Kimyəvi maddələr ətrafımızdakı dünyanı təşkil edən şeylərdir.
Hər bir kimyəvi maddənin xassələri iki növə bölünür: bunlar onun digər maddələr əmələ gətirmə qabiliyyətini xarakterizə edən kimyəvi və obyektiv şəkildə müşahidə olunan və kimyəvi çevrilmələrdən təcrid olunmuş şəkildə nəzərdən keçirilə bilən fizikidir. Məsələn, bir maddənin fiziki xüsusiyyətləri onun aqreqasiya vəziyyəti(bərk, maye və ya qaz halında), istilik keçiriciliyi, istilik tutumu, müxtəlif mühitlərdə həll olma qabiliyyəti (su, spirt və s.), sıxlığı, rəngi, dadı və s.
Bəzilərinin çevrilmələri kimyəvi maddələr başqa maddələrə çevrilməsi kimyəvi hadisələr və ya kimyəvi reaksiyalar adlanır. Qeyd etmək lazımdır ki, fiziki hadisələr də var ki, onlar açıq şəkildə bəzilərinin dəyişməsi ilə müşayiət olunur. fiziki xassələri digər maddələrə çevrilmədən maddələr. TO fiziki hadisələr məsələn, buzun əriməsi, suyun donması və ya buxarlanması və s.
Hər hansı bir prosesin gedişində kimyəvi hadisənin baş verdiyini müşahidə etməklə nəticə çıxarmaq olar xüsusiyyətləri kimyəvi reaksiyalar rəng dəyişikliyi, yağıntı, qaz təkamülü, istilik və/və ya işığın təkamülü kimi.
Beləliklə, məsələn, müşahidə etməklə kimyəvi reaksiyaların gedişi haqqında bir nəticə çıxarmaq olar:
Gündəlik həyatda miqyas adlanan suyun qaynadılması zamanı çöküntü əmələ gəlməsi;
Yanğın zamanı istilik və işığın sərbəst buraxılması;
Havada təzə alma diliminin rənginin dəyişdirilməsi;
Xəmirin fermentasiyası zamanı qaz qabarcıqlarının əmələ gəlməsi və s.
Kimyəvi reaksiyalar zamanı praktiki olaraq dəyişməyə məruz qalmayan, ancaq bir-biri ilə yeni bir şəkildə bağlanan ən kiçik maddə hissəciklərinə atomlar deyilir.
Bu cür materiya vahidlərinin mövcudluğu haqqında fikir yarandı qədim Yunanıstan antik filosofların şüurunda, əslində "atom" termininin mənşəyini izah edir, çünki "atomos" yunan dilindən hərfi tərcümədə "bölünməz" deməkdir.
Bununla belə, qədim yunan filosoflarının fikrindən fərqli olaraq, atomlar maddənin mütləq minimumu deyil, yəni. özləri mürəkkəb quruluşa malikdirlər.
Hər bir atom subatom hissəcikləri adlanan hissəciklərdən ibarətdir - müvafiq olaraq p +, n o və e - simvolları ilə işarələnən protonlar, neytronlar və elektronlar. İstifadə olunan qeyddəki yuxarı işarə protonun vahid müsbət yükə, elektronun vahid mənfi yükə, neytronun isə heç bir yükə malik olmadığını göstərir.
Haqqında keyfiyyətli cihaz atom, sonra hər bir atom üçün bütün protonlar və neytronlar elektronların elektron qabığını meydana gətirdiyi sözdə nüvədə cəmlənir.
Proton və neytron praktiki olaraq eyni kütlələrə malikdir, yəni. m p ≈ m n və elektron kütləsi onların hər birinin kütləsindən demək olar ki, 2000 dəfə azdır, yəni. m p / m e ≈ m n / m e ≈ 2000.
Atomun əsas xassəsi onun elektrik neytrallığı olduğundan və bir elektronun yükü bir protonun yükünə bərabər olduğundan, buradan belə nəticəyə gəlmək olar ki, istənilən atomdakı elektronların sayı protonların sayına bərabərdir.
Ilə atomların növü eyni ödəniş nüvələr, yəni. -dən eyni nömrə nüvələrindəki protonlara kimyəvi element deyilir. Beləliklə, yuxarıdakı cədvəldən belə nəticəyə gələ bilərik ki, atom1 və atom2 bir kimyəvi elementə, atom3 və atom4 isə başqa kimyəvi elementə aiddir.
Hər bir kimyəvi elementin müəyyən bir şəkildə oxunan öz adı və fərdi simvolu var. Beləliklə, məsələn, atomları nüvəsində yalnız bir proton olan ən sadə kimyəvi elementin "hidrogen" adı var və "kül" kimi oxunan "H" simvolu ilə işarələnir və kimyəvi element nüvə yükü +7 olan (yəni 7 protondan ibarət) - "azot", "en" kimi oxunan "N" simvoluna malikdir.
Yuxarıdakı cədvəldən göründüyü kimi, birinin atomları kimyəvi element nüvələrdəki neytronların sayına görə fərqlənə bilər.
Eyni kimyəvi elementə aid olan, lakin fərqli sayda neytron və nəticədə kütləsi olan atomlara izotoplar deyilir.
