Atomning tashqi qatlamining elektron konfiguratsiyasi. Atomning elektron konfiguratsiyasi. Biz nimani o'rgandik
Beriliy Elektron konfiguratsiya 2s2 ni tashkil qiladi. Tashqi kvant qatlamining elektron diagrammasi:
Bor Elektron konfiguratsiya 2s22p1. Bor atomi hayajonlangan holatga o'tishi mumkin. Tashqi kvant qatlamining elektron diagrammasi:
Qo'zg'atmagan uglerod atomi elektron juftlash orqali ikkita kovalent bog'lanishni va donor-akseptor mexanizmi orqali bittasini hosil qilishi mumkin. Bunday birikmaga misol CO formulasiga ega bo'lgan va uglerod oksidi deb ataladigan uglerod oksidi (II). Uning tuzilishi 2.1.2-bo'limda batafsilroq ko'rib chiqiladi. Qo'zg'atilgan uglerod atomi noyobdir: uning tashqi kvant qatlamining barcha orbitallari juftlashtirilmagan elektronlar bilan to'ldirilgan, ya'ni. unda bir xil miqdordagi valentlik orbitallari va valentlik elektronlari mavjud. Uning uchun ideal sherik bitta orbitalda bitta elektronga ega bo'lgan vodorod atomidir. Bu ularning uglevodorodlar hosil qilish qobiliyatini tushuntiradi. To'rtta juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lgan uglerod atomi to'rtta kimyoviy bog'lanish hosil qiladi: CH4, CF4, CO2. Organik birikmalarning molekulalarida uglerod atomi doimo qo'zg'aluvchan holatda bo'ladi:
Azot atomini qo'zg'atish mumkin emas, chunki uning tashqi kvant qatlamida erkin orbital yo'q. U elektronlarni juftlash orqali uchta kovalent bog'lanish hosil qiladi:
Tashqi qatlamda ikkita juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lgan kislorod atomi ikkita kovalent bog'lanish hosil qiladi:
Neon
Elektron konfiguratsiya 2s22p6. Lyuis belgisi: tashqi kvant qatlamining elektron diagrammasi:
 |
Neon atomi tugallangan tashqi energiya darajasiga ega va hech qanday atomlar bilan kimyoviy aloqalar hosil qilmaydi. Bu ikkinchi qimmatbaho gazdir. UCHINCHI DAVRAN Uchinchi davr barcha elementlarning atomlari uchta kvant qatlamiga ega. Ikki ichki energiya darajasining elektron konfiguratsiyasi sifatida ifodalanishi mumkin. Tashqi elektron qavatda umumiy qonunlarga bo'ysunuvchi elektronlar joylashgan to'qqiz orbital mavjud. Shunday qilib, natriy atomi uchun elektron konfiguratsiya quyidagicha ko'rinadi: 3s1, kaltsiy uchun - 3s2 (hayajonlangan holatda - 3s13p1), alyuminiy uchun - 3s23p1 (hayajonlangan holatda - 3s13p2). Ikkinchi davr elementlaridan farqli o'laroq, uchinchi davr V-VII guruh elementlarining atomlari asosiy holatda ham, qo'zg'aluvchan holatda ham mavjud bo'lishi mumkin. Fosfor Fosfor - beshinchi guruh elementi. Uning elektron konfiguratsiyasi 3s23p3. Azot singari, u tashqi energiya darajasida uchta juftlashtirilmagan elektronga ega va uchta kovalent bog'lanish hosil qiladi. Masalan, PH3 formulasiga ega bo'lgan fosfin (ammiak bilan solishtiring). Ammo fosfor, azotdan farqli o'laroq, tashqi kvant qatlamida erkin d-orbitallarni o'z ichiga oladi va hayajonlangan holatga o'tishi mumkin - 3s13p3d1:
Bu, masalan, P2O5 va H3PO4 kabi birikmalarda beshta kovalent aloqa hosil qilish qobiliyatini beradi.
Biroq, avval elektronni o'tkazish orqali hayajonlanishi mumkin R- ustida d-orbital (birinchi qo'zg'aluvchan holat), keyin esa bilan s- ustida d-orbital (ikkinchi hayajonlangan holat):
 |
Birinchi qoʻzgʻaluvchan holatda oltingugurt atomi SO2 va H2SO3 kabi birikmalarda toʻrtta kimyoviy bogʻ hosil qiladi. Oltingugurt atomining ikkinchi qo'zg'aluvchan holatini elektron diagramma yordamida tasvirlash mumkin:
Bunday oltingugurt atomi SO3 va H2SO4 birikmalarida oltita kimyoviy bog` hosil qiladi.
