Распространенные элементы. строение атомов. Электронные оболочки. Орбитали

Химический элемент – определенный вид атомов, обозначаемый названием и символом и характеризуемый порядковым номером и относительной атомной массой.

В табл. 1 перечислены распространенные химические элементы, приведены символы, которыми они обозначаются (в скобках – произношение), порядковые номера, относительные атомные массы, характерные степени окисления.

Нулевая степень окисления элемента в его простом веществе (веществах) в таблице не указана.

Все атомы одного элемента имеют одно и то же число протонов в ядре и число электронов в оболочке. Так, в атоме элемента водород Н находится 1 р⁺ в ядре и на периферии 1 е ^‑; в атоме элемента кислород О находится 8 р⁺ в ядре и 8 е ^‑ в оболочке; атом элемента алюминий Аl содержит 13 р ⁺ в ядре и 13 е ^‑ в оболочке.

Атомы одного элемента могут различаться числом нейтронов в ядре, такие атомы называются изотопами. Так, у элемента водород Н три изотопа: водород‑1 (специальное название и символ протий ¹H) с 1 р⁺ в ядре и 1 е ^‑ в оболочке; водород‑2 (дейтерий ²Н, или D) с 1 р⁺ и 1 п ⁰ в ядре и 1 е ^‑ в оболочке; водород‑3 (тритий ³Н, или Т) с 1 р⁺ и 2 п ⁰ в ядре и 1 е ^‑ в оболочке. В символах ¹Н, ²Н и ³Н верхний индекс указывает массовое число – сумму чисел протонов и нейтронов в ядре. Другие примеры:

Электронную формулу атома любого химического элемента в соответствии с его расположением в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева можно определить по табл. 2.

Электронная оболочка любого атома делится на энергетические уровни (1, 2, 3‑й и т. д.), уровни делятся на подуровни (обозначаются буквами s, р, d, f). Подуровни состоят из атомных орбиталей – областей пространства, где вероятно пребывание электронов. Орбитали обозначаются как 1s (орбиталь 1‑го уровня s‑подуровня), 2 s, 2 р, 3 s, 3 р, 3d, 4 s … Число орбиталей в подуровнях:

Заполнение атомных орбиталей электронами происходит в соответствии с тремя условиями:

1) принцип минимума энергии