Атом

Тема: Теоретические основы химии
10-11 класс

Положение водорода в Периодической системе химических элементов может быть в двух местах, что уникально, т. к. все другие элементы имеют одно определенное место в таблице. Обычно водород располагают в первом периоде первой группе. Это положение в большей степени соответствует его характеристикам. Однако водород можно отнести и к седьмой группе первого периода.

Как и все элементы первой группы (главной подгруппы) водород относится к s-элементам и имеет один электрон на внешнем уровне (он у него вообще один). Но элементы первой группы металлы, а водород нет. Однако в группе сверху вниз металлические свойства увеличиваются. Значит, у водорода они самые слабые. В данном случае до такой степени, что не проявляются. Хотя в космосе может существовать металлический водород.

Тема: Теоретические основы химии
10-11 класс

В короткопериодной форме периодической таблице химических элементов номер группы соответствует

  • для элементов только главных подгрупп (А): числу электронов на внешнем энергетическом уровне;
  • для элементов обоих подгрупп (А и Б): максимальному числу валентных электронов.

У элементов побочных подгрупп (Б) валентными являют также электроны предвнешнего подуровня. Но сумма этих электронов с электронами внешнего уровня всё равно равняется номеру группы.

Если смотреть на длиннопериодную форму периодической таблицы химических элементов, то здесь присутствует 18 групп. Атомы групп 1 и 2 проявляют соответственно валентность 1 и 2, в группах с 13 по 18 надо вычитать десять. Так, например, углерод — элемент 14 группы. Его максимальная валентность 4.

Тема: Теоретические основы химии
10-11 класс

В Периодической системе химических элементов номер периода соответствует числу энергетических уровней атомов. Энергетические уровни — это то же самое, что электронные слои.

В Периодической системе семь периодов. Следовательно, атомы первого периода имеют один электронный слой, второго — два, третьего — три, и так далее до седьмого периода, на котором атомы имеют по семь слоев.

Энергетические уровни имеют подуровни с соответствующими орбиталями. На первом энергетическом уровне находится одна s-орбиталь. На втором уровне одна s-орбиталь, три p-орбитали. На третьем энергетическом уровне одна s-орбиталь, три p-орбитали, пять d-орбиталей. На четвертом уровне одна s-орбиталь, три p-орбитали, пять d-орбиталей, семь f-орбиталей.

Тема: Теоретические основы химии
10-11 класс

Электронная конфигурация атома железа такова:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

В Периодической системе химических элементов железо имеет номер 26. Значит, у атома железа 26 электронов (т. к. ядро содержит 26 протонов). В записи электронной конфигурации электроны распределяются по орбиталям и указываются верхними индексами после названий орбиталей, но в сумме их должно быть 26. Действительно, если сложить верхние индексы электронной конфигурации железа, то получится 26 = 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 6 + 2.

Железо — это химический элемент четвертого периода. Значит, у атома железа 4 электронных слоя.

Тема: Теоретические основы химии
10-11 класс

Электронная конфигурация атома серы имеют следующий вид:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Расшифровывается это следующим образом.

Сера в Периодической системе химических элементов имеет номер 16. Значит, атом серы имеет 16 электронов (т. к. ядро содержит 16 протонов). В электронной конфигурации сумма верхних индексов как раз равна 16-ти (2 + 2 + 6 + 2 + 4). То есть верхние индексы обозначают количество электронов, распределенных по слоям и орбиталям.

Тема: Вещество
8 класс

Свойства химических элементов зависят от числа электронов на внешнем энергетическом уровне атома (валентных электронов). Количество электронов на внешнем уровне химического элемента равно номеру группы в коротком варианте Периодической системы. Таким образом, в каждой подгруппе химические элементы имеют сходное электронное строение внешнего уровня, а значит и сходные свойства.

Тема: Вещество
8 класс

Атомно-молекулярная теория включает представления о том, что вещества состоя из химически неделимых атомов, составляющих молекулы, которые изменяются в химических реакциях. Атомно-молекулярная теория лежит в основе современной науки, она была сформулирована англичанином Д. Дальтоном в начале XIX века.

Положения атомно-молекулярной теории:

Тема: Вещество
8 класс

Электроотрицательность — это способность атома химического элемента, находясь в молекуле, притягивать к себе общие электронные пары, или, другими словами, оттягивать к себе электроны других атомов. Так как общие электронные пары образуют валентные электроны, то можно сказать, что электроотрицательность — это способность атома притягивать валентные электроны других атомов.

Сильнее всего электроны к себе притягивают фтор, кислород и хлор. Этим элементам до завершения внешнего уровня не хватает всего 1-2 электрона. Их электроотрицательность наибольшая.

Тема: Вещество
8 класс

В атоме число электронов равно заряду ядра. Заряд ядра есть порядковый номер элемента в Периодической системе. Следовательно, атомы каждого следующего химического элемента в Периодической системе имеют на один электрон больше, чем предыдущего.

При описании электронного строения атома указывают, как его электроны распределены по энергетическим уровням. Электроны сначала занимают уровни с меньшей энергией, потом с большей. Так сначала заполняется первый энергетический уровень, если есть еще электроны, то потом второй, третий и т. д. Количество энергетических уровней в атомах определяется номером периода, в котором расположен химический элемент, к которому принадлежит атом.

Тема: Вещество
8 класс

В начале XX века было доказано (Г. Мозли), что заряд ядра атомов химического элемента равен его порядковому номеру в Периодической таблице. Таким образом, 1) заряд ядра атома, 2) число протонов в ядре (Z), 3) число электронов в атоме и 4) порядковый номер элемента в периодической таблице — все эти четыре характеристики численно равны между собой.

Тема: Вещество
8 класс

Как известно, при химических реакциях атомы химических элементов не изменяются. Они лишь переходят из одного вещества в другое. Долгое время считалось, что атомы неделимы вообще. Однако позже было выяснено, что атомы также состоят из отдельных более мелких частиц.

Д. И. Менделеев, составляя периодическую таблицу, брал за основу атомную массу. Однако было непонятно, почему атомы с близкой массой отличаются по свойствам (в периодах), но атомы с разными массами близки по свойствам (в группах). Следовательно, свойства атома зависят не только от его массы, а от чего-то еще, что есть в его строении.

Тема: Вещество
8 класс

Количество веществ в природе во много раз больше, чем количество существующих химических элементов. Кроме того, человек постоянно синтезирует новые вещества, но может создать лишь незначительное число химических элементов, не существующих в природе. Многообразие веществ при ограниченном количестве атомов есть результат возможности атомов объединяться между собой различными способами и в разных количествах. То есть атомы объединяются, образуя более сложные частицы — молекулы.

Тема: Вещество
8 класс

Вся материя вокруг нас, которую мы видим, состоит из различных атомов. Атомы отличаются друг от друга строением, размером и массой. Существует более 100 видов различных атомов, более 20 видов атомов были получены человеком и не встречаются в природе, так как неустойчивы и распадаются по более простые атомы.

Однако даже атомы принадлежащие к одному виду немного могут между собой различаться. Поэтому существует такое понятие как химический элемент — это атомы одного вида. У всех у них одинаковый заряд ядра, то есть одинаковое число протонов.

Подписаться на Атом