Где находится внешний энергетический уровень. Химия

Малюгина О.В. Лекция 14. Внешний и внутренний энергетический уровни. Завершенность энергетического уровня.

Вспомним вкратце, что мы уже знаем о строении электронной оболочки атомов:

• 
  число энергетических уровней атома = номеру периода, в котором находится элемент;
• 
  максимальная емкость каждого энергетического уровня вычисляется по формуле 2n 2
• 
  внешняя энергетическая оболочка не может содержать для элементов 1 периода более 2-х электронов, для элементов других периодов более 8 электронов

Еще раз вернемся к анализу схемы заполнения энергетических уровней у элементов малых периодов:

Таблица1.Заполнение энергетических уровней

У элементов малых периодов

Номер периода	Количество энергетических уровней = номеру периода	Символ элемента, его порядковый номер	Общее количество электронов	Распределение электронов по энергетическим уровням		Номер группы
				Схема 1	Схема 2
1	1	1 Н	1	Н +1 ) 1	+1 Н, 1е -	I (VII)
		2 Не	2	Н e + 2 ) 2	+2 Не, 2е -	VIII
2	2	3 Li	3	Li + 3 ) 2 ) 1	+ 3 Li , 2е - , 1е -	I
		4 Be	4	Ве +4 ) 2 ) 2	+ 4 Be , 2е - , 2 е -	II
		5 B	5	В +5 ) 2 ) 3	+5 В, 2е - , 3е -	III
		6 C	6	С +6 ) 2 ) 4	+6 С, 2е - , 4е -	IV
		7 N	7	N + 7 ) 2 ) 5	+ 7 N , 2е - , 5 е -	V
		8 O	8	O + 8 ) 2 ) 6	+ 8 O , 2е - , 6 е -	VI
		9 F	9	F + 9 ) 2 ) 7	+ 9 F , 2е - , 7 е -	VI
		10 Ne	10	Ne + 10 ) 2 ) 8	+ 10 Ne , 2е - , 8 е -	VIII
3	3	11 Na	11	Na + 11 ) 2 ) 8 ) 1	+1 1 Na , 2е - , 8е - , 1e -	I
		12 Mg	12	Mg + 12 ) 2 ) 8 ) 2	+1 2 Mg , 2е - , 8е - , 2 e -	II
		13 Al	13	Al + 13 ) 2 ) 8 ) 3	+1 3 Al , 2е - , 8е - , 3 e -	III
		14 Si	14	Si + 14 ) 2 ) 8 ) 4	+1 4 Si , 2е - , 8е - , 4 e -	IV
		15 P	15	P + 15 ) 2 ) 8 ) 5	+1 5 P , 2е - , 8е - , 5 e -	V
		16 S	16	S + 16 ) 2 ) 8 ) 6	+1 5 P , 2е - , 8е - , 6 e -	VI
		17 Cl	17	Cl + 17 ) 2 ) 8 ) 7	+1 7 Cl , 2е - , 8е - , 7 e -	VI
		18 Ar	18	Ar + 18 ) 2 ) 8 ) 8	+1 8 Ar , 2е - , 8е - , 8 e -	VIII

Проанализируйте таблицу 1. Сравните число электронов на последнем энергетическом уровне и номер группы, в которой находится химический элемент.

Заметили ли Вы, что число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов совпадает с номером группы , в которой находится элемент (исключение составляет гелий)?

!!! Это правило справедливо только для элементов главных подгрупп.

Каждый период системы Д.И. Менделеева заканчивается инертным элементом (гелий He, неон Ne, аргон Ar). Внешний энергетический уровень этих элементов содержит максимально возможное число электронов: гелий -2, остальные элементы – 8. Это элементы VIII группы главной подгруппы. Энергетический уровень, схожий со строением энергетического уровня инертного газа, называют завершенным . Это своеобразный предел прочности энергетического уровня для каждого элемента Периодической системы. Молекулы простых веществ – инертных газов состоят из одного атома и отличаются химической инертностью, т.е. практически не вступают в химические реакции.

