Malyugin 14. Vanjske i unutarnje energetske razine. Završetak energetske razine.
Prisjetimo se ukratko onoga što već znamo o strukturi elektronske ljuske atoma:
ü broj energetskih razina atoma = broj perioda u kojem se element nalazi;
ü maksimalni kapacitet svake energetske razine izračunava se formulom 2n2
ü vanjska energetska ljuska ne može sadržavati više od 2 elektrona za elemente perioda 1, više od 8 elektrona za elemente ostalih perioda
Još jednom, vratimo se na analizu sheme za punjenje energetskih razina u elementima malih perioda:
Tablica 1. Punjenje energetskih razina
za elemente malih perioda
Broj razdoblja | Broj energetskih razina = broj razdoblja | Simbol elementa, njegov redni broj | Ukupno elektroni | Raspodjela elektrona po energetskim razinama | Broj grupe |
|
|
H +1 )1 | +1 H, 1e- | |||||
|
He + 2 ) 2 | +2 Ne, 2 | |||||
|
Li + 3 ) 2 ) 1 | + 3 Li, 2e-, 1e- | |||||
|
Budite +4 ) 2 )2 | + 4 Biti, 2e-,2 e- | |||||
|
B +5 ) 2 )3 | +5 B, 2e-, 3e- | |||||
|
C +6 ) 2 )4 | +6 C, 2e-, 4e- | |||||
|
N + 7 ) 2 ) 5 | + 7 N, 2e-,5 e- | |||||
|
O + 8 ) 2 ) 6 | + 8 O, 2e-,6 e- | |||||
|
F + 9 ) 2 ) 7 | + 9 F, 2e-,7 e- | |||||
|
ne + 10 ) 2 ) 8 | + 10 ne, 2e-,8 e- | |||||
|
Na + 11 ) 2 ) 8 )1 | +1 1 Na, 2e-, 8e-, 1e- | |||||
|
mg + 12 ) 2 ) 8 )2 | +1 2 mg, 2e-, 8e-, 2 e- | |||||
|
Al + 13 ) 2 ) 8 )3 | +1 3 Al, 2e-, 8e-, 3 e- | |||||
|
Si + 14 ) 2 ) 8 )4 | +1 4 Si, 2e-, 8e-, 4 e- | |||||
|
P + 15 ) 2 ) 8 )5 | +1 5 P, 2e-, 8e-, 5 e- | |||||
|
S + 16 ) 2 ) 8 )6 | +1 5 P, 2e-, 8e-, 6 e- | |||||
|
Cl + 17 ) 2 ) 8 )7 | +1 7 Cl, 2e-, 8e-, 7 e- | |||||
18 Ar |
Ar+ 18 ) 2 ) 8 )8 | +1 8 Ar, 2e-, 8e-, 8 e- |
Analiziraj tablicu 1. Usporedi broj elektrona na posljednjoj energetskoj razini i broj skupine u kojoj se kemijski element nalazi.
Jeste li primijetili da broj elektrona na vanjskoj energetskoj razini atoma jednak je broju skupine, u kojem se element nalazi (izuzetak je helij)?
!!! Ovo je pravilo istinito samo za elemente glavni podskupine.
Svako razdoblje sustava završava inertnim elementom(helij He, neon Ne, argon Ar). Vanjska energetska razina ovih elemenata sadrži najveći mogući broj elektrona: helij -2, preostali elementi - 8. To su elementi VIII skupine glavne podskupine. Energetska razina slična strukturi energetske razine inertnog plina naziva se dovršeno. Ovo je vrsta vlačne čvrstoće energetske razine za svaki element Periodni sustav. molekule jednostavne tvari- inertni plinovi sastoje se od jednog atoma i razlikuju se po kemijskoj inertnosti, odnosno praktički ne ulaze u kemijske reakcije.
Za ostale elemente PSCE, razina energije razlikuje se od razine energije inertnog elementa, takve se razine nazivaju nedovršen. Atomi ovih elemenata nastoje dovršiti svoju vanjsku energetsku razinu doniranjem ili prihvaćanjem elektrona.
Pitanja za samokontrolu
1. Koju razinu energije nazivamo vanjskom?
2. Koju razinu energije nazivamo unutarnjom?
3. Koja se energetska razina naziva potpunom?
4. Elementi koje skupine i podskupine imaju završenu energetsku razinu?
5. Koliki je broj elektrona na vanjskoj energetskoj razini elemenata glavnih podskupina?
6. Kako su elementi jedne glavne podskupine slični u strukturi elektroničke razine
7. Koliko elektrona na vanjskoj razini sadrži elemente a) skupine IIA;
b) IVA skupina; c) Grupa VII A
Pogledaj odgovor
1. Posljednji
2. Bilo koji osim posljednjeg
3. Ona koja sadrži najveći broj elektrona. Kao i vanjska razina, ako sadrži 8 elektrona za period I - 2 elektrona.
4. Elementi skupine VIIIA (inertni elementi)
5. Broj grupe u kojoj se element nalazi
6. Svi elementi glavnih podskupina na vanjskoj energetskoj razini sadrže onoliko elektrona koliki je broj skupine
7. a) elementi IIA skupine imaju 2 elektrona u vanjskoj razini; b) elementi skupine IVA imaju 4 elektrona; c) elementi VII A skupine imaju 7 elektrona.
Zadaci za samostalno rješavanje
1. Odredite element prema sljedećim kriterijima: a) ima 2 elektroničke razine, na vanjskoj - 3 elektrona; b) ima 3 elektroničke razine, na vanjskoj - 5 elektrona. Zapišite raspodjelu elektrona po energetskim razinama tih atoma.
2. Koja dva atoma imaju isti broj ispunjenih energetskih razina?
Pogledaj odgovor:
1. a) Odredimo "koordinate" kemijskog elementa: 2 elektronske razine - II period; 3 elektrona na vanjskoj razini - III A skupina. Ovo je 5B svrdlo. Shema raspodjele elektrona po energetskim razinama: 2e-, 3e-
b) III period, VA grupa, element fosfor 15R. Shema raspodjele elektrona po energetskim razinama: 2e-, 8e-, 5e-
2. d) natrij i klor.
Obrazloženje: a) natrij: +11 )2)8 )1 (ispunjeno 2) ←→ vodik: +1)1
b) helij: +2 )2 (ispunjeno 1) ←→ vodik: vodik: +1)1
c) helij: +2 )2 (ispunjeno 1) ←→ neon: +10 )2)8 (popunjeno 2)
*G) natrij: +11 )2)8 )1 (punjeno 2) ←→ klor: +17 )2)8 )7 (ispunjeno 2)
4. Deset. Broj elektrona = serijski broj
5 c) arsen i fosfor. Atomi koji se nalaze u istoj podskupini imaju isti broj elektrona.
