taxtlar AO ga o'xshaydi. Ular elektron yoki atom orbitallari deb ham ataladi. Elektron buluti to'rtta kvant soni (n, l,, ms) bilan tavsiflanadi.Bu kvant sonlar fi-

elektronning fizik xossalari va n soni (asosiy kvant soni) elektronning energiya (kvant) darajasini tavsiflaydi; l soni (orbital) - momentum momenti (energiya pastki darajasi); raqam (magnit) - magnit moment; ms - aylanish. Spin

Elektron o'z o'qi atrofida aylanish orqali hosil bo'ladi. Atomdagi elektronlar kamida bitta kvant soni bilan farq qilishi kerak (Pauli printsipi), shuning uchun AOda spinlarida farq qiluvchi ikkitadan ortiq elektron bo'lishi mumkin emas (mS = + 1/2) 1-jadvalda qiymatlar ko'rsatilgan va yozuv kvant raqamlari, shuningdek, tegishli energiya darajasi va pastki darajadagi elektronlar soni.

1-jadval Kvant sonlarining ma'nosi va maksimal raqam elektronlar yoqilgan

kvant darajalari va pastki darajalari.

2-misol. Seriya raqamlari 15 va 22 bo'lgan elementlar atomlarining elektron formulalarini tuzing. Elektronlarning kvant (energiya) hujayralarida taqsimlanishini ko'rsating.

Yechim. Elektron formulalar atomdagi elektronlarning energiya darajalari, pastki darajalari (atom-

orbitallar). Elektron konfiguratsiya nlx belgilar guruhlari bilan belgilanadi, bu erda n - asosiy kvant soni, l - orbital kvant soni (uning o'rniga tegishli harf belgisi ko'rsatilgan - s, p, d, f), x - soni ma'lum bir kichik darajadagi elektronlar.

Bunday holda, elektron avvalroq eng past energiyaga ega bo'lgan energiya pastki darajasini egallashini hisobga olish kerak, ya'ni. kichikroq summa n+l (Klechkovskiy qoidasi I).

Agar pastki sathlarning n + l yig'indilari bir xil bo'lsa, unda "n" kamroq bo'lgan pastki daraja birinchi navbatda to'ldiriladi (Klechkovskiyning II qoidasi).

Energiya darajalari va pastki darajalarini to'ldirish ketma-ketligi quyidagicha:

Element atomidagi elektronlar soni uning Mendeleyev jadvalidagi seriya raqamiga teng bo'lganligi sababli, I6 (oltingugurt) va № 22 (titan) elementlari uchun elektron formulalar quyidagicha ko'rinadi:

Atomning elektron tuzilishini sxematik tasvir bo'lgan kvant (energiya) xujayralaridagi elektron sxemalari ko'rinishida ham tasvirlash mumkin. atom orbitallari(AO). Kvant xujayrasi to'rtburchaklar shaklida belgilanadi

ka □ , va bu hujayralardagi elektronlar o'qlar bilan belgilanadi. Har bir kvant xujayrasi qarama-qarshi spinli ikkitadan ko'p bo'lmagan elektronni o'z ichiga olishi mumkin. Berilgan pastki sath orbitallari birinchi navbatda bir xil spinli bitta elektron, keyin esa qarama-qarshi spinli ikkinchi elektron bilan to'ldiriladi (Xund qoidasi).

Elektronlarni joylashtirish variantlaridan biri: s

3-misol. Oddiy va qo'zg'aluvchan holatda fosfor juftlanmagan elektronlar tufayli qanday valentlikni namoyon qilishi mumkin?

Yechim. Tashqi elektronning taqsimlanishi energiya darajasi fosfor...

Fosfor atomlari erkin d orbitallarga ega, shuning uchun bitta 3 s elektron 3D holatga o'tishi mumkin:

Demak, normal holatdagi fosforning valentligi uchga, qo`zg`aluvchan holatda esa beshga teng.

Misol 4. Elektromanfiylik nima? Kaliy siyanidi (KCN) molekulasidagi bog'larning qaysi biri katta foiz ionlik bilan tavsiflanadi?

Yechim. Elektromanfiylik (EO) atomlarning hosil bo'lish jarayonida boshqa atomlardan elektronlarni tortib olish qobiliyatini tavsiflaydi. kimyoviy bog'lanish. EO ionlanish energiyasi va elektron yaqinligi yig'indisining yarmiga teng. Odatda, nisbiy EO qiymatlari qo'llaniladi, ya'ni. bu elementning EO ning litiyning EO ga nisbatlari, uning qiymati shartli ravishda 1. Masalan, ftor, kislorod, azot va kaliyning nisbiy EO si mos ravishda 4,0 ga teng; 3,5; 3,0; 0,8. Nisbiy EC qiymatlari jadvalda jamlangan (Polin-jadval-

ha). Bog'lovchi atomlarning nisbiy ERlaridagi farq qanchalik katta bo'lsa, ular orasidagi bog'lanishning ionligi shunchalik katta bo'ladi. Kaliy siyanidida ikkita bog' mavjud:

K - C: 2,5 - 0,8 \u003d 1,3 C - N: 3,0 - 2,5 \u003d 0,5

Bu shuni anglatadiki, K-C aloqasi ionlikning katta foiziga ega.

