Elektronska struktura atoma može se prikazati elektronskom formulom i elektronskim grafičkim dijagramom. U elektronskim formulama, uzastopno napisane nivoi energije i podnivoa po redoslijedu njihovog punjenja i ukupnog broja elektrona u podnivou. U ovom slučaju, stanje pojedinog elektrona, posebno njegov magnetni i spinski kvantni broj, ne odražava se u elektronskoj formuli. U elektronskim grafičkim šemama svaki elektron je u potpunosti „vidljiv“, tj. može se okarakterisati sa sva četiri kvantni brojevi. Elektronski grafički dijagrami se obično daju za vanjske elektrone.

Primjer 1 Napišite elektronsku formulu fluora, izrazite stanje vanjskih elektrona elektronskim grafičkim dijagramom. Koliko je nesparenih elektrona u atomu ovog elementa?

Rješenje. Atomski broj fluora je devet, tako da ima devet elektrona u njegovom atomu. U skladu sa principom najmanje energije, koristeći Sl. 7 i uzimajući u obzir posljedice Paulijevog principa, zapisujemo elektronsku formulu fluora: 1s 2 2s 2 2p 5 . Za eksterne elektrone (drugi energetski nivo) nacrtamo elektronski grafički dijagram (slika 8), iz kojeg slijedi da u atomu fluora postoji jedan nespareni elektron.

Rice. 8. Elektronska grafička šema valentnih elektrona atom fluora

Primjer 2 Napravite elektronsko-grafske dijagrame mogućih stanja atoma dušika. Koji od njih odražavaju normalno stanje, a koji - uzbuđeni?

Rješenje. Elektronska formula dušika je 1s 2 s 2 2p 3 , formula vanjskih elektrona je 2s 2 2p 3 . Podnivo 2p je nepotpun, jer broj elektrona na njemu je manji od šest. Moguće opcije distribucije tri elektrona na 2p podnivou su prikazane na sl. 9.

Rice. 9. Elektronsko-grafski dijagrami mogućih stanja 2p podnivoa u atomu dušika.

Maksimalna (u apsolutnoj vrijednosti) vrijednost spina (3/2) odgovara stanjima 1 i 2, dakle, oni su mljeveni, a ostali su pobuđeni.

Primjer 3 Odrediti kvantne brojeve koji određuju stanje posljednjeg elektrona u atomu vanadijuma?

Rješenje. Atomski broj vanadijuma je Z = 23, pa je puna elektronska formula elementa: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3. Elektronska grafička šema vanjskih elektrona (4s 2 3d 3) je sljedeća (slika 10):

Rice. 10. Elektronsko-grafska shema valentnih elektrona atoma vanadijuma

Glavni kvantni broj posljednjeg elektrona n = 3 (treći energetski nivo), orbitala l= 2 (podnivo d). Magnetski kvantni broj za svaki od tri d-elektrona je različit: za prvi je -2, za drugi -1, za treći - 0. Spin kvantni broj za sva tri elektrona je isti: m s \u003d + 1 / 2. Dakle, stanje posljednjeg elektrona u atomu vanadijuma karakteriziraju kvantni brojevi: n = 3; l= 2; m = 0; m s = + 1 / 2 .

7. Upareni i nespareni elektroni

Elektroni koji ispunjavaju orbitale u parovima nazivaju se upareno, a pojedinačni elektroni se nazivaju unpaired. Nespareni elektroni obezbeđuju hemijska veza atom sa drugim atomima. Prisustvo nesparenih elektrona se utvrđuje eksperimentalno proučavanjem magnetnih svojstava. Supstance sa nesparenim elektronima paramagnetski (oni su uvučeni u magnetsko polje zbog interakcije spinova elektrona, poput elementarnih magneta, sa vanjskim magnetsko polje). Supstance koje imaju samo uparene elektrone dijamagnetski (na njih ne djeluje vanjsko magnetsko polje). Nespareni elektroni nalaze se samo na vanjskom energetskom nivou atoma i njihov broj se može odrediti iz njegove elektronske grafičke šeme.

Primjer 4 Odredite broj nesparenih elektrona u atomu sumpora.

Rješenje. Atomski broj sumpora je Z = 16, pa je puna elektronska formula elementa: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4. Elektronska grafička šema vanjskih elektrona je sljedeća (slika 11).

Rice. 11. Elektronsko-grafska shema valentnih elektrona atoma sumpora

Iz elektronsko-grafske šeme slijedi da postoje dva nesparena elektrona u atomu sumpora.

Da biste ispravno prikazali elektronske konfiguracije atoma, morate odgovoriti na sljedeća pitanja: 1. Kako odrediti ukupan broj elektrona u atomu? 2. Šta je maksimalan broj elektrona na nivoima, podnivoima? 3. Koji je redoslijed popunjavanja podnivoa i orbitala? 3

Elektronske konfiguracije(na primjeru atoma vodika) 1. Shema elektronska struktura Dijagram elektronske strukture atoma prikazuje raspodjelu elektrona po energetskim nivoima 2. Elektronska formula je 1s 1, gdje je s oznaka podnivoa; 1 - broj elektrona Elektronske formule atoma pokazuju raspodjelu elektrona po energetskim podnivoima 3. Elektronska grafička formula Elektronske grafičke formule atoma pokazuju distribuciju elektrona po orbitalama i spinove elektrona 4

2. Prema uzorku, napravite elektronsku formulu aluminijuma.Redosled kojim se popunjavaju nivoi energije u atomu. 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 1 6 Aluminijum ima 13 elektrona ukupan broj elektrona. Ostaje postaviti 11 elektrona. Sljedeći 2s podnivo je ispunjen, može imati 2 elektrona. Ostaje postaviti 9 elektrona. Sljedeći 2p podnivo je ispunjen, može imati 6 elektrona. Zatim popunite podnivo 3s. Došli smo do 3p podnivoa, može imati najviše 6 elektrona, ali ostaje samo 1 i postavljamo ga. 1s = Al s2s2s 2p2p 3p - 2 = - 6 = - 2 = 9 3 1

3. Odredite: Jesu li nivoi energije u redu. Ako su nivoi u redu, ostavite ih tako. Ako nivoi nisu u redu, onda ih prepišite, slažući ih u rastućem redoslijedu. br. 4s i 3d podnivoi nisu u funkciji. Potrebno ih je prepisati i složiti kako se povećavaju. 7 Cr 24 1s 2 2p62p6 3s 2 4s 2 3p 6 3d 4 2s22s2 1s 2 2p62p6 3s 2 4s 2 3p 6 3d 4 2s22s2

Pravila za sastavljanje elektronskog grafičkog dijagrama Svaki podnivo ima određeni broj orbitala Svaka orbitala ne može sadržavati više od dva elektrona.Ako se u orbitali nalaze dva elektrona, onda oni moraju imati različit spin (strelice gledaju u različitim smjerovima) . 8 s p d f

5. Geografsko putovanje Odredite u kojim se grupama periodnog sistema nalaze hemijski elementi, čije su elektronske formule atoma date u prvoj koloni tabele. Slova koja odgovaraju tačnim odgovorima dat će naziv zemlje. 10 DŽAMAJKA Elektronske formule grupe IIIIIIIVVVIVII 1s 2 2s 1 YAGLRKAO 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 VISNPDM 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 EFTZYAOs2s 1s 2 3p 4 EFTZYAO2s2 1s2 4 EFTZYAO2s2 1s2 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ANLO