У остальных элементов ПСХЭ энергетический уровень отличается от энергетического уровня инертного элемента, такие уровни называют незавершенными . Атомы этих элементов стремятся к завершению внешнего энергетического уровня, отдавая или принимая электроны.

Вопросы для самоконтроля

1. 
   Какой энергетический уровень называется внешним?
2. 
   Какой энергетический уровень называется внутренним?
3. 
   Какой энергетический уровень называется завершенным?
4. 
   Элементы какой группы и подгруппы имеют завершенный энергетический уровень?
5. 
   Чему равно число электронов на внешнем энергетическом уровне элементов главных подгрупп?
6. 
   Чем схожи по строению электронного уровня элементы одной главной подгруппы
7. 
   Сколько электронов на внешнем уровне содержат элементы а) IIA группы;

б) IVA группы; в) VII A группы

Посмотреть ответ

1. 
   Последний
2. 
   Любой, кроме последнего
3. 
   Тот, который содержит максимальное число электронов. А также внешний уровень, если он содержит 8 электронов для I периода - 2 электрона.
4. 
   Элементы VIIIA группы (инертные элементы)
5. 
   Номеру группы, в которой находится элемент
6. 
   У всех элементов главных подгрупп на внешнем энергетическом уровне содержится столько электронов, каков номер группы
7. 
   а) у элементов IIA группы на внешнем уровне 2 электрона; б) у элементов IVA группы – 4 электрона; в) у элементов VII A группы – 7 электронов.

Задания для самостоятельного решения

1. 
   Определите элемент по следующим признакам: а) имеет 2 электронных уровня, на внешнем – 3 электрона; б) имеет 3 электронных уровня, на внешнем – 5 электронов. Запишите распределение электронов по энергетическим уровням этих атомов.
2. 
   Какие два атома имеют одинаковое число заполненных энергетических уровней?

а) натрий и водород; б) гелий и водород; в) аргон и неон г) натрий и хлор

1. 
   Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне магния?
2. 
   Сколько электронов содержится в атоме неона?
3. 
   Какие два атома имеют одинаковое число электронов на внешнем энергетическом уровне: а) натрий и магний; б) кальций и цинк; в) мышьяк и фосфор г) кислород и фтор.
4. 
   На внешнем энергетическом уровне атома серы электронов: а) 16; б) 2; в) 6 г) 4
5. 
   Что общего у атомов серы и кислорода: а) число электронов; б) число энергетических уровней в) номер периода г) число электронов на внешнем уровне.
6. 
   Что общего у атомов магния и фосфора: а) число протонов; б) число энергетических уровней в) номер группы г) число электронов на внешнем уровне.
7. 
   Выберите элемент второго периода, у которого на внешнем уровне находится один электрон: а) литий; б) бериллий; в) кислород; г) натрий
8. 
   На внешнем уровне атома элемента третьего периода находится 4 электрона. Укажите этот элемент: а) натрий; б) углерод в) кремний г) хлор
9. 
   В атоме 2 энергетических уровня, находится 3 электрона. Укажите этот элемент: а) алюминий; б) бор в) магний г) азот

Посмотреть ответ :

1. а) Установим «координаты» химического элемента: 2 электронных уровня – II период; 3 электрона на внешнем уровне – III А группа. Это бор 5 B. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е - , 3е -

Б) III период, VА группа, элемент фосфор 15 Р. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е - , 8е - , 5е -

2. г) натрий и хлор.

Пояснение : а) натрий: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (заполненных 2) ←→ водород: +1) 1

Б) гелий: +2 ) 2 (заполненых 1) ←→ водород: водород: +1) 1

В) гелий: +2 ) 2 (заполненных 1) ←→ неон: +10 ) 2 ) 8 (заполненных 2)

*г) натрий: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (заполненных 2) ←→ хлор: +17 ) 2 ) 8 ) 7 (заполненных 2)

4. Десять. Число электронов = порядковому номеру

1. 
   в) мышьяк и фосфор. Одинаковое число электронов имеют атомы, расположенные в одной подгруппе.

