Как определить общее число электронов в атоме. Расположение электронов в атоме

Протоны, нейтроны и электроны – основные частицы, из которых состоит атом. Протоны заряжены положительно, электроны – отрицательно, а нейтроны и вовсе не имеют заряда. Масса электронов очень мала, а масса протонов и нейтронов практически одинакова. На самом деле, найти в атоме количество протонов, нейтронов и электронов довольно просто, нужно только научиться ориентироваться по периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева.

Шаги

Часть 1

1. Возьмите периодическую таблицу элементов. Это система, в которой элементы организованы в зависимости от их атомной структуры. Цветное одно- или двухбуквенное сокращение – это название элемента в сокращенном виде. В таблице также представлена информация об атомном номере элемента и атомной массе.

   • Таблицу Менделеева можно найти в учебнике по химии или в Интернете.
   • Во время контрольных работ периодическую таблицу обычно предоставляют.

2. Найдите в таблице нужный вам элемент. Каждый элемент в таблице располагается под своим номером. Все элементы можно разделить на металлы, неметаллы и метоллоиды (полуметаллы). В этих группах элементы классифицируются еще на несколько групп: щелочные металлы, галогены, инертные газы.

   • Группы (столбцы) и периоды (строки) нужны для систематизации, по ним легко найти нужный вам элемент.
   • Если вы ничего не знаете о нужном вам элементе, просто найдите его в таблице.

3. Найдите атомный номер элемента. Атомный номер обозначает число протонов в ядре атома. Атомный номер располагается над символом элемента, обычно в левом верхнем углу клетки. Он покажет вам, сколько протонов содержится в одном атоме элемента.

   • Например, Бор (В) обозначен в таблице под номером 5, поэтому у него 5 протонов.

4. Определите количество электронов. Протоны - это положительно заряженные частицы в ядре атома. Электроны представляют собой частицы, которые несут отрицательный заряд. Поэтому когда элемент находится в нейтральном состоянии, то есть его заряд будет равен нулю, число протонов и электронов будет равным.

   • Например, Бор (В) обозначен в таблице под номером 5, поэтому можно смело утверждать, что у него 5 электронов и 5 протонов.
   • Однако если элемент содержит отрицательный или положительный ион, то протоны и электроны не будут одинаковыми. Вам придется вычислить их. Число ионов выглядит как маленький, верхний индекс после элемента.

5. Найдите атомную массу элемента. Чтобы найти число нейтронов, вам сначала нужно вычислить атомную массу элемента. Атомная масса – это средняя масса атомов данного элемента, ее нужно рассчитывать. Имейте в виду, что у изотопов атомная масса отличается. . Атомная масса указана под символом элемента.

   • Округляйте атомную массу до ближайшего целого числа. Например, атомная масса бора = 10,811, соответственно, ее можно округлить до 11.

6. Вычтите из атомной массы атомный номер. Чтобы определить количество нейтронов, нужно вычесть атомный номер из атомной массы. Помните, что атомный номер - это число протонов, которое вы уже определили.

   • Возьмем наш пример с бором: 11 (атомная масса) – 5 (атомный номер) = 6 нейтронов.

Часть 2

1. Определите число ионов. Ион - это атом, состоящий из положительно заряженного ядра, в котором находятся протоны и нейтроны, и отрицательно заряженных электронов. Атом несет нейтральный заряд, но заряд может быть положительным и отрицательным из-за электронов, которые атом может отдавать и принимать. Поэтому число протонов в атоме не меняется, а число электронов в ионе может меняться.

   • Электрон несет отрицательный заряд, поэтому если атом отдает электроны, то сам становится заряженным положительно. Когда атом принимает электроны, он становится отрицательно заряженным ионом.
   • Например, у N 3- заряд -3, а у Ca 2+ заряд +2.
   • Помните, если число ионов не указано в таблице, вам не нужно делать подобные вычисления.

2. Вычтите заряд из атомного номера. Если ион положительно заряжен, нужно вычесть из атомного номера заряд. Если у иона положительный заряд, значит, он отдал электроны. Чтобы подсчитать оставшееся число электронов, нужно вычесть заряд от атомного номера. Если ион заряжен положительно, значит, в нем больше протонов, чем электронов.