TEST SAVOLLARI

41. Radon Rn elementining orbitallari elektronlar bilan to'ldirilgan ketma-ketlikni yozing (seriya raqami 86). Kimga

42. Nega azot va fosfor, kislorod va oltingugurt, ftor va xlor atomlarining tashqi elektron darajasining bir xil konfiguratsiyasi bilan bu juftlarning elementlari valentlik qobiliyatida farqlanadi?

43. Qanday bog'lanishlar (ionli, kovalent qutbsiz, qutbli) birikmalarda amalga oshiriladi: fosforik kislota, xlor, oltingugurt dioksidi, natriy xlorid, vodorod xlorid?

Kimga bu element qaysi oilaga tegishli?

46. HOCl molekulasidagi ikkita bog'lanishdan qaysi biri eng yuqori ionlikka ega? Javobingizni hisob-kitob bilan tasdiqlang. (EO: H=2,1; O=3,5; Cl=3,0).

47. Kaliy tiosiyanat KSCN dagi uchta bog'lanishdan qaysi biri ionliroq? Javobingizni hisob-kitob bilan tasdiqlang. (EO: K=0,8; C=2,5; N=3,0; S=2,5).

48. Surma atomi qo'zg'almas va qo'zg'aluvchan holatda qanday valentlikni namoyon qilishi mumkin?

49. Elementlari qo`zg`atmagan holatda bo`lgan atomlar quyidagi tashqi sath tuzilmalariga ega bo`ladi.

50. Elektromanfiylik kattaliklaridan kelib chiqib, atomlarning qanday qabul qilish qobiliyatini ko'rsating.

elektronlarning onasi. (EO: F=4,0; Cl=3,0; Br=2,8; I=2,2)

51. Tartib raqamlari 59, 69, 93, 98 bo'lgan elementlar atomlarida nechta erkin f-orbitallar mavjud? Xund qoidasidan foydalanib, elektronlarni ushbu elementlarning atomlari uchun orbitallar o'rtasida taqsimlang.

52. Kaliforniya elementi orbitallari elektronlar bilan to'ldirilgan ketma-ketlikni yozing (seriya raqami 98). Bu element qaysi oilaga tegishli?

53. Qo'zg'atmagan atomlarda tashqi darajadagi elektronlarni taqsimlash sxemalarida qanday xatolarga yo'l qo'yiladi? Xatolarni bartaraf etish.

54. Qanday valentlik (maksimal) mumkin

55. Ularni to'ldirish tartibini yozing

oltin elementning orbital elektronlari (seriya raqami 79). Bu element qaysi oilaga tegishli?

56. Qanday bog'lanishlar, d- yoki p-, vodorod, ftor, vodorod xlorid, kislorod, karbonat angidrid molekulalarida hosil bo'ladi?

58. Kremniy qo'zg'almagan va hayajonlangan holatda qanday valentlikni namoyon qilishi mumkin?

59. Ularni to'ldirish tartibini yozing

qo'rg'oshin element orbitalining elektronlari (seriya raqami 82). Bu element qaysi oilaga tegishli?

60. s-, p-, d- va f- pastki sathlaridagi elektronlarning maksimal sonini hisoblang.

61. 1-, 2-, 3- va 4-energiya darajalaridagi elektronlarning maksimal sonini hisoblang.

62. Elektronlarning quyidagi holatlarini to'rtta kvant soni bilan tavsiflang:

eng yuqori ionlik, bog'lovchi elektron buluti atomlarning qaysi biri tomon siljigan? (EO:

Ge=1,8; S=2,5).

64. Selen atomi qo'zg'almas va qo'zg'aluvchan holatda qanday valentlik holatlarini ko'rsatishi mumkin?

65. Ularni to'ldirish tartibini yozing

Kimga bu element qaysi oilaga tegishli?

66. Molekulalarda bog'lanishda qancha elektron juft ishtirok etadi: brom, kislorod, azot va suv?

67. Elektronlarning quyidagi holatini to'rtta kvant soni bilan tavsiflang (har bir elektron uchun):

68. Kremniy atomi qo'zg'almagan va qo'zg'aluvchan holatda qanday valentlikni namoyon qilishi mumkin?

69. Ftor va xlorning bir xil bo'lishini qanday tushuntirish mumkin? elektron konfiguratsiya s Atomlarning tashqi elektron sathining 2 p5, turli valentlikni namoyon qilishi mumkin: ftor - 1, xlor -

70. Atom yadrolari zaryadlarining ketma-ket ortib borishi bilan elementlar xossalarining davriyligini qanday tushuntirish mumkin?

71. Nima uchun oltingugurt va kislorod elektron analoglar (s 2 p4 ) turli valentlikni namoyon qiladi: kislorod - faqat 2 va oltingugurt

– 2, 4, 6?

72. Platina elementining orbitallari elektronlar bilan to'ldirilgan ketma-ketlikni yozing (seriya raqami 78).

73. Xund qoidasidan foydalanib, elektronlarni 21, 35, 37, 52 seriya raqamlariga ega atomlar uchun eng past energiya holatiga mos keladigan orbitallarga taqsimlang.

