Заполнение электронных слоёв атомов элементов малых периодов

Общее число электронов в атоме равно порядковому номеру химического элемента в Периодической таблице.

 

Каждый электрон находится на своей орбитали. Чем больше энергия электрона, тем больше по размеру его орбиталь, и тем дальше он находится от ядра.

 

Электроны с близкими значениями энергии образуют энергетический уровень (электронный слой).

Энергетический уровень(электронный слой) — совокупность электронов с близкими значениями энергии.

Энергетические уровни нумеруют, начиная с самого близкого к ядру.

 

Установлено, что максимальное число электронов на энергетическом уровне равно 2 n ², где n — его номер. Значит, на первом уровне может находиться не более 2 электронов, на втором — не более 8, на третьем — не более 18 и т. д.

 

В атоме водорода — один электрон, и он располагается на первом энергетическом уровне:

 

H 1)1.

 

В атоме гелия — два электрона. Первый энергетический уровень у гелия завершён, так как он не может содержать более двух электронов:

 

He 2)2.

 

В атоме лития — три электрона. Два из них находятся на первом уровне. Третий электрон имеет большую энергию и движется дальше от ядра. В атоме лития появляется второй энергетический уровень:

 

Li 3)2)1.

 

У следующих элементов второго периода электроны добавляются на второй уровень:

 

Be 4)2)2; B 5)2)3; C 6)2)4; N 7)2)5; O 8)2)6; F 9)2)7; Ne 10)2)8.

 

У неона второй электронный слой завершён, так как содержит 8 электронов — максимально возможное число.

 

Заполнение третьего энергетического уровня начинается у атома натрия и завершается у атома аргона:

 

Na 11)2)8)1; Mg 12)2)8)2; Al 13)2)8)3; Si 14)2)8)4; P 15)2)8)5; S 16)2)8)6; Cl 17)2)8)7; Ar 18)2)8)8.

 

Максимальное количество электронов на третьем слое равно 18, но у элементов третьего периода его заполнение не происходит, потому что внешний электронный слой не может содержать более 8 электронов.

 

Обрати внимание!

На внешнем электронном слое не может быть более 8 электронов.

У элементов четвёртого периода начинается заполнение четвёртого энергетического уровня:

 

K 19)2)8)8)1; Ca 20)2)8)8)2.

 

Полностью четвёртый электронный слой заполняется, как и в малых периодах, у инертного газа криптона.

Физический смысл периодического закона

В предыдущей теории мы установили, что в атомах элементов первого периода электроны образуют 1 электронный слой, в атомах элементов второго периода — 2 слоя, а в атомах элементов третьего периода — 3 слоя.

Число энергетических уровней в атоме химического элемента равно номеру периода, в котором этот элемент находится в Периодической таблице.

Это физический смысл номера периода.

Пример:

в атомах элементов третьего периода натрия, магния и хлора электроны располагаются на трёх электронных слоях:

 

Na 11)2)8)1; Mg 12)2)8)2; Cl 17)2)8)7.

Наибольшее влияние на свойства атомов оказывают электроны внешнего слоя, так как они слабо связаны с ядром. Это валентные электроны.

 

Если сравнить число валентных электронов в атомах, то можно сделать вывод о том, что у элементов одного периода их число увеличивается, а у элементов одной группы оно одинаково и равно номеру этой группы.

Число валентных электронов для элементов A -групп совпадает с номером группы.

Это физический смысл номера A -группы.

Пример:

в атомах элементов VA группы азота и фосфора на внешних электронных слоях находится по 5 электронов:

 

N 7)2)5; P 15)2)8)5.

Подобная закономерность заполнения электронных слоёв наблюдается и для элементов больших периодов.

 

Строение внешнего энергетического уровня повторяется в каждом периоде.

Число электронов на внешнем уровне атомов периодически повторяется, поэтому периодически повторяются свойства химических элементов.

Это сущность и физический смысл периодического закона.