1.3.3. Katta elementlar atomlarining elektron konfiguratsiyasi davrlar TO'RINCHI DAVRANDavr kaliy (19K) elektron konfiguratsiyasi bilan boshlanadi: 1s22s22p63s23p64s1 yoki 4s1 va kaltsiy (20Ca): 1s22s22p63s23p64s2 yoki 4s2. Shunday qilib, Klechkovskiy qoidasiga muvofiq, Ar p-orbitallardan keyin kamroq energiyaga ega bo'lgan tashqi 4s pastki daraja to'ldiriladi. 4s orbital yadroga yaqinroq kirib boradi; 3d pastki darajasi bo'sh qoladi (3d0). Skandiydan boshlab, 10 ta element 3D pastki sathining orbitallarini to'ldiradi. Ular chaqiriladi d-elementlar.
Orbitallarni ketma-ket to'ldirish printsipiga ko'ra, xrom atomi 4s23d4 elektron konfiguratsiyasiga ega bo'lishi kerak, ammo u 4s elektronning 3d orbitalga yaqin energiyaga o'tishidan iborat bo'lgan elektron "oqish" ga ega (2-rasm). 11).
 |
Atomning p-, d-, f-orbitallari yarim to'ldirilgan (p3, d5, f7), to'liq (p6, d10, f14) yoki erkin (p0, d0) bo'lgan holatlari eksperimental ravishda aniqlangan. , f0), barqarorlikni oshirdi. Shuning uchun, agar atomda pastki darajaning yarmi tugashi yoki tugaguniga qadar bitta elektron bo'lmasa, uning ilgari to'ldirilgan orbitaldan "oqish" kuzatiladi (bu holda, 4s).
Cr va Cu dan tashqari, Ca dan Zn gacha bo'lgan barcha elementlarning tashqi darajasida bir xil miqdordagi elektronlar mavjud - ikkita. Bu o'tish metallari qatoridagi xususiyatlarning nisbatan kichik o'zgarishini tushuntiradi. Shunga qaramay, sanab o'tilgan elementlar uchun tashqi 4s elektronlari ham, tashqi pastki darajadagi 3d elektronlari ham valentlikdir (rux atomidan tashqari, uchinchi energiya darajasi to'liq tugallangan).
|
To'rtinchi davr tugagan bo'lsa-da, 4d va 4f orbitallari bo'sh qoldi.
BESHINCHI DAVRAN
Orbital to'ldirish ketma-ketligi oldingi davrdagi kabi: birinchi navbatda, 5s orbital to'ldiriladi ( 37Rb 5s1), keyin 4d va 5p ( 54Xe 5s24d105p6). 5s va 4d orbitallari energiya jihatidan yanada yaqinroq, shuning uchun 4d elementlarning ko'pchiligi (Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag) 5s dan 4d pastki darajasiga elektron o'tishga ega.
OLTINCHI VA YETTINCHI DAVRANLAR
Oldingi oltinchi davrdan farqli o'laroq, 32 elementni o'z ichiga oladi. Seziy va bariy 6s elementidir. Keyingi energetik jihatdan qulay holatlar 6p, 4f va 5d. Klechkovskiy qoidasidan farqli o'laroq, lantan uchun 4f emas, balki 5d orbital to'ldiriladi ( 57La 6s25d1), lekin undan keyingi elementlarda 4f pastki darajasi toʻldirilgan ( 58 milodiy 6s24f2), unda o'n to'rtta elektron holat mavjud. Seriy (Ce) dan lutetiy (Lu) gacha bo'lgan atomlar lantanidlar deb ataladi - bu f-elementlar. Lantanidlar qatorida ba'zan elektronning "ortiqcha oshib ketishi" ham, d-elementlar qatorida ham bo'ladi. 4f-pastki daraja tugagach, 5d-kichik daraja (to'qqiz element) to'ldirishda davom etadi va oltinchi davr, birinchi oltita p-elementdan tashqari, boshqa har qanday boshqa kabi yakunlanadi.