74. Xlor atomi qo'zg'almas va qo'zg'aluvchan holatda qanday valentlikni namoyon qilishi mumkin?

75. Ta tantal elementi orbitallari (seriya raqami 73) elektronlar bilan to‘ldirilgan ketma-ketlikni yozing. Bu element qaysi oilaga tegishli?

76. Tellur qanday valentlikni ko'rsatadi (seriya raqami 52)

ichida normal va hayajonli holatlar?

77. Elektronlarning quyidagi holatini to'rtta kvant soni bilan tavsiflang (har bir elektron uchun):

78. Vismut atomi qo’zg’almas va qo’zg’aluvchan holatda qanday valentlikni namoyon qilishi mumkin?

79. Volfram elementi W orbitallari elektronlar bilan to'ldirilgan ketma-ketlikni yozing (seriya raqami 74). Bu element qaysi oilaga tegishli?

80. Moddalarda qanday kimyoviy bog‘lanishlar (ionli, kovalent qutbli, qutbsiz) amalga oshiriladi: vodorod ftorid HF, rubidiy ftorid RbF, etan, karbonat angidrid, sulfat kislota, kislota.

jins, vodorod, natriy xlorid NaCl? (EO: H=2,1; F=4,0; Rb=0,8; C=2,5; O=3,5; S=2,5; Na=0,9; Cl=3,0).

81. Qaysi pastki sath birinchi navbatda elektronlar bilan to'ldiriladi: 7s, 6p

82. Agar ulanishlardan biri bo'lsa-s- yoki -p-, uglevodorod molekulasida uglerod atomlarini aylantirish qiyinmi?

83. Atom qanday maksimal valentlikni namoyon qilishi mumkin?

84. Mendeleviy elementi Md (seriya raqami 101) orbitallari elektronlar bilan to‘ldirilgan ketma-ketlikni yozing.

Kimga bu element qaysi oilaga tegishli?

85. Suv molekulalarining vodorod aloqalarini hosil qilish qobiliyatini hisobga olib, nima uchun muzning zichligi suyuq suvnikidan kamroq ekanligini tushuntiring?

86. Elementlarning elektron manfiyligi qiymatini hisobga olib, II davr elementlarining xloridlar qatorida qaysi bog'lanish eng ko'p va ekanligini baholang.

qaysi eng kichik qutbli: LiCl, BeCl2, CCl4, NCl3, OCl2, FCl. (EO: Li=1,0; Be=1,5; C=2,5; N=3,0; O=3,5; F=4,0; Cl=3,0).

87. Bi vismut elementining orbitallari elektronlar bilan to‘ldirilgan ketma-ketlikni yozing (seriya raqami 83). Bu element qaysi oilaga tegishli?

88. Elektron tuzilishi 1s bo'lgan atom uchun 2 2s2 2p3 mos keladi

normal holatdagi elektronlarning nafasi.

89. Elektronlarning quyidagi holatlarini to‘rtta kvant soni bilan tavsiflang (har bir elektron uchun):

2 ↓ ↓ ↓ ↓

90. At astatin elementining orbitallari (seriya raqami 85) elektronlar bilan to'ldirilgan ketma-ketlikni yozing. Bu element qaysi oilaga tegishli?

91. Fulminant kislota HOCN molekulasidagi uchta bog'lanishdan qaysi biri eng yuqori ionlilikka ega? Javobingizni tasdiqlang

hatto. (EO: H=2,1; C=2,5; N=3,0; O=3,5)

92. Davriy tizimning uchinchi davri elementlarining ftoridlarida kimyoviy bog'lanishning ionligi element sonining ko'payishi bilan qanday o'zgaradi?

93. Marganets atomining maksimal valentligi qancha?

94. Ularni to'ldirish tartibini yozing

Kimga bu element qaysi oilaga tegishli?

95. Qanday bog'lanishlar (ionli, kovalent qutbli, qutbsiz) birikmalarda amalga oshiriladi: kislorod, vodorod bromidi, etan,

kaliy ftorid, azot dioksidi? (EO: O=3,5; H=2,1; Br=2,8; C=2,5; F=4,0; K=0,8; N=3,0)

96. Tartib raqamlari 16 va 26 bo'lgan elementlar atomlarining elektron formulalarini yozing. Ushbu atomlarning elektronlarini quyidagicha taqsimlang. kvant hujayralari. Ushbu elementlarning har biri qaysi elektron oilaga tegishli?

97. Quyidagi havolalardan qaysi biri eng-

ionga yaqinroqmi? (EO: Cs=0,86; Cl=3,0; Ca=1,0; S=2,5; Ba=0,97; F=4,0)

98. Tartib raqamlari 25 va 34 bo'lgan elementlar atomlarining elektron formulalarini yozing. Ushbu elementlarning har biri qaysi elektron oilaga kiradi? Ushbu atomlarning elektronlarini kvant hujayralari orasida taqsimlang.

99. Atom raqami 79 bo'lgan element atomining elektron formulasini yozing.

100. Seriya raqamlari 50 va 79 bo'lgan elementlar atomlarining elektron formulalarini tuzing, bunda ikkinchisi bitta 6s-elektronning 5d-kichik darajaga "ishlamay qolish"iga ega. Ushbu elementlarning har biri qaysi elektron oilaga tegishli?

