เขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์สำหรับเบริลเลียม สูตรอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ของอะตอมของธาตุ

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมเป็นสูตรแสดงการเรียงตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมตามระดับและระดับย่อย หลังจากศึกษาบทความแล้ว คุณจะพบว่าอิเล็กตรอนอยู่ที่ไหนและอย่างไร ทำความคุ้นเคยกับตัวเลขควอนตัม และสามารถสร้างโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมตามจำนวนของมัน ที่ท้ายบทความจะมีตารางธาตุ

ทำไมต้องศึกษาการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ?

อะตอมเป็นเหมือนตัวสร้าง: มีชิ้นส่วนจำนวนหนึ่งซึ่งแตกต่างกัน แต่สองส่วนของประเภทเดียวกันนั้นเหมือนกันทุกประการ แต่ตัวสร้างนี้น่าสนใจกว่าตัวสร้างพลาสติกมาก และนี่คือเหตุผล การกำหนดค่าเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับว่าใครอยู่ใกล้ ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนที่อยู่ถัดจากไฮโดรเจน อาจจะเปลี่ยนเป็นน้ำ ถัดจากโซเดียมเป็นแก๊ส และเมื่ออยู่ติดกับเหล็กจะกลายเป็นสนิมอย่างสมบูรณ์ เพื่อตอบคำถามว่าทำไมสิ่งนี้จึงเกิดขึ้นและเพื่อทำนายพฤติกรรมของอะตอมที่อยู่ถัดจากอะตอมอื่น จำเป็นต้องศึกษาการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

อะตอมมีอิเล็กตรอนกี่ตัว?

อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่หมุนรอบตัวมัน นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ในสถานะเป็นกลาง แต่ละอะตอมมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันกับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนถูกระบุโดยหมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น กำมะถันมี 16 โปรตอน ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ 16 ของระบบธาตุ ทองคำมีโปรตอน 79 ตัว ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ 79 ของตารางธาตุ ดังนั้น ในสถานะเป็นกลางจึงมีอิเล็กตรอนอยู่ในสถานะเป็นกลาง 16 อิเล็กตรอน และมีอิเล็กตรอนเป็นทองคำ 79 ตัว

จะหาอิเล็กตรอนได้ที่ไหน?

เมื่อสังเกตพฤติกรรมของอิเล็กตรอน ได้รูปแบบบางอย่างมา อธิบายโดยเลขควอนตัม มีทั้งหมดสี่รูปแบบ:

หมายเลขควอนตัมหลัก
หมายเลขควอนตัมวงโคจร
เลขควอนตัมแม่เหล็ก
หมุนหมายเลขควอนตัม

Orbital

นอกจากนี้ แทนที่จะใช้คำว่า orbit เราจะใช้คำว่า "orbital" ซึ่ง orbital เป็นฟังก์ชันคลื่นของอิเล็กตรอน คร่าวๆ - นี่คือพื้นที่ที่อิเล็กตรอนใช้เวลา 90% ของเวลาทั้งหมด

N - ระดับ
L - เปลือก
M l - จำนวนวงโคจร
M s - อิเล็กตรอนตัวแรกหรือตัวที่สองในวงโคจร

หมายเลขควอนตัมโคจร l

จากการศึกษาเมฆอิเล็กตรอน พบว่าขึ้นอยู่กับระดับของพลังงาน เมฆมีรูปแบบหลักสี่รูปแบบ: ลูกบอล ดัมเบลล์ และอีกสองรูปแบบที่ซับซ้อนกว่า ในลำดับของพลังงานจากน้อยไปมาก รูปแบบเหล่านี้เรียกว่า s-, p-, d- และ f-shells แต่ละเชลล์เหล่านี้สามารถมีออร์บิทัลได้ 1 (บน s), 3 (บน p), 5 (บน d) และ 7 (บน f) หมายเลขควอนตัมของวงโคจรคือเปลือกที่ออร์บิทัลตั้งอยู่ หมายเลขควอนตัมของวงโคจรสำหรับ s, p, d และ f ออร์บิทัลตามลำดับใช้ค่า 0,1,2 หรือ 3

บนเปลือก s หนึ่งวง (L=0) - สองอิเล็กตรอน
p-shell มีสามออร์บิทัล (L=1) - หกอิเล็กตรอน
d-shell มีห้าออร์บิทัล (L=2) - สิบอิเล็กตรอน
บนเปลือก f มีเจ็ดออร์บิทัล (L=3) - อิเล็กตรอนสิบสี่ตัว

หมายเลขควอนตัมแม่เหล็ก m l

p-shell มีสามออร์บิทัล พวกมันแทนด้วยตัวเลขตั้งแต่ -L ถึง +L นั่นคือสำหรับ p-shell (L=1) จะมีออร์บิทัล "-1", "0" และ "1" . หมายเลขควอนตัมแม่เหล็กแสดงด้วยตัวอักษร ม.ล.

ภายในเปลือก จะง่ายกว่าสำหรับอิเล็กตรอนที่จะอยู่ในออร์บิทัลที่แตกต่างกัน ดังนั้นอิเล็กตรอนตัวแรกจะเติมหนึ่งตัวสำหรับแต่ละออร์บิทัล จากนั้นจึงเพิ่มคู่ของอิเล็กตรอนเข้าไป

พิจารณา d-shell:
d-shell สอดคล้องกับค่า L=2 นั่นคือห้าออร์บิทัล (-2,-1,0,1 และ 2) อิเล็กตรอนห้าตัวแรกเติมเปลือกโดยใช้ค่า M l = -2 M l =-1,M l =0 , M l =1, M l =2.

หมุนหมายเลขควอนตัม m s

การหมุนคือทิศทางการหมุนของอิเล็กตรอนรอบแกนของมัน มีสองทิศทาง ดังนั้นหมายเลขสปินควอนตัมจึงมีสองค่า: +1/2 และ -1/2 มีเพียงสองอิเล็กตรอนที่มีการหมุนตรงข้ามกันเท่านั้นที่สามารถอยู่ในระดับย่อยของพลังงานเดียวกันได้ หมายเลขควอนตัมสปินแสดงเป็น m s

หมายเลขควอนตัมหลัก n

หมายเลขควอนตัมหลักคือระดับพลังงาน ในขณะที่ทราบระดับพลังงานเจ็ดระดับ แต่ละระดับจะแสดงด้วยเลขอารบิก: 1,2,3,...7 จำนวนกระสุนในแต่ละระดับจะเท่ากับหมายเลขระดับ: มีหนึ่งกระสุนในระดับแรก สองในสอง และอื่น ๆ