   • Например, у Ca 2+ заряд +2, поэтому можно сказать, что он отдал два электрона. Атомный номер кальция = 20, поэтому у его иона 18 электронов (20-2=18).

3. Если ион заряжен отрицательно, чтобы узнать число электронов, нужно добавить заряд к атомному номеру. Потому что ион стал отрицательным из-за того, что принял лишние электроны. Так что нужно просто прибавить заряд к атомному номеру, тогда вы получите число электронов. Разумеется, если ион заряжен отрицательно, то электронов в нем больше, чем протонов.

   • Например, у N 3- заряд -3, значит, азот получил три дополнительных электрона. Атомный номер азота 7, поэтому число электронов у азота = 10. (то есть 7+3=10).

Глава 1. Строение и взаимодействие атомов и молекул

Одним из величайших достижений естествознания на рубеже XIX иXX вв. стало доказательство того факта, что все вещества в окружающем нас мире и мы сами построены из атомов и молекул – маленьких частиц, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольших расстояниях друг от друга, но отталкиваются, если одну из них плотнее прижать к другой.

По современным представлениям молекула – это наименьшая частица вещества, способная к самостоятельному существованию и обладающая всеми химическими свойствами данного вещества . Мы окружены молекулами и большая часть того, с чем мы соприкасаемся, построена из молекул. Молекулы представляют собой характерные сочетания из нескольких атомов, связанных друг с другом достаточно прочными химическими связями. Атомы одного сорта называют химическим элементом . Таким образом, атом – это наименьшая частица химического элемента, обладающая всеми химическими свойствами данного элемента .

Долгое время атомы никто не видел, а их изучение осуществлялось косвенными методами. С помощью спектроскопии, т.е. изучения света, поглощаемого и излучаемого атомами и молекулами, удалось сделать выводы о внутренней структуре атомов и выяснить расположение атомов в отдельных молекулах. Методом дифракции рентгеновских лучей были рассчитаны плотности распределения связанных с атомами электронов. Однако значительные успехи электронной микроскопии привели, наконец, к долгожданной цели – ученым удалось получить изображения индивидуальных атомов и молекул (рис.1.1).

Размеры и массы атомов чрезвычайно малы. По порядку величины они равны 10 –8 см и 10 –24 г соответственно. Но, несмотря на свою чрезвычайную малость, эти числа не произвольны: именно такие малые диаметры и массы нужно приписать атомам и молекулам, чтобы свойства веществ, которые из них состоят, оказались такими, какими мы их наблюдаем в природе. Ну, а коль скоро свойства веществ определяются, в конечном итоге, свойствами атомов , изучение строения и свойств твердых тел мы начнем с обзора сведений о строении отдельных атомов и с изучения свойств атомов, расположенных внутри веществ.

Строение и химические свойства атомов

Еще в 1909 г., после опытов великого английского физика Эрнеста Резерфорда по рассеянию падающих на металлическую фольгу a-частиц, стало ясно, что атомы состоят из плотного положительно заряженного ядра и электронного облака, образованного движущимися вокруг ядра электронами. Из чего же состоит атомное ядро и как в пространстве вокруг ядра распределены атомные электроны?

Строение атомного ядра

Размеры атомного ядра примерно в 100000 раз меньше размеров атома. В состав ядра входят положительно заряженные протоны, масса которых приблизительно равна 1,67×10 –27 кг, и не имеющие заряда нейтроны с массой около 1,68·10 –27 кг. Эти частицы удерживаются в ядре благодаря сильному ядерному взаимодействию .

Суммарное число A протонов и нейтронов в ядре называется массовым числом . Это число определяет массу атома, так как практически вся масса атома сосредоточена в его ядре .

Заряд ядра определяется числом Z входящих в его состав протонов. Это число называют зарядовым числом . Заряд ядра равен суммарному заряду атомных электронов Ze , благодаря чему свободные атомы электронейтральны .

Расположение электронов в атоме

Атомные электроны с большой скоростью движутся в пространстве вокруг ядра. Нельзя точно сказать, в какой точке этого пространства находится электрон в данный момент времени. Можно говорить лишь о вероятности нахождения электрона на определенном расстоянии от ядра. Область пространства вблизи атомного ядра, в которой вероятность нахождения электрона является наибольшей, называется орбиталью (рис.1.2).