Пояснения:

А) натрий и магний (в разных группах); б) кальций и цинк (в одной группе, но разных подгруппах) ; * в) мышьяк и фосфор (в одной, главной, подгруппе) г) кислород и фтор (в разных группах).

7. г) число электронов на внешнем уровне

8. б) число энергетических уровней

9. а) литий (находится в IA группе II периода)

10. в) кремний (IVA группа, III период)

11. б) бор (2 уровня - II период , 3 электрона на внешнем уровне – IIIA группа )

Малюгина О.В. Лекция 14. Внешний и внутренний энергетический уровни. Завершенность энергетического уровня.

Вспомним вкратце, что мы уже знаем о строении электронной оболочки атомов:

число энергетических уровней атома = номеру периода, в котором находится элемент;

максимальная емкость каждого энергетического уровня вычисляется по формуле 2n 2

внешняя энергетическая оболочка не может содержать для элементов 1 периода более 2-х электронов, для элементов других периодов более 8 электронов

Еще раз вернемся к анализу схемы заполнения энергетических уровней у элементов малых периодов:

Таблица1.Заполнение энергетических уровней

у элементов малых периодов

Номер периода	Количество энергетических уровней = номеру периода	Символ элемента, его порядковый номер	Общее количество электронов	Распределение электронов по энергетическим уровням		Номер группы
				Н +1 ) 1	+1 Н, 1е -
				Н e + 2 ) 2	+2 Не, 2е -
				Li + 3 ) 2 ) 1	+ 3 Li , 2е - , 1е -
				Ве +4 ) 2 ) 2	+ 4 Be , 2е - , 2 е -
				В +5 ) 2 ) 3	+5 В, 2е - , 3е -
				С +6 ) 2 ) 4	+6 С, 2е - , 4е -
				N + 7 ) 2 ) 5	+ 7 N , 2е - , 5 е -
				O + 8 ) 2 ) 6	+ 8 O , 2е - , 6 е -
				F + 9 ) 2 ) 7	+ 9 F , 2е - , 7 е -
				Ne + 10 ) 2 ) 8	+ 10 Ne , 2е - , 8 е -
				Na + 11 ) 2 ) 8 ) 1	+1 1 Na , 2е - , 8е - , 1e -
				Mg + 12 ) 2 ) 8 ) 2	+1 2 Mg , 2е - , 8е - , 2 e -
				Al + 13 ) 2 ) 8 ) 3	+1 3 Al , 2е - , 8е - , 3 e -
				Si + 14 ) 2 ) 8 ) 4	+1 4 Si , 2е - , 8е - , 4 e -
				P + 15 ) 2 ) 8 ) 5	+1 5 P , 2е - , 8е - , 5 e -
				S + 16 ) 2 ) 8 ) 6	+1 5 P , 2е - , 8е - , 6 e -
				C l + 17 ) 2 ) 8 ) 7	+1 7 Cl , 2е - , 8е - , 7 e -
		18 Ar		Ar + 18 ) 2 ) 8 ) 8	+1 8 Ar , 2е - , 8е - , 8 e -

Проанализируйте таблицу 1. Сравните число электронов на последнем энергетическом уровне и номер группы, в которой находится химический элемент.

Заметили ли Вы, что число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов совпадает с номером группы , в которой находится элемент (исключение составляет гелий)?

!!! Это правило справедливо только для элементов главных подгрупп.

Каждый период системы Д.И. Менделеева заканчивается инертным элементом (гелий He, неон Ne, аргон Ar). Внешний энергетический уровень этих элементов содержит максимально возможное число электронов: гелий -2, остальные элементы – 8. Это элементы VIII группы главной подгруппы. Энергетический уровень, схожий со строением энергетического уровня инертного газа, называют завершенным . Это своеобразный предел прочности энергетического уровня для каждого элемента Периодической системы. Молекулы простых веществ – инертных газов состоят из одного атома и отличаются химической инертностью, т.е. практически не вступают в химические реакции.