จำนวนอิเล็กตรอน

ดังนั้น อิเล็กตรอนใดๆ ก็สามารถอธิบายได้ด้วยเลขควอนตัมสี่ตัว การรวมกันของตัวเลขเหล่านี้จะไม่ซ้ำกันสำหรับแต่ละตำแหน่งของอิเล็กตรอน มาลองหาอิเล็กตรอนตัวแรกกัน ระดับพลังงานต่ำสุดคือ N=1 เปลือกหนึ่งอยู่ที่ระดับแรก เปลือกแรกในทุกระดับมีรูปร่างของลูกบอล (s -shell) เช่น L=0 เลขควอนตัมแม่เหล็กรับได้เพียงค่าเดียว M l =0 และสปินจะเท่ากับ +1/2 ถ้าเราหาอิเล็กตรอนตัวที่ห้า (ไม่ว่าจะเป็นอะตอมใดก็ตาม) ตัวเลขควอนตัมหลักจะเป็น: N=2, L=1, M=-1, สปิน 1/2

หน้า 1
3. ทำสูตรอิเล็กทรอนิกส์ และเธอแทลเลียม Tl 3+ . สำหรับเวเลนซ์อิเล็กตรอน อะตอม Tl ระบุชุดของตัวเลขควอนตัมทั้งสี่

สารละลาย:

ตามกฎของ Klechkovsky การเติมระดับพลังงานและระดับย่อยจะเกิดขึ้นตามลำดับต่อไปนี้:

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s(5d 1)4f

5d6p7s (6d 3-2)5f6d7p.

ธาตุแทลเลียม Tl มีประจุนิวเคลียร์ +81 (หมายเลขซีเรียล 81) 81 อิเล็กตรอนตามลำดับ ตามกฎของ Klechkovsky เราแจกจ่ายอิเล็กตรอนเหนือระดับย่อยของพลังงาน เราได้สูตรอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ Tl:

81 Tl แทลเลียม 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 1

แทลเลียมไอออน Tl 3+ มีประจุ +3 ซึ่งหมายความว่าอะตอมปล่อยอิเล็กตรอน 3 ตัว และเนื่องจากมีเพียงเวเลนซ์อิเล็กตรอนระดับนอกเท่านั้นที่สามารถให้อะตอมได้ (สำหรับแทลเลียม เหล่านี้คืออิเล็กตรอน 6 วินาทีและ 6p หนึ่งอิเล็กตรอน) สูตรอิเล็กทรอนิกส์จะมีลักษณะดังนี้:

81 Tl 3+ แทลเลียม 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 0 4f 14 5d 10 6p 0

หมายเลขควอนตัมหลัก นกำหนดพลังงานทั้งหมดของอิเล็กตรอนและระดับของการกำจัดออกจากนิวเคลียส (หมายเลขระดับพลังงาน); ต้องใช้ค่าจำนวนเต็มตั้งแต่ 1 (n = 1, 2, 3, . . .) เช่น สอดคล้องกับจำนวนงวด

เลขควอนตัมโคจร (ด้านหรือแอซิมุทัล) lกำหนดรูปร่างของวงโคจรของอะตอม สามารถรับค่าจำนวนเต็มได้ตั้งแต่ 0 ถึง n-1 (l = 0, 1, 2, 3,..., n-1) โดยไม่คำนึงถึงจำนวนระดับพลังงานแต่ละค่า lหมายเลขควอนตัมโคจรสอดคล้องกับการโคจรของรูปร่างพิเศษ

ออร์บิทัลด้วย l= 0 เรียกว่า s-orbitals

l= 1 - p-orbitals (3 ประเภทแตกต่างกันในจำนวนควอนตัมแม่เหล็ก m)

l= 2 - d-orbitals (5 ประเภท),

l= 3 – f-orbitals (7 ประเภท)

หมายเลขควอนตัมแม่เหล็ก m l แสดงลักษณะของตำแหน่งของอิเล็กตรอนโคจรในอวกาศและรับค่าจำนวนเต็มจาก - l ถึง + lซึ่งรวมถึง 0 ซึ่งหมายความว่าสำหรับทุกรูปร่างการโคจรจะมี (2 l+ 1) การวางแนวที่เทียบเท่าในอวกาศอย่างกระฉับกระเฉง

เลขควอนตัมสปิน m S แสดงถึงโมเมนต์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนหมุนรอบแกนของมัน รับเพียงสองค่า +1/2 และ -1/2 ที่สอดคล้องกับทิศทางการหมุนตรงกันข้าม
วาเลนซ์อิเล็กตรอนเป็นอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอก แทลเลียมมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 3 ตัว: 2 s - อิเล็กตรอนและ 1 p - อิเล็กตรอน

ตัวเลขควอนตัม s - อิเล็กตรอน:

หมายเลขควอนตัมวงโคจร l= 0 (s เป็นวงโคจร)

หมายเลขควอนตัมแม่เหล็ก m l = (2 l+ 1 = 1): มล. = 0.

สปินควอนตัมจำนวน m S = ±1/2

ตัวเลขควอนตัม p - อิเล็กตรอน:

หมายเลขควอนตัมหลัก n = 6 (ช่วงที่หก)

หมายเลขควอนตัมวงโคจร l\u003d 1 (p - วงโคจร)

เลขควอนตัมแม่เหล็ก (2 l+ 1 = 3): ม. = -1, 0, +1

สปินควอนตัมจำนวน m S = ±1/2
23. ระบุคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีที่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะ อะไรคือสาเหตุของการเกิดซ้ำของคุณสมบัติเหล่านี้เป็นระยะๆ ในตัวอย่าง อธิบายว่าสาระสำคัญของช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติของสารประกอบเคมีคืออะไร

สารละลาย:

คุณสมบัติของธาตุซึ่งกำหนดโดยโครงสร้างของชั้นอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอกของอะตอม การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของคาบและกลุ่มของระบบธาตุ ในเวลาเดียวกัน ความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์สร้างความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติขององค์ประกอบอะนาล็อก แต่ไม่ใช่เอกลักษณ์ของคุณสมบัติเหล่านี้ ดังนั้นในการเปลี่ยนจากองค์ประกอบหนึ่งไปยังอีกองค์ประกอบหนึ่งในกลุ่มและกลุ่มย่อย จึงไม่มีการทำซ้ำคุณสมบัติง่ายๆ แต่การเปลี่ยนแปลงปกติที่เด่นชัดไม่มากก็น้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งพฤติกรรมทางเคมีของอะตอมของธาตุนั้นแสดงออกถึงความสามารถในการสูญเสียและรับอิเล็กตรอนเช่น ในความสามารถในการออกซิไดซ์และลด การวัดเชิงปริมาณของความสามารถของอะตอม สูญเสียอิเล็กตรอนคือ ศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออน (E และ ) และโดยการวัดความสามารถ n ได้รับ– ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน (E จาก ). ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงในปริมาณเหล่านี้ระหว่างการเปลี่ยนจากช่วงหนึ่งไปอีกช่วงหนึ่งจะเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีก และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม ดังนั้น ชั้นอิเล็กตรอนที่เสร็จสมบูรณ์ซึ่งสอดคล้องกับอะตอมของก๊าซเฉื่อยจึงแสดงความเสถียรที่เพิ่มขึ้นและค่าศักย์ไฟฟ้าไอออไนเซชันที่เพิ่มขึ้นภายในระยะเวลาหนึ่ง ในเวลาเดียวกัน องค์ประกอบ s ของกลุ่มแรก (Li, Na, K, Rb, Cs) มีค่าศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนต่ำที่สุด

