, shuning uchun atomning massasi deyarli yadro massasiga teng.

Atomning shakli sharsimon. Yadro radiusi atom radiusidan taxminan 100 000 marta kichikdir.

Kimyoviy element- bir xil yadro zaryadiga ega (yadrodagi protonlar soni bir xil bo'lgan) atomlar turi (atomlar yig'indisi).

Izotop- yadrosida bir xil miqdordagi neytronlarga ega bo'lgan bir xil element atomlari yig'indisi (yoki yadroda bir xil miqdordagi proton va bir xil miqdordagi neytronlarga ega bo'lgan atom turi).

Turli izotoplar bir-biridan atom yadrolaridagi neytronlar soni bilan farqlanadi.

Alohida atom yoki izotopning belgilanishi: (E - element belgisi), masalan: .

Atomning elektron qobig'ining tuzilishi

Atom orbitali- atomdagi elektronning holati. Orbitalning belgisi . Har bir orbitalda tegishli elektron bulut mavjud.

Haqiqiy atomlarning asosiy (qo'zg'atmagan) orbitallari to'rt xil: s, p, d Va f.

Elektron bulut- fazoning 90 (yoki undan ortiq) foiz ehtimollik bilan elektron topilishi mumkin bo'lgan qismi.

Eslatma: ba'zida "atom orbitali" va "elektron buluti" tushunchalari farqlanmaydi, ikkalasini ham "atom orbitali" deb atashadi.

Atomning elektron qobig'i qatlamli. Elektron qatlam bir xil o'lchamdagi elektron bulutlardan hosil bo'lgan. Bir qavatli orbitallar hosil bo'ladi elektron ("energiya") darajasi, ularning energiyalari vodorod atomi uchun bir xil, ammo boshqa atomlar uchun boshqacha.

Xuddi shu turdagi orbitallar guruhlarga bo'linadi elektron (energiya) pastki darajalar:
s-kichik daraja (bittadan iborat s-orbitallar), belgisi - .
p-kichik daraja (uchtadan iborat p
d-kichik daraja (beshdan iborat d-orbitallar), belgisi - .
f-kichik daraja (ettidan iborat f-orbitallar), belgisi - .

Xuddi shu darajadagi orbitallarning energiyalari bir xil.

Pastki darajalarni belgilashda qatlamning raqami (elektron daraja) pastki daraja belgisiga qo'shiladi, masalan: 2 s, 3p, 5d anglatadi s- ikkinchi darajali pastki daraja; p- uchinchi darajaning pastki darajasi; d- beshinchi darajaning pastki darajasi.

Bir darajadagi pastki darajalarning umumiy soni daraja soniga teng n. Bir darajadagi orbitallarning umumiy soni teng n 2. Shunga ko'ra, bir qatlamdagi bulutlarning umumiy soni ham teng n 2 .

Belgilari: - erkin orbital (elektronsiz), - juftlanmagan elektronli orbital, - elektron juftli orbital (ikki elektronli).

Elektronlarning atom orbitallarini to'ldirish tartibi uchta tabiat qonuni bilan belgilanadi (formulalar soddalashtirilgan shartlarda keltirilgan):

1. Eng kam energiya printsipi - elektronlar orbitallarning energiyasini oshirish tartibida orbitallarni to'ldiradi.

2. Pauli printsipi - bir orbitalda ikkitadan ortiq elektron bo'lishi mumkin emas.

3. Xund qoidasi - pastki sathda elektronlar avval bo'sh orbitallarni (birma-bir) to'ldiradi va shundan keyingina ular elektron juftlarni hosil qiladi.

Elektron darajadagi (yoki elektron qatlamdagi) elektronlarning umumiy soni 2 ta n 2 .

Quyi darajalarning energiya bo'yicha taqsimlanishi quyidagicha ifodalanadi (energetikani oshirish tartibida):

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p ...

Bu ketma-ketlik energiya diagrammasi bilan aniq ifodalangan:

Atom elektronlarining sathlar, pastki sathlar va orbitallar bo'yicha taqsimlanishi (atomning elektron konfiguratsiyasi) elektron formula, energiya diagrammasi yoki oddiyroq qilib aytganda, elektron qatlamlar diagrammasi ("elektron diagramma") sifatida tasvirlanishi mumkin.

Atomlarning elektron tuzilishiga misollar:

Valentlik elektronlari- kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lishida ishtirok eta oladigan atom elektronlari. Har qanday atom uchun bu barcha tashqi elektronlar va energiya tashqi elektronlardan kattaroq bo'lgan oldingi tashqi elektronlardir. Masalan: Ca atomida 4 ta tashqi elektron mavjud s 2, ular ham valentlikdir; Fe atomida 4 ta tashqi elektron mavjud s 2 lekin uning 3 tasi bor d 6, shuning uchun temir atomida 8 ta valentlik elektron mavjud. Kaltsiy atomining valent elektron formulasi 4 ga teng s 2 va temir atomlari - 4 s 2 3d 6 .

D. I. Mendeleyev tomonidan kimyoviy elementlarning davriy tizimi
(kimyoviy elementlarning tabiiy tizimi)

Kimyoviy elementlarning davriy qonuni(zamonaviy formulasi): kimyoviy elementlarning xossalari, shuningdek ular tomonidan hosil qilingan oddiy va murakkab moddalar davriy ravishda atom yadrolari zaryadining qiymatiga bog'liq.