Objašnjenja:
a) natrij i magnezij (u različitim skupinama); b) kalcij i cink (u istoj skupini, ali različite podskupine); * c) arsen i fosfor (u jednoj, glavnoj, podskupini) d) kisik i fluor (u različitim skupinama).
7. d) broj elektrona u vanjskoj razini
8. b) broj energetskih razina
9. a) litij (nalazi se u skupini IA razdoblja II)
10. c) silicij (IVA skupina, III razdoblje)
11. b) bor (2 razine - IIrazdoblje, 3 elektrona u vanjskoj razini - IIIASkupina)
MBOU "Gimnazija br. 1 grada Novopavlovska"
Kemija 8. razred
Tema:
„Promjena broja elektrona
na vanjskoj energetskoj razini
atomi kemijski elementi»
Učiteljica: Tatyana Alekseevna Komarova
Novopavlovsk
Datum: ___________
Lekcija– 9
Tema lekcije: Promjena broja elektrona na vanjsku energiju
razina atoma kemijskih elemenata.
Ciljevi lekcije:
- formirati pojam metalnih i nemetalnih svojstava elemenata na atomskoj razini;
- pokazati razloge promjene svojstava elemenata u periodama i skupinama na temelju strukture njihovih atoma;
- dati početne pojmove o ionskoj vezi.
Oprema: PSCE, tablica "Ionska veza".
Tijekom nastave
Organiziranje vremena.
Provjera znanja
Karakteristike kemijskih elemenata prema tablici (3 osobe)
Struktura atoma (2 osobe)
Učenje novog gradiva
Razmotrite sljedeća pitanja:
1 . Atomi kojih kemijskih elemenata imaju završene energetske razine?
- to su atomi inertnih plinova, koji se nalaze u glavnoj podskupini 8. skupine.
Dovršeni elektronički slojevi imaju povećanu otpornost i stabilnost.
atomi Grupa VIII (He Ne Ar Kr Xe Rn) sadrže 8e - na vanjskoj razini, zbog čega su inertni, tj. . kemijski neaktivan, ne stupaju u interakciju s drugim tvarima, tj. njihovi atomi imaju povećanu otpornost i stabilnost. Odnosno, svi kemijski elementi (koji imaju različite elektronička struktura) teže kemijskoj interakciji za dobivanje završena vanjska energetska razina ,8e - .
Primjer:
N a Mg F Cl
11 +12 +9 +17
2 8 1 2 8 2 2 7 2 8 7
1s 2 2s 2 p 6 3 s 1 1s 2 2s 2 p 6 3 s 2 1s 2 2s 2 p 5 1s 2 2s 2 p 6 3 s 2 str 5
Što mislite, kako atomi ovih elemenata mogu doseći osam elektrona na vanjskoj razini?
Ako (pretpostavimo) ručno zatvorimo posljednju razinu Na i Mg, tada se dobivaju potpune razine. Stoga se ti elektroni moraju predati s vanjske elektronske razine! Zatim, kada se elektroni doniraju, pred-vanjski sloj 8e - postaje vanjski.
A za elemente F i Cl, trebali biste uzeti 1 elektron koji nedostaje vašoj energetskoj razini nego dati 7e -. I tako, postoje 2 načina za postizanje završene razine energije:
A) Povratni ("dodatni") elektroni iz vanjskog sloja.
B) Prijem na vanjsku razinu ("nedostajućih") elektrona.
2. Koncept metaličnosti i nemetaličnosti na atomskoj razini:
Metali su elementi čiji atomi doniraju svoje vanjske elektrone.
Nemetali - To su elementi čiji atomi primaju elektrone na vanjsku energetsku razinu.
Što se atom Me lakše odrekne svojih elektrona, to su njegovi metalna svojstva.
Što HeMe atom lakše prihvati elektrone koji nedostaju u vanjski sloj, to su njegovi izraženiji nemetalna svojstva.
3. Promjene u Me i NeMe svojstvima atoma ch.e. u razdobljima i skupinama u PSCE.
U razdobljima:
Primjer: Na (1e -) Mg (2e -) - zapiši strukturu atoma.
- Što mislite, koji element ima izraženija metalna svojstva, Na ili Mg? Što je lakše dati 1. - ili 2. -? (Naravno, 1e -, dakle, Na ima izraženija metalna svojstva).
Primjer: Al (3e -) Si (4e -), itd.
Tijekom perioda, broj elektrona u vanjskoj razini raste slijeva nadesno.
(svjetlija metalna svojstva izražena su u Al).
Naravno, sposobnost doniranja elektrona tijekom razdoblja će se smanjiti, tj. metalna svojstva će biti oslabljena.
Dakle, najjači Me nalaze se na početku razdoblja.
- A kako će se promijeniti sposobnost vezivanja elektrona? (povećat će se)
Primjer:
SiCl
14 r +17 r
2 8 4 2 8 7
Lakše je prihvatiti 1 elektron koji nedostaje (iz Cl) nego 4e iz Si.
Zaključak:
Nemetalna svojstva tijekom razdoblja s lijeva na desno će se povećati, a metalna svojstva će oslabiti.
Drugi razlog za poboljšanje ne-Me svojstava je smanjenje polumjera atoma s istim brojem razina.
Jer unutar 1. perioda ne mijenja se broj energetskih razina za atome, ali raste broj vanjskih elektrona e - i broj protona p - u jezgri. Kao rezultat toga, privlačnost elektrona prema jezgri raste (Coulombov zakon), a radijus (r) atoma se smanjuje, atom se, takoreći, skuplja.
Opći zaključak:
Unutar jedne periode, s povećanjem atomskog broja (N) elementa, metalna svojstva elemenata slabe, a nemetalna se povećavaju, jer:
- Broj e raste - na vanjskoj razini jednak je broju skupine i broju protona u jezgri.
- Radijus atoma se smanjuje
— Broj energetskih razina je konstantan.
4. Razmotrite vertikalnu ovisnost promjene svojstava elemenata (unutar glavnih podskupina) u skupinama.
Primjer: VII grupa glavna podskupina (halogeni)
FCl
9 +17
2 7 2 8 7
1s 2 2s 2 p 5 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5
Broj e je isti na vanjskim razinama ovih elemenata, ali je broj energetskih razina različit,
na F -2e - i Cl - 3e - /
Koji atom ima veći radijus? (- klor, jer 3 energetske razine).
Što su e bliže jezgri, to je jače privlače.
- Atom kojeg elementa će se lakše vezati e - na F ili Cl?
(F - lakše je pričvrstiti 1 elektron koji nedostaje), jer ima manji radijus, što znači da je sila privlačenja elektrona prema jezgri veća od Cl.
Coulombov zakon
Snaga međudjelovanja dvoje električni naboji obrnuto proporcionalan kvadratu
udaljenosti između njih, tj. što je veći razmak između atoma, to je sila manja
privlačenje dvaju suprotnih naboja (u ovom slučaju elektrona i protona).
F je jači od Cl ˃Br ˃J itd.