Последовательное описание распределения электронов вблизи атомного ядра возможно только в рамках квантовой механики (приложения 1 и 2).

В квантовой механике вероятность нахождения электрона на определенном расстоянии от ядра задается квадратом волновой функции, которая является решением основного уравнения квантовой механики – уравнения Шрёдингера . При этом оказывается, что эта вероятность, другими словами, состояние электрона в атоме описывается четырьмя квантовыми числами: главным квантовым числом n, орбитальным квантовым числом l, магнитным квантовым числом m и спиновым квантовым числом s.

Главное квантовое число n определяет размер электронного облака и характеризует величину энергии электрона. В атоме водорода (Z =1), например, или в водородоподобном ионе с зарядом ядра +Ze значение энергии электрона определяется выражением:

где m – масса электрона, e 0 – электрическая постоянная, h – постоянная Планка.

Главное квантовое число может принимать любое положительное целочисленное значение, большее или равное единице: n = 1, 2, 3, … Таким образом, энергия электрона в атоме может принимать только дискретный набор значений , каждое из которых отвечает определенному энергетическому уровню атома.

Наименьшей энергией обладают электроны первого энергетического уровня (n = 1); они наиболее прочно связаны с ядром. Электроны последующих уровней характеризуются большим запасом энергии. Набор дискретных значений энергии атомных электронов называют энергетическим спектром атома.

Орбитальное квантовое число l описывает форму (симметрию ) орбиталей и характеризует величину орбитального момента импульса атомного электрона:

Оно может принимать целочисленные значения от 0 до n– 1: l = 0, 1, 2, …, (n –1).

Таким образом, орбитальный момент электронов в атоме, также как и их энергия, квантуется , то есть может принимать дискретный набор значений.

Обычно для обозначения состояний электронов, отвечающих различным значениям орбитального квантового числа, и соответствующих орбиталей применяют строчные буквы латинского алфавита: s (l =0), р (l =1), d (l =2), f (l =3) и т.д. (Форма s - и р - орбиталей приведена на рис.1.2.) Буквы s , p , d , f берут начало от наименования серий в спектрах щелочных металлов: s - sharp (резкая), p - principal (главная), d - diffuse (диффузная), f - fundamental (фундаментальная). Буквы, следующие за f , идут в алфавитном порядке.

Энергия электрона (1.1) в атоме водорода не зависит от значения орбитального квантового числа l . Иными словами, энергетический спектр электрона в атоме водорода вырожден по орбитальному квантовому числу . Однако это вырождение является случайным. Оно характерно только для кулоновского потенциала взаимодействия электрона с атомным ядром и носит название кулоновского вырождения . В случае многоэлектронных атомов или ионов благодаря дополнительному взаимодействию электронов друг с другом это вырождение снимается , поэтому электроны с различными орбитальными квантовыми числами (s -электроны, р -электроны и т. д.) обладают различной энергией: их энергия тем больше, чем больше значение l, точнее, сумма (n +l ).

Рис. 1.3. Энергетический спектр электрона в атоме водорода (а) вырожден по орбитальному квантовому числу. Однако в многоэлектронных атомах или ионах благодаря дополнительному взаимодействию электронов друг с другом это вырождение снимается (б), и уровни энергии, отвечающие определенному значению главного квантового числа, расщепляются на подуровни, соответствующие различным значениям орбитального квантового числа.

Этот факт может быть выражен следующей эмпирической формулой

где D l – малая добавка, величина которой зависит от значения орбитального квантового числа l . Таким образом, в многоэлектронных атомах уровни энергии, отвечающие определенному значению главного квантового числа n, расщепляются на подуровни, соответствующие различным значениям орбитального квантового числа l (рис.1.3).

На зависимость энергии электронов в многоэлектронных атомах от орбитального квантового числа впервые обратил внимание ученых известный немецкий физик Арнольд Иоганн Вильгельм Зоммерфельд. В 1916 г. он теоретически предсказал, что энергии электронов, движущихся вокруг атомного ядра по орбитам с одинаковым n , но разными l, должны немного различаться между собой. Поэтому спектральные линии излучения свободных атомов, возникающие при переходе электронов между энергетическими уровнями с различными n , будут иметь тонкую структуру , то есть расщепляться на несколько компонентов (рис.1.3), соответствующих различным l :

(В формуле (1.4) w – частота излучения, соответствующая переходу атомного электрона с энергетического уровня, характеризуемого квантовыми числами n и l , на уровень с меньшей энергией, который характеризуется числами n ¢и l ¢.)

