Как определить электронную конфигурацию

Содержание:

1. Структура атома и заполнение электронных оболочек
2. Структура атома
3. Заполнение первого энергетического уровня
4. Заполнение второго энергетического уровня
5. Заполнение третьего энергетического уровня
6. Последовательность заполнения энергетических уровней
7. Возбужденное состояние атома

Структура атома и заполнение электронных оболочек

Химические свойства элементов зависят от строения их электронных оболочек. Электроны в атоме описываются четырьмя квантовыми числами и подчиняются принципу Паули, правилу Гунда и принципу наименьшей энергии. Химические реакции не затрагивают ядра атомов.

Структура атома

Состояние электронов в атоме определяется их распределением по энергетическим уровням и подуровням. Посмотрите на ячейку элемента в таблице Менделеева, чтобы определить заряд ядра атома и число электронов. Порядковый номер элемента указывает на число электронов, так как атом электрически нейтрален.

Заполнение первого энергетического уровня

Первый энергетический уровень содержит только 1s-подуровень, который может вместить не более двух электронов. Каждый электрон на этом уровне должен иметь противоположное направление спина. Символически можно представить электроны на первом энергетическом уровне с помощью стрелок, смотрящих вверх и вниз.

Заполнение второго энергетического уровня

Второй энергетический уровень состоит из одной ячейки s-подуровня и трех ячеек p-подуровня. На p-орбитали может находиться до шести электронов. Согласно правилу Гунда, электроны заполняют пустые ячейки последовательно, с учетом максимального суммарного спина.

Заполнение третьего энергетического уровня

Третий энергетический уровень начинается с заполнения ячеек на 4s-подуровне после ячейки 3d. Это объясняется принципом наименьшей энергии, по которому каждый электрон стремится к наименее энергетически затратному положению в атоме. Энергия электрона на 4s-подуровне меньше, чем на 3d-подуровне. Заполнение электронами энергетических уровней осуществляется в определенной последовательности.

Последовательность заполнения энергетических уровней

Заполнение электронами энергетических уровней происходит в следующей последовательности: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d. На s-оболочке может находиться не более двух электронов, на p-оболочке - не более шести электронов, на d-подуровне - не более десяти электронов, на f-подуровне - не более четырнадцати электронов.

Возбужденное состояние атома

Возбужденное состояние атома возникает, когда электроны переходят из одной ячейки в другую, увеличивая валентность элемента. При образовании связей электрону выгоднее перейти с заполненной s-орбитали на свободную p-орбиталь в пределах одного энергетического уровня.

Познание структуры атома и заполнение электронных оболочек является важным фундаментом в химии. Это позволяет понять, как элементы образуют соединения и взаимодействуют друг с другом. Знание о строении атома помогает объяснить множество химических явлений и процессов, от кислотно-щелочного равновесия до реакций окисления и восстановления.