อิเล็กโตรเนกาติวิตีเป็นการวัดความสามารถของอะตอมของธาตุที่กำหนดในการดึงอิเล็กตรอนเข้าหาตัวมันเอง เมื่อเทียบกับอะตอมของธาตุอื่นๆ ในสารประกอบ ตามคำจำกัดความข้อหนึ่ง (มัลลิเคน) อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมสามารถแสดงเป็นผลรวมของพลังงานไอออไนเซชันและความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนได้เพียงครึ่งเดียว: = (E และ + E c)

ในช่วงเวลามีแนวโน้มทั่วไปสำหรับการเพิ่มขึ้นของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบและในกลุ่มย่อยจะลดลง องค์ประกอบ s ของกลุ่ม I มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำที่สุด และองค์ประกอบ p ของกลุ่ม VII มีค่าสูงสุด

อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบเดียวกันอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสถานะของเวเลนซ์ การผสมพันธุ์ สถานะออกซิเดชัน ฯลฯ อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติของสารประกอบขององค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น กรดซัลฟิวริกมีคุณสมบัติเป็นกรดที่แรงกว่ากรดซีลีนิกที่เป็นอะนาลอกทางเคมี เนื่องจากอะตอมซีลีเนียมกลางในอะตอมซีลีเนียมตอนกลางนั้นไม่มีขั้วเนื่องจากอิเล็กโตรเนกาติวีตีที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับอะตอมของกำมะถัน จึงไม่เกิดพันธะ H–O ใน กรดรุนแรงมากซึ่งหมายถึงการอ่อนตัวของความเป็นกรด

H–O O
อีกตัวอย่างหนึ่งคือ โครเมียม(II) ไฮดรอกไซด์ และ โครเมียม(VI) ไฮดรอกไซด์ โครเมียม (II) ไฮดรอกไซด์ Cr(OH) 2 แสดงคุณสมบัติพื้นฐาน ตรงกันข้ามกับไฮดรอกไซด์ของโครเมียม (VI) H 2 CrO 4 เนื่องจากสถานะออกซิเดชันของโครเมียม +2 กำหนดจุดอ่อนของปฏิกิริยาคูลอมบ์ของ Cr 2+ กับ ไฮดรอกไซด์ไอออนและความง่ายในการแตกแยกของไอออนนี้คือ การปรากฏตัวของคุณสมบัติหลัก ในเวลาเดียวกัน สถานะออกซิเดชันสูงของโครเมียม +6 ในไฮดรอกไซด์ของโครเมียม (VI) ทำให้เกิดแรงดึงดูดของคูลอมบ์อย่างแรงระหว่างไอออนไฮดรอกไซด์กับอะตอมของโครเมียมตรงกลาง และความเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกตัวออกตามพันธะ - โอ้. ในทางกลับกัน สถานะออกซิเดชันสูงของโครเมียมในไฮดรอกไซด์ของโครเมียม (VI) ช่วยเพิ่มความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอน กล่าวคือ อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ซึ่งทำให้เกิดโพลาไรเซชันในระดับสูงของพันธะ H–O ในสารประกอบนี้ ซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเพิ่มความเป็นกรด

ลักษณะสำคัญต่อไปของอะตอมคือรัศมี ในช่วงเวลารัศมีของอะตอมโลหะจะลดลงเมื่อเพิ่มเลขลำดับของธาตุเพราะ ด้วยการเพิ่มขึ้นของเลขลำดับขององค์ประกอบภายในระยะเวลานั้น ประจุของนิวเคลียสจะเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ ประจุทั้งหมดของอิเล็กตรอนที่ทำให้สมดุลนั้น ผลที่ตามมาก็คือแรงดึงดูดของคูลอมบ์ของอิเล็กตรอนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะทำให้ระยะห่างระหว่างพวกมันกับนิวเคลียสลดลง การลดลงที่เด่นชัดที่สุดในรัศมีนั้นสังเกตได้ในองค์ประกอบของช่วงเวลาเล็ก ๆ ซึ่งระดับพลังงานภายนอกนั้นเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน

ในช่วงเวลาขนาดใหญ่ องค์ประกอบ d และ f จะแสดงรัศมีที่ลดลงทีละน้อยตามการเพิ่มขึ้นของประจุของนิวเคลียสของอะตอม ภายในกลุ่มย่อยขององค์ประกอบแต่ละกลุ่มรัศมีของอะตอมตามกฎจะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่างเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวหมายถึงการเปลี่ยนไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น

ผลของรัศมีของธาตุต่อคุณสมบัติของสารประกอบที่ก่อตัวขึ้นสามารถแสดงให้เห็นได้โดยตัวอย่างการเพิ่มขึ้นของความเป็นกรดของกรดไฮโดรฮาลิกในเฟสของแก๊ส: HI > HBr > HCl > HF
43. ตั้งชื่อองค์ประกอบสำหรับอะตอมที่มีสถานะวาเลนซ์เดียวเท่านั้นที่เป็นไปได้และระบุว่าจะเป็นอย่างไร - กราวด์หรือตื่นเต้น

สารละลาย:

อะตอมของธาตุที่มีอิเลคตรอนที่ไม่คู่กันที่ระดับพลังงานของเวเลนซ์ภายนอกสามารถมีสถานะวาเลนซ์ได้หนึ่งสถานะ - เหล่านี้เป็นองค์ประกอบของกลุ่ม I ของระบบธาตุ (H - ไฮโดรเจน, Li - ลิเธียม, นา - โซเดียม, K - โพแทสเซียม, Rb - รูบิเดียม , Ag - เงิน, Cs - ซีเซียม, Au - gold, Fr - francium) ยกเว้นทองแดงเนื่องจาก d-electrons ของระดับก่อนภายนอกก็มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมีซึ่งจำนวนที่กำหนด โดยวาเลนซี (สถานะพื้นของอะตอมทองแดง 3d 10 4s 1 เกิดจากความเสถียรของ d-shell ที่เติม อย่างไรก็ตาม สถานะตื่นเต้นครั้งแรก 3d 9 4s 2 เกินสถานะพื้นดินในพลังงานเพียง 1.4 eV (ประมาณ 125 kJ) / โมล) ดังนั้นในสารประกอบเคมีทั้งสองสถานะปรากฏในระดับเดียวกันทำให้เกิดสารประกอบทองแดง (I) และ (II) ขึ้นเป็นสองชุด)