Davriy jadval- davriy qonunning grafik ifodasi.

Kimyoviy elementlarning tabiiy qatori- atomlari yadrolaridagi protonlar sonining ortib borishiga qarab yoki xuddi shu atomlar yadrolarining ortib borayotgan zaryadlariga qarab joylashtirilgan kimyoviy elementlar qatori. Ushbu seriyadagi elementning atom raqami ushbu elementning har qanday atomining yadrosidagi protonlar soniga teng.

Kimyoviy elementlar jadvali kimyoviy elementlarning tabiiy qatorini "kesish" orqali tuziladi davrlar(jadvalning gorizontal qatorlari) va atomlarning elektron tuzilishi o'xshash elementlarning guruhlari (jadvalning vertikal ustunlari).

Elementlarni guruhlarga birlashtirish usuliga qarab, jadval bo'lishi mumkin uzoq muddat(valentlik elektronlarining soni va turi bir xil bo'lgan elementlar guruhlarga yig'iladi) va qisqa muddat(valentlik elektronlari bir xil bo'lgan elementlar guruhlarga yig'iladi).

Qisqa davrli jadval guruhlari kichik guruhlarga bo'lingan ( asosiy Va tomoni), uzoq davr jadvalining guruhlari bilan mos keladi.

Xuddi shu davrdagi elementlarning barcha atomlari davr soniga teng bo'lgan bir xil miqdordagi elektron qatlamlarga ega.

Davrlardagi elementlar soni: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Sakkizinchi davr elementlarining aksariyati sunʼiy yoʻl bilan olingan, bu davrning oxirgi elementlari haligacha sintez qilinmagan. Birinchisidan tashqari barcha davrlar ishqoriy metall hosil qiluvchi element (Li, Na, K va boshqalar) bilan boshlanadi va asil gaz hosil qiluvchi element (He, Ne, Ar, Kr va boshqalar) bilan tugaydi.

Qisqa davr jadvalida sakkizta guruh mavjud bo'lib, ularning har biri ikkita kichik guruhga (asosiy va ikkinchi darajali), uzoq davr jadvalida o'n oltita guruh mavjud bo'lib, ular rim raqamlari bilan A yoki B harflari bilan raqamlangan. misol: IA, IIIB, VIA, VIIB. Uzoq davr jadvalining IA guruhi qisqa davr jadvalining birinchi guruhining asosiy kichik guruhiga mos keladi; VIIB guruhi - ettinchi guruhning ikkilamchi kichik guruhi: qolganlari - xuddi shunday.

Kimyoviy elementlarning xarakteristikalari tabiiy ravishda guruhlar va davrlarda o'zgaradi.

Davrlarda (o'sish bilan ishlab chiqarish raqami)

• yadro zaryadi ortadi
• tashqi elektronlar soni ortadi;
• atomlarning radiusi kamayadi;
• elektronlar va yadro o'rtasidagi bog'lanish kuchi ortadi (ionlanish energiyasi),
• elektromanfiylik kuchayadi,
• oddiy moddalarning oksidlanish xususiyatlari kuchayadi ("metall bo'lmagan"),
• oddiy moddalarning kamaytiruvchi xususiyatlari zaiflashadi ("metalllik"),
• gidroksidlar va tegishli oksidlarning asosiy xususiyatini zaiflashtiradi;
• gidroksidlar va tegishli oksidlarning kislotalilik xususiyati ortadi.

Guruhlarda (ko'tarilgan seriya raqami bilan)

• yadro zaryadi ortadi
• atomlarning radiusi ortadi (faqat A-guruhlarda),
• elektronlar va yadro orasidagi bog'lanishning mustahkamligi pasayadi (ionlanish energiyasi; faqat A-guruhlarda),
• elektromanfiylik pasayadi (faqat A-guruhlarda),
• oddiy moddalarning oksidlovchi xususiyatlari zaiflashadi ("metall bo'lmagan"; faqat A-guruhlarda),
• oddiy moddalarning qaytaruvchi xossalari kuchayadi ("metalllik"; faqat A-guruhlarda),
• gidroksidlar va tegishli oksidlarning asosiy xususiyati ortadi (faqat A-guruhlarda),
• gidroksidlar va tegishli oksidlarning kislotali xususiyatini zaiflashtiradi (faqat A-guruhlarda),
• vodorod birikmalarining barqarorligi pasayadi (ularning qaytaruvchi faolligi oshadi; faqat A-guruhlarda).

“9-mavzu.” Atomning tuzilishi” mavzusidagi topshiriq va testlar. Davriy qonun va kimyoviy elementlarning davriy tizimi D. I. Mendeleev (PSHE) "."

• Davriy qonun - Davriy qonun va atomlarning tuzilishi 8-9 daraja
  Siz bilishingiz kerak: orbitallarni elektronlar bilan to'ldirish qonunlari (eng kam energiya printsipi, Pauli printsipi, Xund qoidasi), tuzilishi davriy jadval elementlar.

  Siz quyidagilarga ega bo'lishingiz kerak: elementning davriy sistemadagi o'rni bo'yicha atom tarkibini aniqlash va aksincha, uning tarkibini bilgan holda davriy sistemadagi elementni topish; strukturaning diagrammasini chizish, elektron konfiguratsiya atom, ion va aksincha, ning o'rnini aniqlaydi kimyoviy element PSHE da; elementni va u hosil qiladigan moddalarni PSCEdagi mavqeiga ko'ra tavsiflash; atomlar radiusi, kimyoviy elementlarning xossalari va ular hosil qiladigan moddalarning bir davr va davriy tizimning bir asosiy kichik guruhidagi o'zgarishlarini aniqlash.