101. Pauli printsipi nima? Yoqilgan bo'lishi mumkinmi? p-7 yoki d-12 elektronlarining ba'zi bir pastki darajasi? Nega? Seriya raqami 52 bo'lgan element atomining elektron formulasini tuzing va uning valentlik elektronlarini ko'rsating.

102. Magnit qancha va qanday qiymatlarga ega bo'lishi mumkin

orbital soni l = 0, 1, 2 va 3 bo'lgan kvant soni ml? Davriy tizimdagi qanday elementlar s-, p-, d- va f elementlar deb ataladi? Misollar keltiring.

103. Seriya raqamlari 21 va 23 bo'lgan elementlar atomlarining elektron formulalarini yozing. bu elementlar atomlaridagi d-orbitallar?

104. Xund qoidasidan foydalanib, atomlarning eng yuqori energiya holatiga mos keladigan orbitalarda elektronlarni taqsimlang: fosfor, alyuminiy, kremniy, oltingugurt.

105. Atomning qaysi orbitallari birinchi bo'lib elektronlar bilan to'ldiriladi: 4d yoki 5s, 6s yoki 5p? Nega? Atom raqami 104 bo'lgan element atomining elektron formulasini yozing.

106. Nima uchun suv anormal darajada yuqori T ga ega pl va Tbp vodorod birikmalari bilan D.I.Mendeleyev jadvalining VI guruhining boshqa p-elementlari bilan solishtirganda?

107. Ionlanish energiyasi nima? U qanday birliklarda ifodalangan? Davriy tizim guruhlaridagi s- va p-elementlarning kamaytiruvchi faolligi seriya raqami ortishi bilan qanday o'zgaradi? Nega?

108. Qanday kovalent bog'lanish qutbli deb ataladi? Kovalent bog'lanish qutbliligining miqdoriy o'lchovi nima? Tegishli elementlar atomlarining elektronegativlik qiymatlariga asoslanib, qaysi bog'lanishni aniqlang: HI, HCl, BrF eng qutbli. (EO: H=2,1; Cl=3,0; I=2,2; Br=2,7, F=4,0)

109. CBr4, CaC2, CO, B4 C molekulalaridagi bog'larning ionlik darajasini hisoblang.

kichikroq? (OE: C=2,5; Br=2,8; O=3,5; Ca=1,0; B=2,0)

110. Oddiy va qo'zg'aluvchan holatda xlor atomi nechta juftlashtirilmagan elektronga ega? Ushbu elektronlarni kvant hujayralari orasida taqsimlang. Juftlanmagan elektronlar tufayli xlorning valentligi qanday?

111. Kovalent bog'lanish nima deyiladi s-bog' va qanday p-bog'? Kislorod molekulasining tuzilishiga misol keltiring.

112. Kimyoviy bog'lanishning ionligi davriy sistemaning uchinchi davri elementlarining ftoridlarida but- ning ortishi bilan qanday o'zgaradi.

element o'lchovi? (EO: Na=1,0; Mg=1,2; Al=1,5; Si=1,7; P=2,1; S=2,5; Cl=3,0; F=4,0 )

113. Qanday kimyoviy bog'lanish vodorod bog'i deyiladi? Orasida

Uni qanday molekulalar hosil qiladi? Nima uchun H2 O va HF, kamroq ega molyar massa, eritiladi va ko'proq qaynatiladi yuqori haroratlar ularning hamkasblariga qaraganda?

114. Uglerod atomining elektronlarini kvant hujayralariga taqsimlang. Oddiy va qo'zg'aluvchan holatda uglerod atomi nechta juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lishi mumkin? Bu holda uglerodning valentligi qanday?

115. Xlor atomining elektronlarini kvant hujayralariga taqsimlang. Xlor atomida nechta juftlashtirilmagan elektron bo'lishi mumkin

ichida normal va hayajonli holatlar? Bu holda xlorning valentligi qanday?

116. Fosfor atomining elektronlarini kvant hujayralariga taqsimlang. Oddiy va qo'zg'aluvchan holatda fosfor atomi nechta juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lishi mumkin?

117. Elementlarning qaysi biri - kaltsiy yoki sink - aniqroq metall xususiyatlarga ega? Ca va Zn elektron formulalarini tahlil qilish asosida javobingizni asoslang.

118. Elektron yaqinlik nima? U qanday birliklarda ifodalangan? Seriya raqamining ko'payishi bilan davriy tizimning bir guruhida va atomlarning oksidlanish faolligi qanday o'zgaradi. Javobingizni tegishli element atomining tuzilishi bilan asoslang.

119. Azot va fosfor atomining elektronlarini kvant hujayralarida taqsimlang. Nima uchun besh valentli holat azot uchun mumkin emas, lekin fosfor uchun mumkin ekanligini tushuntiring.

Shunday qilib, to'rtta kvant sonining har biri elektron holat xususiyatlarining ma'lum bir tomoni uchun "javobgar". To'rtta kvant sonining to'plami atomdagi elektronning holatini kvant mexanik modeli nuqtai nazaridan to'liq tavsiflash imkonini beradi.

