Распределение электронов в атоме, электронная формула

учитель химии МБОУ «Гимназия №44» г. Курска Минакова А.П.

Вокруг ядра электроны расположены на электронных слоях. Каждый слой характеризуется расстоянием от ядра и энергией, поэтому электронные слои часто называют электронными энергетическими уровнями. Чем ближе уровень к ядру, тем меньше энергия электронов в нем. 

Электронный слой - это совокупность электронов, находящихся на  одном энергетическом уровне

Каждый электронный слой (или электронный уровень) имеет свой подуровень, который обозначается  строчными латинскими буквами – s, p, d, f  и т.д. Число энергетических подуровней на каждом уровне узнать легко – номер уровня показывает число подуровней на нем, например:

1   энергетический уровень содержит только один подуровень – S

2   энергетический уровень содержит два подуровня – S  и P

3   энергетический уровень содержит три подуровня  - S, p, и d

4   энергетический уровень содержит три подуровня  - S, p,d и f

 

                                                                                                        s            s, p         s, p, d      s, p, d, f

S-электронная орбиталь имеет шаровидную форму, p-орбиталь имеет форму гантели или объемной восьмерки, формы d- и f-орбиталей значительно сложнее.

S-орбиталь р-орбиталь

d-орбиталь

f-орбиталь

На каждом электронном подуровне размещается строго определенное число e^-

S-подуровень может занимать только одно положение в пространстве (в центре оси ординат), но вмещает 2 электрона с разным направлением вращения: по часовой стрелке и против. Одно положение в пространстве условно обозначают одним квадратиком,             а электроны – стрелочками с разным направлением 

P-подуровень имеет форму гантели или восьмерки, лежащей на боку, и может занять в пространстве  три положения: по оси х, у и z.

Три положения в пространстве обозначают тремя квадратиками, а т.к. каждая «восьмерка» может вращаться по часовой стрелке и против, то вместить p- подуровень может всего   6 электронов. 

d-подуровень имеет форму двух скрещенных восьмерок и может занимать в пространстве 5 положений

f-подуровень имеет форму трех скрещенных восьмерок и занимает в пространстве семь положений, что мы будем показывать на схеме 7-ю квадратиками

Как и в случае с р-подуровнем и d-подуровнем. F - подуровень заполняется постепенно, сначала размещая электроны по одному. А когда пустых клеток не

остается, e^- образуют пары, вмещая всего 14 электронов

Вернёмся к схеме атома           ₁          2           3          4

Всего e^- на каждом слое            s       s p      s p d       s p d f

                                                                                                      2     2+6     2+6+10        2+6+10+14

                                                                                                                     8             18              32

Общее число e^- определяют по формуле: 

Уровень 1 - 2 e^- Уровень 2 – 8 e^- Уровень 3 – 18 e^-

Уровень 4 – 32 e^-

Составление электронной формулы атомов химических элементов

Чтобы составить электронную формулу химического элемента:

1.         Находим химический элемент в таблице Д.И. Менделеева

2.         Определяем его порядковый номер и период, в котором находится химический элемент

3.         Пишем химический знак элемента, слева внизу обозначаем заряд атома со знаком +, соответствующий порядковому номеру элемента

4.         Справа большой цифрой пишем номер электронного слоя (равный номеру периода, в котором находится элемент)

5.         Рядом с ним указываем подуровень (s,p,d,f)

6.         В виде степени указываем число электронов на каждом слое

Например: составьте электронную формулу атома Li

1)   Находим химический знак атома лития в периодической таблице

Li находится во 2 периоде, следовательно у него будет 2 электронных слоя, порядковый номер у него 3, следовательно у лития 3 электрона всего

2)   Записываем химический знак лития и слева внизу указываем заряд его ядра

(напоминаю, что он равен порядковому номеру со знаком +)

3)   Смотрим на схему строения атома и видим, что 1-й электронный слой вмещает только 2 электрона на s- подуровне, пишем возле знака цифру 1 (первый уровень), рядом с цифрой 1 пишем s (подуровень первого слоя), в виде степени записываем цифру 2, это количество e^-, которое может вместить s-подуровень

 

                                               2      8     18      32

4) Но у атома лития 3 электрона, а первый электронный слой вмещает только 2 электрона, поэтому третий электрон идет на следующий 2 слой на s- подуровень и формула будет иметь вид:

Схема атома лития  имеет вид:

                                                                                       2     1         Электронно-графическая формула выглядит так:

Электронные и графические формулы некоторых элементов

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1.   Записать конспект по теме

2.   Составить схему атомов, графические и электронные формулы следующих атомов химических элементов:

Be, N, Na, Al, Si, P, S, Cl