นอกจากนี้ สถานะเวเลนซ์หนึ่งสถานะสามารถมีอะตอมของธาตุที่ระดับพลังงานภายนอกเต็มไปหมด และอิเล็กตรอนไม่มีโอกาสเข้าสู่สถานะตื่นเต้น เหล่านี้เป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VIII - ก๊าซเฉื่อย (He - ฮีเลียม, Ne - นีออน, Ar - อาร์กอน, Kr - คริปทอน, Xe - ซีนอน, Rn - เรดอน)

สำหรับองค์ประกอบที่ระบุไว้ทั้งหมด สถานะเวเลนซ์เดียวคือสถานะกราวด์ เพราะ ไม่มีความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนไปเป็นสภาวะตื่นเต้น นอกจากนี้ การเปลี่ยนสถานะเป็นสถานะตื่นเต้นจะกำหนดสถานะใหม่ของอะตอม ดังนั้น หากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเป็นไปได้ สถานะความจุของอะตอมที่กำหนดจะไม่ใช่เพียงสถานะเดียว

63. ใช้แบบจำลองการผลักของคู่เวเลนซ์อิเล็กตรอนและวิธีการพันธะเวเลนซ์ พิจารณาโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลและไอออนที่เสนอ ระบุ: ก) จำนวนพันธะและคู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งของอะตอมกลาง b) จำนวนออร์บิทัลที่เกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์ c) ประเภทของการผสมพันธุ์ d) ประเภทของโมเลกุลหรือไอออน (AB m E n); จ) การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของคู่อิเล็กตรอน f) โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลหรือไอออน

SO3;

สารละลาย:

ตามวิธีการของพันธะเวเลนซ์ (โดยใช้วิธีนี้นำไปสู่ผลลัพธ์เช่นเดียวกับการใช้แบบจำลอง EPVO) การกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของโมเลกุลจะถูกกำหนดโดยการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของออร์บิทัลไฮบริดของอะตอมกลางซึ่งก่อตัวเป็น ผลของปฏิสัมพันธ์ระหว่างออร์บิทัล

ในการกำหนดประเภทของไฮบริไดเซชันของอะตอมกลาง จำเป็นต้องทราบจำนวนของออร์บิทัลไฮบริไดซ์ สามารถพบได้โดยการเพิ่มจำนวนพันธะและคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของอะตอมกลางแล้วลบจำนวนพันธะ π

ในโมเลกุล SO 3

จำนวนคู่พันธะทั้งหมดคือ 6 เมื่อลบจำนวน π-bonds เราจะได้จำนวนออร์บิทัลไฮบริไดซ์: 6 - 3 \u003d 3 ดังนั้น ประเภทของไฮบริไดเซชัน sp 2 ประเภทของไอออน AB 3 เชิงพื้นที่ การเรียงตัวของคู่อิเล็กตรอนมีรูปร่างเป็นสามเหลี่ยม และโมเลกุลเองก็เป็นรูปสามเหลี่ยม:

ในไอออน

จำนวนคู่พันธะทั้งหมดคือ 4 ไม่มีพันธะ π จำนวนออร์บิทัลไฮบริไดซ์: 4 ดังนั้น ชนิดของไฮบริไดเซชัน sp 3 ชนิดของไอออน AB 4 การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของคู่อิเล็กตรอนมีรูปร่างของจัตุรมุข และไอออนเองเป็นจัตุรมุข:

83. เขียนสมการของปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ของอันตรกิริยาของ KOH, H 2 SO 4, H 2 O, Be (OH) 2 กับสารประกอบที่ให้ไว้ด้านล่าง:

H 2 SO 3 , BaO, CO 2 , HNO 3 , Ni(OH) 2 , Ca(OH) 2 ;

สารละลาย:
ก) ปฏิกิริยาปฏิกิริยาของ KOH

2KOH + H 2 SO 3  K 2 SO 3 + 2H 2 O

2K++2 โอ้ - + 2ชม+ + SO 3 2-  2K + + SO 3 2- + ชม 2 อู๋

โอ้ - + ชม +  ชม 2 อู๋
เกาะ + BaO  ไม่มีปฏิกิริยา
2KOH + CO 2  K 2 CO 3 + H 2 O

2K++2 โอ้ - + CO 2  2K + + CO 3 2- + ชม 2 อู๋

2โอ้ - + ชม 2 CO 3  CO 3 2- + ชม 2 อู๋
KOH + HNO 3  ไม่มีปฏิกิริยา ไอออนพร้อมกันในสารละลาย:

K + + OH - + H + + ไม่มี 3 -

2KOH + Ni(OH) 2  K

2K++2 โอ้- + Ni(OH) 2  K + + -

KOH + Ca(OH) 2  ไม่มีปฏิกิริยา

b) ปฏิกิริยาปฏิกิริยา H 2 SO 4

H 2 SO 4 + H 2 SO 3  ไม่มีปฏิกิริยา
H 2 SO 4 + BaO  BaSO 4 + H 2 O

2H + + SO 4 2- + BaO  BaSO 4 + H 2 O

H 2 SO 4 + CO 2  ไม่มีปฏิกิริยา
H 2 SO 4 + HNO 3  ไม่มีปฏิกิริยา
H 2 SO 4 + Ni(OH) 2  NiSO 4 + 2H 2 O

2ชม+ + SO 4 2- + นิ(OH) 2  นิ 2+ + SO 4 2- + 2 ชม 2 อู๋

2ชม + + นิ(OH) 2  นิ 2+ + 2ชม 2 อู๋
H 2 SO 4 + Ca (OH) 2  CaSO 4 + 2H 2 O

2H + + SO 4 2- + Ca (OH) 2  CaSO 4 + 2H 2 O

c) ปฏิกิริยาปฏิกิริยา H 2 O

H 2 O + H 2 SO 3  ไม่มีปฏิกิริยา

H 2 O + BaO  Ba (OH) 2

H 2 O + BaO  Ba 2+ + 2OH -

H 2 O + CO 2  ไม่มีปฏิกิริยา
H 2 O + HNO 3  ไม่มีปฏิกิริยา
H 2 O + NO 2  ไม่มีปฏิกิริยา
H 2 O + Ni(OH) 2  ไม่มีปฏิกิริยา

H 2 O + Ca(OH) 2  ไม่มีปฏิกิริยา

ก) ปฏิกิริยาปฏิกิริยา Be (OH) 2

เป็น (OH) 2 + H 2 SO 3  BeSO 3 + 2H 2 O

เป็น(OH) 2 + 2ชม+ + SO 3 2-  เป็น 2+ + SO 3 2- + 2 ชม 2 อู๋

เป็น(OH) 2 + 2ชม+  เป็น 2+ + 2 ชม 2 อู๋
Be(OH) 2 + BaO  ไม่มีปฏิกิริยา
2Be (OH) 2 + CO 2  Be 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + 2H 2 O
เป็น (OH) 2 + 2HNO 3  เป็น (NO 3) 2 + 2H 2 O