1.7. kvant hujayralari

Juda oddiy va aniq belgi mavjud bo'lib, unda har bir orbitalni hujayra bilan ifodalash odatiy holdir (deb ataladi). kvant hujayrasi) (1.5-rasm) va spin kvant sonining qiymatlari

o'q yo'nalishi bilan mos: (ms = +½ ),↓ (ms = -½ ).

Xund qoidasiga ko'ra (maksimal ko'plik printsipi)

berilgan energiya pastki sathidagi elektronlarning umumiy spin sonining mutlaq qiymati maksimal bo'lishi kerak.

s-pastki daraja

p-pastki daraja

d-pastki daraja

f-pastki daraja

Guruch. 1.5. kvant hujayralari

Boshqacha aytganda, in atomning asosiy holati(bunday holat uning minimal energiyasiga to'g'ri keladi) kvant hujayralarining maksimal soni elektronlar bilan band bo'lishi kerak, shuning uchun kvant xujayralari bo'ylab elektronlarni taqsimlash sxemasini qurishda, birinchi navbatda, ularning har biriga bittadan elektron qo'yish kerak (hammasining spinlari). berilgan pastki darajadagi elektronlar bo'lishi kerak

parallel) va faqat bitta elektronlar barcha hujayralarni to'ldirgandan so'ng, ularga antiparallel spinli ikkinchi elektron joylashtiriladi.

Masalan, har bir d-energiya quyi darajasiga to'rtta elektronning yagona to'g'ri taqsimlanishi quyidagicha:

d-pastki daraja

chunki bu holda umumiy aylanish soni maksimal qiymatga etadi: +½ +½ +½ +½ = +4/2.

ms kvant sonining qiymatlari bir xil bo'lgan elektronlar (ya'ni, parallel spinli elektronlar) juftlashtirilmagan deb ataladi. Aynan shu elektronlar atomlar o'rtasida kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida, ularning valentlik holatlarini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi.

Agar elektronlar soni kvant xujayralari sonidan oshsa, bir xil kvant hujayradagi elektronlarni topish faqat ushbu elektronlarning spin kvant sonlarining qiymatlari qarama-qarshi bo'lgan taqdirdagina mumkin bo'ladi (parallelga qarshi spinli bunday elektronlar juftlashgan deb ataladi). Masalan, yettita elektron d-holat hujayralarini quyidagicha to'ldiradi:

d-pastki daraja

Atom qo'shimcha energiya olganda, u asosiydan asosiyga o'tadi hayajonlangan holat. Bunday holda, to'liq to'ldirilgan orbitallardan elektronlar bir xil energiya pastki darajadagi bo'sh orbitallarga o'tadi. Juftlanmagan elektronlar soni ortadi va atomning valentlik imkoniyatlari o'zgaradi.

Pauli printsipidan kelib chiqadiki, bir xil kvant katakchasida (bunday elektronlar uchun n, ℓ, mℓ kvant raqamlari allaqachon mos keladi) spinning qarama-qarshi qiymatlariga ega bo'lgan maksimal ikkita elektron bo'lishi mumkin.

kvant soni ms. Bu har bir energiya pastki darajasining maksimal quvvatini belgilash imkonini beradi (1.6-rasm).

Guruch. 1.6. Energiya quyi darajalarining maksimal quvvati

Shunday qilib, har bir energiya pastki darajasi uni to'ldiradigan elektronlar soni bo'yicha cheklovlarga ega.

1.8. Atomlarning elektron formulalari

Ko'p elektronli atomning elektron strukturasini taqdim etish shartli shaklda ushbu atomning elektronlarini energiya darajalari va pastki darajalar bo'yicha taqsimlashni anglatadi, ya'ni. deb atalmishni qiling atomning elektron formulasi. Elektron formula - bu kvant raqamlariga asoslangan shifrlashning bir turi. Atomning elektron formulasi quyidagi bloklardan tuzilgan:

nℓx,

Bu erda: n - asosiy kvant soni (energetika darajasining soni, uning qiymati 1,2,3, 4,5,... raqamlari bilan ko'rsatilgan), ℓ - orbital kvant soni (uning qiymati tegishli lotin harfi s, p, d, f), x - berilgan kvant holatidagi elektronlar soni.

Misol uchun, 4d7 yozuvi etti elektronning to'rtinchi energiya darajasini, d-pastki darajasini egallashini anglatadi, ya'ni. bu yetti elektron uchun n=4 va ℓ=2.

Atomning elektron formulasi uning asosiy holati uchun tuzilgan, ya'ni. minimal energiyaga mos keladigan holat uchun. Elektron formulalarni tuzishda energiyaning pastki darajalarini ularning energiya o'sishi tartibida to'ldirish kerak, har doim birinchi navbatda pastki energiya pastki darajalari to'ldiriladi (eng kam energiya printsipi).

Pastki sathlarning energiyasi n + ℓ kvant sonlarining umumiy qiymatining o'sishiga mos ravishda o'sib boradi va ular teng bo'lgan taqdirda, birinchi navbatda n ning kichikroq qiymati bo'lgan pastki daraja to'ldiriladi.

To'ldirish tartibini rasmda ko'rsatilgan diagrammadan aniqlash oson. 1.7.

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f,...