Beləliklə, məsələn, hidrogen kimyəvi elementinin üç izotopu var - 1 H, 2 H və 3 H. H simvolunun üstündəki 1, 2 və 3 indeksləri neytronların və protonların ümumi sayını bildirir. Bunlar. hidrogenin atomlarının nüvələrində bir proton olması ilə xarakterizə olunan kimyəvi element olduğunu bilərək, 1 H izotopunda (1-1 = 0) ümumiyyətlə neytronların olmadığı qənaətinə gələ bilərik. 2 H izotopu - 1 neytron (2-1=1) və izotopda 3 H - iki neytron (3-1=2). Artıq qeyd edildiyi kimi, neytron və proton eyni kütləyə malik olduğundan və elektronun kütləsi onlarla müqayisədə cüzi olduğundan, bu o deməkdir ki, 2 H izotopu 1 H izotopundan, 3 H izotopundan demək olar ki, iki dəfə ağırdır. izotop hətta üç dəfə ağırdır. Hidrogen izotoplarının kütlələrində belə geniş yayılma ilə əlaqədar olaraq, 2 H və 3 H izotoplarına hətta ayrı-ayrı fərdi adlar və simvollar verildi ki, bu da heç bir kimyəvi element üçün xarakterik deyil. 2 H izotopuna deyterium adı verildi və D simvolu verildi, 3 H izotopuna isə tritium adı verildi və T simvolu verildi.
Əgər proton və neytronun kütləsini vahid kimi götürsək və elektronun kütləsini nəzərə almasaq, əslində atomdakı proton və neytronların ümumi sayından əlavə sol yuxarı göstərici onun kütləsi hesab edilə bilər və ona görə də bu indeks kütlə sayı adlanır və A simvolu ilə işarələnir. İstənilən protonun nüvəsinin yükü atoma uyğun gəldiyindən və hər bir protonun yükü şərti olaraq +1-ə bərabər hesab edildiyindən protonların sayı nüvəyə yük sayı (Z) deyilir. N hərfi ilə atomdakı neytronların sayını ifadə edərək, riyazi olaraq kütlə sayı, yük sayı və neytronların sayı arasındakı əlaqə belə ifadə edilə bilər:
görə müasir ideyalar, elektron ikili (hissəcik-dalğa) təbiətə malikdir. Həm hissəcik, həm də dalğa xüsusiyyətlərinə malikdir. Bir hissəcik kimi elektronun kütləsi və yükü var, lakin eyni zamanda dalğa kimi elektronların axını da difraksiya qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur.
Atomdakı elektronun vəziyyətini təsvir etmək üçün kvant mexanikasının anlayışlarından istifadə olunur ki, bunlara əsasən elektron xüsusi hərəkət trayektoriyasına malik deyil və kosmosun istənilən nöqtəsində, lakin müxtəlif ehtimallarla yerləşə bilər.
Nüvə ətrafında bir elektronun tapılma ehtimalı yüksək olan fəza bölgəsi atom orbitalı adlanır.
Atom orbital ola bilər müxtəlif formada, ölçü və oriyentasiya. Atom orbitalına elektron buludu da deyilir.
Kvant mexanikası olduqca mürəkkəb riyazi aparata malikdir, buna görə də məktəb kimyası kursu çərçivəsində yalnız kvant mexanikası nəzəriyyəsinin nəticələri nəzərdən keçirilir.
Bu nəticələrə görə, hər hansı bir atom orbitalı və onun üzərində yerləşən elektron tamamilə 4 kvant rəqəmi ilə xarakterizə olunur.
l = 0 olan orbitallar deyilir s-orbitallar. s-orbitallar sferikdir və kosmosda istiqaməti yoxdur:
l = 1 olan orbitallar deyilir səh-orbitallar. Bu orbitallar üç ölçülü səkkiz fiqurun formasına malikdir, yəni. səkkiz rəqəmini simmetriya oxu ətrafında çevirməklə əldə edilən forma və zahirən bir dumbbellə bənzəyir:
l = 2 olan orbitallar deyilir d-orbitallar, və l = 3 ilə - f-orbitallar. Onların quruluşu daha mürəkkəbdir.
3) Maqnit kvant nömrəsi - m l - müəyyən bir atom orbitalının fəza oriyentasiyasını təyin edir və orbital bucaq momentumunun istiqamət üzrə proyeksiyasını ifadə edir. maqnit sahəsi. Maqnit kvant sayı m l xarici maqnit sahəsinin gücü vektorunun istiqamətinə nisbətən orbitalın istiqamətinə uyğundur və -l-dən +l-ə qədər istənilən tam dəyərləri, o cümlədən 0, yəni. ümumi miqdar mümkün dəyərlər (2l+1). Beləliklə, məsələn, l = 0 ml = 0 (bir qiymət), l = 1 ml üçün = -1, 0, +1 (üç dəyər), l = 2 ml üçün = -2, -1, 0, + 1 , +2 (maqnit kvant nömrəsinin beş dəyəri) və s.
Beləliklə, məsələn, p-orbitallar, yəni. "üç ölçülü səkkiz rəqəmi" formasına malik orbital kvant nömrəsi l = 1 olan orbitallar maqnit kvant nömrəsinin üç dəyərinə (-1, 0, +1) uyğun gəlir, bu da öz növbəsində uyğun gəlir. fəzada bir-birinə perpendikulyar olan üç istiqamətə.
4) Spin kvant sayı (və ya sadəcə olaraq spin) - m s - şərti olaraq atomda elektronun fırlanma istiqamətinə cavabdeh hesab edilə bilər, qiymətlər ala bilər. Müxtəlif spinləri olan elektronlar şaquli oxlarla göstərilir müxtəlif tərəflər: ↓ və .