  1-misol. Uchinchi elektron sathidagi orbitallar sonini aniqlang. Bu orbitallar nima?
  Orbitallar sonini aniqlash uchun formuladan foydalanamiz N orbitallar = n 2 qaerda n- daraja raqami. N orbitallar = 3 2 = 9. Bitta 3 s-, uchta 3 p- va besh 3 d-orbitallar.

  2-misol. Qaysi element atomida elektron formula 1 borligini aniqlang s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 .
  Bu qanday element ekanligini aniqlash uchun siz uning atom elektronlarining umumiy soniga teng bo'lgan atom raqamini topishingiz kerak. IN Ushbu holatda: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Bu alyuminiy.

  Sizga kerak bo'lgan hamma narsa o'rganilganligiga ishonch hosil qilganingizdan so'ng, vazifalarni bajarishga o'ting. Sizga muvaffaqiyatlar tilaymiz.

  
  Tavsiya etilgan o'qish:
  • O. S. Gabrielyan va boshqalar Kimyo 11-sinf. M., Bustard, 2002;
  • G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Kimyo 11-sinf. M., Ta'lim, 2001 yil.

Atomning elektron konfiguratsiyasi atomdagi elektronlarning sathlar va pastki darajalar bo'yicha joylashishini ko'rsatadigan formuladir. Maqolani o'rganib chiqqandan so'ng siz elektronlar qayerda va qanday joylashganligini bilib olasiz, kvant raqamlari bilan tanishasiz va atomning elektron konfiguratsiyasini uning raqami bo'yicha qurishingiz mumkin; maqola oxirida elementlar jadvali mavjud.

Nima uchun elementlarning elektron konfiguratsiyasini o'rganish kerak?

Atomlar qurilish majmuasiga o'xshaydi: ma'lum miqdordagi qismlar mavjud, ular bir-biridan farq qiladi, lekin bir xil turdagi ikkita qism mutlaqo bir xil. Ammo bu qurilish to'plami plastikdan ko'ra ancha qiziqarli va buning sababi. Konfiguratsiya yaqin atrofdagilarga qarab o'zgaradi. Masalan, vodorodning yonida kislorod Balki suvga aylanadi, natriy yaqinida gazga, temir yaqinida esa butunlay zangga aylanadi. Nima uchun bu sodir bo'ladi degan savolga javob berish va boshqa atomning yonidagi xatti-harakatlarini bashorat qilish uchun quyida muhokama qilinadigan elektron konfiguratsiyani o'rganish kerak.

Atomda nechta elektron bor?

Atom yadro va uning atrofida aylanadigan elektronlardan, yadro proton va neytronlardan iborat. Neytral holatda har bir atom o'z yadrosidagi protonlar soniga teng elektronlar soniga ega. Protonlar soni elementning atom raqami bilan belgilanadi, masalan, oltingugurtda 16 proton bor - davriy jadvalning 16-elementi. Oltin 79 protonga ega - davriy jadvalning 79-elementi. Shunga ko'ra, oltingugurt neytral holatda 16 elektronga, oltin esa 79 elektronga ega.

Elektronni qayerdan qidirish kerak?

Elektronning harakatini kuzatish orqali ma'lum naqshlar olingan; ular kvant raqamlari bilan tavsiflanadi, jami to'rtta:

• Bosh kvant soni
• Orbital kvant soni
• Magnit kvant soni
• Spin kvant soni

Orbital

Bundan tashqari, orbita so'zi o'rniga biz "orbital" atamasini ishlatamiz; orbital - bu elektronning to'lqin funktsiyasi; taxminan, bu elektronning 90% vaqtini o'tkazadigan mintaqadir.

N - daraja
L - qobiq
M l - orbital raqam
M s - orbitaldagi birinchi yoki ikkinchi elektron

Orbital kvant soni l

Elektron bulutni o'rganish natijasida bog'liqligi aniqlandi energiya darajasi, bulut to'rtta asosiy shaklni oladi: to'p, dumbbell va yana ikkita murakkabroq. Energiyani oshirish tartibida bu shakllar s-, p-, d- va f-qobiqlar deb ataladi. Bu qobiqlarning har birida 1 (on s), 3 (p), 5 (d) va 7 (f) orbital bo'lishi mumkin. Orbital kvant soni orbitallar joylashgan qobiqdir. s,p,d va f orbitallari uchun orbital kvant soni mos ravishda 0,1,2 yoki 3 qiymatlarini oladi.

s-qobiqda bitta orbital (L=0) - ikkita elektron mavjud
p-qobig'ida uchta orbital (L=1) - oltita elektron mavjud
d-qobig'ida beshta orbital (L=2) - o'n elektron mavjud
f-qobig'ida yettita orbital (L=3) - o'n to'rtta elektron mavjud

Magnit kvant soni m l

P-qobig'ida uchta orbital mavjud bo'lib, ular -L dan +L gacha raqamlar bilan belgilanadi, ya'ni p-qobig'i uchun (L=1) "-1", "0" va "1" orbitallari mavjud. . Magnit kvant soni m l harfi bilan belgilanadi.