Ettinchi davrdagi dastlabki ikkita s elementi fransiy va radiy, keyin esa bitta 6d element, aktiniy ( 89ac 7s26d1). Aktiniydan keyin o'n to'rtta 5f element - aktinidlar keladi. To'qqizta 6d element aktinidlarni kuzatib borishi kerak va oltita p element davrni yakunlashi kerak. Ettinchi davr tugallanmagan.
Elementlar tomonidan tizim davrlarining shakllanishi va atom orbitallarini elektronlar bilan to'ldirishning ko'rib chiqilayotgan sxemasi atomlarning elektron tuzilmalarining yadro zaryadiga davriy bog'liqligini ko'rsatadi.
Davr - bu atomlar yadrolari zaryadlarining ortib borish tartibida joylashtirilgan va tashqi elektronlarning asosiy kvant sonining bir xil qiymati bilan tavsiflangan elementlar to'plami. Davr boshida to'ldiring ns - va oxirida - np -orbitallar (birinchi davrdan tashqari). Bu elementlar D.I.ning sakkizta asosiy (A) kichik guruhini tashkil qiladi. Mendeleev.
Asosiy kichik guruh - Bu vertikal ravishda joylashgan va tashqi energiya darajasida bir xil miqdordagi elektronlarga ega bo'lgan kimyoviy elementlar to'plami.
Vaqt o'tishi bilan yadro zaryadining ortishi va unga tashqi elektronlarning tortishish kuchining ortishi bilan chapdan o'ngga atomlarning radiusi kamayadi, bu esa o'z navbatida metallning zaiflashishiga va metall bo'lmaganlarning ko'payishiga olib keladi. xususiyatlari. Orqada atom radiusi yadrodan tashqi kvant qatlamining maksimal elektron zichligiga qadar nazariy hisoblangan masofani oling. Guruhlarda, yuqoridan pastga qarab, energiya darajalari soni va, demak, atom radiusi ortadi. Bunday holda, metall xususiyatlari yaxshilanadi. Atomlar yadrolarining zaryadlariga qarab davriy ravishda o'zgarib turadigan atomlarning muhim xususiyatlariga ionlanish energiyasi va elektron yaqinligi ham kiradi, ular 2.2-bo'limda muhokama qilinadi.
Dastlab, kimyoviy elementlarning davriy sistemasidagi elementlar D.I. Mendeleev ularning atom massalari va kimyoviy xossalariga ko'ra joylashtirilgan edi, lekin aslida hal qiluvchi rolni atomning massasi emas, balki yadro zaryadi va shunga mos ravishda elektronlar soni o'ynaganligi ma'lum bo'ldi. neytral atom.
Kimyoviy element atomidagi elektronning eng barqaror holati uning energiyasining minimaliga to'g'ri keladi va boshqa har qanday holat qo'zg'aluvchan deb ataladi, bunda elektron o'z-o'zidan kamroq energiyaga ega bo'lgan darajaga o'tishi mumkin.
Elektronlarning atomda orbitallar bo'ylab qanday taqsimlanishini ko'rib chiqaylik, ya'ni. asosiy holatdagi ko'p elektronli atomning elektron konfiguratsiyasi. Elektron konfiguratsiyani yaratish uchun orbitallarni elektronlar bilan to'ldirish uchun quyidagi printsiplardan foydalaniladi:
- Pauli printsipi (taqiqlash) - atomda barcha 4 kvant sonining bir xil to'plamiga ega ikkita elektron bo'lishi mumkin emas;
- eng kam energiya printsipi (Klechkovskiy qoidalari) - orbitallar orbitallarning energiyasini oshirish tartibida elektronlar bilan to'ldiriladi (1-rasm).
Guruch. 1. Vodorodga o'xshash atom orbitallarining energiya taqsimoti; n - asosiy kvant soni.
Orbitalning energiyasi yig'indiga (n + l) bog'liq. Orbitallar bu ortotallar yig'indisining (n + l) o'sish tartibida elektronlar bilan to'ldiriladi. Shunday qilib, 3d va 4s pastki darajalari uchun yig'indilar (n + l) mos ravishda 5 va 4 ga teng bo'ladi, buning natijasida 4s orbitali birinchi bo'lib to'ldiriladi. Agar yig'indisi (n + l) ikkita orbital uchun bir xil bo'lsa, u holda n qiymatidan kichikroq orbital birinchi bo'lib to'ldiriladi. Shunday qilib, 3d va 4p orbitallar uchun yig'indi (n + l) har bir orbital uchun 5 ga teng bo'ladi, lekin birinchi navbatda 3d orbital to'ldiriladi. Ushbu qoidalarga muvofiq, orbitallarni to'ldirish tartibi quyidagicha bo'ladi:
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<5d<4f<6p<7s<6d<5f<7p
Element oilasi energiyaga ko'ra elektronlar bilan to'ldirilgan oxirgi orbital bilan belgilanadi. Biroq, elektron formulalarni energiya qatoriga mos ravishda yozish mumkin emas.
