Тема 2. Строение атома

Современное состояние:

1924 г. Луи де Броиль – двойственная природа электрона (корпускулярно-волновой дуализм).

электрон – частица (m, υ, q)

электрон – волна (дифракция)

1927 г. В. Гейзенберг – принцип неопределенности (положение (е) вокруг ядра определить невозможно) при вращении (е) образуется атомная орбиталь (А:О) (электронное облако) – область пространства вокруг ядра, в котором вероятность нахождения электрона более 95 %.

А.О. в виде шара называется s -орбиталь

А.О. в виде гантели называется p -орбиталь

А.О. в виде четырехлистника называется d -орбиталь

А.О. более сложной формы называется f -орбиталь

Таблица 3 – Квантовые числа, характеризующие состояние электрона в атоме

Max (е) на Э.У.	Главное кв. Число n =1,2,3,4,5,6,7,... ∞ (Э.У.) – запас энергии	Орбитальное кв. Число l = 0 до (n-1); форма орбитали, подуровень	Магнитное кв. Число m = - l, 0 + l положение орбитали в магнитных осях атома, число А.О.	Спиновое кв.ч. s = + ½ вращение А.О. вокруг своей оси
2n2	n =1 (2e) 1s2 n = 2 (8 e) 2s22p6 n = 3 (18 e) 3s23p63d10 n = 4 (32 e) 4s24p64d104f14	l = O (S) ∙ l = O (S) l = 1 (P) l = O (S) l = 1 (P) l = 2 (d) l = O (S) l = 1 (P) l = 2 (d) l = 3 (f) более сл.форма	m = 0 (1 А.О.) S ٱ m = -1, 0, +1 (3 А.О.) p m = -2, -1, 0, +1, +2 d m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 f	↑ (+1/2) ↓ (-1/2)
Выводы: Электроны в атоме закреплены за Э.У., которые в зависимости от формы А.О. расщепляются на подуровни, состоящие из А.О.

Электронная структура многоэлектронных атомов:

1. Принцип минимальной энергии: Электроны в атоме заполняют тот подуровень, где меньше запас энергии.

2. Правило Клечковского: Увеличение энергии и заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания суммы квантовых чисел (n+ l), а при равной сумме в порядке уменьшения числа nи увеличения числа l. Реальная электронная схема: 1s2<2s2<2p6<3s2<3p6<4s2<3d10<4p6<5s2<4d10<5p6<4s2<5d1<4f14<5d9<6p6<7s2<6d1<5f14<6d9<7p6 Исключение составляют элементы, у которых наблюдается провал электронов (медь, серебро, золото, хром, молибден, ниобий, рутений, родий, палладий, платина)

3. Принцип Паули: В атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел. Следствие: В любой атомной орбитали может быть только два электрона с противоположными спинами ↑↓

4. Правило Гунда: Электроны в пределах подуровня занимают максимальное число атомных орбиталей, но так чтобы их суммарный спин был максимальный. P3 ↑ ↑ ↑ 1/2 1/2 1/2 Σ=1,5

5. Все химические элементы делят на семейства: s, p, d, f, в зависимости, какой подуровень заполняется в атоме последним.

6. Валентные электроны – это электроны, участвующие в образовании химических связей. Валентные электроны расположены: у s – элементов в s орбиталях последнего Э.У. – ns у p – элементов в s и p орбиталях последнего Э.У. np ns у d – элементов в d орбиталях предпоследнего и s последнего Э.У. ns (n-1)d

7. Возбуждение атома возможно при условиях: а) наличие в атоме спаренных электронов, б) наличие свободных А.О., в) при возбуждении электроны распариваются – переходят с одного подуровня на другой только в пределах последнего Э.У.

8. Химические элементы Металлы Неметаллы 80 % 20 % s,p,d,f s,p 1.R ат. > 1. R ат. 1. R ат. < 2. Мало (е)-1,2,3 2. Число (е) на 2. Много (е)-4,5,6,7 посл. Э.У. 3. К отдаче (е) 3. Выражена 3. К принятию (е) тенденция Ме0-n(e)→Ме+n неМе0+n(e)→неМе-n вос-ль окисление ок-ль восстановление

РЕШЕНИЕ ТИПОВОЙ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «СТРОЕНИЕ АТОМА»

Проанализируйте с точки зрения строения атома элемент с порядковым № 12.