Zaključak:
U skupinama (glavnim podskupinama) nemetalna svojstva se smanjuju, a metalna svojstva povećavaju, jer:
jedan). Broj elektrona na vanjskoj razini atoma je isti (i jednak je broju skupine).
2). Broj energetskih razina u atomima raste.
3). Povećava se radijus atoma.
Usmeno, prema tablici PSCE, razmotrite I - skupinu glavne podskupine. Zaključi da je najjači metal Fr francij, a najjači nemetal F fluor.
Ionska veza.
Razmotrite što se događa s atomima elemenata ako dosegnu oktet (tj. 8e -) na vanjskoj razini:
Napišimo formule elemenata:
Na 0 +11 2e - 8e - 1e - Mg 0 +12 2e - 8e - 2e - F 0 +9 2e - 7e - Cl 0 +17 2e - 8e - 7e -
Na x +11 2e - 8e - 0e - Mg x +12 2e - 8e - 0e - F x +9 2e - 8e - Cl x +17 2e - 8e - 8e -
Gornji red formula sadrži isti broj protona i elektrona, jer ovo su formule neutralnih atoma (postoji nulti naboj "0" - to je stupanj oksidacije).
Donji red je različit broj p + i e -, tj. Ovo su formule za nabijene čestice.
Izračunajmo naboj tih čestica.
Na +1 +11 2e - 8e - 0e - 2 + 8 \u003d 10, 11-10 \u003d 1, oksidacijsko stanje +1
F - +9 2e - 8e - 2 + 8 \u003d 10, 9-10 \u003d -1, oksidacijsko stanje -1
mg +2 +12 2e — 8e — 0e — 2+8=10, 12-10=-2, stupanj oksidacije -2
Kao rezultat prianjanja - trzaja elektrona dobivaju se nabijene čestice koje se nazivaju ioni.
Atomi Me nakon trzaja e - dobivaju "+" (pozitivan naboj)
Atomi hema koji prihvaćaju "strane" elektrone nabijeni su "-" (negativan naboj)
Kemijska veza nastala između iona naziva se ionska veza.
Ionska veza se javlja između jakog Me i jakog ne-Me.
Primjeri.
a) stvaranje ionske veze. Na + Cl
N 
a Cl + —
11 + +17 +11 +17
2 8 1 2 8 7 2 8 2 8 8
1e-
Proces pretvaranja atoma u ione:
1 e -
N a 0 + Cl 0 Na + + Cl - Na + Cl -
atom atom ion ion ionski spoj
2e -
b) Ca O 2+ 2-
Ca 0 + 2 C l 0 Ca 2+ Cl 2 -
2 e -
Konsolidacija znanja, vještina, sposobnosti.
Atomi Ja i NeMe
Ioni "+" i "-"
Ionska kemijska veza
Koeficijenti i indeksi.
D/Z§ 9, #1, #2, str.58
Sažetak lekcije
Književnost:
1. Kemija 8. razred. udžbenik za opće obrazovanje
ustanove/O.S. Gabrielyan. Droplja 2009
2. Gabrielyan O.S. Priručnik za učitelja.
Kemija 8. razred, Droplja, 2003
E.N.FRENKEL
Lekcija iz kemije
Vodič za one koji ne znaju, a žele naučiti i razumjeti kemiju
Dio I. Elementi opća kemija
(prvi stupanj težine)
Nastavak. Vidi početak u broju 13, 18, 23/2007
Poglavlje 3. Osnovne informacije o strukturi atoma.
Periodični zakon D. I. Mendeljejeva
Prisjetite se što je atom, od čega se atom sastoji, mijenja li se atom u kemijskim reakcijama.
Atom je električki neutralna čestica koja se sastoji od pozitivno nabijene jezgre i negativno nabijenih elektrona.
Broj elektrona tijekom kemijskih procesa može se mijenjati, ali nuklearni naboj uvijek ostaje isti. Poznavajući raspodjelu elektrona u atomu (strukturu atoma), mogu se predvidjeti mnoga svojstva danog atoma, kao i svojstva jednostavnih i složene tvari, od kojih je uključen.
Struktura atoma, tj. sastav jezgre i raspored elektrona oko jezgre lako se može odrediti položajem elementa u periodnom sustavu.
U periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva kemijski elementi raspoređeni su u određenom nizu. Ovaj niz je usko povezan sa strukturom atoma ovih elemenata. Svaki kemijski element u sustavu je dodijeljen serijski broj, osim toga, za njega možete odrediti broj perioda, broj grupe, vrstu podgrupe.
Sponzor objavljivanja članka online trgovina "Megameh". U trgovini ćete pronaći krznene proizvode za svačiji ukus - jakne, prsluke i bunde od lisice, nutrije, zeca, nerca, srebrne lisice, arktičke lisice. Tvrtka vam također nudi kupnju elitnih proizvoda od krzna i korištenje usluga individualnog krojenja. Krzneni proizvodi na veliko i malo - od proračunske kategorije do luksuza, popusti do 50%, 1 godina jamstva, dostava u Ukrajini, Rusiji, ZND-u i zemljama EU, preuzimanje iz izložbenog prostora u Krivoj Rog, roba vodećih proizvođača Ukrajine, Rusija, Turska i Kina. Katalog robe, cijene, kontakte i savjete možete pogledati na web stranici koja se nalazi na adresi: "megameh.com".
Poznavajući točnu "adresu" kemijskog elementa - skupinu, podskupinu i broj perioda, može se nedvosmisleno odrediti struktura njegovog atoma.
Razdoblje je vodoravni niz kemijskih elemenata. U modernom periodnom sustavu postoji sedam razdoblja. Prva tri perioda mali, jer sadrže 2 ili 8 elemenata:
1. period - H, He - 2 elementa;
2. razdoblje - Li ... Ne - 8 elemenata;
3. period - Na ... Ar - 8 elemenata.
Ostala razdoblja - velika. Svaki od njih sadrži 2-3 reda elemenata:
4. razdoblje (2 reda) - K ... Kr - 18 elemenata;
6. razdoblje (3 reda) - Cs ... Rn - 32 elementa. Ovo razdoblje uključuje brojne lantanide.
Skupina je okomiti niz kemijskih elemenata. Ukupno je osam grupa. Svaka grupa se sastoji od dvije podgrupe: glavna podskupina i sekundarna podskupina. Na primjer:
Glavnu podskupinu čine kemijski elementi malih perioda (na primjer N, P) i velikih perioda (na primjer As, Sb, Bi).
Bočnu podskupinu tvore kemijski elementi samo velikih perioda (na primjer, V, Nb,
Ta).
Vizualno se ove podskupine lako razlikuju. Glavna podskupina je "visoka", počinje od 1. ili 2. razdoblja. Sekundarna podskupina je "niska", počevši od 4. razdoblja.