У остальных элементов ПСХЭ энергетический уровень отличается от энергетического уровня инертного элемента, такие уровни называют незавершенными . Атомы этих элементов стремятся к завершению внешнего энергетического уровня, отдавая или принимая электроны.

Вопросы для самоконтроля

Какой энергетический уровень называется внешним?

Какой энергетический уровень называется внутренним?

Какой энергетический уровень называется завершенным?

Элементы какой группы и подгруппы имеют завершенный энергетический уровень?

Чему равно число электронов на внешнем энергетическом уровне элементов главных подгрупп?

Чем схожи по строению электронного уровня элементы одной главной подгруппы

Сколько электронов на внешнем уровне содержат элементы а) IIA группы;

б) IVA группы; в) VII A группы

Посмотреть ответ

Последний

Любой, кроме последнего

Тот, который содержит максимальное число электронов. А также внешний уровень, если он содержит 8 электронов для I периода - 2 электрона.

Элементы VIIIA группы (инертные элементы)

Номеру группы, в которой находится элемент

У всех элементов главных подгрупп на внешнем энергетическом уровне содержится столько электронов, каков номер группы

а) у элементов IIA группы на внешнем уровне 2 электрона; б) у элементов IVA группы – 4 электрона; в) у элементов VII A группы – 7 электронов.

Задания для самостоятельного решения

Определите элемент по следующим признакам: а) имеет 2 электронных уровня, на внешнем – 3 электрона; б) имеет 3 электронных уровня, на внешнем – 5 электронов. Запишите распределение электронов по энергетическим уровням этих атомов.

Какие два атома имеют одинаковое число заполненных энергетических уровней?

а) натрий и водород; б) гелий и водород; в) аргон и неон г) натрий и хлор

Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне магния?

Сколько электронов содержится в атоме неона?

Какие два атома имеют одинаковое число электронов на внешнем энергетическом уровне: а) натрий и магний; б) кальций и цинк; в) мышьяк и фосфор г) кислород и фтор.

На внешнем энергетическом уровне атома серы электронов: а) 16; б) 2; в) 6 г) 4

Что общего у атомов серы и кислорода: а) число электронов; б) число энергетических уровней в) номер периода г) число электронов на внешнем уровне.

Что общего у атомов магния и фосфора: а) число протонов; б) число энергетических уровней в) номер группы г) число электронов на внешнем уровне.

Выберите элемент второго периода, у которого на внешнем уровне находится один электрон: а) литий; б) бериллий; в) кислород; г) натрий

На внешнем уровне атома элемента третьего периода находится 4 электрона. Укажите этот элемент: а) натрий; б) углерод в) кремний г) хлор

В атоме 2 энергетических уровня, находится 3 электрона. Укажите этот элемент: а) алюминий; б) бор в) магний г) азот

Посмотреть ответ :

1. а) Установим «координаты» химического элемента: 2 электронных уровня – II период; 3 электрона на внешнем уровне – III А группа. Это бор 5 B. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е - , 3е -

б) III период, VА группа, элемент фосфор 15 Р. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е - , 8е - , 5е -

2. г) натрий и хлор.

Пояснение : а) натрий: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (заполненных 2) ←→ водород: +1) 1

б) гелий: +2 ) 2 (заполненых 1) ←→ водород: водород: +1) 1

в) гелий: +2 ) 2 (заполненных 1) ←→ неон: +10 ) 2 ) 8 (заполненных 2)

*г) натрий: +11 ) 2 ) 8 ) 1 (заполненных 2) ←→ хлор: +17 ) 2 ) 8 ) 7 (заполненных 2)

4. Десять. Число электронов = порядковому номеру

1. в) мышьяк и фосфор. Одинаковое число электронов имеют атомы, расположенные в одной подгруппе.