Baş kvant sayı ilə eyni qiymətə malik olan atomdakı bütün orbitalların çoxluğuna enerji səviyyəsi və ya elektron qabığı deyilir. Bəzi n ədədi olan istənilən ixtiyari enerji səviyyəsi n 2 orbitaldan ibarətdir.
Baş kvant sayı və orbital kvant sayı eyni olan orbitallar dəsti enerji alt səviyyəsidir.
Əsas kvant sayı n-ə uyğun gələn hər bir enerji səviyyəsi n alt səviyyəni ehtiva edir. Öz növbəsində, orbital kvant sayı l olan hər bir enerji alt səviyyəsi (2l+1) orbitallardan ibarətdir. Belə ki, s-alt qatı bir s-orbitaldan, p-alt qat-üç p-orbitaldan, d-alt qat-beş d-orbitaldan, f-alt-layer isə yeddi f-orbitaldan ibarətdir. Artıq qeyd edildiyi kimi, bir atom orbitalı çox vaxt bir kvadrat hüceyrə ilə işarələndiyi üçün s-, p-, d- və f-alt səviyyələri qrafik olaraq aşağıdakı kimi təsvir edilə bilər:
Hər bir orbital n, l və m l üç kvant ədədindən ibarət fərdi ciddi şəkildə müəyyən edilmiş çoxluğa uyğundur.
Orbitallarda elektronların paylanması elektron konfiqurasiyası adlanır.
Atom orbitallarının elektronlarla doldurulması üç şərtə uyğun olaraq baş verir:
Elektron alt səviyyələrin doldurulmasının bu ardıcıllığını yadda saxlamağı asanlaşdırmaq üçün aşağıdakı qrafik təsvir çox rahatdır:
Əgər orbitalda bir elektron varsa, o, qoşalaşmamış, ikisi varsa, elektron cütü adlanır.
Əslində, yuxarıda qeyd olunanlar o deməkdir ki, məsələn, p-alt səviyyənin üç orbitalında 1-ci, 2-ci, 3-cü və 4-cü elektronların yerləşdirilməsi aşağıdakı kimi həyata keçiriləcək:
Atom orbitallarının yük nömrəsi 1 olan hidrogendən yük nömrəsi 36 olan kriptona (Kr) doldurulması aşağıdakı kimi həyata keçiriləcək:
Atom orbitallarının doldurulma ardıcıllığının oxşar təsviri enerji diaqramı adlanır. Ayrı-ayrı elementlərin elektron diaqramlarına əsaslanaraq, onların sözdə elektron formullarını (konfiqurasiyalarını) yaza bilərsiniz. Beləliklə, məsələn, 15 proton və nəticədə 15 elektron olan bir element, yəni. fosfor (P) aşağıdakı enerji diaqramına sahib olacaq:
Elektron düstura çevrildikdə, fosfor atomu aşağıdakı formanı alacaq:
15 P = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3
Alt səviyyə simvolunun solundakı normal ölçülü rəqəmlər enerji səviyyəsinin sayını, alt səviyyə simvolunun sağındakı yuxarı işarələr isə müvafiq alt səviyyədəki elektronların sayını göstərir.
| dövr | Maddə No. | simvolu | başlıq | elektron formula |
| I | 1 | H | hidrogen | 1s 1 |
| 2 | O | helium | 1s2 | |
| II | 3 | Li | litium | 1s2 2s1 |
| 4 | olun | berilyum | 1s2 2s2 | |
| 5 | B | bor | 1s 2 2s 2 2p 1 | |
| 6 | C | karbon | 1s 2 2s 2 2p 2 | |
| 7 | N | azot | 1s 2 2s 2 2p 3 | |
| 8 | O | oksigen | 1s 2 2s 2 2p 4 | |
| 9 | F | flüor | 1s 2 2s 2 2p 5 | |
| 10 | Ne | neon | 1s 2 2s 2 2p 6 | |
| III | 11 | Na | natrium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 |
| 12 | mq | maqnezium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 | |
| 13 | Al | alüminium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 | |
| 14 | Si | silikon | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 | |
| 15 | P | fosfor | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 | |
| 16 | S | kükürd | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 | |
| 17 | Cl | xlor | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 | |
| 18 | Ar | arqon | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 | |
| IV | 19 | K | kalium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 |
| 20 | Ca | kalsium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 | |
| 21 | sc | skandium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 | |
| 22 | Ti | titan | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2 | |
| 23 | V | vanadium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3 | |
| 24 | Cr | xrom | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 süstündə d alt səviyyə | |
| 25 | Mn | manqan | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 | |
| 26 | Fe | dəmir | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 | |
| 27 | co | kobalt | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 7 | |
| 28 | Ni | nikel | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8 | |
| 29 | Cu | mis | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 süstündə d alt səviyyə | |
| 30 | Zn | sink | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 | |
| 31 | Qa | qalium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1 | |
| 32 | Ge | germanium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2 | |
| 33 | kimi | arsenik | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 3 | |
| 34 | Se | selenium | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 4 | |
| 35 | Br | brom | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 | |
| 36 | kr | kripton | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 |
Artıq qeyd edildiyi kimi, əsas vəziyyətdə, atom orbitallarında elektronlar ən az enerji prinsipinə uyğun olaraq düzülür. Buna baxmayaraq, bir atomun əsas vəziyyətində boş p-orbitalların olması halında, çox vaxt ona artıq enerji verildikdə, atom həyəcanlanmış vəziyyətə keçə bilər. Beləliklə, məsələn, əsas vəziyyətdə olan bir bor atomu elektron konfiqurasiyaya və aşağıdakı formanın enerji diaqramına malikdir:
5 B = 1s 2 2s 2 2p 1
Və həyəcanlı vəziyyətdə (*), yəni. bor atomuna bir qədər enerji verən zaman onun elektron konfiqurasiyası və enerji diaqramı belə görünəcək:
5 B* = 1s 2 2s 1 2p 2
Atomda hansı alt səviyyənin sonuncu doldurulmasından asılı olaraq kimyəvi elementlər s, p, d və ya f-ə bölünür.