Guruch. 1.7. Energiya quyi darajalarining diagrammasi

Ushbu diagrammada etti darajadagi har birining energiya pastki darajalari ustunda yozilgan. Ushbu diagrammaning diagonali bo'ylab o'ngdan chapga harakatlanayotganda, atomlarning elektron formulalarini tuzishda energiyaning pastki darajalarini elektronlar bilan to'ldirish tartibini olasiz.

Yuqorida ko'rib chiqilgan naqshlarni hisobga olgan holda, alyuminiy atomlarining elektron formulalari (element raqami 13, atomda 13 elektron mavjud) va skandiyning (element raqami 21, atomda 21 elektron mavjud) quyidagicha ifodalanishi mumkin:

13 Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

21 Sc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 yoki 21 Sc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2,

uchinchi energiya darajasining pastki darajalarini sof rasmiy ravishda bog'lasa.

Ko'p elektronli atomlarning elektron formulalarini ko'proq ifodalash mumkin qisqa shakl, to'liq qurilgan qobiqlar D. I. Mendeleev davriy tizimining har bir davrini tugatuvchi noil gazlar - elementlarning elektron holatini tavsiflashini hisobga olsak:

U (1s2),

Yo'q (1s2 2s2 2p6 ),

Ar (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ),

Kr (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 ),

Xe (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 ),

Rn (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p6).

Shuning uchun, elektron formulalarda siz kvadrat qavslar ichida mos keladigan gazning belgisini ko'rsatishingiz va keyin taqsimotni berishingiz mumkin.

soni ushbu ezgu gaz atomidagi elektronlar sonidan ko'p bo'lgan atomning elektronlarini aniqlash. Yuqorida muhokama qilingan alyuminiy va skandiyning to'liq elektron formulalari uchun bunday o'zgartirish quyidagi natijani beradi:

13 Al 3s2 3p1

21 Sc 3d1 4s2

Tashqi (oxirgi) energiya darajasining elektronlari va, qoida tariqasida, d-pastki sathining tashqi (oxirgidan oldingi) darajasi, agar u tuzilmagan bo'lsa.

to'liq, chaqirilgan valent elektronlar.

Demak, Al valent elektronlar hisoblanadi 3s2 3p1 , va Sc - 3d1 4s2 .

Atomlarning elektron formulalari bilan bir qatorda, deb ataladigan elektron grafika yuqorida muhokama qilingan kvant hujayralari tushunchalariga asoslangan formulalar. Bunda har bir energiya quyi darajasi Pauli printsipi va Xund qoidasi talablariga muvofiq elektronlar bilan to'ldirilgan tegishli kvant hujayralar to'plami bilan ifodalanadi.

Masalan, alyuminiy va skandiy atomlarining elektron-grafik formulalari quyidagicha ko'rinadi:

66-topshiriq.
Oddiy va qo'zg'aluvchan holatda xlor atomi nechta juftlashtirilmagan elektronga ega? Ushbu elektronlarni kvant hujayralari orasida taqsimlang. Juftlanmagan elektronlar tufayli xlorning valentligi qanday?
Yechim:
Tashqi energiya darajasidagi elektronlarning tarqalishi ... 3s 2 3p 5 (Hund qoidasi 3s 2 3p x 2 3p y 2 3p z 1 hisobga olingan holda) kvant hujayralar uchun quyidagi shaklga ega:
a) asosiy holatdagi xlor atomining tashqi energiya darajasini to'ldirish:

spinvalentlik) uglerod atomining 1 ga teng.

b) bitta 3py-elektronning d-kichik darajaga o'tishi bilan xlor atomining tashqi energiya darajasini qo'zg'atilgan holatda to'ldirish:

(spinvalentlik) uglerod atomining 3 ga teng.

c) bitta 3py- va bitta 3px-elektronning d-kichik darajaga o'tishi bilan xlor atomining tashqi energiya darajasini qo'zg'atilgan holatda to'ldirish:

Bu holatda valentlik ( spinvalentlik) uglerod atomi 5 ga teng.

d) bitta 3py-, bitta 3px- va bitta s-elektronning d-kichik darajaga o'tishi bilan xlor atomining qo'zg'aluvchan holatda tashqi energiya darajasining to'ldirilishi:

Bu holatda valentlik (aylanish) uglerod atomi 7 ga teng.

Atomning tashqi energiya darajasini to'ldirish

Muammo 67.
Oltingugurt atomining elektronlarini kvant hujayralariga taqsimlang. Oddiy va hayajonlangan holatda uning atomlarida nechta juftlashtirilmagan elektron bor? Juftlanmagan elektronlar hisobiga oltingugurtning valentligi qanday?
Yechim:
Oltingugurt atomining tashqi energiya darajasidagi elektronlarning kvant hujayralar bo'ylab taqsimlanishi … 3s 2 3p 4 (Hund qoidasini hisobga olgan holda 3s 2 3p x 2 3p y 1 3p z 1) quyidagi shaklga ega:

a) oltingugurt atomining tashqi energiya darajasini asosiy holatda to'ldirish:

Bu holatda valentlik ( spinvalentlik) oltingugurt atomi 2 ga teng.

b) bitta 3py-elektronning d-kichik darajaga o'tishida oltingugurt atomining tashqi energiya darajasini qo'zg'atilgan holatda to'ldirish:

Bu holatda valentlik (aylanish) oltingugurt atomi 4 ga teng.

c) bitta 3p y - va bitta s-elektronning d-kichik darajaga o'tishida oltingugurt atomining tashqi energiya darajasini qo'zg'atilgan holatda to'ldirish:

Bu holatda valentlik (aylanish) oltingugurt atomi 6 ga teng.