Пояснения:

а) натрий и магний (в разных группах); б) кальций и цинк (в одной группе, но разных подгруппах) ; * в) мышьяк и фосфор (в одной, главной, подгруппе) г) кислород и фтор (в разных группах).

7. г) число электронов на внешнем уровне

8. б) число энергетических уровней

9. а) литий (находится в IA группе II периода)

10. в) кремний (IVA группа, III период)

11. б) бор (2 уровня - II период , 3 электрона на внешнем уровне – IIIA группа )

Cтраница 1

Внешний энергетический уровень (электронная оболочка) их атомов содержит два электрона в s - подуровне. Этим они сходны с элементами главной подгруппы. Предпоследний же энергетический уровень содержит 18 электронов.  

Внешний энергетический уровень иона S2 заполнен максимально возможным количеством электронов (8), и рследствие этого ион S2 может проявлять только электронодонорные функции: отдавая 2 электрона, он окисляется до элементарной серы, имеющей окислительное число, равное нулю.  

Если внешний энергетический уровень атома состоит из трех, пяти или семи электронов и атом относится к / J-элементам, то он может отдавать последовательно от 1 до 7 электронов. Атомы, внешний уровень которых состоит из трех электронов, могут отдавать один, два и три электрона.  

Если внешний энергетический уровень атома состоит из трех, пяти или семи электронов и атом относится к р-элементам, то он может отдавать последовательно от одного до семи электронов. Атомы, внешний уровень которых состоит из трех электронов, могут отдавать один, два и три электрона.  

Так как внешний энергетический уровень содержит два s - электрона, поэтому они сходны с элементами подгруппы ПА. Предпоследний энергетический уровень содержит 18 электронов. Если в подгруппе меди подуровень (п - l) d10 еще не стабилен, то в подгруппе цинка он вполне стабилен, и d - электроны у элементов подгруппы цинка не принимают участия в химических связях.  

Для завершения внешнего энергетического уровня атому хлора недостает одного электрона.  

Для завершения внешнего энергетического уровня атому кислорода не хватает двух электронов. Однако в соединении кислорода с фтором OF2 общие электронные пары смещены к фтору, как к более электроотрицательному элементу.  

Для завершения внешнего энергетического уровня кислороду не хватает двух электронов.  

В атоме аргона внешний энергетический уровень является завершенным.  

По электронному строению внешнего энергетического уровня элементы делятся на две подгруппы: VA - N, P, As, Sb, Bi - неметаллы и VB - V, Nb, Та - металлы. Радиусы атомов и ионов в степени окисления 5 в подгруппе VA планомерно нарастают от азота к висмуту. Следовательно, различие строения предвнешнего слоя мало сказывается на свойствах элементов и их можно рассматривать как одну подгруппу.  

Сходство в строении внешнего энергетического уровня (табл. 5) отражается на свойствах элементов и их соединений. Это объясняется тем, что в атоме кислорода неспаренные электроны находятся на р-орбиталях второго слоя, на котором максимально может быть восемь электронов.  

Атом - электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки. Ядро находится в центре атома и состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов, удерживаемых ядерными силами. Ядерное строение атома экспериментально доказал в 1911 г. английский физик Э.Резерфорд.

Число протонов определяет положительный заряд ядра и равно порядковому номеру элемента. Число нейтронов вычисляется как разность атомной массы и порядкового номера элемента. Элементы, имеющие одинаковый заряд ядра (одинаковое число протонов), но разную атомную массу (разное количество нейтронов) называются изотопами. Масса атома в основном сосредоточена в ядре, т.к. ничтожно малой массой электронов можно пренебречь. Атомная масса равна сумме масс всех протонов и всех нейтронов ядра.
Химический элемент - это вид атомов с одинаковым зарядом ядра. В настоящее время известно 118 различных химических элементов.

