Сегодня у нас урок химии 69 – Элементарные частицы в составе атома. Электронные формулы  атомов химических элементов. Как изучить? Полезные советы и рекомендации – повторите уроки химии, особенно урок химии 6 — периодический закон и периодическая система химических элементов. Строение атома.

Атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов. В состав ядра входят протоны и нейтроны. В электронейтральном атоме количество протонов равно количеству электронов. Протон имеет массу 1 и заряд +1. Нейтрон имеет массу 1 и заряд 0. Массу электронов принимают равной 0, заряд –1. Свободный протон устойчив, свободный нейтрон распадается на электрон и протон. Когда протоны и нейтроны связаны в атомных ядрах, устойчивость этих частиц изменяется. При определенных соотношениях между числом протонов и нейтронов ядро устойчиво: ни протоны, ни нейтроны не распадаются. Но, если добавить в такое устойчивое ядро лишние нейтроны, оно станет неустойчивым (радиоактивным). Лишние нейтроны распадаются в ядре так же, как и свободные нейтроны, на протон и электрон. Если добавить в устойчивое ядро протоны, оно так же перестанет быть устойчивым. Связанный лишний протон распадается на нейтрон и частицу, подобную электрону, но только с положительным зарядом. Эту частицу называют позитроном. Распад нейтронов или протонов с испусканием электронов и позитронов называют β-распадом. Перечисленные здесь частицы называются элементарными.

Ядро самого простого элемента – водорода содержит 1 протон. Вокруг ядра вращается 1 электрон на ѕ-орбитали. Электронная конфигурация обозначается 1ѕ¹. Следующий элемент – гелий. Его атомная масса – 4. В ядре находятся 2 протона и 2 нейтрона. Вокруг ядра вращаются 2 электрона на ѕ-орбитали. Электронная конфигурация записывается: 1ѕ². Далее следуют элементы второго периода периодической таблицы, происходит заполнение 2ѕ и 2р-орбиталей. На ѕ-орбитали может находиться максимально 2 электрона, на 3-х р-орбиталях 6 электронов, на 5-ти d-орбиталях 10 электронов и на 7 f-орбиталях 14 электронов.

Если взять атом фтора (элемент 2-го периода) его атомная масса равна 19, ядро состоит из 9 протонов и 10 нейтронов, вокруг ядра вращаются 9 электронов сосредоточенных на 2-х энергетических уровнях по следующим орбиталям: 1s²2s²2p⁵. Рассмотрим элемент 3-го периода, например фосфор. Его атомная масса равна 31, в ядре 15 протонов (порядковый номер) и 16 нейтронов, вокруг ядра вращаются 15 электронов на 3-х энергетических уровнях в следующих орбиталях: 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

Следует знать следующий порядок заполнения по нарастанию энергии в подуровнях: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s . . . Исходя из этого, электронные конфигурации атомов 4-го периода, например кальция и марганца будут:

Са — 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²; Мn — 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s².

В зависимости от заполняемого в последнюю очередь электронами подуровня, элементы делят на 4 семейства:

ѕ-элементы – заполняется электронами ѕ-подуровень внешнего уровня. К ним относятся первые два элемента каждого периода;

р-элементы – электронами заполняется р-подуровень внешнего уровня. К ним относятся последние шесть элементов каждого периода (за исключением первого и седьмого);

d-элементы – заполняется электронами d-подуровень второго снаружи уровня, а на внешнем уровне остаются один или два электрона s-подуровня. Это элементы вставных декад больших периодов, расположенных меду s- и р-элементами (например, от скандия до цинка в четвертом периоде);

f-элементы – заполняется электронами f-подуровень третьего снаружи уровня, а на внешнем уровне остаются два электрона. К таким элементам относятся лантаниды и актиниды.

Виды атомов одного и того же элемента, имеющих одинаковый заряд ядра, но разные количества нейтронов (массовые числа) называются изотопами.

Атомы разных элементов с одинаковым числом нейтронов в ядре называются изотонами (например, K и Ca). Атомы элементов с одинаковыми массами называются изобарами.

Это у нас был урок по химии 69 – Элементарные частицы в составе атома. Электронные формулы атомов химических элементов.