Dipolning elektr momenti

Muammo 68.
Nima deyiladi elektr momenti dipol? HCI, HBr, HI molekulalaridan qaysi biri eng katta dipol momentga ega? Nega?
Yechim:
Turli atomlar tomonidan hosil bo'lgan kovalent bog'lanish qutbli bog'lanish deyiladi. Masalan, H - Cl; og'irlik markazi manfiy zaryad(elektronlar bilan bog'langan) og'irlik markaziga to'g'ri kelmaydi musbat zaryad(atom yadrosining zaryadi bilan bog'liq). Umumiy elektronlarning elektron zichligi ko'proq elektronegativlik qiymatiga ega bo'lgan atomlardan biriga o'tkaziladi. H:Cl da umumiy elektron juftligi eng elektromanfiy xlor atomiga yo'naltirilgan. Bog'lanishning qutbliligi dipol momenti () bilan belgilanadi, bu dipol uzunligi (l) - ikkita teng va qarama-qarshi zaryadlar orasidagi masofa +g va -g zaryadning mutlaq qiymatiga ko'paytiriladi: . Dipol moment vektor kattalik bo'lib, dipol o'qi bo'ylab manfiy zaryaddan musbat zaryadga yo'naltiriladi. Bog'lanish dipol momenti butun molekulaning xatti-harakati haqida qimmatli ma'lumotlarni beradi. Uning qutbliligining miqdoriy o'lchovi bo'lib xizmat qiladi. Molekula qanchalik qutbli bo'lsa, umumiy elektron jufti atomlardan biriga shunchalik ko'p siljiydi, ya'ni atomlarning samarali zaryadlari shunchalik yuqori bo'ladi va dipol uzunligi l bo'ladi. Shuning uchun ham xuddi shunday tuzilgan molekulalar qatorida molekulani tashkil etuvchi atomlarning elektron manfiyligidagi farq ortishi bilan dipol momenti ortadi. Masalan, HCl - HBr - HI qatoridagi dipol momentlari kamayadi, bu HCI, HBr, HI dan o'tishda atomlarning elektron manfiyligidagi farqning kamayishi bilan bog'liq. Shuning uchun HCI molekulasi eng katta dipol momentga ega. HCI, HBr, HI dipol momentlari mos ravishda 1,04 ga teng; 0,79; 0,38 D. Molekulalarning dipol momentlari odatda debyelarda (D)* o‘lchanadi: 1D = 3,33 . 10-30 S . m.

Ion, atom, molekulyar, metall kristall panjaralar

69-topshiriq.
Qanday kristall tuzilmalar ion, atom, molekulyar va metall deyiladi? Qanday moddalarning kristallari - olmos, natriy xlorid, karbonat angidrid, rux - bu tuzilishga ega?
Yechim:
a) Tugunlarida anionlar va kationlar joylashgan kristall strukturaga ion deyiladi. Qarama-qarshi zaryadlangan ionlar orasidagi masofa o'xshash ionlar orasidagi masofadan kamroq, shuning uchun elektrostatik ionlararo tortishish kuchlari qaytaruvchi kuchlardan ustun keladi. Shunday qilib, elektrostatik kuchlarning to'yinganligi ham, yo'nalishi ham yo'q. Har bir ion nafaqat o'zining bevosita muhitining ionlari bilan, balki kristallning barcha boshqa ionlari bilan ham o'zaro ta'sir qiladi. Samarali to'lovlar ionli kristall panjarali kristallarda har doim ko'proq ionlar mavjud, shuning uchun Kulon o'zaro ta'siri kuchli bo'lib qoladi va kosmosda kationlar va anionlarning qat'iy tartibli almashinishini, ya'ni ion panjarasini hosil qiladi. Ionli kristall panjaralar orasida NaCl panjarasi bor. NaCl kristalida sakkizta xlorid ioni kubning sakkizta uchini hosil qiladi va boshqa oltita xlorid ionlari bu kubning oltita yuzining markazida yotadi. Shunday qilib, xlorid ionlari kubik yuz markazli panjara hosil qiladi. Kichikroq natriy kationlari xlorid ionlari tomonidan hosil qilingan panjarada oktaedral bo'shliqlarni egallaydi. Natriy kationlari hosil qilgan panjara ham yuz markazlashgan kubdir. Ushbu kristall panjarada har bir natriy kationi oltita xlorid ioni bilan o'ralgan va har bir xlorid ioni oltita natriy kationi bilan o'ralgan, ya'ni ikkala ionning koordinatsion soni oltita.

b) Atom kristall strukturasi - bu kristall bo'lib, uning panjara tugunlarida atomlar joylashgan. Bunday kristallardagi bog'lanish sof kovalentdir. Misol uchun, olmosda har bir uglerod atomi to'rtta bog'ga ega va tetraedral ravishda to'rtta bir xil uglerod atomlari bilan o'ralgan. Olmosdagi uglerod sp 3 gibridlanish holatida, shuning uchun olmosdagi atomlar orasidagi barcha bog'lanishlar bir xil (bog' uzunligi 154 pm) va atomlar orasidagi burchak 109,5 0 ga teng. Har bir uglerod atomi to'rtta boshqa atom bilan bog'langan.