เป็น(OH) 2 + 2ชม+ + ลำดับที่ 3 -  เป็น 2+ + 2NO 3 - + 2 ชม 2 อู๋

เป็น(OH) 2 + 2ชม +  เป็น 2+ + 2ชม 2 อู๋
Be(OH) 2 + Ni(OH) 2  ไม่มีปฏิกิริยา
Be(OH) 2 + Ca(OH) 2  ไม่มีปฏิกิริยา
103. สำหรับปฏิกิริยาที่ระบุ

b) อธิบายว่าปัจจัยใด: เอนโทรปีหรือเอนทาลปีก่อให้เกิดการไหลของปฏิกิริยาในทิศทางไปข้างหน้า

c) ในทิศทางใด (ไปข้างหน้าหรือย้อนกลับ) ปฏิกิริยาจะดำเนินการที่ 298K และ 1,000K;

จ) ระบุวิธีการทั้งหมดเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ของส่วนผสมสมดุล

f) สร้างกราฟของ ΔG p (kJ) จาก T (K)

สารละลาย:

CO (g) + H 2 (g) \u003d C (c) + H 2 O (g)

เอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัว เอนโทรปี และพลังงานกิ๊บส์ของการก่อตัวของสาร

1. (ΔN 0 298) x.r. =

–

\u003d -241.84 + 110.5 \u003d -131.34 kJ 2. (ΔS 0 298) x.r. =

–

\u003d 188.74 + 5.7-197.5-130.6 \u003d -133.66 J / K \u003d -133.66 10 -3 kJ / mol > 0

ปฏิกิริยาโดยตรงจะมาพร้อมกับการลดลงของเอนโทรปี, ความผิดปกติในระบบลดลง - ปัจจัยที่ไม่เอื้ออำนวยสำหรับปฏิกิริยาเคมีที่จะดำเนินการในทิศทางไปข้างหน้า

3. คำนวณพลังงานกิ๊บส์มาตรฐานของปฏิกิริยา

ตามกฎของเฮสส์:

(ΔG 0 298) x.r. =
–
= -228.8 +137.1 = -91.7 kJ

ปรากฎว่า (ΔH 0 298) x.r. > (ΔS 0 298) x.r. ·T แล้วตามด้วย (ΔG 0 298) x.r.

4.
≈
≈ 982.6 ก.

≈ 982.6 K คืออุณหภูมิโดยประมาณที่สร้างสมดุลเคมีที่แท้จริง เหนืออุณหภูมินี้ ปฏิกิริยาย้อนกลับจะดำเนินการ ที่อุณหภูมินี้ กระบวนการทั้งสองมีโอกาสเท่าเทียมกัน

5. คำนวณพลังงานกิ๊บส์ที่ 1,000K:

(ΔG 0 1000) x.r. ≈ ΔН 0 298 - 1000 ΔS 0 298 ≈ -131.4 - 1000 (-133.66) 10 -3 ≈ 2.32 kJ > 0

เหล่านั้น. ที่ 1,000 K: ΔS 0 x.r. T > ΔN 0 x.r.

ปัจจัยเอนทัลปีกลายเป็นปัจจัยชี้ขาด การไหลของปฏิกิริยาโดยตรงที่เกิดขึ้นเองนั้นเป็นไปไม่ได้ ปฏิกิริยาย้อนกลับเกิดขึ้น: จากก๊าซ 1 โมลและของแข็ง 1 โมลจะเกิดก๊าซ 2 โมล

lg K 298 = 16.1; K 298 ≈ 10 16 >> 1.

ระบบอยู่ไกลจากสภาวะสมดุลทางเคมีที่แท้จริง ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยามีอิทธิพลเหนือมัน

การพึ่งพาอุณหภูมิของ ΔG 0 สำหรับปฏิกิริยา

CO (g) + H 2 (g) \u003d C (c) + H 2 O (g)

K 1000 \u003d 0.86\u003e 1 - ระบบอยู่ใกล้กับสภาวะสมดุลอย่างไรก็ตามที่อุณหภูมินี้สารตั้งต้นจะมีอิทธิพลเหนือกว่าในนั้น

8. ตามหลักการของ Le Chatelier เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สมดุลควรเลื่อนไปทางปฏิกิริยาย้อนกลับ ค่าคงที่สมดุลควรลดลง

9. พิจารณาว่าข้อมูลที่คำนวณของเราสอดคล้องกับหลักการของ Le Chatelier อย่างไร ให้เรานำเสนอข้อมูลบางส่วนที่แสดงการพึ่งพาพลังงานกิ๊บส์และค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาที่ระบุต่ออุณหภูมิ:

T,K	ΔG 0 t, kJ	K t
298	-131,34	10 16
982,6	0	1
1000	2,32	0,86

ดังนั้นข้อมูลที่คำนวณได้จึงสอดคล้องกับข้อสรุปของเราตามหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์
123. สมดุลในระบบ:

)

กำหนดขึ้นที่ความเข้มข้นต่อไปนี้: [B] และ [C], mol/l.

หาความเข้มข้นเริ่มต้นของสาร [B] 0 และค่าคงที่สมดุลถ้าความเข้มข้นเริ่มต้นของสาร A คือ [A] 0 mol/l

จากสมการจะเห็นได้ว่าการเกิด 0.26 โมลของสาร C ใช้สาร A 0.13 โมล และสาร B ในปริมาณเท่ากัน

จากนั้นความเข้มข้นสมดุลของสาร A คือ [A] \u003d 0.4-0.13 \u003d 0.27 mol / l

ความเข้มข้นเริ่มต้นของสาร B [B] 0 \u003d [B] + 0.13 \u003d 0.13 + 0.13 \u003d 0.26 mol / l

คำตอบ: [B] 0 = 0.26 โมลต่อลิตร, Kp = 1.93

143. ก) สารละลาย 300 กรัมมี KOH 36 กรัม (ความหนาแน่นของสารละลาย 1.1 กรัม/มิลลิลิตร) คำนวณเปอร์เซ็นต์และความเข้มข้นของโมลาร์ของสารละลายนี้

b) ต้องใช้โซดาไฟคริสตัลกี่กรัม Na 2 CO 3 10H 2 O เพื่อเตรียมสารละลาย 0.2 M Na 2 CO 3 2 ลิตร?

สารละลาย:

เราหาเปอร์เซ็นต์ความเข้มข้นโดยสมการ:

มวลโมลาร์ของ KOH คือ 56.1 กรัม/โมล;

ในการคำนวณโมลาริตีของสารละลาย เราพบมวลของ KOH ที่มีอยู่ใน 1,000 มล. (เช่น ใน 1,000 1.100 \u003d 1100 g) ของสารละลาย:

1100: 100 = ที่: 12; ที่= 12 1100 / 100 = 132 ก.