По просьбе Зоммерфельда, его соотечественник Фридрих Пашен проверил и подтвердил это следствие теории на примере спектральных линий гелия. Внимательно рассмотрев фотографию спектральной линии гелия, которая соответствует переходу с уровня n =4 на уровень n =3, он обнаружил, что она в действительности состоит из тринадцати тесно расположенных линий. Это удивительное совпадение в то время сравнивали с вычислениями Леверье и Адамса, которые «на кончике пера» открыли новую планету Солнечной системы – Нептун и предсказали, в какой точке неба астрономам следует ее искать.

Следует отметить, что энергия электронов (1.3) в изолированных многоэлектронных атомах не зависит от значения магнитного квантового числа, то есть энергетический спектр свободных атомов вырожден по магнитному квантовому числу m . Это означает, что одному и тому же энергетическому подуровню отвечает, вообще говоря, несколько электронных орбиталей . Пространственная ориентация и число орбиталей на соответствующем энергетическом подуровне определяется магнитным квантовым числом m, которое характеризует величину проекции орбитального момента электрона на выделенную ось (например, на ось z ) :

Вырождение энергетического спектра атомов по магнитному квантовому числу снимается при помещении атомов в магнитное или электрическое поле . В этом случае за счет взаимодействия атомных электронов с полем отдельные подуровни, отвечающие определенному значению l , расщепляются на подуровни, соответствующие различным значениям m , вследствие чего спектральные линии излучающих атомов при помещении их во внешнее поле испытывают дополнительное расщепление на компоненты, отвечающие различным значениям магнитного квантового числа. Явление расщепление спектральных линий под действием внешнего магнитного поля было обнаружено еще в 1896 г. в опытах голландского физика Питера Зеемана. С тех пор оно известно как эффект Зеемана . Расщепление спектральных линий атомов во внешнем электрическом поле было открыто в 1913 г. немецким физиком Йохансом Штарком и называется эффектом Штарка .

Магнитное квантовое число может принимать целочисленные значения от –l до +l , включая 0. Это значит, что число орбиталей, соответствующих энергетическому подуровню с определенным значением l равно 2l +1. Например, s-подуровню соответствует только одна орбиталь с m =0 (рис.1.2, а), р-подуровню – три р-орбитали с m = –1, 0 и +1 (рис.1.2, б), d-подуровню – пять орбиталей с m = –2, –1, 0, +1 и +2, и т. д. Число орбиталей, отвечающих главному квантовому числу п равно .

Таким образом, согласно выводам квантовомеханической теории многоэлектронные атомы имеют оболочечную структуру : электроны в таких атомах располагаются вблизи атомного ядра на оболочках, нумеруемых главным квантовым числом n , которые достаточно сильно отличаются друг от друга по размеру и энергии. Оболочки, в свою очередь, состоят из близких по энергии (рис.1.3, б) электронных орбиталей, которые нумеруются орбитальным квантовым числом l и магнитным числом m и отличаются друг от друга формой и ориентацией в пространстве.

В спектроскопии различные оболочки принято называть большими буквами латинского алфавита: K (n =1), L (n =2), M (n =3), N (n =4) и т.д. Различные энергетические подуровни принято обозначать двумя числами – главным квантовым числом n и орбитальным числом l . При этом главное квантовое число обозначают соответствующими цифрами (n = 1, 2, 3, …), а орбитальный момент – малыми буквами латинского алфавита: s (l =0), p (l =1), d (l =2), f (l =3) и т.д. Например, уровень с квантовыми числами n =3, l =0 обозначают как 3s, а уровень с n =3, l =1 – как 3p.

Число электронов, которые размещаются в атоме на энергетическом подуровне с определенными значениями главного и орбитального квантовых чисел, обозначают цифрой вверху, рядом с обозначением соответствующего подуровня. Например, если на 3p-подуровне размещаются 2 электрона, это записывают как 3p 2 .

Заполнение электронных орбиталей происходит в порядке увеличения суммы (n+l ) главного и орбитального квантовых чисел (правило Клечковского ), то есть в порядке увеличения энергии электронов на этих орбиталях. Так, сумма (n +l ) для электронов 3d-подуровня равна 3+2=5, а для электронов 4s-подуровня – 4+0=4. Поэтому электронами заполняется вначале 4s-орбиталь, а затем 3d-орбитали (калий, кальций, скандий, титан). Сумма (n +l ) для электронов 4f-подуровня равна 4+3=7, что также больше суммы (n +l ) для электронов 5s-, 5р- и 6s-подуровней. Поэтому первыми заполняются 5s-, 5р- и 6s-орбитали. При одинаковых значениях суммы (n+l ) заполнение орбиталей происходит последовательно в направлении возрастания значения главного квантового числа п.

Распределение электронов по орбиталям осуществляется в соответствии с открытым в 1924 г. принципом запрета Паули , согласно которому в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями главного, орбитального, магнитного и спинового квантового числа.

Спиновоеквантовое число можно условно трактовать как характеристику вращения электрона вокруг собственной оси. Спиновым квантовым числом s называется проекция S z собственного момента количества движения электрона на избранное направление (например, на ось z ), выраженная в единицах h :

Спиновое число имеет два значения: +1/2 и –1/2. Обычно их изображают в виде противоположно направленных стрелок: ­ и ¯ соответственно. Согласно принципу Паули на одной орбитали, характеризуемой определенными значениями главного, орбитального и магнитного квантовых чисел, могут находиться лишь два электрона с антипараллельными спинами (с s = +1/2 и –1/2).

Таким образом, в соответствии с принципом Паули максимальное число электронов на подуровне, характеризуемом определенным значением l , равно 2(2l +1). Общее число электронов, которые могут разместиться на энергетическом уровне, характеризуемом квантовым числом n , равно 2n 2 .

Из этих формул следует, что на одной s-орбитали (l =0) может находиться не более двух электронов, на трех р-орбиталях (l =1) – не более шести, на пяти d-орбиталях (l =2) – не более 10, на семи f-орбиталях (l =3) – не более 14 электронов. При этом максимальное число электронов в K-оболочке равно 2, в L-оболочке – 8, в М-оболочке – 18 и т. д.

Распределение электронов по орбиталям называется электронной конфигурацией атома (таблица 1.1). Орбитали с одинаковыми энергиями (вырожденные) заполняются в соответствии с правилом Хунда , согласно которому наименьшей энергией обладает электронная конфигурация атома с максимальным суммарным спином электронов .

Объяснение этого эмпирического правила связано со специфическим обменным взаимодействием электронов, которое приводит к понижению энергии состояний с параллельными спинами максимально возможного (с учетом принципа Паули) числа электронов. Благодаря обменному взаимодействию три p-электрона, например, будут располагаться на p-подуровне так, чтобы их суммарный спин был равен +3/2 (), а не +1/2 (). Принцип Паули в этом случае обеспечивает максимальное удаление электронов друг от друга, а значит и понижение энергии отталкивания.

Таблица 1.1.* Электронные конфигурации некоторых атомов.

Атом состоит из исключительно плотного ядра, окруженного электронным «облаком». Ядро жалко немного по сопоставлению с внешними размерами облака, и состоит из протонов и нейтронов. Атом в обыкновенном состоянии нейтрален, а электроны несут негативный заряд. Но атом может также перетянуть чужие электроны, либо отдать свои. В таком случае он теснее будет являться негативно заряженным либо позитивно заряженным ионом. Как определить, сколько электронов содержится в атоме ?

Инструкция

1. Раньше каждого, вам на поддержка придет Таблица Менделеева. Заглянув в нее, вы увидите, что весь химический элемент имеет не только свое сурово определенное место, но и личный порядковый номер. Скажем, у водорода он равен единице, у углерода – 6, у золота – 79 и так дальше.

2. Именно порядковый номер характеризует число протонов в ядре, то есть правильный заряд ядра атома. От того что атом в обыкновенном состоянии нейтрален, позитивный заряд должен быть уравновешен негативным зарядом. Следственно, у водорода – один электрон, углерода – шесть электронов , у золота – семьдесят девять электронов .

3. Ну а как определить число электронов в атоме , если атом, в свою очередь, входит в состав какой-нибудь больше трудной молекулы? Скажем, каково число электронов в атомах натрия и хлора, если они образуют молекулу каждым вам отменно знаменитой обыкновенной поваренной соли?

4. И здесь нет ничего трудного. Начните с того, что напишите формулу этого вещества, она будет иметь дальнейший вид: NaCl. Из формулы вы увидите, что молекула поваренной соли состоит из 2-х элементов, а именно: щелочного металла натрия и газа-галогена хлора. Но это теснее не нейтральные атомы натрия и хлора, а их ионы. Хлор, образуя ионную связь с натрием, тем самым «перетянул» к себе один из его электронов , а натрий, соответственно, его «отдал».

5. Вновь посмотрите в Таблицу Менделеева. Вы увидите, что натрий имеет порядковый номер 11, хлор – 17. Следственно, сейчас у иона натрия будет 10 электронов , у иона хлора – 18.

6. Действуя по такому же алгорифму, легко дозволено определить число электронов у всякого химического элемента, будь то в виде нейтрального атома либо иона.

Атом химического элемента состоит из ядерного ядра и электронов. В состав ядерного ядра входят два типа частиц — протоны и нейтроны. Примерно каждая масса атома сфокусирована в ядре, потому что протоны и нейтроны гораздо тяжелее электронов.

Вам понадобится

• атомный номер элемента, изотопы

Инструкция

1. В различие от протонов, нейтроны не имеют электрического заряда, то есть их электрический заряд равен нулю. Следственно, зная ядерный номер элемента, невозможно однозначно сказать, сколько нейтронов содержится в его ядре. К примеру в ядре атома углерода неизменно содержится 6 протонов, впрочем протонов в нем может быть 6 и 7. Разновидности ядер химического элемента с различным числом нейтронов в ядре именуются изотопами этого элемента. Изотопы могут быть как природными, так и полученными неестественно.

2. Ядерные ядра обозначаются буквенным символом химического элемента из таблицы Менделеева. Справа от символа вверху и внизу стоят два числа. Верхнее число A — это массовое число атома, A = Z+N, где Z — заряд ядра (число протонов),а N — число нейтронов . Нижнее число — это Z — заряд ядра. Такая запись дает информацию о числе нейтронов в ядре. Видимо, оно равно N = A-Z.

3. У различных изотопов одного химического элемента число A меняется, что отражено в записи этого изотопа. Определенные изотопы имеют свои подлинные наименования. Скажем, обыкновенное ядро водорода не имеет нейтронов и имеет один протон. Изотоп водорода дейтерий имеет один нейтрон (A = 2), а изотоп тритий — два нейтрона (A = 3).

4. Связанность числа нейтронов от числа протонов отражена на N-Z диаграмме ядерных ядер. Стабильность ядер зависит от отношения числа нейтронов и числа протонов. Ядра легких нуклидов особенно устойчивы при N/Z = 1, то есть при равенстве числа нейтронов и протонов. С ростом массового числа область стабильности сдвигается к величинам N/Z>1, достигая величины N/Z ~ 1,5 для особенно тяжелых ядер.

Видео по теме

Атом состоит из ядра и окружающих его электронов , которые вращаются вокруг него по ядерным орбиталям и образуют электронные слои (энергетические ярусы). Число негативно заряженных частиц на внешних и внутренних ярусах определяет свойства элементов. Число электронов , содержащихся в атоме, дозволено обнаружить, зная некоторые ключевые моменты.

Вам понадобится

• — бумага;
• — ручка;
• — периодическая система Менделеева.

Инструкция

1. Дабы определить число электронов , воспользуйтесь периодической системой Д.И. Менделеева. В этой таблице элементы расположены в определенной последовательности, которая узко связана с их ядерным строением. Зная, что позитивный заряд атома неизменно равен порядковому номеру элемента, вы легко обнаружите число негативных частиц. Чай вестимо — атом в совокупности нейтрален, а значит, число электронов будет равно числу протонов и номеру элемента в таблице. Скажем, порядковый номер алюминия равен 13. Следственно, число электронов у него будет 13, у натрия – 11, у железа – 26 и т.д.