Cədvəldə s, p, d və f elementlərinin tapılması D.İ. Mendeleyev:
Elementlərin atomlarının elektron düsturlarını yazarkən enerji səviyyələri göstərilir (əsas kvant nömrəsinin dəyərləri nədədlər şəklində - 1, 2, 3 və s.), enerji alt səviyyələri (orbital kvant nömrəsinin dəyərləri) l hərflər şəklində s, səh, d, f) və yuxarıdakı rəqəm verilmiş alt səviyyədəki elektronların sayını göstərir.
D.I.-də ilk element. Mendeleyev hidrogendir, buna görə də atomun nüvəsinin yüküdür H 1-ə bərabər olan atomda yalnız bir elektron var s birinci səviyyənin alt səviyyəsi. Beləliklə, hidrogen atomunun elektron düsturu belədir:
İkinci element heliumdur, atomunda iki elektron var, ona görə də helium atomunun elektron düsturu 2-dir. yox 1s 2. Birinci dövrə yalnız iki element daxildir, çünki birinci enerji səviyyəsi yalnız 2 elektron tərəfindən tutula bilən elektronlarla doludur.
Üçüncü element - litium - artıq ikinci dövrdədir, buna görə də onun ikinci enerji səviyyəsi elektronlarla doldurulmağa başlayır (bu barədə yuxarıda danışdıq). İkinci səviyyənin elektronlarla doldurulması ilə başlayır s-alt səviyyədir, buna görə də litium atomunun elektron düsturu 3-dür Li 1s 2 2s bir . Berilyum atomunda elektronlarla doldurulma tamamlanır s- alt səviyyələr: 4 Ve 1s 2 2s 2 .
2-ci dövrün sonrakı elementləri üçün ikinci enerji səviyyəsi elektronlarla doldurulmağa davam edir, yalnız indi elektronlarla doldurulur. R- alt səviyyə: 5 IN 1s 2 2s 2 2R 1 ; 6 FROM 1s 2 2s 2 2R 2 … 10 Ne 1s 2 2s 2 2R 6 .
Neon atomu elektronlarla doldurulmasını tamamlayır R-alt səviyyəli, bu element ikinci dövrü bitirir, çünki səkkiz elektrona malikdir s- Və R-alt səviyyələrdə yalnız səkkiz elektron ola bilər.
3-cü dövrün elementləri üçüncü səviyyənin enerji alt səviyyələrini elektronlarla doldurmağın oxşar ardıcıllığına malikdir. Bu dövrün bəzi elementlərinin atomlarının elektron düsturları:
11 Na 1s 2 2s 2 2R 6 3s 1 ; 12 mq 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 ; 13 Al 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 1 ;
14 Si 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 2 ;…; 18 Ar 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 .
Üçüncü dövr, ikincisi kimi, elektronlarla doldurulmasını tamamlayan bir element (arqon) ilə bitir R-alt səviyyə, baxmayaraq ki, üçüncü səviyyə üç alt səviyyəni əhatə edir ( s, R, d). Kleçkovskinin qaydalarına uyğun olaraq enerji alt səviyyələrini doldurmaq üçün yuxarıda göstərilən qaydaya əsasən, 3-cü alt səviyyənin enerjisi d daha çox alt səviyyə 4 enerji s deməli, arqondan sonra gələn kalium atomu və ondan sonra gələn kalsium atomu elektronlarla 3 doludur. s- dördüncü səviyyənin alt səviyyəsi:
19 TO 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 1 ; 20 Sa 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 .
21-ci elementdən - skandiyumdan başlayaraq elementlərin atomlarında 3-cü alt səviyyə elektronlarla dolmağa başlayır. d. Bu elementlərin atomlarının elektron formulları:
21 sc 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 1 ; 22 Ti 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 2 .
24-cü elementin (xrom) və 29-cu elementin (mis) atomlarında elektronun "sıçrayışı" və ya "uğursuzluğu" adlanan bir hadisə müşahidə olunur: xarici 4-dən bir elektron. s-alt səviyyə 3 ilə "uğursuz" d- atomun daha çox dayanıqlığına töhfə verən yarımsəviyyə (xrom üçün) və ya tamamilə (mis üçün) doldurulmasını tamamlayan:
24 Cr 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 1 3d 5 (...4 əvəzinə s 2 3d 4) və
29 Cu 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 1 3d 10 (...4 əvəzinə s 2 3d 9).
31-ci elementdən - qalliumdan başlayaraq, 4-cü səviyyənin elektronlarla doldurulması davam edir, indi - R- alt səviyyə:
31 Qa 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 10 4səh 1 …; 36 Kr 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 10 4səh 6 .
Bu element artıq 18 elementdən ibarət dördüncü dövrü bitir.