Dakle, svaki kemijski element periodnog sustava ima svoju adresu: razdoblje, skupinu, podskupinu, redni broj.
Na primjer, vanadij V je kemijski element 4. perioda, V. skupine, sekundarne podskupine, redni broj 23.
Zadatak 3.1. Za kemijske elemente s rednim brojevima 8, 26, 31, 35, 54 navedite period, skupinu i podskupinu.
Zadatak 3.2. Navedite serijski broj i naziv kemijskog elementa, ako je poznato da se nalazi:
a) u 4. periodu, VI grupa, sekundarna podskupina;
b) u 5. razdoblju, IV skupina, glavna podskupina.
Kako se podaci o položaju elementa u periodnom sustavu mogu povezati sa strukturom njegovog atoma?
Atom se sastoji od jezgre (pozitivno nabijene) i elektrona (negativno nabijene). Općenito, atom je električki neutralan.
Pozitivan naboj jezgre atoma jednak atomskom broju kemijskog elementa.
Jezgra atoma je složena čestica. Gotovo sva masa atoma koncentrirana je u jezgri. Budući da je kemijski element skup atoma s istim nuklearnim nabojem, pored simbola elementa naznačene su sljedeće koordinate:
Na temelju tih podataka može se odrediti sastav jezgre. Jezgra se sastoji od protona i neutrona.
Proton str ima masu 1 (1,0073 amu) i naboj +1. Neutron n nema naboja (neutralan), a masa mu je približno jednaka masi protona (1,0087 amu).
Naboj jezgre određen je protonima. I broj protona je(po veličini) naboj jezgre atoma, tj. serijski broj.
Broj neutrona N određena razlikom između veličina: "masa jezgre" ALI i "serijski broj" Z. Dakle, za atom aluminija:
N = ALI – Z = 27 –13 = 14n,
Zadatak 3.3. Odredite sastav jezgri atoma ako se kemijski element nalazi u:
a) 3. razdoblje, grupa VII, glavna podskupina;
b) 4. razdoblje, IV skupina, sekundarna podskupina;
c) 5. razdoblje, I. skupina, glavna podskupina.
Pažnja! Pri određivanju masenog broja jezgre atoma potrebno je zaokružiti atomsku masu naznačenu u periodnom sustavu. To je učinjeno jer su mase protona i neutrona praktički cijeli brojevi, a masa elektrona se može zanemariti.
Odredimo koja od niže navedenih jezgri pripada istom kemijskom elementu:
A (20 R + 20n),
B (19 R + 20n),
U 20 R + 19n).
Atomi istog kemijskog elementa imaju jezgre A i B, budući da sadrže isti broj protona, tj. naboji tih jezgri su isti. Studije pokazuju da masa atoma ne utječe značajno na njegovu Kemijska svojstva.
Izotopima se nazivaju atomi istog kemijskog elementa (isti broj protona), koji se razlikuju po masi (različiti broj neutrona).
Izotopi i njihovi kemijski spojevi međusobno se razlikuju po fizička svojstva, ali su kemijska svojstva izotopa jednog kemijskog elementa ista. Dakle, izotopi ugljika-14 (14 C) imaju ista kemijska svojstva kao ugljik-12 (12 C), koji ulaze u tkiva bilo kojeg živog organizma. Razlika se očituje samo u radioaktivnosti (izotop 14 C). Stoga se izotopi koriste za dijagnostiku i liječenje raznih bolesti, za znanstvena istraživanja.
Vratimo se opisu strukture atoma. Kao što znate, jezgra atoma se ne mijenja u kemijskim procesima. Što se mijenja? Varijabla je ukupan broj elektrona u atomu i distribucija elektrona. Općenito broj elektrona u neutralnom atomu lako je odrediti - jednak je serijskom broju, tj. naboj jezgre atoma:
Elektroni imaju negativan naboj od -1, a njihova masa je zanemariva: 1/1840 mase protona.
Negativno nabijeni elektroni se međusobno odbijaju i nalaze se na različitim udaljenostima od jezgre. pri čemu elektroni koji imaju približno jednaku količinu energije nalaze se na približno jednakoj udaljenosti od jezgre i tvore energetsku razinu.
Broj energetskih razina u atomu jednak je broju perioda u kojem se kemijski element nalazi. Razine energije konvencionalno se označavaju na sljedeći način (na primjer, za Al):
Zadatak 3.4. Odredite broj energetskih razina u atomima kisika, magnezija, kalcija, olova.
Svaka energetska razina može sadržavati ograničeni broj elektrona:
Na prvom - ne više od dva elektrona;
Na drugom - ne više od osam elektrona;
Na trećem - ne više od osamnaest elektrona.
Ovi brojevi pokazuju da, na primjer, druga energetska razina može imati 2, 5 ili 7 elektrona, ali ne i 9 ili 12 elektrona.
Važno je znati da bez obzira na razinu energije broj na vanjska razina(zadnji) ne može biti više od osam elektrona. Vanjska energetska razina od osam elektrona je najstabilnija i naziva se potpuna. Takve razine energije nalaze se u najneaktivnijim elementima – plemenitim plinovima.
Kako odrediti broj elektrona u vanjskoj razini preostalih atoma? Za to postoji jednostavno pravilo: broj vanjskih elektrona jednako:
Za elemente glavnih podskupina - broj skupine;
Za elemente sekundarnih podskupina ne može biti više od dva.
Na primjer (slika 5):
Zadatak 3.5. Za kemijske elemente s rednim brojevima 15, 25, 30, 53 navedite broj vanjskih elektrona.
Zadatak 3.6. U periodnom sustavu pronađite kemijske elemente u čijim atomima postoji završena vanjska razina.
Vrlo je važno ispravno odrediti broj vanjskih elektrona, jer S njima su povezana najvažnija svojstva atoma. Dakle, u kemijskim reakcijama atomi nastoje steći stabilnu, završenu vanjsku razinu (8 e). Stoga atomi, na čijoj vanjskoj razini ima malo elektrona, radije ih odaju.
Kemijski elementi čiji atomi mogu samo donirati elektrone nazivaju se metali. Očito, trebalo bi biti nekoliko elektrona na vanjskoj razini atoma metala: 1, 2, 3.
Ako postoji mnogo elektrona na vanjskoj energetskoj razini atoma, tada takvi atomi teže prihvatiti elektrone prije završetka vanjske energetske razine, tj. do osam elektrona. Takvi elementi se nazivaju nemetali.
Pitanje. Pripadaju li kemijski elementi sekundarnih podskupina metalima ili nemetalima? Zašto?
Odgovor: Metali i nemetali glavnih podskupina u periodnom sustavu odvojeni su linijom koja se može povući od bora do astatina. Iznad ove linije (i na liniji) su nemetali, ispod - metali. Svi elementi sekundarnih podskupina nalaze se ispod ove crte.