C m \u003d 56.1 / 132 \u003d 0.425 mol / l

คำตอบ: C \u003d 12%, Cm \u003d 0.425 mol / l

สารละลาย:

1. หามวลของเกลือปราศจากน้ำ

m = Cm M V โดยที่ M คือมวลโมลาร์ V คือปริมาตร

ม. \u003d 0.2 106 2 \u003d 42.4 กรัม

2. ค้นหามวลของผลึกไฮเดรตจากสัดส่วน

มวลโมลาร์ของผลึกไฮเดรต 286 g / mol - มวล X

มวลโมลาร์ของเกลือปราศจากน้ำ 106g / mol - มวล 42.4g

ดังนั้น X \u003d m Na 2 CO 3 10H 2 O \u003d 42.4 286 / 106 \u003d 114.4 g

คำตอบ: m Na 2 CO 3 10H 2 O \u003d 114.4 g.

163. คำนวณจุดเดือดของสารละลายแนฟทาลีน C 10 H 8 5% ในน้ำมันเบนซิน จุดเดือดของน้ำมันเบนซินคือ 80.2 0 C

ที่ให้ไว้:

พฤ (C 10 H 8) \u003d 5%

tboil (C 6 H 6) \u003d 80.2 0 C

การค้นหา:

tkip (อาร์-รา) -?

สารละลาย:

จากกฎข้อที่สองของราอูลท์

ΔT \u003d E ม. \u003d (E ม. B 1,000) / (ม. A μ B)

ที่นี่ E คือค่าคงที่ตัวทำละลาย ebullioscopic

E (C 6 H 6) \u003d 2.57

m A คือน้ำหนักของตัวทำละลาย m B คือน้ำหนักของตัวถูกละลาย M B คือน้ำหนักโมเลกุล

ให้มวลของสารละลายเท่ากับ 100 กรัม ดังนั้นมวลของตัวถูกละลายคือ 5 กรัม และมวลของตัวทำละลายคือ 100 - 5 = 95 กรัม

M (แนฟทาลีน C 10 H 8) \u003d 12 10 + 1 8 \u003d 128 g / mol

เราแทนที่ข้อมูลทั้งหมดในสูตรและค้นหาการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดของสารละลายเมื่อเปรียบเทียบกับตัวทำละลายบริสุทธิ์:

ΔT = (2.57 5 1000)/(128 95) = 1.056

จุดเดือดของสารละลายแนฟทาลีนสามารถหาได้จากสูตร:

T c.r-ra \u003d T c.r-la + ΔT \u003d 80.2 + 1.056 \u003d 81.256

คำตอบ: 81.256 เกี่ยวกับ C

183. ภารกิจที่ 1 เขียนสมการการแยกตัวและค่าคงที่การแยกตัวสำหรับอิเล็กโทรไลต์อ่อน

ภารกิจที่ 2 ตามสมการไอออนิกที่ให้มา ให้เขียนสมการโมเลกุลที่สอดคล้องกัน

ภารกิจที่ 3 เขียนสมการของโมเลกุลและอิออนในรูปของสมการปฏิกิริยาสำหรับการแปลงต่อไปนี้

เลขที่ p / p	แบบฝึกหัด 1	งาน2	งาน3
183	Zn(OH) 2 , H 3 AsO 4	Ni 2+ + OH - + Cl - \u003d NiOHCl	NaHSO 3 → Na 2 SO 3 → H 2 SO 3 → NaHSO 3

สารละลาย:

เขียนสมการการแตกตัวและค่าคงที่การแยกตัวสำหรับอิเล็กโทรไลต์อ่อน

Ist.: Zn(OH) 2 ↔ ZnOH + + OH -

ซีดี 1 =
= 1.5 10 -5
Iist.: ZnOH + ↔ Zn 2+ + OH -

ซีดี 2 =
= 4.9 10 -7

Zn (OH) 2 - แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์, การแยกตัวของกรดเป็นไปได้

Ist.: H 2 ZnO 2 ↔ H + + HZnO 2 -

ซีดี 1 =

Iist.: HZnO 2 - ↔ H + + ZnO 2 2-

ซีดี 2 =

H 3 AsO 4 - กรดออร์โธอาร์เซนิก - อิเล็กโทรไลต์ที่แรงซึ่งแยกตัวออกจากสารละลายอย่างสมบูรณ์:
H 3 AsO 4 ↔3Н + + AsO 4 3-
ตามสมการไอออนิกที่ให้มา ให้เขียนสมการโมเลกุลที่สอดคล้องกัน

Ni 2+ + OH - + Cl - \u003d NiOHCl

NiCl2 + NaOH(ขาด) = NiOHCl + NaCl

Ni 2+ + 2Cl - + Na + + OH - \u003d NiOHCl + Na + + Cl -

Ni 2+ + Cl - + OH - \u003d NiOHCl
เขียนสมการปฏิกิริยาในรูปแบบโมเลกุลและอิออนสำหรับการแปลงต่อไปนี้

NaHSO 3 → Na 2 SO 3 → H 2 SO 3 → NaHSO 3

1) NaHSO 3 + NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O

นา + + HSO 3-+นา++ โอ้- → 2Na + + ดังนั้น 3 2- + ชม 2 อู๋

HSO 3 - + โอ้ - → + ดังนั้น 3 2- + ชม 2 อู๋
2) Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 3 + Na 2 SO 3

2Na + + ดังนั้น 3 2- + 2ชม+ + SO 4 2- → ชม 2 ดังนั้น 3+2Na++ ดังนั้น 3 2-

ดังนั้น 3 2- + 2ชม + → ชม 2 ดังนั้น 3 + ดังนั้น 3 2-
3) H 2 SO 3 (ส่วนเกิน) + NaOH → NaHSO 3 + H 2 O

2 ชม + + ดังนั้น 3 2- + นา + + โอ้- → นา + + HSO 3 - + ชม 2 อู๋

2 ชม + + ดังนั้น 3 2 + โอ้- → นา + + ชม 2 อู๋
203. ภารกิจที่ 1 เขียนสมการสำหรับการไฮโดรไลซิสของเกลือในรูปแบบโมเลกุลและอิออนระบุ pH ของสารละลาย (рН> 7, pH งานที่ 2 เขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารในสารละลายที่เป็นน้ำ

เลขที่ p / p	แบบฝึกหัด 1	งาน2
203	Na2S; CrBr 3	FeCl 3 + นา 2 CO 3; นา 2 CO 3 + อัล 2 (SO 4) 3

ภารกิจที่ 1 เขียนสมการสำหรับการไฮโดรไลซิสของเกลือในรูปแบบโมเลกุลและอิออนระบุ pH ของสารละลาย (pH> 7, pH

นา 2 ส - เกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดอ่อน ๆ ผ่านการไฮโดรไลซิสที่ประจุลบ ปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อมเป็นด่าง (рН > 7)