Enerji alt səviyyələrinin elektronlarla doldurulmasının oxşar qaydası 5-ci dövr elementlərinin atomlarında baş verir. İlk iki (rubidium və stronsium) doldurulur s- 5-ci səviyyənin alt səviyyəsi, növbəti on element (ittriumdan kadmiuma qədər) doldurulur d- 4-cü səviyyənin alt səviyyəsi; altı element atomlarında elektronların doldurulduğu dövrü (indiumdan ksenona qədər) tamamlayır R-xarici səviyyənin alt səviyyəsi, beşinci səviyyə. Bir dövrdə 18 element də var.
Altıncı dövrün elementləri üçün bu doldurma qaydası pozulur. Dövrün əvvəlində, həmişə olduğu kimi, atomlarında elektronlarla dolu olan iki element var. s-xarici, altıncı, səviyyənin alt səviyyəsi. Növbəti elementdə - lantan elektronlarla dolmağa başlayır d– əvvəlki səviyyənin alt səviyyəsi, yəni. beş d. Bu elektronlarla doldurulmada 5 d-alt səviyyə dayanır və sonrakı 14 element - seriumdan lutesiyaya qədər - doldurmağa başlayır. f- 4-cü səviyyənin alt səviyyəsi. Bu elementlərin hamısı cədvəlin bir xanasına daxildir və aşağıda lantanidlər adlanan bu elementlərin genişləndirilmiş seriyası verilmişdir.
72-ci elementdən - hafniumdan - 80-ci element - civə qədər elektronlarla doldurulma 5 davam edir. d- alt səviyyədir və dövr həmişəki kimi altı elementlə (talliumdan radona qədər), atomlarında elektronlarla doldurulur. R-xarici, altıncı, səviyyənin alt səviyyəsi. Bu, 32 element daxil olmaqla ən böyük dövrdür.
Yeddinci, natamam, dövr elementlərinin atomlarında yuxarıda təsvir olunduğu kimi, alt səviyyələrin doldurulmasının eyni ardıcıllığı görünür. Tələbələrə yuxarıda deyilənlərin hamısını nəzərə alaraq 5-7-ci dövrlərin elementlərinin atomlarının elektron düsturlarını yazmağa imkan veririk.
Qeyd:bəzi dərsliklərdə elementlərin atomlarının elektron düsturlarının yazılmasının fərqli ardıcıllığına icazə verilir: onların doldurulma ardıcıllığına görə deyil, hər bir enerji səviyyəsində cədvəldə verilmiş elektronların sayına uyğun olaraq. Məsələn, arsen atomunun elektron düsturu belə görünə bilər: As 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 3d 10 4s 2 4səh 3 .
Elektron buludunda elektronların səviyyələr, alt səviyyələr və orbitallar üzrə paylanmasının şərti təsviri deyilir atomun elektron düsturu.
1. Minimum enerji prinsipi: sistemin enerjisi nə qədər az olarsa, bir o qədər sabitdir.
2. Kleçkovski qaydası: elektronların elektron buludunun səviyyələri və alt səviyyələri üzərində paylanması əsas və orbital kvant ədədlərinin (n + 1) cəminin artan ardıcıllığı ilə baş verir. Dəyərlərin bərabərliyi (n + 1) vəziyyətində, əvvəlcə n dəyəri daha kiçik olan alt səviyyə doldurulur.
1 s 2 sp 3 spd 4 spdf 5 spdf 6 spdf 7 spdf Səviyyə nömrəsi n 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 Orbital 1* 0 0 1 0 12 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 kvant nömrəsi
n+1| 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10
Kleçkovski seriyası
1* - 2 nömrəli cədvələ baxın.
3. Hund qaydası: bir alt səviyyənin orbitalları doldurulduqda, ən aşağı enerji səviyyəsi paralel spinli elektronların yerləşdirilməsinə uyğun gəlir.
Potensial sıra: 1 s 2 s p 3 s p d 4 s p d f 5 s p d f 6 s p d f 7 s p d f
(n+1|) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10
Kleçkovski seriyası
Doldurma qaydası Elektron 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 .
(n+l|) 1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 7 8.
Elektron düstur
(n+1|) 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 9 10
1. Elementin dövri|periodik|dəki mövqeyi sistemi.
2. Mümkün dərəcələr| elementin oksidləşməsi.
3. Elementin kimyəvi təbiəti.
4. Tərkibi|anbar| və elementin əlaqə xüsusiyyətləri.
Elementin dövri sistemdəki mövqeyi|Dövri|D.I.Mendeleyev sistemi:
Amma) dövr nömrəsi elementin yerləşdiyi , elektronların yerləşdiyi səviyyələrin sayına uyğundur;
b) qrup nömrəsi, bu elementin aid olduğu valent elektronların cəminə bərabərdir. s- və p-elementlərinin atomları üçün valent elektronlar xarici səviyyənin elektronlarıdır; d-elementləri üçün bunlar xarici səviyyənin elektronları və əvvəlki səviyyənin doldurulmamış alt səviyyəsidir.
in) elektron ailə sonuncu elektronun daxil olduğu alt səviyyənin simvolu ilə müəyyən edilir (s-, p-, d-, f-).
G) alt qrup elektron ailəyə aid olması ilə müəyyən edilir: s - və p - elementləri əsas yarımqrupları, d - elementlər - ikinci dərəcəli, f - elementlər dövri sistemin aşağı hissəsində (aktinidlər və lantanidlər) ayrı-ayrı bölmələri tutur.
2. Mümkün dərəcələr| elementin oksidləşməsi.
Oksidləşmə vəziyyəti atomun elektron verdiyi və ya qazandığı zaman aldığı yükdür.
Elektron verən atomlar, verilən elektronların sayına bərabər olan müsbət yük alırlar (elektron yükü (-1)
Z E 0 – ne Z E + n
Elektronları bağışlayan atom olur katyon(müsbət yüklü ion). Bir atomdan elektronun çıxarılması prosesi deyilir ionlaşma prosesi. Bu prosesi həyata keçirmək üçün lazım olan enerji deyilir ionlaşma enerjisi ( Eion, eB).
Atomdan ilk ayrılan xarici səviyyənin elektronlarıdır, orbitalda cüt olmayan - cütləşməmiş. Eyni səviyyə daxilində sərbəst orbitallar olduqda, xarici enerjinin təsiri altında, bu səviyyədə cütlər meydana gətirən elektronlar qoşalaşmaz, sonra hamısı birlikdə ayrılır. Enerjinin bir hissəsinin cütün elektronlarından biri tərəfindən udulması və ən yüksək alt səviyyəyə keçməsi nəticəsində baş verən depairasiya prosesi adlanır. oyanma prosesi.
Bir atomun verə biləcəyi ən çox elektron valentlik elektronlarının sayına bərabərdir və elementin yerləşdiyi qrupun sayına uyğundur. Atomun bütün valentlik elektronlarını itirdikdən sonra aldığı yükə deyilir oksidləşmənin ən yüksək dərəcəsi atom.
Buraxıldıqdan sonra|işdən çıxarılma| valentlik səviyyəsi xarici olur|olur| səviyyə hansı|nə| əvvəlki valentlik. Bu, tamamilə elektronlarla dolu bir səviyyədir və buna görə də | və buna görə də | enerjiyə davamlı.
Xarici səviyyədə 4-dən 7-ə qədər elektronu olan elementlərin atomları yalnız elektronları verməklə deyil, həm də onları əlavə etməklə enerji baxımından sabit vəziyyətə çatır. Nəticədə, səviyyə (.ns 2 p 6) formalaşır - sabit inert qaz vəziyyəti.
Elektronları birləşdirən bir atom əldə edir mənfidərəcəoksidləşmə- qəbul edilən elektronların sayına bərabər olan mənfi yük.
Z E 0 + ne Z E - n
Atomun birləşdirə biləcəyi elektronların sayı (8 –N|) sayına bərabərdir, burada N, hansı|nə|| element yerləşir (və ya valent elektronların sayı).
Elektronların atoma bağlanması prosesi enerjinin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur ki, bu da c adlanır elektrona yaxınlıq (Esrodship,eV).
Atom- müsbət yüklü nüvədən və mənfi yüklü elektronlardan ibarət olan elektrik cəhətdən neytral hissəcik. Atomun mərkəzində müsbət yüklü nüvə yerləşir. Atomun içərisindəki boşluğun əhəmiyyətsiz bir hissəsini tutur, bütün müsbət yük və atomun demək olar ki, bütün kütləsi orada cəmləşmişdir.
Nüvə elementar hissəciklərdən - proton və neytrondan ibarətdir; Elektronlar atom nüvəsi ətrafında qapalı orbitallarda hərəkət edirlər.
Proton (r)- nisbi kütləsi 1,00728 atom kütlə vahidi və yükü +1 şərti vahid olan elementar hissəcik. Atom nüvəsindəki protonların sayı D.İ.-nin Dövri sistemindəki elementin seriya nömrəsinə bərabərdir. Mendeleyev.
Neytron (n)- nisbi kütləsi 1,00866 atom kütlə vahidi (a.m.u.) olan elementar neytral hissəcik.
Nüvədəki neytronların sayı düsturla müəyyən edilir:
burada A kütlə nömrəsidir, Z nüvənin yüküdür, protonların sayına bərabərdir (seriya nömrəsi).
Adətən, atomun nüvəsinin parametrləri aşağıdakı kimi yazılır: nüvənin yükü elementin simvolunun aşağı solunda, kütlə nömrəsi isə yuxarıda yerləşdirilir, məsələn:
Bu qeyd göstərir ki, fosfor atomunun nüvə yükü (deməli, protonların sayı) 15, kütlə sayı 31, neytronların sayı isə 31 - 15 = 16. Proton və neytronun kütlələri çox az fərqləndiyindən bir-birindən kütlə sayı təxminən nüvənin nisbi atom kütləsinə bərabərdir.
Elektron (e -)- kütləsi 0,00055 a olan elementar hissəcik. e.m və şərti ödəniş –1. Atomdakı elektronların sayı atom nüvəsinin yükünə bərabərdir (D.İ.Mendeleyevin dövri sistemindəki elementin seriya nömrəsi).
Elektronlar nüvənin ətrafında ciddi şəkildə müəyyən edilmiş orbitlərdə hərəkət edərək elektron buludu əmələ gətirirlər.
Elektronun ən çox tapıldığı (90% və ya daha çox) atom nüvəsi ətrafındakı fəza bölgəsi elektron buludunun formasını müəyyən edir.
s-elektronunun elektron buludu sferik formaya malikdir; s-enerji alt səviyyəsində maksimum iki elektron ola bilər.
p-elektronun elektron buludu dumbbell şəklindədir; Üç p-orbital maksimum altı elektron saxlaya bilər.
Orbitallar kvadrat şəklində təsvir olunur, yuxarıda və ya aşağıda bu orbitalı təsvir edən əsas və ikinci dərəcəli kvant ədədlərinin dəyərlərini yazırlar. Belə bir qeyd qrafik elektron düstur adlanır, məsələn:
Bu düsturda oxlar elektronu ifadə edir və oxun istiqaməti fırlanma istiqamətinə - elektronun daxili maqnit momentinə uyğun gəlir. Əks spinləri ↓ olan elektronlara qoşalaşmış deyilir.
Elementlərin atomlarının elektron konfiqurasiyaları elektron düsturlar kimi təqdim edilə bilər ki, burada alt səviyyənin simvolları göstərilir, alt səviyyənin simvolunun qarşısındakı əmsal onun bu səviyyəyə aid olduğunu, simvolun dərəcəsi isə nömrəni göstərir. Bu alt səviyyənin elektronlarının.
Cədvəl 1-də D.İ. Kimyəvi Elementlərin Dövri Cədvəlinin ilk 20 elementinin atomlarının elektron qabıqlarının quruluşu verilmişdir. Mendeleyev.
Atomlarında xarici səviyyənin s-alt səviyyəsi bir və ya iki elektronla doldurulan kimyəvi elementlərə s-elementləri deyilir. Atomlarında p-alt səviyyə (birdən altı elektrona qədər) dolu olan kimyəvi elementlərə p-elementlər deyilir.
Kimyəvi elementin atomunda elektron təbəqələrin sayı dövr nömrəsinə bərabərdir.
Uyğun olaraq Hund qaydası elektronlar eyni enerji səviyyəli eyni tipli orbitallarda elə yerləşdirilir ki, ümumi spin maksimum olsun. Nəticədə, enerji alt səviyyəsini doldurarkən, hər bir elektron ilk növbədə ayrıca bir hüceyrə tutur və yalnız bundan sonra onların cütləşməsi başlayır. Məsələn, bir azot atomu üçün bütün p-elektronları ayrı hüceyrələrdə olacaq və oksigen üçün onların cütləşməsi başlayacaq, bu da tamamilə neonda bitəcək.
izotoplar nüvələrində eyni sayda proton, lakin fərqli sayda neytron olan eyni elementin atomları deyilir.
İzotoplar bütün elementlər üçün tanınır. Buna görə də dövri sistemdə elementlərin atom kütlələri izotopların təbii qarışıqlarının kütlə ədədlərinin orta qiymətidir və tam ədədlərdən fərqlənir. Beləliklə, izotopların təbii qarışığının atom kütləsi atomun və deməli, elementin əsas xarakteristikası ola bilməz. Atomun belə bir xüsusiyyəti atomun elektron qabığındakı elektronların sayını və onun quruluşunu təyin edən nüvə yüküdür.
Bu bölmədə bir neçə tipik tapşırığa nəzər salaq.
Misal 1 Hansı element atomunun elektron konfiqurasiyası var 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ?
Bu elementin xarici enerji səviyyəsində bir 4s elektronu var. Buna görə də bu kimyəvi element əsas alt qrupun birinci qrupunun dördüncü dövründədir. Bu element kaliumdur.
Bu cavabı başqa cür də əldə etmək olar. Bütün elektronların ümumi sayını əlavə edərək, 19-u alırıq. Elektronların ümumi sayı elementin atom nömrəsinə bərabərdir. Kalium dövri cədvəldə 19-cu yerdədir.
Misal 2Ən yüksək oksid RO 2 kimyəvi elementə uyğundur. Bu elementin atomunun xarici enerji səviyyəsinin elektron konfiqurasiyası elektron düstura uyğundur:
Ən yüksək oksidin düsturuna əsasən (Dövri sistemdə ən yüksək oksidlərin düsturlarına baxın) bu kimyəvi elementin əsas alt qrupun dördüncü qrupunda olduğunu müəyyən edirik. Bu elementlərin xarici enerji səviyyəsində dörd elektron var - iki s və iki p. Buna görə düzgün cavab 2-dir.
1. Kalsium atomunda s-elektronların ümumi sayı
1) 20
2) 40
3) 8
4) 6
2. Azot atomunda qoşalaşmış p-elektronların sayı
1) 7
2) 14
3) 3
4) 4
3. Azot atomunda qoşalaşmamış s-elektronların sayı
1) 7
2) 14
3) 3
4) 4
4. Arqon atomunun xarici enerji səviyyəsindəki elektronların sayı
1) 18
2) 6
3) 4
4) 8
5. Atomdakı proton, neytron və elektronların sayı 9 4 Be-dir
1) 9, 4, 5
2) 4, 5, 4
3) 4, 4, 5
4) 9, 5, 9
6. Elektronların elektron təbəqələri üzərində paylanması 2; 8; 4 - (da) yerləşən atoma uyğundur
1) 3-cü dövr, IA qrupu
2) 2-ci dövr, IVA qrupu
3) 3-cü dövr, IVA qrupu
4) 3-cü dövr, VA qrupu
7. VA qrupunun 3-cü dövründə yerləşən kimyəvi element atomun elektron quruluşunun sxeminə uyğundur.
1) 2, 8, 6
2) 2, 6, 4
3) 2, 8, 5
4) 2, 8, 2
8. Elektron konfiqurasiyası 1s 2 2s 2 2p 4 olan kimyəvi element uçucu hidrogen birləşməsini əmələ gətirir, formulası belədir.