41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 to'g'ri elektron konfiguratsiya yozuvi
41 Nb 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 3 elektron konfiguratsiyani noto‘g‘ri kiritish
Dastlabki beshta d-element uchun valentlik (ya'ni, kimyoviy bog'lanishning shakllanishi uchun mas'ul bo'lgan elektronlar) oxirgi elektronlar bilan to'ldirilgan d va s elektronlarining yig'indisidir. P - elementlar uchun valentlik s va p pastki sathlarida joylashgan elektronlar yig'indisidir. S-elementlar uchun valentlik tashqi energiya darajasining s pastki sathida joylashgan elektronlardir.
- Hund qoidasi - l ning bir qiymatida elektronlar orbitallarni shunday to'ldiradiki, umumiy spin maksimal bo'ladi (2-rasm).
Guruch. 2. 1s -, 2s - 2p - davriy sistemaning 2-davridagi atomlarning orbitallarida energiya o'zgarishi.
Atomlarning elektron konfiguratsiyasini qurish misollari
Atomlarning elektron konfiguratsiyasini qurish misollari 1-jadvalda keltirilgan.
Jadval 1. Atomlarning elektron konfiguratsiyasini qurish misollari
|
Elektron konfiguratsiya |
Amaldagi qoidalar |
|
|
Pauli printsipi, Klechkovskiy qoidalari |
||
|
Hund qoidasi |
||
|
1s 2 2s 2 2p 6 4s 1 |
Klechkovskiy qoidalari |
TA’RIF
Ftor- galogenlar guruhiga kiruvchi element. Metall bo'lmagan. VII guruh A kichik guruhining ikkinchi davrida joylashgan.
Tartib raqami 9. Yadro zaryadi +9. Atom og'irligi - 18,998 amu Bu ftorning yagona barqaror nuklididir.
Ftor atomining elektron tuzilishi
Ftor atomi ikkinchi davrda joylashgan barcha elementlar kabi ikkita qobiqga ega. Guruh raqami - VII (galogenlar) - azot atomining tashqi elektron sathida 7 ta valentlik elektronlari mavjudligini va tashqi energiya darajasi tugagunga qadar faqat bitta elektron etishmayotganligini ko'rsatadi. Davriy tizimning barcha elementlari orasida eng yuqori oksidlanish kuchiga ega.
Guruch. 1. Ftor atomi tuzilishining shartli tasviri.
Asosiy holatning elektron konfiguratsiyasi quyidagicha yoziladi:
1s 2 2s 2 2p 5 .
Ftor p-oilasining elementidir. Qo'zg'atmagan holatdagi valent elektronlar uchun energiya diagrammasi quyidagicha:
Ftorda 3 juft juft elektron va bitta juftlashtirilmagan elektron mavjud. Barcha birikmalarida ftor valentlik I va oksidlanish darajasi -1 ni namoyon qiladi.
O'zaro ta'sir natijasida ftor elektron qabul qiluvchi hisoblanadi. Bunda atom manfiy zaryadlangan ionga (F -) aylanadi.
>> Kimyo: Kimyoviy elementlar atomlarining elektron konfiguratsiyasi
Shveytsariya fizigi V. Pauli 1925 yilda bir atomda bir orbitalda qarama-qarshi (antiparallel) spinga ega bo'lgan ikkitadan ko'p bo'lmagan elektronlar bo'lishi mumkin emasligini aniqladi (ingliz tilidan "shpindel" deb tarjima qilinadi), ya'ni ular bo'lishi mumkin bo'lgan xususiyatlarga ega. shartli ravishda o'zini elektronning xayoliy o'qi atrofida aylanishi sifatida ifodalaydi: soat yo'nalishi bo'yicha yoki soat miliga teskari. Bu tamoyil Pauli printsipi deb ataladi.