ไอเอสที นา 2 S + HOH ↔ NaHS + NaOH

2Na + + S 2- + HOH ↔ Na + + HS - + Na + + OH -

ครั้งที่สอง ศิลปะ. NaHS + HOH ↔ H 2 S + NaOH

นา + + HS - + HOH ↔ นา + + H 2 S + OH -
CrBr 3 - เกลือที่เกิดจากเบสอ่อนและกรดแก่ผ่านไฮโดรไลซิสที่ไอออนบวก ปฏิกิริยาของตัวกลางเป็นกรด (pH

ไอเอสที CrBr 3 + HOH ↔ CrOHBr 2 + HBr

Cr 3+ + 3Br - + HOH ↔ CrOH 2+ + 2Br - + H + + Br -

ครั้งที่สอง ศิลปะ. CrOHBr 2 + HOH ↔ Cr(OH) 2 Br + HBr

CrOH 2+ + 2Br - + HOH ↔ Cr(OH) 2 + + Br - + H + + Br -

III ศิลปะ. Cr(OH) 2 Br + HOH↔ Cr(OH) 3 + HBr

Cr(OH) 2 + + Br - + HOH↔ Cr(OH) 3 + H + + Br -

ไฮโดรไลซิสดำเนินการส่วนใหญ่ในระยะแรก

ภารกิจที่ 2 เขียนสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารในสารละลายที่เป็นน้ำ

FeCl 3 + นา 2 CO 3

FeCl3 – เกลือของกรดแก่และเบสอ่อน

Na 2 CO 3 - เกลือที่เกิดจากกรดอ่อนและเบสแก่

2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H (OH) \u003d 2Fe (OH) 3 + 3H 2 CO 3 + 6NaCl

2เฟ 3+ + 6Cl - + 6Na + + 3 CO 3 2- + 6ชม(เขาคือ) = 2Fe( โอ้) 3 + 3ชม 2 CO 3 + 6Na + +6Cl -

2เฟ 3+ + 3CO 3 2- + 6ชม(เขาคือ) = 2Fe( โอ้) 3 + 3 H 2 O + 3CO 2
นา 2 CO 3 + อัล 2 (SO 4) 3

มีการเสริมสร้างความเข้มแข็งร่วมกันของการไฮโดรไลซิส

Al 2 (SO 4) 3 - เกลือที่เกิดจากกรดแก่และเบสอ่อน

Na2CO3 – เกลือของกรดอ่อนและเบสแก่

เมื่อเกลือสองชนิดถูกไฮโดรไลซ์ร่วมกัน จะเกิดเบสอ่อนและกรดอ่อน:

Ist: 2Na 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 2HOH => 4Na + + 2HCO 3 - + 2AlOH 2+ + 3 SO 4 2 -

Iist: 2HCO 3 - + 2AlOH 2+ + 2HOH \u003d\u003e 2H 2 CO 3 + 2Al (OH) 2 +

IIIst: 2Al(OH) 2 + + 2HOH => 2Al(OH) 3 + 2H +

สมการไฮโดรไลซิสโดยรวม

อัล 2 (SO 4) 3 + 2 Na 2 CO 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 2H 2 CO 3 + 2 Na 2 SO 4 + H 2 SO 4

2อัล 3+ + 3 SO 4 2 - + 2 นา + + 2 คเกี่ยวกับ 3 2- + 6ชม 2 อู๋ = 2อัล(OH) 3 ↓ + 2ชม 2 คО 3 + 2 นา + + 2SO 4 2 - + 2Н + + SO 4 2 -

2อัล 3+ + 2คเกี่ยวกับ 3 2- + 6ชม 2 อู๋ = 2อัล(OH) 3 ↓ + 2ชม 2 คเกี่ยวกับ 3
หน้า 1

เมื่อเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมของธาตุจะมีการระบุระดับพลังงาน (ค่าของเลขควอนตัมหลัก นในรูปแบบของตัวเลข - 1, 2, 3, ฯลฯ ), ระดับย่อยของพลังงาน (ค่าของจำนวนควอนตัมวงโคจร lในรูปแบบตัวอักษร ส, พี, d, ฉ) และตัวเลขด้านบนระบุจำนวนอิเล็กตรอนในระดับย่อยที่กำหนด

องค์ประกอบแรกใน D.I. Mendeleev เป็นไฮโดรเจน ดังนั้นประจุของนิวเคลียสของอะตอม ชมเท่ากับ 1 อะตอมมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวต่อ สระดับย่อยของระดับแรก ดังนั้นสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมไฮโดรเจนคือ:

องค์ประกอบที่สองคือฮีเลียมมีอิเล็กตรอนสองตัวในอะตอมดังนั้นสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมฮีเลียมคือ 2 ไม่ 1ส 2. ช่วงแรกมีเพียงสององค์ประกอบ เนื่องจากระดับพลังงานแรกจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน ซึ่งจะมีอิเล็กตรอนได้เพียง 2 ตัวเท่านั้น

องค์ประกอบที่สามตามลำดับ - ลิเธียม - อยู่ในช่วงที่สองแล้วดังนั้นระดับพลังงานที่สองจึงเริ่มเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน การเติมระดับที่สองด้วยอิเล็กตรอนเริ่มต้นด้วย ส-ระดับย่อย ดังนั้นสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมลิเธียมคือ 3 หลี่ 1ส 2 2สหนึ่ง . ในอะตอมเบริลเลียมการเติมอิเล็กตรอนเสร็จสมบูรณ์ ส- ระดับย่อย: 4 Ve 1ส 2 2ส 2 .

สำหรับองค์ประกอบที่ตามมาของช่วงที่ 2 ระดับพลังงานที่สองยังคงเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน แต่ตอนนี้เต็มไปด้วยอิเล็กตรอนเท่านั้น R- ระดับย่อย: 5 ใน 1ส 2 2ส 2 2R 1 ; 6 จาก 1ส 2 2ส 2 2R 2 … 10 เน่ 1ส 2 2ส 2 2R 6 .

อะตอมนีออนเติมเต็มด้วยอิเล็กตรอน R-sublevel องค์ประกอบนี้สิ้นสุดช่วงที่สองมีแปดอิเล็กตรอนตั้งแต่ ส- และ R-sublevels สามารถมีได้เพียงแปดอิเล็กตรอน

องค์ประกอบของช่วงที่ 3 มีลำดับที่คล้ายกันในการเติมพลังงานระดับย่อยของระดับที่สามด้วยอิเล็กตรอน สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมขององค์ประกอบบางอย่างในยุคนี้คือ:

11 นา 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 1 ; 12 มก. 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 ; 13 อัล 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 1 ;

14 ซิ 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 2 ;…; 18 อา 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 .

ช่วงที่สามเช่นเดียวกับช่วงที่สองจบลงด้วยองค์ประกอบ (อาร์กอน) ซึ่งเติมเต็มด้วยอิเล็กตรอน R–sublevel แม้ว่าระดับที่สามจะมีสามระดับย่อย ( ส, R, d). ตามคำสั่งข้างต้นของการเติมพลังงานย่อยตามกฎของ Klechkovsky พลังงานของระดับย่อย 3 dพลังงานระดับย่อย 4 มากขึ้น สดังนั้นอะตอมโพแทสเซียมที่อยู่ถัดจากอาร์กอนและอะตอมแคลเซียมที่ตามมาจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน 3 ส- ระดับย่อยของระดับที่สี่:

19 ถึง 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 1 ; 20 สา 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 2 .