Все электроны атома образуют его электронную оболочку. Электронная оболочка имеет отрицательный заряд, равный общему количеству электронов. Число электронов в оболочке атома совпадает с числом протонов в ядре и равно порядковому номеру элемента. Электроны в оболочке распределены по электронным слоям согласно запасам энергии (электроны с близкими значениями энергий образуют один электронный слой): электроны с меньшей энергией находятся ближе к ядру, электроны с большей энергией находятся дальше от ядра. Число электронных слоёв (энергетических уровней) совпадает с номером периода, в котором располагается химический элемент.

Различают завершённые и незавершённые энергетические уровни. Уровень считается завершённым, если содержит максимально возможное количество электронов (первый уровень - 2 электрона, второй уровень - 8 электронов, третий уровень - 18 электронов, четвёртый уровень - 32 электрона и т.д.). Незавершённый уровень содержит меньшее число электронов.
Уровень, максимально удалённый от ядра атома, называется внешним. Электроны, находящиеся на внешнем энергетическом уровне, называются внешними (валентными) электронами. Число электронов на внешнем энергетическом уровне совпадает с номером группы, в которой находится химический элемент. Внешний уровень считается завершённым, если содержит 8 электронов. Завершённым внешним энергетическим уровнем обладают атомы элементов 8А группы (инертные газы гелий, неон, криптон, ксенон, радон).

Область пространства вокруг ядра атома, в которой наиболее вероятно нахождение электрона, называют электронной орбиталью. Орбитали отличаются уровнем энергии и формой. По форме различают s-орбитали (сфера), p-орбитали (объёмная восьмёрка), d-орбитали и f-орбитали. На каждом энергетическом уровне есть свой набор орбиталей: на первом энергетическом уровне - одна s-орбиталь, на втором энергетическом уровне - одна s- и три p-орбитали, на третьем энергетическом уровне - одна s-, три p-, пять d-орбиталей, на четвертом энергетическом уровне одна s-, три p-, пять d-орбиталей и семь f-орбиталей. На каждой орбитале могут располагаться максимально два электрона.
Распределение электронов по орбиталям отражается с помощью электронных формул. Например, для атома магния распределение электронов по энергетическим уровням будет следующим: 2е, 8е, 2е. Данная формула показывает, что 12 электронов атома магния распределены по трём энергетическим уровням: первый уровень завершён и содержит 2 электрона, второй уровень завершён и содержит 8 электронов, третий уровень не завершён, т.к. содержит 2 электрона. Для атома кальция распределение электронов по энергетическим уровням будет следующим: 2е, 8е, 8е, 2е. Данная формула показывает, что 20 электронов кальция распределены по четырём энергетическим уровням: первый уровень завершён и содержит 2 электрона, второй уровень завершён и содержит 8 электронов, третий уровень не завершён, т.к. содержит 8 электронов, четвёртый уровень не завершён, т.к. содержит 2 электрона.

Перейти на... Новостной форум Описание курса Тренировочный тест "Строение атома" Контрольный тест по теме "Строение атома" Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Тренировочный тест по теме "Периодический закон и ПСХЭ" Контрольный тест по теме "Периодический закон и ПСХЭ" Типы химической связи Тренировочный тест по теме "Химическая связь" Контрольный тест по теме "Химическая связь" Степень окисления. Валентность. Тренировочный тест по теме "Степень окисления. Валентность" Контрольный тест по теме "Степень окисления. Валентность" Вещества простые и сложные. Классификация неорганических веществ. Тренировочный тест по теме "Классификация неорганических веществ" Контрольный тест по теме "Классификация веществ" Химические реакции. Признаки, классификация, уравнения. Тренировочный тест по теме "Химические реакции. Признаки. Классификация." Контрольный тест по теме "Химические реакции. Признаки. Классификация" Электролитическая диссоциация Тренировочный тест по теме "Электролитическая диссоциация" Контрольный тест по теме "Электролитическая диссоциация" Реакции ионного обмена и условия их осуществления. Тренировочный тест по теме "Реакции ионного обмена" Контрольный тест по теме "Реакции ионного обмена" Химические свойства простых веществ металлов и неметаллов. Тренировочный тест по теме "Химические свойства простых веществ металлов и неметаллов" Контрольный тест по теме "Химические свойства простых веществ металлов и неметаллов" Химические свойства оксидов: основных, кислотных, амфотерных. Тренировочный тест по теме "Химические свойства оксидов" Контрольный тест по теме "Химические свойства оксидов" Химические свойства гидроксидов: оснований, кислот, амфотерных гидроксидов. Тренировочный тест по теме "Химические свойства гидроксидов" Контрольный тест по теме "Химические свойства гидроксидов" Химические свойства солей. Тренировочный тест по теме "Химические свойства солей" Контрольный тест по теме "Химические свойства солей" Химия и жизнь Тренировочный тест по теме "Химия и жизнь" Контрольный тест по теме "Химия и жизнь" Окислительно-восстановительные реакции. Тренировочный тест по теме "Окислительно-восстановительные реакции" Контрольный тест по теме "Окислительно-восстановительные реакции" Массовая доля элемента в соединении Тренировочный тест по теме "Массовая доля элемента в соединении" Контрольный тест по теме "Массовая доля элемента в соединении" Решение задач на расчёт по уравнению реакции. Тренировочные задачи на расчёт по уравнению реакции. Контрольные задачи на расчёт по уравнению реакции Итоговое тестирование по курсу химии 8-9 классов.

Малюгина 14. Внешний и внутренний энергетический уровни. Завершенность энергетического уровня.

Вспомним вкратце, что мы уже знаем о строении электронной оболочки атомов:

ü число энергетических уровней атома = номеру периода, в котором находится элемент;

ü максимальная емкость каждого энергетического уровня вычисляется по формуле 2n2

ü внешняя энергетическая оболочка не может содержать для элементов 1 периода более 2-х электронов, для элементов других периодов более 8 электронов

Еще раз вернемся к анализу схемы заполнения энергетических уровней у элементов малых периодов:

Таблица1.Заполнение энергетических уровней

у элементов малых периодов

Номер периода	Количество энергетических уровней = номеру периода	Символ элемента, его порядковый номер	Общее количество электронов	Распределение электронов по энергетическим уровням	Номер группы
				Н +1 )1	+1 Н, 1е-
		Н e + 2 ) 2	+2 Не, 2е-
				Li + 3 ) 2 ) 1	+ 3 Li , 2е-, 1е-
		Ве +4 ) 2 )2	+ 4 Be , 2е-, 2 е-
		В +5 ) 2 )3	+5 В, 2е-, 3е-
		С +6 ) 2 )4	+6 С, 2е-, 4е-
		N + 7 ) 2 ) 5	+ 7 N , 2е-, 5 е-
		O + 8 ) 2 ) 6	+ 8 O , 2е-, 6 е-
		F + 9 ) 2 ) 7	+ 9 F , 2е-, 7 е-
		Ne + 10 ) 2 ) 8	+ 10 Ne , 2е-, 8 е -
				Na + 11 ) 2 ) 8 )1	+1 1 Na , 2е-, 8е-, 1e-
		Mg + 12 ) 2 ) 8 )2	+1 2 Mg , 2е-, 8е-, 2 e-
		Al + 13 ) 2 ) 8 )3	+1 3 Al , 2е-, 8е-, 3 e-
		Si + 14 ) 2 ) 8 )4	+1 4 Si , 2е-, 8е-, 4 e-
		P + 15 ) 2 ) 8 )5	+1 5 P , 2е-, 8е-, 5 e-
		S + 16 ) 2 ) 8 )6	+1 5 P , 2е-, 8е-, 6 e-
		Cl + 17 ) 2 ) 8 )7	+1 7 Cl , 2е-, 8е-, 7 e-
18 Ar		Ar + 18 ) 2 ) 8 )8	+1 8 Ar , 2е-, 8е-, 8 e-

Проанализируйте таблицу 1. Сравните число электронов на последнем энергетическом уровне и номер группы, в которой находится химический элемент.

Заметили ли Вы, что число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов совпадает с номером группы , в которой находится элемент (исключение составляет гелий)?

!!! Это правило справедливо только для элементов главных подгрупп.

Каждый период системы заканчивается инертным элементом (гелий He, неон Ne, аргон Ar). Внешний энергетический уровень этих элементов содержит максимально возможное число электронов: гелий -2, остальные элементы – 8. Это элементы VIII группы главной подгруппы. Энергетический уровень, схожий со строением энергетического уровня инертного газа, называют завершенным . Это своеобразный предел прочности энергетического уровня для каждого элемента Периодической системы. Молекулы простых веществ – инертных газов состоят из одного атома и отличаются химической инертностью, т. е. практически не вступают в химические реакции.

У остальных элементов ПСХЭ энергетический уровень отличается от энергетического уровня инертного элемента, такие уровни называют незавершенными . Атомы этих элементов стремятся к завершению внешнего энергетического уровня, отдавая или принимая электроны.

Вопросы для самоконтроля

1. Какой энергетический уровень называется внешним?

2. Какой энергетический уровень называется внутренним?

3. Какой энергетический уровень называется завершенным?

4. Элементы какой группы и подгруппы имеют завершенный энергетический уровень?

5. Чему равно число электронов на внешнем энергетическом уровне элементов главных подгрупп?

6. Чем схожи по строению электронного уровня элементы одной главной подгруппы

7. Сколько электронов на внешнем уровне содержат элементы а) IIA группы;

б) IVA группы; в) VII A группы

Посмотреть ответ

1. Последний

2. Любой, кроме последнего

3. Тот, который содержит максимальное число электронов. А также внешний уровень, если он содержит 8 электронов для I периода - 2 электрона.

4. Элементы VIIIA группы (инертные элементы)

5. Номеру группы, в которой находится элемент

6. У всех элементов главных подгрупп на внешнем энергетическом уровне содержится столько электронов, каков номер группы

7. а) у элементов IIA группы на внешнем уровне 2 электрона; б) у элементов IVA группы – 4 электрона; в) у элементов VII A группы – 7 электронов.

Задания для самостоятельного решения

1. Определите элемент по следующим признакам: а) имеет 2 электронных уровня, на внешнем – 3 электрона; б) имеет 3 электронных уровня, на внешнем – 5 электронов. Запишите распределение электронов по энергетическим уровням этих атомов.

2. Какие два атома имеют одинаковое число заполненных энергетических уровней?

Посмотреть ответ :

1. а) Установим «координаты» химического элемента: 2 электронных уровня – II период; 3 электрона на внешнем уровне – III А группа. Это бор 5B. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е-, 3е-

б) III период, VА группа, элемент фосфор 15Р. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е-, 8е-, 5е-

2. г) натрий и хлор.

Пояснение : а) натрий: +11 )2)8 )1 (заполненных 2) ←→ водород: +1)1

б) гелий: +2 )2 (заполненых 1) ←→ водород: водород: +1)1

в) гелий: +2 )2 (заполненных 1) ←→ неон: +10 )2)8 (заполненных 2)

*г) натрий: +11 )2)8 )1 (заполненных 2) ←→ хлор: +17 )2)8 )7 (заполненных 2)

4. Десять. Число электронов = порядковому номеру

5 в) мышьяк и фосфор. Одинаковое число электронов имеют атомы, расположенные в одной подгруппе.

Пояснения:

а) натрий и магний (в разных группах); б) кальций и цинк (в одной группе, но разных подгруппах) ; * в) мышьяк и фосфор (в одной, главной, подгруппе) г) кислород и фтор (в разных группах).

7. г) число электронов на внешнем уровне

8. б) число энергетических уровней

9. а) литий (находится в IA группе II периода)

10. в) кремний (IVA группа, III период)

11. б) бор (2 уровня - II период , 3 электрона на внешнем уровне – IIIA группа )