Structura electronică a unui atom poate fi prezentată printr-o formulă electronică și o diagramă grafică electronică. În formule electronice, scrise secvenţial niveluri de energieși subnivelurile în ordinea umplerii lor și numărul total de electroni din subnivel. În acest caz, starea unui electron individual, în special numerele sale magnetice și cuantice de spin, nu este reflectată în formula electronică. În schemele grafice electronice, fiecare electron este complet „vizibil”, adică. poate fi caracterizat prin toate patru numere cuantice. Diagramele grafice electronice sunt de obicei date pentru electronii externi.

Exemplul 1 Scrieți formula electronică a fluorului, exprimați starea electronilor externi cu o diagramă grafică electronică. Câți electroni nepereche sunt într-un atom al acestui element?

Soluţie. Numărul atomic al fluorului este nouă, deci există nouă electroni în atomul său. În conformitate cu principiul energiei minime, folosind Fig. 7 și ținând cont de consecințele principiului Pauli, notăm formula electronică a fluorului: 1s 2 2s 2 2p 5 . Pentru electronii externi (al doilea nivel de energie), întocmim o diagramă grafică electronică (Fig. 8), din care rezultă că există un electron nepereche în atomul de fluor.

Orez. 8. Schema grafică electronică electroni de valență atom de fluor

Exemplul 2 Realizați diagrame electronic-grafice ale stărilor posibile ale atomului de azot. Care dintre ele reflectă starea normală și care - entuziasmată?

Soluţie. Formula electronică a azotului este 1s 2 s 2 2p 3 , formula electronilor externi este 2s 2 2p 3 . Subnivelul 2p este incomplet, deoarece numărul de electroni de pe el este mai mic de șase. Opțiuni posibile distribuțiile a trei electroni pe subnivelul 2p sunt prezentate în Fig. 9.

Orez. 9. Diagrame electron-grafice ale stărilor posibile ale subnivelului 2p în atomul de azot.

Valoarea maximă (în valoare absolută) a spinului (3 / 2) corespunde stărilor 1 și 2, prin urmare, acestea sunt măcinate, iar restul sunt excitate.

Exemplul 3 Determinați numerele cuantice care determină starea ultimului electron dintr-un atom de vanadiu?

Soluţie. Numărul atomic al vanadiului este Z = 23, prin urmare, formula electronică completă a elementului este: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 3. Schema grafică electronică a electronilor externi (4s 2 3d 3) este următoarea (Fig. 10):

Orez. 10. Schema electron-grafică a electronilor de valență ai atomului de vanadiu

Numărul cuantic principal al ultimului electron n = 3 (al treilea nivel energetic), orbital l= 2 (subnivel d). Numărul cuantic magnetic pentru fiecare dintre cei trei electroni d este diferit: pentru primul este -2, pentru al doilea -1, pentru al treilea - 0. Numărul cuantic de spin pentru toți cei trei electroni este același: m s \u003d + 1/2. Astfel, starea ultimului electron din atomul de vanadiu se caracterizează prin numere cuantice: n = 3; l= 2; m = 0; m s = + 1 / 2 .

7. Electroni perechi și neperechi

Electronii care umplu orbitalii în perechi se numesc pereche, iar electronii unici se numesc nepereche. Electronii nepereche furnizează legătură chimică atom cu alți atomi. Prezența electronilor nepereche este stabilită experimental prin studierea proprietăților magnetice. Substanțe cu electroni nepereche paramagnetic (sunt atrași într-un câmp magnetic datorită interacțiunii spinurilor electronilor, ca magneții elementari, cu un camp magnetic). Substanțe care au doar electroni perechi diamagnetic (câmpul magnetic extern nu acționează asupra lor). Electronii nepereche sunt localizați numai la nivelul de energie exterior al unui atom și numărul lor poate fi determinat din schema sa grafică electronică.

Exemplul 4 Determinați numărul de electroni nepereche dintr-un atom de sulf.

Soluţie. Numărul atomic al sulfului este Z = 16, prin urmare, formula electronică completă a elementului este: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4. Schema grafică electronică a electronilor externi este următoarea (Fig. 11).

Orez. 11. Schema electron-grafică a electronilor de valență ai unui atom de sulf

Din schema electron-grafică rezultă că în atomul de sulf există doi electroni nepereche.





Pentru a descrie corect configurațiile electronice ale atomilor, trebuie să răspundeți la următoarele întrebări: 1. Cum se determină numărul total de electroni dintr-un atom? 2. Ce este număr maxim electroni la niveluri, subniveluri? 3. Care este ordinea de umplere a subnivelurilor și orbitalilor? 3


Configurații electronice(pe exemplul unui atom de hidrogen) 1. Schemă structura electronica O diagramă a structurii electronice a atomilor arată distribuția electronilor pe nivelurile de energie 2. Formula electronică este 1s 1, unde s este desemnarea subnivelului; 1 - numărul de electroni Formulele electronice ale atomilor arată distribuția electronilor pe subnivelurile de energie 3. Formula grafică electronică Formulele grafice electronice ale atomilor arată distribuția electronilor în orbitali și spinurile electronilor 4





2. Conform probei, alcătuiți formula electronică a aluminiului.Ordinea în care sunt umplute nivelurile de energie din atom. 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 1 6 Aluminiul are 13 electroni numărul total electroni. Rămâne de plasat 11 electroni. Următorul subnivel de 2s este umplut, poate avea 2 electroni. Rămâne de plasat 9 electroni. Următorul subnivel 2p este umplut, poate avea 6 electroni. In continuare completam subnivelul 3s. Am ajuns la subnivelul 3p, poate avea maxim 6 electroni, dar ramane doar 1, si il plasam. 1s = Al s2s2s 2p2p 3p - 2 = - 6 = - 2 = 9 3 1


3. Determinați: Sunt nivelurile de energie în ordine. Dacă nivelurile sunt în ordine, atunci lăsați-le așa. Dacă nivelurile nu sunt în ordine, atunci rescrie-le, aranjandu-le în ordine crescătoare. Nu. Subnivelurile 4s și 3d nu sunt în ordine. Este necesar să le rescrieți și să le aranjați pe măsură ce cresc. 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


Reguli pentru întocmirea unei diagrame grafice electronice Fiecare subnivel are un anumit număr de orbitali Fiecare orbital nu poate conține mai mult de doi electroni.Dacă există doi electroni într-un orbital, atunci aceștia trebuie să aibă un spin diferit (săgețile arată în direcții diferite) . 8 s p d f

5. Călătoria geografică Stabiliți în ce grupe ale sistemului periodic se află elemente chimice, ale căror formule electronice ale atomilor sunt date în prima coloană a tabelului. Literele corespunzătoare răspunsurilor corecte vor da numele țării. 10 JAMAICA Formule electronice ale grupului 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 EFTZYAO 1s 2s 2p 2 2p 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 EFTZYAO 1 2 4 2 2 4 2 4 2 4 2 2 4 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ANLO