Zadatak 3.7. Odredi spadaju li u metale ili nemetale: fosfor, vanadij, kobalt, selen, bizmut. Koristite položaj elementa u periodnom sustavu kemijskih elemenata i broj elektrona u vanjskoj razini.
Da bi se sastavila distribucija elektrona po preostalim razinama i podrazinama, treba koristiti sljedeći algoritam.
1. Odrediti ukupan broj elektrona u atomu (rednim brojem).
2. Odredite broj energetskih razina (po broju razdoblja).
3. Odrediti broj vanjskih elektrona (prema vrsti podskupine i broju skupine).
4. Navedite broj elektrona na svim razinama osim pretposljednje.
Na primjer, prema točkama 1–4 za atom mangana određuje se:
Ukupno 25 e; raspodijeljeno (2 + 8 + 2) = 12 e; dakle, na trećoj razini je: 25 - 12 = 13 e.
Dobivena je raspodjela elektrona u atomu mangana:
Zadatak 3.8. Razradite algoritam crtanjem dijagrama strukture atoma za elemente br. 16, 26, 33, 37. Označite radi li se o metalima ili nemetalima. Obrazložite odgovor.
Prilikom sastavljanja gornjih dijagrama strukture atoma, nismo uzeli u obzir da elektroni u atomu zauzimaju ne samo razine, već i određene podrazine svaku razinu. Vrste podrazina označene su latiničnim slovima: s, str, d.
Broj mogućih podrazina jednak je broju razine. Prva razina se sastoji od jedne
s-podnivo. Drugi nivo se sastoji od dva podrazina - s i R. Treća razina - od tri podrazine - s, str i d.
Svaka podrazina može sadržavati strogo ograničen broj elektrona:
na s-podrazini - ne više od 2e;
na p-podrazini - ne više od 6e;
na d-podrazini - ne više od 10e.
Podrazine jedne razine popunjavaju se strogo određenim redoslijedom: sstrd.
Na ovaj način, R- podrazina se ne može početi puniti ako nije puna s-podrazina određene energetske razine itd. Na temelju ovog pravila lako je sastaviti elektroničku konfiguraciju atoma mangana:
općenito elektronska konfiguracija atoma mangan se piše ovako:
25 Mn 1 s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 6 3d 5 4s 2 .
Zadatak 3.9. Napravite elektroničke konfiguracije atoma za kemijske elemente br. 16, 26, 33, 37.
Zašto je potrebno napraviti elektroničke konfiguracije atoma? Za određivanje svojstava ovih kemijskih elemenata. Treba imati na umu da samo valentni elektroni.
Valentni elektroni su na vanjskoj energetskoj razini i nepotpuni
d-podrazina predvanjske razine.
Odredimo broj valentnih elektrona za mangan:
ili skraćeno: Mn ... 3 d 5 4s 2 .
Što se može odrediti formulom za elektroničku konfiguraciju atoma?
1. Koji je to element - metal ili nemetal?
Mangan je metal, jer vanjska (četvrta) razina sadrži dva elektrona.
2. Koji je proces tipičan za metal?
Atomi mangana uvijek doniraju elektrone u reakcijama.
3. Koje elektrone i koliko će dati atom mangana?
U reakcijama atom mangana otpušta dva vanjska elektrona (oni su najudaljeniji od jezgre i ona ih slabije privlači), kao i pet predvanjskih d-elektroni. Ukupan broj valentnih elektrona je sedam (2 + 5). U tom slučaju će osam elektrona ostati na trećoj razini atoma, tj. formira se kompletna vanjska razina.
Sva ta razmišljanja i zaključci mogu se prikazati pomoću sheme (Sl. 6):
Rezultirajući uvjetni naboji atoma nazivaju se oksidacijska stanja.
S obzirom na strukturu atoma, na sličan se način može pokazati da su tipična oksidacijska stanja za kisik -2, a za vodik +1.
Pitanje. S kojim od kemijskih elemenata mangan može tvoriti spojeve, ako uzmemo u obzir gore dobivene stupnjeve njegove oksidacije?
Odgovor: Samo s kisikom, tk. njegov atom ima suprotan naboj u svom oksidacijskom stanju. Formule odgovarajućih manganovih oksida (ovdje oksidacijska stanja odgovaraju valencijama ovih kemijskih elemenata):
Struktura atoma mangana sugerira da mangan ne može imati viši stupanj oksidacije, jer u ovom slučaju, trebalo bi dotaknuti stabilnu, sada završenu, predvanjsku razinu. Stoga je oksidacijsko stanje +7 najviše, a odgovarajući Mn 2 O 7 oksid najviši je manganov oksid.
Kako bismo konsolidirali sve ove koncepte, razmotrimo strukturu atoma telura i neka njegova svojstva:
Kao nemetal, atom Te može prihvatiti 2 elektrona prije završetka vanjske razine i donirati "dodatnih" 6 elektrona:
Zadatak 3.10. Nacrtajte elektronske konfiguracije atoma Na, Rb, Cl, I, Si, Sn. Odredite svojstva ovih kemijskih elemenata, formule njihovih najjednostavnijih spojeva (s kisikom i vodikom).
Praktični zaključci
1. U kemijskim reakcijama sudjeluju samo valentni elektroni koji mogu biti samo u posljednje dvije razine.
2. Atomi metala mogu samo donirati valentne elektrone (sve ili nekoliko), uzimajući pozitivna oksidacijska stanja.
3. Atomi nemetala mogu prihvatiti elektrone (nedostaju - do osam), dok stječu negativna oksidacijska stanja, i donirati valentne elektrone (sve ili nekoliko), dok stječu pozitivna oksidacijska stanja.
Usporedimo sada svojstva kemijskih elemenata jedne podskupine, na primjer, natrija i rubidija:
Na...3 s 1 i Rb...5 s 1 .
Što je zajedničko u strukturi atoma ovih elemenata? Na vanjskoj razini svakog atoma, jedan elektron je aktivni metal. aktivnost metala povezan sa sposobnošću davanja elektrona: što atom lakše otpušta elektrone, to su njegova metalna svojstva izraženija.
Što drži elektrone u atomu? privlačnost prema jezgri. Što su elektroni bliže jezgri, to ih jače privlači jezgra atoma, teže ih je “otkinuti”.
Na temelju toga odgovorit ćemo na pitanje: koji element - Na ili Rb - lakše odaje vanjski elektron? Koji je element aktivniji metal? Očito, rubidij, jer njegovi valentni elektroni udaljeniji su od jezgre (i slabije ih drži jezgra).
Zaključak. U glavnim podskupinama, od vrha prema dolje, poboljšana su metalna svojstva, jer radijus atoma se povećava, a valentni elektroni se slabije privlače jezgri.
Usporedimo svojstva kemijskih elemenata VIIa skupine: Cl …3 s 2 3str 5 i ja...5 s 2 5str 5 .