v) panjara joylarida molekulalar joylashgan kristall tuzilmalar molekulyar kristallar deyiladi. Molekulalar orasidagi bu kristallardagi o'zaro tortishish kuchsizligi bilan bog'liq van der vals kuchlari, yoki vodorod aloqalari, ular ion, atom va metall kristallarda ta'sir qiluvchi kuchlardan ancha zaifdir. Shunday qilib, kristall CO 2 ( "quruq muz") tarkibida CO 2 molekulalari mavjud bo'lib, ular yuz markazli kristall panjara ichiga zich joylashgan. Kristaldagi CO 2 molekulalari o'rtasida harakat qiladi van der vals kuchlari.

d) Metall kristall strukturasi shunday panjara bo'lib, uning struktura birligi atomdir. Kubik panjaralarda har bir atom sakkizta boshqa atom (tanaga markazlashtirilgan kubik panjara), boshqalarida esa o'n ikkita (olti burchakli panjara) bilan o'ralgan. Shunday qilib, har bir atom o'zining bevosita qo'shnilari bilan 8 yoki 12 ta aloqa hosil qilishi mumkin, odatda buning uchun kam sonli valent elektronlarga ega. Bunday sharoitlarda u erda katta raqam ko'p markazli orbitallar ularning ustida oz sonli elektronlar bilan. Orbitallar muhim miqdordagi atomlarni qamrab oladi, ular delokalizatsiyalangan. Ushbu orbitallardagi elektronlar bir vaqtning o'zida ko'plab atomlar tomonidan taqsimlanadi.

Shunday qilib, metallarning kristall panjaralari musbat zaryadlangan kationlar tomonidan hosil bo'ladi va elektron gazga "cho'milgan". Valentlik elektronlari ichida metall metall deyarli erkin harakatlaning. E-gaz elektrostatik itarilish kuchlarini qoplaydi ijobiy ionlar va metall holatining barqarorligi, mustahkamligi sababidir. Metalllarning elektron gazidagi erkin elektronlar konsentratsiyasi 1 sm 3 ga 10 22 - 10 23 elektronni tashkil qiladi. Rux, xuddi metall kabi, metall kristall tuzilishga ham ega.

Valent bog'lanish usuli (BC)

Vazifa 70.
O'xshash usul valent bog'lanishlar(BC) H 2 S molekulasining burchak tuzilishini va CO 2 ning chiziqli tuzilishini tushuntiradi?
Yechim:
a) asosiy holatdagi oltingugurt ikkita juftlashtirilmagan p-elektronga ega (3s 2 3p x 2 3p y 1 3p z 1). Elektrostatik itarilish tufayli ikkita p-elektron buluti doimo bir-biriga perpendikulyar bo'ladi. H 2 S molekulasi hosil bo'lganda, oltingugurt atomining ikkita p-buluti vodorod atomlarining s-bulutlari bilan ustma-ust tushadi va ular orasidagi burchak 900 ga yaqin bo'lgan ikkita kovalent bog' hosil qiladi (1-rasm), bu yaxshi holatda. bilan kelishuv o'zaro tartibga solish ikkita p orbital. juftlanmagan elektronlar egallagan.

1-rasm. Molekulalarda bir-biriga yopishgan elektron bulutlarning sxemasi
vodorodning oltingugurt, selen, tellur bilan birikmalari.

Shunday qilib, H 2 S molekulasi burchakli tuzilishga ega bo'lib, uni strukturaviy formula bilan ifodalash mumkin:

b) Asosiy holatdagi uglerod ikkita juftlashtirilmagan p-elektronga ega (2s 2 2p x 1 2p y 1 2p z 0 ). Elektrostatik repulsiya tufayli ikkita p-elektron buluti doimo bir-biriga perpendikulyar joylashgan, ya'ni asosiy holatdagi uglerod ikki valentli bo'lishi mumkin. CO molekulasi 2 uglerod atomiga ikkita kislorod atomini o'z ichiga oladi, ya'ni. ikkita kislorod atomiga ega uglerod to'rtta kovalent aloqa orqali bog'langan. Aniqlanishicha, CO 2 chiziqli tuzilishga ega. CO molekulasining bu shakli 2 Bu uglerod atomida ikkita sp-gibrid orbital va ikkita gibrid bo'lmagan orbital mavjudligi bilan izohlanadi. Ularning barchasi kislorod atomlarining p-orbitallari bilan ustma-ust tushadi. Bunda ikkita sp-gibrid orbital har bir kislorod atomining p-orbitallari bilan ikki -bog'lanish hosil qiladi, ularning orasidagi burchak 1800 (2-rasm). Uglerod atomining gibridlanmagan ikkita p-orbitali har bir kislorod atomining ikkita p-orbitalini beradi - bir-biriga perpendikulyar tekisliklarda joylashgan bog'lanishlar.

Guruch. 2. Uch atomli CO 2 molekulasi.

Strukturaviy formula CO 2 quyidagicha ko'rinadi: