Записывать электронные конфигурации атомов и ионов и определять положение элемента по строению атома.
Состав атома и порядок заполнения орбиталей
Строение атома и электронные конфигурации
Атом состоит из ядра (протоны и нейтроны) и электронов, движущихся вокруг ядра. Заряд ядра равен числу протонов и совпадает с порядковым номером элемента в Периодической системе. Изотопы — атомы одного элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов (например, ¹²C и ¹⁴C).
Электроны заполняют орбитали в порядке возрастания энергии: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p… Правило Хунда: в пределах одного подуровня электроны сначала занимают каждую орбиталь по одному (с параллельными спинами), и лишь затем спариваются. Так, в подуровне 2p при трёх электронах все три орбитали заняты по одному электрону.
Важные исключения — хром Cr (Z=24) и медь Cu (Z=29). Ожидаемые конфигурации дали бы …3d⁴4s² и …3d⁹4s², однако более устойчивы наполовину и полностью заполненные d-подуровни. Поэтому: Cr: [Ar] 3d⁵4s¹; Cu: [Ar] 3d¹⁰4s¹ — явление называют «проскоком электрона».
Валентные электроны — это электроны внешнего (и предвнешнего d-) уровня, участвующие в химических реакциях. Число электронов на внешнем уровне для главных подгрупп равно номеру группы. Пример: железо Fe (Z=26): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Ион Fe³⁺ теряет сначала 4s-электроны, затем один 3d: [Ar] 3d⁵.
Lesson notes
Строение атома и электронные конфигурации
Атом состоит из ядра (протоны и нейтроны) и электронов, движущихся вокруг ядра. Заряд ядра равен числу протонов и совпадает с порядковым номером элемента в Периодической системе. Изотопы — атомы одного элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов (например, ¹²C и ¹⁴C).
Электроны заполняют орбитали в порядке возрастания энергии: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p… Правило Хунда: в пределах одного подуровня электроны сначала занимают каждую орбиталь по одному (с параллельными спинами), и лишь затем спариваются. Так, в подуровне 2p при трёх электронах все три орбитали заняты по одному электрону.
Важные исключения — хром Cr (Z=24) и медь Cu (Z=29). Ожидаемые конфигурации дали бы …3d⁴4s² и …3d⁹4s², однако более устойчивы наполовину и полностью заполненные d-подуровни. Поэтому: Cr: [Ar] 3d⁵4s¹; Cu: [Ar] 3d¹⁰4s¹ — явление называют «проскоком электрона».
Валентные электроны — это электроны внешнего (и предвнешнего d-) уровня, участвующие в химических реакциях. Число электронов на внешнем уровне для главных подгрупп равно номеру группы. Пример: железо Fe (Z=26): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Ион Fe³⁺ теряет сначала 4s-электроны, затем один 3d: [Ar] 3d⁵.