Глава 2. Строение атома. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

Изучив тему, вы должны:

- иметь представление о строении атома и корпускулярно – волновой природе электрона;

- знать квантовые числа и принципы заполнения электронами атомных орбиталей;

- знать периодический закон Д.И. Менделеева, принципы построения периодической системы элементов; написание электронных формул атомов элементов;

- уметь прогнозировать химические свойства элементов, исходя из их положения в периодической системе и электронных формул соответствующих атомов.

- знать основные характеристики атомов элементов и изменение этих величин по группам и периодам периодической системы.

Свойства элемента и его соединений зависят от электронного строения атома. Электрон - это частица микромира, подчиняющаяся законам квантовой механики. Основные положения квантовой механики, заложенные в основу электронного строения атома:

1. Электрон имеет корпускулярно-волновую природу. Это значит, что он одновременно обладает свойствами и частицы (имеет заряд, массу), и волны (способен к огибанию препятствий – дифракции, характеризуется длиной волны, частотой колебаний).

2. Местоположение электрона в пространстве точно определить не возможно. Определяют область пространства (орбиталь), в которой может находиться электрон.

3. Энергия каждого электрона в атоме квантована (строго определена). Определенному набору квантовых чисел соответствует конкретная функция j (х, у, z) в виде определенного распределения, которое называется электронная орбиталь и конкретная величина полной энергии данной орбитали.

Таким образом, исходя из законов квантовой механики, энергию и строение каждого электрона в атоме можно описать с помощью четырех квантовых чисел:

1. Главное квантовое число (n). Определяет энергию электрона на энергетическом уровне n = 1, 2, 3,…7 (соответствует номеру периода).

2. Орбитальное квантовое число (l) определяет энергию элетронной орбитали или подуровня: E _l = 0, 1, 2, 3..n -1 Энергетический уровень расщепляется на подуровни, которые отличаются друг от друга энергией связи с ядром, а также формой электронного облака: l = s, p, d, f.

s - шар, p - гантель, d - лепестковая форма, f - сложная форма

E _l – энергия электронного облака: Е_s = 0, Е_p = 1, Е_d =2, Е_f= 3.

3. Магнитное квантовое число (m) определяет число пространственных ориентаций электронных облаков относительно ядра:

m = -l; 0; +l. Если l = 0 (s), то m = 0, (одна пространственная ориентация s-орбитали - ”). Если l = 1 (p), то m = -1; 0; +1 (три пространственные ориентации p-орбитали – ”””). Если l = 2(d), то m = -2, -1; 0; +1, +2 (пять пространственных ориентаций d-орбитали – ”””””). Если l = 3(f), то m = -3, -2, -1; 0; +1, +2, +3 (семь пространственных ориентаций f-орбитали – ”””””””).

4. Спиновое квантовое число (s): s = +1/2; -1/2 (условная единица энергии). Шведский физик В. Паули установил, что в атоме на одной орбитали может находиться не более двух электронов, имеющих противоположные (антипаралельные) спины (spin - вращаться). Это свойство можно представить себе как вращение электрона вокруг своей воображаемой оси: «+» –по часовой стрелке или «-» - против часовой стрелки.

Таблица 7

Date: 2015-05-09; view: 721; Нарушение авторских прав