Agar orbitalda bitta elektron bo'lsa, u juftlashtirilmagan deb ataladi, agar ikkita bo'lsa, ular juftlashgan elektronlar, ya'ni qarama-qarshi spinli elektronlardir.
5-rasmda energiya darajalarining pastki darajalarga bo'linish diagrammasi ko'rsatilgan.
S-orbital, siz allaqachon bilganingizdek, sharsimondir. Vodorod atomining elektroni (s = 1) bu orbitalda joylashgan va juftlashtirilmagan. Shuning uchun uning elektron formulasi yoki elektron konfiguratsiyasi quyidagicha yoziladi: 1s 1. Elektron formulalarda energiya darajasining raqami harf oldidagi raqam (1 ...), pastki daraja (orbital turi) lotin harfi va yuqori o'ng tomonida yozilgan raqam bilan ko'rsatilgan. harf (ko'rsatkich sifatida) pastki darajadagi elektronlar sonini ko'rsatadi.
Bir xil s-orbitalda ikkita juft elektronga ega bo'lgan Heliy atomi uchun bu formula: 1s 2 .
Geliy atomining elektron qobig'i to'liq va juda barqaror. Geliy olijanob gazdir.
Ikkinchi energiya darajasi (n = 2) to'rtta orbitalga ega: bitta s va uchta p. Ikkinchi darajali s-orbital elektronlar (2s-orbitallar) yuqori energiyaga ega, chunki ular yadrodan 1s-orbital elektronlarga (n = 2) qaraganda uzoqroq masofada joylashgan.
Umuman olganda, n ning har bir qiymati uchun bitta s-orbital mavjud, lekin unda mos keladigan miqdordagi elektron energiyasiga ega va shuning uchun tegishli diametrga ega bo'lib, n qiymatining ortishi bilan o'sib boradi.
p-Orbital dumbbell yoki sakkizinchi hajmga ega. Barcha uchta p-orbitallar atom yadrosi orqali o'tkaziladigan fazoviy koordinatalar bo'ylab o'zaro perpendikulyar ravishda atomda joylashgan. Yana bir bor ta'kidlash kerakki, har bir energiya darajasi (elektron qatlam) n = 2 dan boshlab uchta p-orbitalga ega. n ning qiymati ortishi bilan elektronlar yadrodan katta masofada joylashgan va x, y va z o'qlari bo'ylab yo'naltirilgan p-orbitallarni egallaydi.
Ikkinchi davr elementlari uchun (n = 2) birinchi navbatda bitta b-orbital, keyin esa uchta p-orbital to'ldiriladi. Elektron formula 1l: 1s 2 2s 1. Elektron atom yadrosi bilan zaifroq bog'langan, shuning uchun lityum atomi uni osongina berishi mumkin (siz esingizda bo'lsa, bu jarayon oksidlanish deb ataladi), Li + ioniga aylanadi.
Beriliy atomida Be 0, to'rtinchi elektron ham 2s orbitalda joylashgan: 1s 2 2s 2. Beriliy atomining ikkita tashqi elektroni osongina ajraladi - Be 0 Be 2+ kationiga oksidlanadi.
Bor atomida beshinchi elektron 2p orbitalni egallaydi: 1s 2 2s 2 2p 1. Bundan tashqari, C, N, O, E atomlari 2p orbitallar bilan to'ldirilgan bo'lib, ular asil gaz neon bilan tugaydi: 1s 2 2s 2 2p 6.
Uchinchi davr elementlari uchun mos ravishda Sv- va Sp-orbitallar to'ldiriladi. Uchinchi darajadagi beshta d-orbitali bo'sh qoladi:
11 Na 1s 2 2s 2 Sv1; 17C11v22822r63r5; 18Ar P^Yor^3p6.
Ba'zan elektronlarning atomlarda taqsimlanishini tasvirlaydigan diagrammalarda faqat har bir energiya darajasidagi elektronlar soni ko'rsatiladi, ya'ni ular yuqorida keltirilgan to'liq elektron formulalardan farqli o'laroq, kimyoviy elementlar atomlarining qisqartirilgan elektron formulalarini yozadilar.
