Умскул учебник стремится стать лучше! Если вы наткнулись на ошибку или неточность в нашем материале - просто сообщите нам, мы будем благодарны!
Химия

Строение атома и электронные конфигурации 2.0

1.5.2022
1398

На этой странице вы узнаете 

  • Какой паспорт у атомов? 
  • Что общего у электронов и студентов? 

Всё, что окружает нас в повседневной жизни имеет сложное строение: от чайника на плите до улиц города. Не менее сложным строением обладает и крохотный атом. В этой статье поговорим о его электронных конфигурациях.

Общее об атоме

Вспомним самую важную информацию об атоме.

Долгое время ученые не могли выяснить, из чего состоит атом. Впоследствии было установлено, что атом состоит из элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов.

Чтобы объяснить расположение элементарных частиц была предложена планетарная модель атома. Она гласит следующее: вокруг каждого ядра находятся электроны, которые располагаются вокруг него определенным образом, как и планеты вокруг Солнца. Подробнее о строении атома можно почитать в статье «Строение атома и электронные конфигурации 1.0». 

В это статье мы сфокусируемся на электронах в атоме.

Валентные и неспаренные электроны

Последний энергетический уровень называют внешним. На нем находятся валентные электроны, то есть электроны на внешней (валентной) оболочке атома.

Неспаренными называют электроны, которые находятся по одиночке в квантовых ячейках. При этом они тоже являются валентными электронами, то есть могут участвовать в образовании химических связей с другими элементами.

Таким образом, можно сказать, что неспаренные и валентные электроны — близкие родственники: похожи, но не одинаковы. 

Сравним, какая же связь существует между валентными и неспаренными электронами. При образовании химической связи возможны два механизма: обменный и донорно-акцепторный. Более распространен обменный механизм, благодаря которому атомы выделяют по одному электрону на внешнем электронном уровне и образуют “коннекшн” (общую электронную пару). 

Из этого следует правило: 

Все неспаренные электроны являются валентными, но не все валентные электроны должны быть неспаренными.

Какой паспорт у атомов? 

У каждого атома или иона есть “паспорт расположения электронов по энергетическим уровням. Такой паспорт называется  электронной конфигурацией.

Электронная конфигурация — это формула, отражающая распределение электронов по электронным оболочкам атома.

Что общего у электронов и студентов?

Пусть электрон — это студент. А где обычно живут студенты? В общаге! Давайте нарисуем общежитие для электронов:

— В нём есть отдельные комнаты — максимум 2 электрона.
— Блоки с общей кухней, в которые эти комнаты собираются — их мы назовем энергетическими подуровнями.
— И целые этажи, в которые собираются отдельные блоки, которые являются энергетическими уровнями.

Более подробно про расположение электронов можно почитать в статье «Особенности строения электронных оболочек атомов элементов». .

Электронную конфигурацию ионов можно написать по тем же правилам, что и электронную конфигурацию атомов, только при этом нужно учитывать, какой заряд (положительный или отрицательный) у частицы

Если атом принимает электроны, то он становится анионом, если отдаёт электроны – то катионом.

Атом может отдать или принять электроны таким образом, чтобы внешний энергетический уровень был максимально заполнен, так как это энергетически выгодно. Полностью заполненный подуровень является очень устойчивым — такую конфигурацию имеют все благородные газы, и к ней стремятся ионы.

Рассмотрим пример с образованием сульфид-аниона S2-

  • 3 энергетический уровень является внешним для атома серы, на нем располагается 6 электронов, 2 из которых являются неспаренными. 
  • К этим электронам могут добавиться два “соседа”, благодаря которым p-подуровень заполняется полностью и обретает стабильную конфигурацию.
  • Так как каждый из электронов имеет заряд (-1), то суммарно после их присоединения к сере образуется сульфид-анион S2-

Фактчек

  • Электроны заполняются определенным образом на энергетических уровнях вокруг атома.
  • Электронная конфигурация помогает нам узнать, на каком уровне и подуровне располагается определенное число электронов. 
  • Если к нейтральному атому добавить электроны, то он превращается в анион, если же отобрать электроны — образуется катион
  • Атом стремится обладать наиболее устойчивой электронной конфигурацией, при которой энергетический уровень/подуровень является заполненным. 

Проверь себя 

Задание 1.
Внешним энергетическим уровнем называется : 

  1. Первый энергетический уровень 
  2. Последний энергетический уровень 
  3. Энергетический уровень с наименьшей энергией

Задание 2.
Максимальное число электронов на внешнем энергетическом уровне равно: 

  1. 6
  2. 7
  3. 8

Задание 3.
Количество валентных электронов, в большинстве случаев, равно: 

  1. Номеру группы
  2. Номеру периода
  3. Порядковому номеру элемента
  4. Массовому числу элемента

Задание 4.
Сколько электронов необходимо для заполнения энергетического уровня атома углерода?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5

Задание 5.
Электронной конфигурации какого благородного газа будет соответствовать электронная конфигурация хлорид-иона?

  1. Аргона
  2. Неона
  3. Криптона
  4. Ксенона 

Ответы: 1. —  2; 2. — 4; 3. — 1; 4. — 3; 5. — 1.

Понравилась статья? Оцени:
Читайте также:

Читать статьи — хорошо, а готовиться к экзаменам
в самой крупной онлайн-школе — еще эффективнее.

50 000
Количество
учеников
1510
Количество
стобальников
>15000
Сдали на 90+
баллов