Oba kemijska elementa su nemetali, jer. nedostaje jedan elektron prije završetka vanjske razine. Ovi će atomi aktivno privući nedostajući elektron. Štoviše, što nedostajući elektron jače privlači atom nemetala, to se jače očituju njegova nemetalna svojstva (sposobnost prihvaćanja elektrona).
Što uzrokuje privlačnost elektrona? Zbog pozitivnog naboja jezgre atoma. Osim toga, što je elektron bliže jezgri, to je njihovo međusobno privlačenje jače, nemetal je aktivniji.
Pitanje. Koji element ima izraženija nemetalna svojstva: klor ili jod?
Odgovor: Očito, klor, jer. njegovi valentni elektroni su bliži jezgri.
Zaključak. Aktivnost nemetala u podskupinama opada odozgo prema dolje, jer radijus atoma se povećava i jezgri je sve teže privući nedostajuće elektrone.
Usporedimo svojstva silicija i kositra: Si …3 s 2 3str 2 i Sn…5 s 2 5str 2 .
Oba atoma imaju četiri elektrona na vanjskoj razini. Ipak, ovi elementi u periodnom sustavu nalaze se na suprotnim stranama crte koja povezuje bor i astat. Stoga su za silicij, čiji je simbol iznad linije B–At, nemetalna svojstva izraženija. Naprotiv, kositar, čiji je simbol ispod linije B–At, ima jača metalna svojstva. To je zbog činjenice da su u atomu kositra četiri valentna elektrona uklonjena iz jezgre. Stoga je vezanje nedostajuća četiri elektrona teško. Istodobno, povratak elektrona s pete energetske razine događa se prilično lako. Za silicij su moguća oba procesa, s tim da prevladava prvi (prihvaćanje elektrona).
Zaključci o 3. poglavlju.Što je manje vanjskih elektrona u atomu i što su udaljeniji od jezgre, to se jače očituju metalna svojstva.
Što je više vanjskih elektrona u atomu i što su oni bliže jezgri, to se više očituju nemetalna svojstva.
Na temelju zaključaka formuliranih u ovom poglavlju, za bilo koji kemijski element periodnog sustava možete napraviti "karakteristiku".
Algoritam opisa svojstva
kemijski element svojim položajem
u periodnom sustavu
1. Nacrtajte dijagram strukture atoma, t.j. odrediti sastav jezgre i raspodjelu elektrona po energetskim razinama i podrazinama:
Odredite ukupan broj protona, elektrona i neutrona u atomu (rednim brojem i relativnim atomska masa);
Odrediti broj energetskih razina (po broju perioda);
Odrediti broj vanjskih elektrona (po vrsti podskupine i broju skupine);
Navesti broj elektrona na svim energetskim razinama osim pretposljednje;
2. Odredite broj valentnih elektrona.
3. Utvrdite koja su svojstva - metalna ili nemetalna - izraženija kod određenog kemijskog elementa.
4. Odrediti broj predanih (primljenih) elektrona.
5. Odredite najviši i najniži stupanj oksidacije kemijskog elementa.
6. Sastavite za ova oksidacijska stanja kemijske formule najjednostavniji spojevi s kisikom i vodikom.
7. Odredite prirodu oksida i napišite jednadžbu njegove reakcije s vodom.
8. Za tvari navedene u stavku 6. nacrtajte jednadžbe karakterističnih reakcija (vidi Poglavlje 2.).
Zadatak 3.11. Prema gornjoj shemi opiši atome sumpora, selena, kalcija i stroncija te svojstva tih kemijskih elemenata. Koja vrsta opća svojstva pokazati njihove okside i hidrokside?
Ako ste završili vježbe 3.10 i 3.11, onda je lako vidjeti da ne samo atomi elemenata jedne podskupine, već i njihovi spojevi imaju zajednička svojstva i sličan sastav.
Periodični zakon D. I. Mendeljejeva:svojstva kemijskih elemenata, kao i svojstva jednostavnih i složenih tvari koje oni tvore, u periodičnoj su ovisnosti o naboju jezgri njihovih atoma.
Fizičko značenje periodičnog zakona: svojstva kemijskih elemenata se periodički ponavljaju jer se periodički ponavljaju konfiguracije valentnih elektrona (raspodjela elektrona vanjske i pretposljednje razine).
Dakle, kemijski elementi iste podskupine imaju istu raspodjelu valentnih elektrona i, prema tome, slična svojstva.
Na primjer, kemijski elementi pete skupine imaju pet valentnih elektrona. Istovremeno, u atomima kemijskih elementi glavnih podskupina- svi valentni elektroni su u vanjskoj razini: ... ns 2 np 3, gdje n– broj razdoblja.
Kod atoma elementi sekundarnih podskupina samo 1 ili 2 elektrona su u vanjskoj razini, ostali su unutra d- podrazina predvanjske razine: ... ( n – 1)d 3 ns 2, gdje n– broj razdoblja.
Zadatak 3.12. Napravite kratke elektronske formule za atome kemijskih elemenata br. 35 i 42, a zatim prema algoritmu odredite raspored elektrona u tim atomima. Pobrinite se da se vaše predviđanje ostvari.
Vježbe za 3. poglavlje
1. Formulirajte definicije pojmova "razdoblje", "skupina", "podskupina". Što znače kemijski elementi koji čine: a) periodu; b) skupina; c) podskupina?
2. Što su izotopi? Koja svojstva - fizikalna ili kemijska - imaju zajednička izotopi? Zašto?
3. Formulirajte periodički zakon DIMendeljejeva. Objasnite njegovo fizičko značenje i ilustrirajte primjerima.
4. Koja su metalna svojstva kemijskih elemenata? Kako se mijenjaju u skupini iu razdoblju? Zašto?
5. Koja su nemetalna svojstva kemijskih elemenata? Kako se mijenjaju u skupini iu razdoblju? Zašto?
6. Napravite kratke elektroničke formule kemijskih elemenata br. 43, 51, 38. Potvrdite svoje pretpostavke opisujući strukturu atoma tih elemenata prema gornjem algoritmu. Navedite svojstva tih elemenata.
7. Kratkim elektronskim formulama
a) ...4 s 2 4p 1 ;
b) …4 d 1 5s 2 ;
u 3 d 5 4s 1
odrediti položaj odgovarajućih kemijskih elemenata u periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva. Imenuj te kemijske elemente. Potvrdite svoje pretpostavke opisom strukture atoma ovih kemijskih elemenata prema algoritmu. Navedite svojstva tih kemijskih elemenata.
Nastavit će se
Što se događa s atomima elemenata tijekom kemijskih reakcija? Koja su svojstva elemenata? Na oba ova pitanja može se dati jedan odgovor: razlog leži u strukturi vanjskog. U našem ćemo članku razmotriti elektronski metali i nemetala te otkriti vezu između građe vanjske razine i svojstava elemenata.