Katta davrlarning elementlari (to'rtinchi va beshinchi) uchun birinchi ikkita elektron mos ravishda 4 va 5-orbitallarni egallaydi: 19 K 2, 8, 8, 1; 38 Sr 2, 8, 18, 8, 2. Har bir katta davrning uchinchi elementidan boshlab, keyingi o‘nta elektron mos ravishda oldingi 3d va 4d orbitallarga o‘tadi (ikkilamchi kichik guruhlar elementlari uchun): 23 V 2, 8 , 11, 2; 26 Tr 2, 8, 14, 2; 40 Zr 2, 8, 18, 10, 2; 43 Tr 2, 8, 18, 13, 2. Qoidaga ko'ra, oldingi d-kichik daraja to'ldirilganda, tashqi (mos ravishda 4p- va 5p) p-kichik daraja to'ldirila boshlaydi.
Katta davrlarning elementlari uchun - oltinchi va to'liq bo'lmagan ettinchi - elektron darajalar va pastki darajalar, qoida tariqasida, elektronlar bilan to'ldiriladi: birinchi ikkita elektron tashqi b-kichik darajaga o'tadi: 56 Ba 2, 8, 18, 18 , 8, 2; 87Gr 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1; keyingi elektron (Na va Ac uchun) oldingi (p-pastki daraja: 57 La 2, 8, 18, 18, 9, 2 va 89 Ac 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2).
Keyin keyingi 14 elektron lantanidlar va aktinidlar uchun mos ravishda 4f va 5f orbitallarida tashqaridan uchinchi energiya darajasiga o'tadi.
Keyin ikkinchi tashqi energiya darajasi (d-pastki daraja) yana qurila boshlaydi: ikkilamchi kichik guruhlarning elementlari uchun: 73 Ta 2, 8.18, 32.11, 2; 104 Rf 2, 8.18, 32, 32.10, 2, - va nihoyat, joriy darajadagi o'nta elektron bilan to'liq to'ldirilgandan keyingina tashqi p-kichik daraja yana to'ldiriladi:
86 Rn 2, 8, 18, 32, 18, 8.
Ko'pincha atomlarning elektron qobiqlarining tuzilishi energiya yoki kvant hujayralari yordamida tasvirlangan - ular grafik elektron formulalar deb ataladigan narsalarni yozadilar. Ushbu yozuv uchun quyidagi belgi qo'llaniladi: har bir kvant hujayra bitta orbitalga mos keladigan hujayra bilan belgilanadi; har bir elektron spinning yo'nalishiga mos keladigan o'q bilan ko'rsatilgan. Grafik elektron formulani yozishda ikkita qoidani yodda tutish kerak: Pauli printsipi, unga ko'ra hujayrada ikkitadan ko'p bo'lmagan elektron bo'lishi mumkin (orbitallar, lekin antiparallel spinli) va F. Xund qoidasi, unga ko'ra elektronlar erkin hujayralarni (orbitallarni) egallaydi, ular bir vaqtning o'zida birinchi bo'lib joylashgan va bir vaqtning o'zida bir xil aylanish qiymatiga ega va shundan keyingina ular juftlashadi, ammo bu holda spinlar Pauli printsipiga ko'ra allaqachon bo'ladi. qarama-qarshi yo'naltirilgan.
Xulosa qilib keling, D. I. Mendeleyev sistemasi davrlaridagi elementlar atomlarining elektron konfiguratsiyasi xaritasini yana bir bor ko'rib chiqamiz. Atomlarning elektron tuzilishi sxemalari elektron qatlamlar (energiya darajalari) bo'yicha elektronlarning taqsimlanishini ko'rsatadi. 
Geliy atomida birinchi elektron qatlam tugallanadi - unda 2 ta elektron mavjud.
Vodorod va geliy s-elementlardir; bu atomlarda elektronlar bilan to'ldirilgan s-orbital mavjud.
Ikkinchi davr elementlari
Ikkinchi davrning barcha elementlari uchun birinchi elektron qatlam to'ldiriladi va elektronlar eng kam energiya printsipiga (birinchi s-, keyin esa p) va qoidalarga muvofiq ikkinchi elektron qatlamning e- va p-orbitallarini to'ldiradi. Pauli va Hund (2-jadval).
Neon atomida ikkinchi elektron qatlam tugallangan - unda 8 ta elektron mavjud.
2-jadval Ikkinchi davr elementlari atomlarining elektron qobiqlarining tuzilishi
Jadvalning oxiri. 2 
Li, Be - elementlar ichida.