2. Если вам нужно обнаружить число электронов на энергетических ярусах, вначале повторите правило Пауля и правило Хунда. Потом распределите негативные частицы по ярусам и подуровням с подмогой все той же периодической системы, а вернее ее периодов и групп. Так номер горизонтального ряда (периода) указывает на число энергетических слоев, а вертикального (группы) – на число электронов на внешнем ярусе.

3. Не забывайте о том, что число внешних электронов равно номеру группы только у элементов, которые находятся в основных подгруппах. У элементов побочных подгрупп число негативно заряженных частиц на последнем энергетическом ярусе не может быть огромнее 2-х. Скажем, у скандия (Sc), находящегося в 4 периоде, в 3 группе, побочной подгруппе, их 2. В то время как у галия (Ga), тот, что находится в том же периоде и той же группе, но в основной подгруппе, внешних электронов 3.

4. При подсчете электронов в атоме, учтите, что последние образуют молекулы. При этом атомы могут принимать, отдавать негативно заряженные частицы либо образовывать всеобщую пару. Скажем, в молекуле водорода (H2) всеобщая пара электронов . Иной случай: в молекуле фторида натрия (NaF) всеобщая сумма электронов будет равна 20. Но в ходе химической реакции атом натрия отдает свой электрон и у него остается 10, а фтор принимает — получается тоже 10.

Полезный совет
Помните, что на внешнем энергетическом ярусе может быть только 8 электронов. И это не зависит от расположения элемента в таблице Менделеева.

Атом — это мельчайшая стабильная (в большинстве случаев) частица вещества. Молекулой же называют несколько атомов, связанных между собой. Именно молекулы хранят в себе информацию о всех свойствах определенного вещества.

Атомы образуют молекулу при помощи различных типов связи. Они отличаются между собой направленностью и энергией, с подмогой которых дозволено эту связь образовать.

Квантовомеханическая модель ковалентной связи

Ковалентная связь образуется при помощи валентных электронов. При сближении 2-х атомов отслеживается перекрытие электронных облаков. При этом электроны всякого атома начинают двигаться в области, принадлежащей иному атому. В пространстве, окружающем их, возникает излишний негативный потенциал, тот, что стягивает позитивно заряженные ядра. Это допустимо только при условии, что спины всеобщих электронов антипараллельны (направлены в различные стороны).Ковалентная связь характеризуется достаточно огромным значением энергии связи на весь атом (около 5 эВ). Это обозначает, что нужно 10 эВ, дабы молекула из 2-х атомов, образованная ковалентной связью, распалась. Атомы могут приблизиться друг к другу на сурово определенное состояние. При таком сближении отслеживается перекрытие электронных облаков. Тезис Паули гласит, что вокруг одного и того же атома не может вращаться два электрона в идентичном состоянии. Чем огромнее отслеживается перекрытие, тем больше отталкиваются атомы.

Водородная связь

Это частный случай ковалентной связи. Ее образуют два атома водорода. Именно на примере этого химического элемента в двадцатых годах прошлого столетия был показан механизм образования ковалентной связи. Атом водорода дюже примитивен в своем строении, что дозволило ученым касательно верно решить уравнение Шредингера.

Ионная связь

Кристалл каждом вестимой поваренной соли образуется при помощи ионной связи. Она появляется, когда атомы, образующие молекулу, владеют огромный разницей в электроотрицательности. Менее электроотрицательный атом (в случае кристалла поваренной соли это натрий) отдает все свои валентные электроны хлору, превращаясь в правильно заряженный ион. Хлор, в свою очередь, становится негативно заряженным ионом. Эти ионы связаны в структуре электростатическим взаимодействием, которое характеризуется достаточно огромный силой. Вот отчего ионная связь владеет наибольшей прочностью (10 эВ на атом, что в два раза огромнее, чем энергия ковалентной связи). В ионных кристаллах дюже редко отслеживаются недостатки разного рода. Электростатическое взаимодействие крепко удерживает позитивные и негативные ионы в определенных местах, не давая возникнуть вакансии, междоузелью и иным недостаткам кристаллической решетки.

Видео по теме

Полезный совет
Протоны – это одобрительно заряженные частицы, нейтроны же не несут какого-нибудь заряда.