Posebna svojstva elektrona
Prilikom prolaska kemijska reakcija između molekula dvaju ili više reagensa dolazi do promjena u strukturi elektronskih ljuski atoma, dok njihove jezgre ostaju nepromijenjene. Prvo, upoznajmo se sa karakteristikama elektrona koji se nalaze na najudaljenijim razinama atoma od jezgre. Negativno nabijene čestice raspoređene su u slojeve na određenoj udaljenosti od jezgre i jedna od druge. Prostor oko jezgre u kojem se najvjerojatnije nalaze elektroni naziva se elektronska orbitala. U njemu je kondenzirano oko 90% negativno nabijenog elektronskog oblaka. Sam elektron u atomu pokazuje svojstvo dualnosti, može se istovremeno ponašati i kao čestica i kao val.
Pravila popunjavanja elektronske ljuske atoma
Broj energetskih razina na kojima se nalaze čestice jednak je broju perioda na kojima se element nalazi. Što pokazuje elektronički sastav? Pokazalo se da na vanjskoj energetskoj razini za s- i p-elemente glavne podskupine malih i velikih perioda odgovara broju skupine. Na primjer, atomi litija prve skupine, koji imaju dva sloja, imaju jedan elektron u vanjskoj ljusci. Atomi sumpora sadrže šest elektrona na posljednjoj energetskoj razini, budući da se element nalazi u glavnoj podskupini šeste skupine itd. Ako govorimo o d-elementima, tada za njih postoji sljedeće pravilo: broj vanjskih negativnih čestica je 1 (za krom i bakar) ili 2. To se objašnjava činjenicom da se s povećanjem naboja jezgre atoma prvo popunjava unutarnja d-podrazina, a vanjske energetske razine ostaju nepromijenjene.
Zašto se mijenjaju svojstva elemenata malih perioda?
Razdoblja 1, 2, 3 i 7 smatraju se malima. Glatka promjena svojstava elemenata s povećanjem nuklearnih naboja, počevši od aktivnih metala i završavajući inertnim plinovima, objašnjava se postupnim povećanjem broja elektrona na vanjskoj razini. Prvi elementi u takvim periodima su oni čiji atomi imaju samo jedan ili dva elektrona koji se lako mogu odvojiti od jezgre. U tom slučaju nastaje pozitivno nabijen metalni ion.
Amfoterni elementi, kao što su aluminij ili cink, ispunjavaju svoje vanjske energetske razine malom količinom elektrona (1 za cink, 3 za aluminij). Ovisno o uvjetima kemijske reakcije, mogu pokazivati i svojstva metala i nemetala. Nemetalni elementi malih perioda sadrže od 4 do 7 negativnih čestica na vanjskim ljuskama svojih atoma i dovršavaju ga u oktet, privlačeći elektrone iz drugih atoma. Na primjer, nemetal s najvećim indeksom elektronegativnosti - fluor, ima 7 elektrona na zadnjem sloju i uvijek uzima jedan elektron ne samo od metala, već i od aktivnih nemetalnih elemenata: kisika, klora, dušika. Male periode završavaju, kao i velike, inertnim plinovima, čije monoatomske molekule imaju potpuno završene vanjske energetske razine do 8 elektrona.
Značajke strukture atoma velikih perioda
Parni redovi od 4, 5 i 6 perioda sastoje se od elemenata čije vanjske ljuske sadrže samo jedan ili dva elektrona. Kao što smo ranije rekli, oni ispunjavaju d- ili f- podrazine pretposljednjeg sloja elektronima. Obično su to tipični metali. Njihova fizikalna i kemijska svojstva mijenjaju se vrlo sporo. Neparni redovi sadrže takve elemente, u kojima su vanjske energetske razine ispunjene elektronima prema sljedećoj shemi: metali - amfoterni element - nemetali - inertni plin. Već smo uočili njegovu manifestaciju u svim malim razdobljima. Na primjer, u neparnom nizu od 4 razdoblja, bakar je metal, cink je amfoteren, zatim od galija do broma, nemetalna svojstva su poboljšana. Razdoblje završava s kriptonom, čiji atomi imaju potpuno dovršenu elektronsku ljusku.
Kako objasniti podjelu elemenata u skupine?
Svaka skupina - a u skraćenom obliku tablice ima ih osam, također je podijeljena na podskupine, koje se nazivaju glavna i sporedna. Ova klasifikacija odražava različite položaje elektrona na vanjskoj energetskoj razini atoma elemenata. Ispostavilo se da se kod elemenata glavnih podskupina, na primjer, litija, natrija, kalija, rubidija i cezija, posljednji elektron nalazi na s-podrazini. Elementi skupine 7 glavne podskupine (halogeni) popunjavaju negativne čestice njegova p-podrazina.
Za predstavnike bočnih podskupina, kao što je krom, tipično će biti punjenje d-podrazine elektronima. A za elemente uključene u obitelj, akumulacija negativnih naboja događa se na f-podrazini pretposljednje energetske razine. Štoviše, broj skupine u pravilu se podudara s brojem elektrona sposobnih za stvaranje kemijskih veza.
U našem smo članku otkrili kakvu strukturu imaju vanjske energetske razine atoma kemijskih elemenata i odredili njihovu ulogu u međuatomskim interakcijama.
Svako razdoblje periodnog sustava D. I. Mendeljejeva završava inertnim ili plemenitim plinom.
Najčešći od inertnih (plemenitih) plinova u Zemljinoj atmosferi je argon, koji je u svom čistom obliku izoliran prije drugih analoga. Koji je razlog inertnosti helija, neona, argona, kriptona, ksenona i radona?
Činjenica da atomi inertnih plinova imaju osam elektrona na vanjskim, najudaljenijim razinama od jezgre (helij ima dva). Osam elektrona na vanjskoj razini je granični broj za svaki element periodnog sustava D. I. Mendeljejeva, osim za vodik i helij. Ovo je neka vrsta ideala snage energetske razine, kojoj teže atomi svih ostalih elemenata periodnog sustava D. I. Mendeleeva.
Atomi mogu postići takav položaj elektrona na dva načina: davanjem elektrona s vanjske razine (u ovom slučaju nestaje vanjska nepotpuna razina, a pretposljednja, koja je završena u prethodnom razdoblju, postaje vanjska) ili prihvaćanjem elektrona. koji nisu dovoljni za dragocjenih osam. Atomi koji imaju manje elektrona na vanjskoj razini daruju ih atomima koji imaju više elektrona na vanjskoj razini. Lako je donirati jedan elektron, kada je on jedini na vanjskoj razini, atomima elemenata glavne podskupine I. skupine (IA. skupine). Teže je donirati dva elektrona, na primjer, atomima elemenata glavne podskupine II skupine (skupina IIA). Još je teže donirati svoja tri vanjska elektrona atomima elemenata skupine III (skupina IIIA).