เริ่มจากธาตุที่ 21 - สแกนเดียม ในอะตอมของธาตุ ระดับย่อย 3 เริ่มเติมอิเล็กตรอน d. สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้คือ:

21 sc 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 2 3d 1 ; 22 Ti 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 2 3d 2 .

ในอะตอมของธาตุที่ 24 (โครเมียม) และธาตุที่ 29 (ทองแดง) จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การทะลุผ่าน" หรือ "ความล้มเหลว" ของอิเล็กตรอน: อิเล็กตรอนจากภายนอก 4 ส-sublevel "ล้มเหลว" โดย3 d– ระดับย่อย เติมให้สมบูรณ์ครึ่งหนึ่ง (สำหรับโครเมียม) หรือทั้งหมด (สำหรับทองแดง) ซึ่งช่วยให้อะตอมมีเสถียรภาพมากขึ้น:

24 Cr 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 1 3d 5 (แทน ...4 ส 2 3d 4) และ

29 Cu 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 1 3d 10 (แทน ...4 ส 2 3d 9).

เริ่มจากองค์ประกอบที่ 31 - แกลเลียม การเติมระดับที่ 4 ด้วยอิเล็กตรอนยังคงดำเนินต่อไป - R– ระดับย่อย:

31 กา 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 2 3d 10 4พี 1 …; 36 กรุ 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 4ส 2 3d 10 4พี 6 .

องค์ประกอบนี้สิ้นสุดช่วงที่สี่ ซึ่งรวมถึง 18 องค์ประกอบแล้ว

ลำดับการเติมพลังงานระดับย่อยด้วยอิเล็กตรอนที่คล้ายกันเกิดขึ้นในอะตอมขององค์ประกอบในช่วงที่ 5 สองอันแรก (รูบิเดียมและสตรอนเทียม) เต็ม ส- ระดับย่อยของระดับที่ 5 เติมองค์ประกอบสิบถัดไป (จากอิตเทรียมถึงแคดเมียม) d– ระดับย่อยของระดับที่ 4; องค์ประกอบหกประการทำให้คาบสมบูรณ์ (จากอินเดียมถึงซีนอน) ในอะตอมที่เติมอิเล็กตรอน R- ระดับย่อยของชั้นนอก ระดับที่ห้า นอกจากนี้ยังมี 18 องค์ประกอบในช่วงเวลา

สำหรับองค์ประกอบของช่วงที่หก ลำดับการบรรจุนี้ถูกละเมิด ในตอนต้นของคาบเช่นเคยมีสององค์ประกอบในอะตอมที่เต็มไปด้วยอิเล็กตรอน ส-sublevel ของด้านนอก, ที่หก, ระดับ ที่องค์ประกอบถัดไป - แลนทานัม - เริ่มเติมอิเล็กตรอน d–sublevel ของระดับก่อนหน้าเช่น ห้า d. ในการเติมอิเล็กตรอน 5 . นี้ d- ระดับย่อยหยุดและองค์ประกอบ 14 ถัดไป - จากซีเรียมถึงลูทีเซียม - เริ่มเติม ฉ- ระดับย่อยของระดับที่ 4 องค์ประกอบเหล่านี้ทั้งหมดรวมอยู่ในเซลล์เดียวของตาราง และด้านล่างเป็นชุดขององค์ประกอบเหล่านี้เพิ่มเติม ซึ่งเรียกว่าแลนทาไนด์

เริ่มจากธาตุที่ 72 - แฮฟเนียม - ถึงธาตุที่ 80 - ปรอท เติมอิเล็กตรอนต่อไป 5 d- ระดับย่อยและระยะเวลาสิ้นสุดลงตามปกติโดยมีองค์ประกอบหกประการ (จากแทลเลียมถึงเรดอน) ในอะตอมที่เต็มไปด้วยอิเล็กตรอน R-sublevel ของด้านนอก, ที่หก, ระดับ ซึ่งเป็นช่วงที่ใหญ่ที่สุด รวม 32 องค์ประกอบ

ในอะตอมของธาตุที่เจ็ด ไม่สมบูรณ์ ระยะเวลา ลำดับเดียวกันของการเติมระดับย่อยจะเห็นได้ดังที่อธิบายไว้ข้างต้น เราอนุญาตให้นักเรียนเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมขององค์ประกอบในช่วงที่ 5 - 7 โดยคำนึงถึงทั้งหมดที่กล่าวไว้ข้างต้น

บันทึก:ในตำราเรียนบางเล่มอนุญาตให้เขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมขององค์ประกอบที่แตกต่างกัน: ไม่ใช่ในลำดับที่เติม แต่ตามจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้ไว้ในตารางในแต่ละระดับพลังงาน ตัวอย่างเช่น สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมของสารหนูอาจมีลักษณะดังนี้: As 1ส 2 2ส 2 2R 6 3ส 2 3พี 6 3d 10 4ส 2 4พี 3 .

อัลกอริทึมสำหรับการรวบรวมสูตรอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ:

1. กำหนดจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมโดยใช้ตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี D.I. เมนเดเลเยฟ.

2. ตามจำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบตั้งอยู่ กำหนดจำนวนระดับพลังงาน จำนวนอิเล็กตรอนในระดับอิเล็กทรอนิกส์สุดท้ายสอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม

3. แบ่งระดับออกเป็นระดับย่อยและออร์บิทัลและเติมอิเล็กตรอนตามกฎสำหรับการเติมออร์บิทัล:

ต้องจำไว้ว่าระดับแรกมีอิเล็กตรอนสูงสุด 2 ตัว 1s2ในวินาที - สูงสุด 8 (สอง สและหก ร: 2s 2 2p 6) ที่สาม - สูงสุด 18 (สอง ส, หก พีและสิบ ง: 3s 2 3p 6 3d 10).

หมายเลขควอนตัมหลัก นควรจะน้อยที่สุด
เติมก่อน ส-ระดับรองแล้ว p-, d-b f-ระดับย่อย
อิเล็กตรอนเติมออร์บิทัลในลำดับจากน้อยไปมากของพลังงานการโคจร (กฎของเคลชคอฟสกี)
ภายในระดับย่อย อิเล็กตรอนจะครอบครองออร์บิทัลอิสระในแต่ละครั้งก่อน และหลังจากนั้นจะเกิดเป็นคู่ (กฎของฮันด์)
ในหนึ่งออร์บิทัลต้องมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 2 ตัว (หลักการของ Pauli)

ตัวอย่าง.

1. เขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของไนโตรเจน ไนโตรเจนเป็นเลข 7 ในตารางธาตุ