Qobiq ichida elektronlarning turli orbitallarda joylashishi osonroq bo'ladi, shuning uchun birinchi elektronlar har bir orbitalda bittadan to'ldiradi, so'ngra har biriga bir juft elektron qo'shiladi.

d-qobig'ini ko'rib chiqing:
d-qobig'i L=2 qiymatiga to'g'ri keladi, ya'ni beshta orbital (-2,-1,0,1 va 2), dastlabki beshta elektron M l =-2, M qiymatlarini olgan holda qobiqni to'ldiradi. l =-1, M l =0, M l =1,M l =2.

Spin kvant soni m s

Spin - elektronning o'z o'qi atrofida aylanish yo'nalishi, ikkita yo'nalish mavjud, shuning uchun spin kvant soni ikkita qiymatga ega: +1/2 va -1/2. Bir energiya pastki darajasi faqat qarama-qarshi spinli ikkita elektronni o'z ichiga olishi mumkin. Spin kvant soni m s bilan belgilanadi

Bosh kvant soni n

Asosiy kvant soni - energiya darajasi bu daqiqa yetti kishi ma'lum energiya darajalari, har biri arab raqami bilan belgilanadi: 1,2,3,...7. Har bir darajadagi qobiqlar soni daraja raqamiga teng: birinchi darajada bitta qobiq, ikkinchisida ikkita va hokazo.

Elektron raqami

Shunday qilib, har qanday elektronni to'rtta kvant soni bilan tavsiflash mumkin, bu raqamlarning kombinatsiyasi elektronning har bir pozitsiyasi uchun noyobdir, birinchi elektronni oling, eng past energiya darajasi N = 1, birinchi darajada bitta qobiq mavjud, har qanday darajadagi birinchi qobiq to'p shakliga ega (s -shell), ya'ni. L=0, magnit kvant soni faqat bitta qiymatni qabul qilishi mumkin, M l =0 va spin +1/2 ga teng bo'ladi. Agar biz beshinchi elektronni (qaysi atomda bo'lishidan qat'iy nazar) olsak, u uchun asosiy kvant raqamlari bo'ladi: N=2, L=1, M=-1, spin 1/2.

U elektron formulalar deb ataladigan shaklda yozilgan. Elektron formulalarda s, p, d, f harflari elektronlarning energiya pastki darajalarini bildiradi; Harflar oldidagi raqamlar ma'lum bir elektron joylashgan energiya darajasini ko'rsatadi va yuqori o'ngdagi indeks ma'lum bir pastki darajadagi elektronlar soni. Har qanday element atomining elektron formulasini tuzish uchun bu elementning davriy sistemadagi sonini bilish va atomdagi elektronlarning taqsimlanishini boshqaradigan asosiy tamoyillarga amal qilish kifoya.

Atomning elektron qobig'ining tuzilishini energiya hujayralarida elektronlarning joylashishi diagrammasi shaklida ham tasvirlash mumkin.

Temir atomlari uchun bu sxema quyidagi shaklga ega:

Ushbu diagrammada Xund qoidasining amalga oshirilishi aniq ko'rsatilgan. 3d pastki darajasida hujayralarning maksimal soni (to'rtta) juftlashtirilmagan elektronlar bilan to'ldiriladi. Atomdagi elektron qobiq tuzilishining elektron formulalar va diagrammalar ko'rinishidagi tasviri elektronning to'lqin xususiyatlarini aniq aks ettirmaydi.

Davriy qonun tahriri tahririda HA. Mendeleev : xususiyatlari oddiy jismlar, shuningdek, elementlarning birikmalarining shakllari va xususiyatlari davriy ravishda elementlarning atom og'irliklarining kattaligiga bog'liq.

Davriy qonunning zamonaviy shakllantirilishi: elementlarning xossalari, shuningdek, ularning birikmalarining shakllari va xossalari davriy ravishda ularning atomlari yadrosi zaryadining kattaligiga bog'liq.

Shunday qilib, yadroning musbat zaryadi (atom massasi o'rniga) elementlar va ularning birikmalarining xususiyatlari bog'liq bo'lgan aniqroq dalil bo'lib chiqdi.

Valentlik- Bu bir atom boshqa atom bilan bog'langan kimyoviy bog'lanishlar soni.
Atomning valentlik qobiliyati juftlanmagan elektronlar soni va tashqi sathda erkin atom orbitallarining mavjudligi bilan belgilanadi. Kimyoviy elementlar atomlarining tashqi energiya darajalarining tuzilishi asosan ularning atomlarining xususiyatlarini belgilaydi. Shuning uchun bu darajalar valentlik darajalari deb ataladi. Kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lishida bu darajadagi elektronlar, ba'zan esa oldingi tashqi sathlar ishtirok etishi mumkin. Bunday elektronlar valent elektronlar deb ham ataladi.

Stokiometrik valentlik kimyoviy element - bu ma'lum bir atom o'ziga biriktira oladigan ekvivalentlar soni yoki atomdagi ekvivalentlar soni.

Ekvivalentlar biriktirilgan yoki almashtirilgan vodorod atomlari soni bilan belgilanadi, shuning uchun stoxiometrik valentlik ma'lum bir atom o'zaro ta'sir qiladigan vodorod atomlari soniga teng. Lekin hamma elementlar ham erkin oʻzaro taʼsir qilmaydi, lekin ularning deyarli barchasi kislorod bilan oʻzaro taʼsir qiladi, shuning uchun stoxiometrik valentlikni biriktirilgan kislorod atomlari sonining ikki barobari sifatida aniqlash mumkin.

Masalan, H 2 S vodorod sulfidida oltingugurtning stexiometrik valentligi 2 ga, SO 2 oksidida - 4 ga, SO 3 -6 oksidga teng.

Ikkilik birikma formulasidan foydalanib, elementning stoxiometrik valentligini aniqlashda quyidagi qoidaga amal qilish kerak: bitta elementning barcha atomlarining umumiy valentligi boshqa elementning barcha atomlarining umumiy valentligiga teng bo'lishi kerak.

Oksidlanish holati Shuningdek moddaning tarkibini tavsiflaydi va ortiqcha belgisi (metall yoki molekulada ko'proq elektromusbat element uchun) yoki minus bilan stoxiometrik valentlikka teng.

1. Oddiy moddalarda elementlarning oksidlanish darajasi nolga teng.

2. Barcha birikmalardagi ftorning oksidlanish darajasi -1 ga teng. Qolgan galogenlar (xlor, brom, yod) metallar, vodorod va boshqa ko'proq elektromusbat elementlar ham -1 oksidlanish darajasiga ega, lekin ko'proq elektron manfiy elementlarga ega bo'lgan birikmalarda ular ijobiy oksidlanish darajalariga ega.

3. Birikmalardagi kislorodning oksidlanish darajasi -2 ga teng; istisnolar - vodorod periks H 2 O 2 va uning hosilalari (Na 2 O 2, BaO 2 va boshqalar, bunda kislorodning oksidlanish darajasi -1 ga teng, shuningdek kislorodning oksidlanish darajasi OF 2 bo'lgan kislorod ftorididir. +2.

4. Ishqoriy elementlar(Li, Na, K va boshqalar) va davriy sistemaning ikkinchi guruhining asosiy kichik guruhi elementlari (Be, Mg, Ca va boshqalar) har doim guruh raqamiga teng oksidlanish darajasiga ega, ya'ni +1. va mos ravishda +2.

5. Uchinchi guruhning barcha elementlari, talliydan tashqari, doimiy oksidlanish darajasi guruh raqamiga teng, ya'ni. +3.

6. Elementning eng yuqori oksidlanish darajasi davriy sistemaning guruh raqamiga teng, eng pasti esa farq: guruh raqami 8. Masalan, azotning eng yuqori oksidlanish darajasi (u beshinchi guruhda joylashgan) +5 (azot kislotasi va uning tuzlarida), eng pasti esa -3 ga teng (ammiak va ammoniy tuzlarida).

7. Murakkab tarkibidagi elementlarning oksidlanish darajalari bir-birini bekor qiladi, shuning uchun molekula yoki neytral formula birligidagi barcha atomlar uchun ularning yig'indisi nolga, ion uchun esa uning zaryadiga teng bo'ladi.

Bu qoidalardan birikmadagi elementlarning noma’lum oksidlanish darajasini aniqlash, agar boshqalarning oksidlanish darajalari ma’lum bo‘lsa va ko‘p elementli birikmalar formulalarini tuzishda foydalanish mumkin.

Oksidlanish holati (oksidlanish soni) — oksidlanish, qaytarilish va oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini qayd qilish uchun yordamchi shartli miqdor.

Kontseptsiya oksidlanish darajasi tez-tez ishlatiladi noorganik kimyo kontseptsiya o'rniga valentlik. Atomning oksidlanish darajasi raqamli qiymatga teng elektr zaryadi, bog'lovchi elektron juftlari butunlay ko'proq elektron manfiy atomlarga (ya'ni, birikma faqat ionlardan iborat degan faraz ostida) to'liq yo'naltirilgan degan faraz ostida atomga tayinlangan.

Oksidlanish soni musbat ionni neytral atomga qaytarish uchun qo'shilishi yoki uni neytral atomga oksidlanishi uchun manfiy iondan ayirilishi kerak bo'lgan elektronlar soniga mos keladi:

Al 3+ + 3e - → Al
S 2− → S + 2e − (S 2− − 2e − → S)

Elementlarning xossalari atomning elektron qobig'ining tuzilishiga qarab, davriy tizimning davrlari va guruhlariga qarab o'zgaradi. Bir qator analog elementlarda elektron tuzilmalar faqat o'xshash, ammo bir xil emasligi sababli, guruhdagi bir elementdan ikkinchisiga o'tishda ular uchun xususiyatlarning oddiy takrorlanishi kuzatilmaydi, balki ularning ko'proq yoki kamroq aniq ifodalangan tabiiy o'zgarishi. .

Elementning kimyoviy tabiati uning atomining elektronlarni yo'qotish yoki olish qobiliyati bilan belgilanadi. Bu qobiliyat ionlanish energiyasi va elektron yaqinlik qiymatlari bilan aniqlanadi.

Ionlanish energiyasi (E va) ajratish uchun zarur bo'lgan minimal energiya miqdori deb ataladi va to'liq olib tashlash T = 0 da gaz fazasidagi atomdan elektron

Atomning musbat zaryadlangan ionga aylanishi bilan kinetik energiyani bo'shatilgan elektronga o'tkazmasdan K: E + Ei = E+ + e-. Ionlanish energiyasi musbat miqdor va bor eng kichik qiymatlar gidroksidi metall atomlari uchun va eng kattasi asil (inert) gaz atomlari uchun.

Elektron yaqinligi (Ee) T = 0 da gaz fazadagi atomga elektron qo'shilganda ajralib chiqadigan yoki yutilgan energiya

K kinetik energiyani zarrachaga o'tkazmasdan atomning manfiy zaryadlangan ionga aylanishi bilan:

E + e- = E- + Ee.

Galogenlar, ayniqsa ftor, maksimal elektron yaqinligiga ega (Ee = -328 kJ / mol).

Ei va Ee qiymatlari har bir mol uchun kilojoulda (kJ / mol) yoki atom uchun elektron voltlarda (eV) ifodalanadi.

Bog'langan atomning kimyoviy bog'lanish elektronlarini o'ziga qaratib, o'z atrofidagi elektron zichligini oshirish qobiliyati deyiladi. elektromanfiylik.

Bu tushunchani fanga L.Pauling kiritgan. Elektromanfiylik÷ belgisi bilan belgilanadi va berilgan atomning kimyoviy bog'lanish hosil qilganda elektron qo'shish tendentsiyasini tavsiflaydi.

R.Malikenning fikricha, atomning elektron manfiyligi erkin atomlarning ionlanish energiyalari va elektron yaqinliklari yig'indisining yarmiga teng bo'ladi = (Ee + Ei)/2.

Davrlarda mavjud Umumiy tendentsiya ionlanish energiyasi va elektromanfiylik atom yadrosining zaryadining ortishi bilan ortadi; guruhlarda bu qiymatlar elementning atom soni ortishi bilan kamayadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, elementga doimiy elektromanfiylik qiymatini berish mumkin emas, chunki u ko'plab omillarga, xususan elementning valentlik holatiga, u kiritilgan birikma turiga, qo'shni atomlarning soni va turiga bog'liq. .

Atom va ion radiuslari. Atomlar va ionlarning o'lchamlari elektron qobiqning o'lchamlari bilan belgilanadi. Kvant mexanik tushunchalariga ko'ra, elektron qobiq qat'iy belgilangan chegaralarga ega emas. Shuning uchun erkin atom yoki ionning radiusi sifatida qabul qilish mumkin yadrodan tashqi elektron bulutlari zichligining asosiy maksimal holatigacha bo'lgan nazariy hisoblangan masofa. Bu masofa orbital radius deb ataladi. Amalda, odatda, tajriba ma'lumotlari asosida hisoblangan birikmalardagi atomlar va ionlarning radiuslari qo'llaniladi. Bunda atomlarning kovalent va metall radiuslari farqlanadi.

Atom va ion radiuslarining element atomi yadrosining zaryadiga bog'liqligi davriy xarakterga ega.. Davrlarda, atom raqami oshgani sayin, radiuslar pasayadi. Eng katta pasayish qisqa davrlar elementlari uchun xosdir, chunki ularning tashqi elektron darajasi to'ldirilgan. Katta davrlarda d- va f-elementlar oilalarida bu o'zgarish unchalik keskin emas, chunki ularda elektronlarning to'ldirilishi oldingi tashqi qatlamda sodir bo'ladi. Kichik guruhlarda bir xil turdagi atomlar va ionlarning radiuslari odatda ortadi.

Elementlarning davriy jadvali namoyon bo'lishiga yaqqol misoldir har xil turlari elementlarning gorizontal (chapdan o'ngga bo'lgan davrda), vertikal (guruhda, masalan, yuqoridan pastgacha), diagonal ravishda kuzatiladigan davriyligi, ya'ni. atomning ayrim xossalari ortadi yoki kamayadi, lekin davriyligi saqlanib qoladi.

Chapdan o'ngga (→) oksidlovchi va oksidlanmaydiganlar ko'payadi metall xossalari elementlar, qaytaruvchi va metall xossalari kamayadi. Shunday qilib, 3-davrning barcha elementlaridan natriy eng faol metall va eng kuchli qaytaruvchi, xlor esa eng kuchli oksidlovchi vosita bo'ladi.

Kimyoviy bog'lanish- Bu atomlar orasidagi elektr tortishish kuchlarining ta'siri natijasida molekula yoki kristall panjaradagi atomlarning o'zaro bog'lanishi.

Bu barcha elektronlar va barcha yadrolarning o'zaro ta'siri bo'lib, barqaror, ko'p atomli tizim (radikal, molekulyar ion, molekula, kristal) hosil bo'lishiga olib keladi.

Kimyoviy bog'lanishlar valent elektronlar tomonidan amalga oshiriladi. Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, kimyoviy bog'lanish elektron xarakterga ega, ammo u turli yo'llar bilan amalga oshiriladi. Shunday qilib, kimyoviy bog'lanishning uchta asosiy turi mavjud: kovalent, ion, metall.Molekulalar orasida paydo bo'ladi vodorod aloqasi, va sodir bo'ladi Van der Vaalsning o'zaro ta'siri.

Kimyoviy bog'lanishning asosiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:

- ulanish uzunligi - Bu kimyoviy bog'langan atomlar orasidagi yadrolararo masofa.