Atomi elemenata-metala imaju tendenciju vraćanja elektrona s vanjske razine. I što se atomi metalnog elementa lakše odreknu svojih vanjskih elektrona, to su njegova metalna svojstva izraženija. Jasno je, dakle, da su najtipičniji metali u periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva elementi glavne podskupine skupine I (skupina IA). I obrnuto, atomi nemetalnih elemenata imaju tendenciju prihvaćanja nedostajućeg za dovršavanje vanjske energetske razine. Iz rečenog se može izvesti sljedeći zaključak. U razdoblju s povećanjem naboja atomska jezgra, i, sukladno tome, s povećanjem broja vanjskih elektrona slabe metalna svojstva kemijskih elemenata. Nemetalna svojstva elemenata, karakterizirana lakoćom prihvaćanja elektrona na vanjsku razinu, u ovom su slučaju poboljšana.
Najtipičniji nemetali su elementi glavne podskupine VII skupine (VIIA skupina) periodnog sustava D. I. Mendeljejeva. U vanjskoj razini atoma ovih elemenata nalazi se sedam elektrona. Do osam elektrona na vanjskoj razini, odnosno do stabilnog stanja atoma nedostaje im po jedan elektron. Lako ih pričvršćuju, pokazujući nemetalna svojstva.
A kako se ponašaju atomi elemenata glavne podskupine IV skupine (IVA skupina) periodnog sustava D. I. Mendeljejeva? Uostalom, oni imaju četiri elektrona na vanjskoj razini i čini se da im je svejedno hoće li dati ili primiti četiri elektrona. Pokazalo se da na sposobnost atoma da predaju ili prime elektrone ne utječe samo broj elektrona u vanjskoj razini, već i radijus atoma. Unutar perioda, broj energetskih razina u atomima elemenata se ne mijenja, on je isti, ali radijus se smanjuje, jer se povećava pozitivan naboj jezgre (broj protona u njoj). Kao rezultat toga, privlačnost elektrona prema jezgri raste, a radijus atoma se smanjuje, kao da je atom komprimiran. Stoga postaje sve teže donirati vanjske elektrone i, obrnuto, postaje lakše prihvatiti nedostajućih do osam elektrona.
Unutar iste podskupine radijus atoma raste s porastom naboja atomske jezgre, jer uz konstantan broj elektrona u vanjskoj razini (jednak je broju skupine), broj energetskih razina raste ( jednak je broju razdoblja). Stoga atomu postaje lakše odati vanjske elektrone.
U periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva, s povećanjem rednog broja, svojstva atoma kemijskih elemenata mijenjaju se na sljedeći način.
Što je rezultat primanja ili otpuštanja elektrona od strane atoma kemijskih elemenata?
Zamislimo da se “sretnu” dva atoma: atom metala IA skupine i atom nemetala VIIA skupine. Atom metala ima jedan elektron na svojoj vanjskoj energetskoj razini, dok atomu nemetala nedostaje samo jedan elektron da završi svoju vanjsku razinu.
Atom metala lako će prepustiti svoj elektron, koji je najudaljeniji od jezgre i slabo vezan za nju, atomu nemetala, koji će mu osigurati slobodno mjesto na vanjskoj energetskoj razini.
Tada će atom metala, lišen jednog negativnog naboja, dobiti pozitivan naboj, a atom nemetala, zahvaljujući primljenom elektronu, pretvorit će se u negativno nabijenu česticu - ion.
Oba će atoma ispuniti svoj "savršeni san" - dobit će toliko željenih osam elektrona na vanjskoj energetskoj razini. Ali što se dalje događa? Suprotno nabijeni ioni, u potpunom skladu sa zakonom privlačenja suprotnih naboja, odmah će se sjediniti, tj. između njih će nastati kemijska veza.
| Kemijska veza nastala između iona naziva se ionska veza. |
Razmotrite formiranje ovoga kemijska veza na primjeru dobro poznatog spoja natrijevog klorida (obične soli):
Proces transformacije atoma u ione prikazan je dijagramom i slikom:
Na primjer, ionska veza nastaje i tijekom interakcije atoma kalcija i kisika:
Takva se transformacija atoma u ione događa uvijek tijekom međudjelovanja atoma tipičnih metala i tipičnih nemetala.
Zaključno, razmotrimo algoritam (slijed) zaključivanja pri pisanju sheme za stvaranje ionske veze, na primjer, između atoma kalcija i klora.
1. Kalcij je element glavne podskupine II skupine (HA skupina) periodnog sustava D. I. Mendeljejeva, metal. Lakše je njegovom atomu donirati dva vanjska elektrona nego prihvatiti šest nedostajućih:
2. Klor je element glavne podskupine VII skupine (VIIA skupina) Mendeljejeve tablice, nemetal. Njegovom je atomu lakše prihvatiti jedan elektron, koji mu nedostaje prije završetka vanjske energetske razine, nego odreći sedam elektrona s vanjske razine:
3. Najprije pronalazimo najmanji zajednički višekratnik između naboja nastalih iona, on je jednak 2 (2 × 1). Zatim određujemo koliko atoma kalcija treba uzeti da bi donirali dva elektrona (tj. trebate uzeti 1 atom Ca), a koliko atoma klora trebate uzeti da bi mogli prihvatiti dva elektrona (tj. trebate uzeti 2 atoma Cl) .
4. Shematski se stvaranje ionske veze između atoma kalcija i klora može napisati na sljedeći način:
Za izražavanje sastava ionskih spojeva koriste se formulske jedinice - analozi molekulskih formula.
Brojevi koji pokazuju broj atoma, molekula ili jedinica formule nazivaju se koeficijenti, a brojevi koji pokazuju broj atoma u molekuli ili iona u jedinici formule nazivaju se indeksima.
U prvom dijelu paragrafa zaključili smo o prirodi i uzrocima promjena svojstava elemenata. U drugom dijelu odlomka predstavljamo ključne riječi.
Ključne riječi i fraze
- Atomi metala i nemetala.
- Ioni pozitivni i negativni.
- Ionska kemijska veza.
- Koeficijenti i indeksi.
Rad s računalom
- Pogledajte elektroničku prijavu. Proučite gradivo lekcije i ispunite predložene zadatke.
- Potražite na internetu adrese e-pošte koje mogu poslužiti kao dodatni izvori koji otkrivaju sadržaj ključnih riječi i izraza odlomka. Ponudite učitelju svoju pomoć u pripremi nove lekcije – napravite izvještaj o ključnim riječima i izrazima sljedećeg odlomka.
Pitanja i zadaci
- Usporedite građu i svojstva atoma: a) ugljika i silicija; b) silicij i fosfor.
- Razmotrite sheme stvaranja ionske veze između atoma kemijskih elemenata: a) kalija i kisika; b) litij i klor; c) magnezij i fluor.
- Imenujte najviše tipičan metal i najtipičniji nemetal periodnog sustava D. I. Mendeljejeva.
- Pomoću dodatnih izvora informacija objasnite zašto su inertne plinove počeli nazivati plemenitim plinovima.