1) EN
2) EN 2
3) EN 3
4) EN 4
9. Kimyəvi elementin atomunda elektron təbəqələrin sayı
1) onun seriya nömrəsi
2) qrup nömrəsi
3) nüvədəki neytronların sayı
4) dövr nömrəsi
10. Əsas alt qrupların kimyəvi elementlərinin atomlarında xarici elektronların sayı
1) elementin seriya nömrəsi
2) qrup nömrəsi
3) nüvədəki neytronların sayı
4) dövr nömrəsi
11. Seriyadakı kimyəvi elementlərin hər birinin atomlarının xarici elektron təbəqəsində iki elektron var
1) O, Ol, Ba
2) Mg, Si, O
3) C, Mg, Ca
4) Ba, Sr, B
12. Elektron düsturu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 olan kimyəvi element tərkibin oksidini əmələ gətirir.
1) Li 2 O
2) MgO
3) K2O
4) Na 2 O
13. Kükürd atomunda elektron təbəqələrinin sayı və p-elektronların sayı
1) 2, 6
2) 3, 4
3) 3, 16
4) 3, 10
14. Elektron konfiqurasiya ns 2 np 4 atoma uyğundur
1) xlor
2) kükürd
3) maqnezium
4) silikon
15. Əsas vəziyyətdə olan natrium atomunun valent elektronları enerji alt səviyyəsindədir
1) 2s
2) 2p
3) 3s
4) 3p
16. Azot və fosfor atomları var
1) eyni sayda neytron
2) eyni sayda proton
3) xarici elektron təbəqənin eyni konfiqurasiyası
17. Kalsium atomları eyni sayda valent elektrona malikdir
1) kalium
2) alüminium
3) berilyum
4) bor
18. Karbon və flüor atomları var
1) eyni sayda neytron
2) eyni sayda proton
3) eyni sayda elektron təbəqə
4) eyni sayda elektron
19. Əsas vəziyyətdə olan karbon atomunda qoşalaşmamış elektronların sayıdır
1) 1
3) 3
2) 2
4) 4
20. Əsas vəziyyətdə olan oksigen atomunda qoşalaşmış elektronların sayı
Elektronların enerji qabıqlarında və ya səviyyələrində yerləşməsi kimyəvi elementlərin elektron düsturlarından istifadə etməklə qeyd olunur. Elektron düsturlar və ya konfiqurasiyalar elementin atomunun strukturunu təmsil etməyə kömək edir.
Bütün elementlərin atomları müsbət yüklü nüvədən və nüvənin ətrafında yerləşən mənfi yüklü elektronlardan ibarətdir.
Elektronlar müxtəlif enerji səviyyələrindədir. Elektron nüvədən nə qədər uzaqdırsa, bir o qədər çox enerjiyə malikdir. Enerji səviyyəsinin ölçüsü atom orbitinin və ya orbital buludun ölçüsü ilə müəyyən edilir. Bu, elektronun hərəkət etdiyi məkandır.
düyü. 1. Atomun ümumi quruluşu.
Orbitalların müxtəlif həndəsi konfiqurasiyaları ola bilər:
Hər hansı bir atomun birinci enerji səviyyəsində həmişə iki elektronlu s-orbital var (istisna hidrogendir). İkinci səviyyədən başlayaraq s- və p-orbitalları eyni səviyyədədir.
düyü. 2. s-, p-, d və f-orbitallar.
Orbitallar elektronların yerləşdiyi yerdən asılı olmayaraq mövcuddur və doldurula və ya boş ola bilər.
Kimyəvi elementlərin atomlarının elektron konfiqurasiyaları aşağıdakı prinsiplərə əsasən yazılır:
Qeyd nümunələri:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ;
1s 2 2s 2 2p 4 ;
1s 2 2s 2 2p 2 .
Dövri cədvəl elektron formulun yazılmasına kömək edir. Enerji səviyyələrinin sayı dövrün sayına uyğundur. Elementin sayı atomun yükünü və elektronların sayını göstərir. Qrup nömrəsi xarici səviyyədə neçə valent elektron olduğunu göstərir.
Nümunə olaraq Na-nı götürək. Natrium birinci qrupda, üçüncü dövrdə, 11-ci yerdədir. Bu o deməkdir ki, natrium atomunun müsbət yüklü nüvəsi var (tərkibində 11 proton var), onun ətrafında 11 elektron üç enerji səviyyəsində yerləşir. Xarici səviyyədə bir elektron var.
Xatırladaq ki, birinci enerji səviyyəsində iki elektronlu s-orbital, ikincisi isə s- və p-orbitallardan ibarətdir. Səviyyələri doldurmaq və tam rekordu əldə etmək qalır:
11 Na) 2) 8) 1 və ya 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .
Rahatlıq üçün elementin elektron formullarının xüsusi cədvəlləri yaradılmışdır. Uzun dövri cədvəldə düsturlar elementin hər bir xanasında da göstərilir.
düyü. 3. Elektron düsturlar cədvəli.
Qısalıq üçün kvadrat mötərizədə elektron formul element düsturunun başlanğıcı ilə üst-üstə düşən elementlər var. Məsələn, maqneziumun elektron düsturu 3s 2, neon 1s 2 2s 2 2p 6-dır. Buna görə də, maqneziumun tam düsturu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2-dir. 4.6. Alınan ümumi reytinqlər: 195.