Bu o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning tabiatiga va bog'lanishning ko'pligiga bog'liq. Ko'plik ortib borishi bilan bog'lanish uzunligi kamayadi va natijada uning kuchi oshadi;

- bog'lanishning ko'pligi ikki atomni bog'laydigan elektron juftlar soni bilan belgilanadi. Ko'plik ortishi bilan bog'lanish energiyasi ortadi;

- ulanish burchagi- kimyoviy jihatdan o'zaro bog'langan ikkita qo'shni atomlarning yadrolari orqali o'tadigan xayoliy to'g'ri chiziqlar orasidagi burchak;

Bog'lanish energiyasi E SV - bu ma'lum bog'lanish hosil bo'lganda ajralib chiqadigan va uning uzilishiga sarflanadigan energiya, kJ/mol.

Kovalent bog'lanish - Ikki atom o'rtasida bir juft elektron almashish natijasida hosil bo'lgan kimyoviy bog'lanish.

Kimyoviy bog'lanishning atomlar o'rtasida umumiy elektron juftlarining paydo bo'lishi bilan izohlanishi valentlikning spin nazariyasining asosini tashkil etdi, uning vositasi. valentlik bog'lanish usuli (MVS) , 1916 yilda Lyuis tomonidan kashf etilgan. Kimyoviy bog'lanishlar va molekulalarning tuzilishini kvant mexanik tavsifi uchun boshqa usul qo'llaniladi - molekulyar orbital usul (MMO) .

Valentlik bog'lanish usuli

MBC yordamida kimyoviy bog'lanishning asosiy tamoyillari:

1. Kimyoviy bog'lanish valentlik (juftlanmagan) elektronlar orqali hosil bo'ladi.

2. Ikki xil atomga tegishli bo'lgan antiparallel spinli elektronlar umumiy bo'ladi.

3. Ikki yoki undan ortiq atomlar bir-biriga yaqinlashganda, tizimning umumiy energiyasi kamaygan taqdirdagina kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi.

4. Molekulada harakat qiluvchi asosiy kuchlar elektr, kulon kelib chiqishi.

5. Bog'lanish qanchalik kuchli bo'lsa, o'zaro ta'sir qiluvchi elektron bulutlar shunchalik ko'p ustma-ust tushadi.

Kovalent bog'lanishning paydo bo'lishining ikkita mexanizmi mavjud:

Ayirboshlash mexanizmi. Bog'lanish ikki neytral atomning valentlik elektronlarini almashish natijasida hosil bo'ladi. Har bir atom umumiy miqdorga bitta juftlashtirilmagan elektronni qo'shadi elektron juft:

Guruch. 7. Kovalent bog'lanishlar hosil bo'lishining almashinuv mexanizmi: A- qutbsiz; b- qutbli

Donor-akseptor mexanizmi. Bir atom (donor) elektron juftligini, ikkinchi atom (akseptor) esa bu juftlik uchun bo'sh orbital beradi.

ulanishlar, ta'lim olgan donor-akseptor mexanizmiga ko'ra, tegishli murakkab birikmalar

Guruch. 8. Kovalent bog'lanish hosil bo'lishining donor-akseptor mexanizmi

Kovalent bog'lanish ma'lum xususiyatlarga ega.

To'yinganlik - atomlarning qat'iy belgilangan sonli kovalent bog'lanishlar xossasi. Bog'larning to'yinganligi tufayli molekulalar ma'lum tarkibga ega.

Direktivlik - t . e) bog'lanish elektron bulutlarning maksimal qoplanish yo'nalishida hosil bo'ladi . Bog` hosil qiluvchi atomlarning markazlarini tutashtiruvchi chiziqqa nisbatan ular quyidagilarga ajratiladi: s va p (9-rasm): s-bog` - o`zaro ta`sir qiluvchi atomlar markazlarini tutashtiruvchi chiziq bo`ylab AO ning ustma-ust tushishi natijasida hosil bo`lgan; p bog‘ - atom yadrolarini tutashtiruvchi to‘g‘ri chiziqqa perpendikulyar o‘q yo‘nalishida yuzaga keladigan bog‘lanish. Bog'lanish yo'nalishi molekulalarning fazoviy tuzilishini, ya'ni ularning geometrik shaklini belgilaydi. Gibridlanish - bu kovalent bog'lanish hosil bo'lganda ba'zi orbitallar shaklining o'zgarishi, orbitalning yanada samarali qoplanishiga erishish. Gibrid orbitallar elektronlari ishtirokida hosil bo'lgan kimyoviy bog'lanish gibrid bo'lmagan s- va p-orbitallarning elektronlari ishtirokidagi bog'lanishdan kuchliroqdir, chunki ko'proq o'zaro bog'lanish sodir bo'ladi. Gibridlanishning quyidagi turlari ajratiladi (10-rasm, 31-jadval): sp gibridlanishi - bitta s-orbital va bitta p-orbital ikkita bir xil "gibrid" orbitalga aylanadi, ularning o'qlari orasidagi burchak 180 °. Sp-gibridlanish sodir bo'lgan molekulalar chiziqli geometriyaga ega (BeCl 2).

sp 2 gibridlanishi- bitta s-orbital va ikkita p-orbital uchta bir xil "gibrid" orbitallarga aylanadi, ularning o'qlari orasidagi burchak 120 °. Sp 2 gibridlanishi sodir bo'lgan molekulalar tekis geometriyaga ega (BF 3, AlCl 3).

sp 3-gibridlanish- bitta s-orbital va uchta p-orbital to'rtta bir xil "gibrid" orbitalga aylanadi, ularning o'qlari orasidagi burchak 109°28". Sp 3 gibridlanish sodir bo'lgan molekulalar tetraedral geometriyaga ega (CH 4) , NH 3).

Guruch. 10. Valentlik orbitallarini duragaylash turlari: a - sp-valentlik orbitallarining duragaylanishi; b - sp 2 - valentlik orbitallarini duragaylash; V - sp 3-valentlik orbitallarning gibridlanishi

Har qanday modda juda kichik zarrachalardan iborat atomlar . Atom kimyoviy elementning barcha xarakterli xususiyatlarini saqlab qolgan eng kichik zarrasi. Atomning o'lchamini tasavvur qilish uchun, agar ularni bir-biriga yaqin joylashtirish mumkin bo'lsa, unda bir million atom bor-yo'g'i 0,1 mm masofani egallagan bo'lardi, deb aytish kifoya.

Moddaning tuzilishi haqidagi fanning keyingi rivojlanishi atomning ham murakkab tuzilishga ega ekanligini va elektron va protonlardan iborat ekanligini ko`rsatdi. Materiya tuzilishining elektron nazariyasi shunday paydo bo'ldi.

Qadim zamonlarda elektr tokining ikki turi borligi aniqlangan: ijobiy va salbiy. Tanadagi elektr miqdori zaryad deb atala boshlandi. Tanadagi elektr turiga qarab, zaryad ijobiy yoki manfiy bo'lishi mumkin.

Xuddi shunday zaryadlar qaytaradi va zaryadlardan farqli o'laroq tortadi, deb ham eksperimental tarzda aniqlangan.

Keling, ko'rib chiqaylik atomning elektron tuzilishi. Atomlar o'zlaridan ham kichikroq zarralardan iborat, deyiladi elektronlar.

TA’RIF:Elektron - eng kichik manfiy elektr zaryadiga ega bo'lgan materiyaning eng kichik zarrasi.

Elektronlar bir yoki bir nechtadan tashkil topgan markaziy yadro atrofida aylanadi protonlar Va neytronlar, konsentrik orbitalarda. Elektronlar manfiy zaryadlangan zarralar, protonlar musbat zaryadlangan va neytronlar neytraldir (1.1-rasm).

TA’RIF:Proton eng kichik musbat elektr zaryadiga ega bo'lgan moddaning eng kichik zarrasidir.

Elektron va protonlarning mavjudligi shubhasizdir. Olimlar nafaqat elektronlar va protonlarning massasi, zaryadi va hajmini aniqladilar, balki ularni turli elektrotexnika va radiotexnika qurilmalarida ishlashga majbur qildilar.

Shuningdek, elektronning massasi uning harakat tezligiga bog'liqligi va elektron fazoda nafaqat oldinga siljishi, balki o'z o'qi atrofida aylanishi ham aniqlandi.

Tuzilishi jihatidan eng oddiy vodorod atomidir (1.1-rasm). U proton yadrosi va yadro atrofida katta tezlikda aylanadigan elektrondan iborat bo'lib, atomning tashqi qobig'ini (orbitasini) tashkil qiladi. Murakkabroq atomlar elektronlar aylanadigan bir nechta qobiqlarga ega.

Bu qobiqlar yadrodan ketma-ket elektronlar bilan to'ldiriladi (1.2-rasm).

Endi buni ko'rib chiqaylik . Eng tashqi qobiq deyiladi valentlik, va undagi elektronlar soni deyiladi valentlik. Yadrodan qanchalik uzoqroq valentlik qobig'i, shuning uchun har bir valentlik elektron yadrodan qancha kamroq tortishish kuchiga ega. Shunday qilib, atom valentlik qobig'i to'ldirilmagan va yadrodan uzoqda joylashgan yoki ularni yo'qotgan taqdirda o'ziga elektron biriktirish qobiliyatini oshiradi.
Tashqi qobiq elektronlari energiya olishi mumkin. Valentlik qobig'idagi elektronlar qabul qilsa talab darajasi dan energiya tashqi kuchlar, ular undan ajralib, atomni tark etishi, ya'ni erkin elektronga aylanishi mumkin. Erkin elektronlar tasodifiy ravishda bir atomdan atomga o'tishga qodir. Ko'p miqdordagi erkin elektronlarni o'z ichiga olgan materiallar deyiladi o'tkazgichlar .

Izolyatorlar , o'tkazgichlarga qarama-qarshidir. Ular elektr tokining oqishini oldini oladi. Izolyatorlar barqarordir, chunki ba'zi atomlarning valentlik elektronlari boshqa atomlarning valentlik qobig'ini to'ldiradi va ularni birlashtiradi. Bu erkin elektronlarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi.
Izolyatorlar va o'tkazgichlar o'rtasida oraliq pozitsiyani egallang yarimo'tkazgichlar , lekin ular haqida keyinroq gaplashamiz
Keling, ko'rib chiqaylik atomning xossalari. Elektron va protonlar soni bir xil bo'lgan atom elektr neytral hisoblanadi. Bir yoki bir nechta elektron olgan atom manfiy zaryadlanadi va manfiy ion deb ataladi. Agar atom bir yoki bir nechta elektronni yo'qotsa, u musbat ionga aylanadi, ya'ni musbat zaryadlangan bo'ladi.