B, C, N, O, F, Ne - p-elementlar, bu atomlar elektronlar p-orbitallar bilan to'ldirilgan.
Uchinchi davr elementlari
Uchinchi davr elementlarining atomlari uchun birinchi va ikkinchi elektron qatlamlar tugallanadi, shuning uchun uchinchi elektron qatlam to'ldiriladi, bunda elektronlar 3s, 3p va 3d pastki sathlarni egallashi mumkin (3-jadval).
3-jadval Uchinchi davr elementlari atomlarining elektron qobiqlarining tuzilishi
Magniy atomida 3s-elektron orbital tugallanadi. Na va Mg-s elementlari. 
Argon atomidagi tashqi qatlamda (uchinchi elektron qatlam) 8 ta elektron mavjud. Tashqi qatlam sifatida u to'liq, lekin jami uchinchi elektron qatlamda, siz allaqachon bilganingizdek, 18 ta elektron bo'lishi mumkin, ya'ni uchinchi davr elementlarida to'ldirilmagan 3d orbitallar mavjud.
Al dan Ag gacha bo'lgan barcha elementlar p-elementlardir. s- va p-elementlar Davriy tizimda asosiy kichik guruhlarni tashkil qiladi.
Kaliy va kaltsiy atomlarida to'rtinchi elektron qatlam paydo bo'ladi va 4s pastki sathi to'ldiriladi (4-jadval), chunki u 3d pastki darajasidan kamroq energiyaga ega. To'rtinchi davr elementlari atomlarining grafik elektron formulalarini soddalashtirish uchun: 1) argonning grafik elektron formulasini shartli ravishda quyidagicha belgilaymiz:
Ar;
2) biz ushbu atomlar uchun to'ldirilmagan pastki darajalarni tasvirlamaymiz.
4-jadval To'rtinchi davr elementlari atomlarining elektron qobiqlarining tuzilishi
K, Ca - asosiy kichik guruhlarga kiritilgan s-elementlar. Sc dan Zn gacha bo'lgan atomlar uchun 3d pastki darajasi elektronlar bilan to'ldiriladi. Bu 3D elementlar. Ular ikkilamchi kichik guruhlarga kiradi, ularning oldingi tashqi elektron qatlami to'ldiriladi, ular o'tish elementlari deb ataladi.
Xrom va mis atomlarining elektron qobiqlarining tuzilishiga e'tibor bering. Ularda bitta elektronning 4n-dan 3d pastki darajasiga qadar "muvaffaqiyatsizligi" yuzaga keladi, bu 3d 5 va 3d 10 elektron konfiguratsiyalarining katta energiya barqarorligi bilan izohlanadi: 
Rux atomida uchinchi elektron qatlam tugallangan - unda barcha 3s, 3p va 3d pastki darajalar to'ldirilgan, ularda jami 18 ta elektron mavjud.
Sinkdan keyingi elementlarda to'rtinchi elektron qatlam to'ldirishda davom etadi, 4p pastki darajasi: Ga dan Kr gacha bo'lgan elementlar p-elementlardir. 
Kripton atomining tashqi qatlami (to'rtinchi) to'liq va 8 ta elektronga ega. Ammo to'rtinchi elektron qatlamda, siz bilganingizdek, 32 ta elektron bo'lishi mumkin; kripton atomining 4d va 4f pastki darajalari hali ham to'ldirilmagan.
Beshinchi davr elementlari quyi darajalarni quyidagi tartibda to'ldiradi: 5s-> 4d -> 5p. Shuningdek, 41 Nb, 42 MO va hokazolarda elektronlarning "qobiliyatsizligi" bilan bog'liq istisnolar mavjud.
Oltinchi va ettinchi davrlarda elementlar paydo bo'ladi, ya'ni uchinchi tashqi elektron qatlamning 4f va 5f pastki darajalari mos ravishda to'ldiriladigan elementlar.
4f elementlari lantanidlar deb ataladi.
5f-elementlar aktinidlar deyiladi.
Oltinchi davr elementlari atomlarida elektron pastki sathlarni to'ldirish tartibi: 55 Ss va 56 Va - 6s-elementlar;
57 La... 6s 2 5d 1 - 5d element; 58 Ce - 71 Lu - 4f elementlari; 72 Hf - 80 Hg - 5d elementlar; 81 Tl- 86 Rn - 6p-elementlar. Ammo bu erda ham elektron orbitallarni to'ldirish tartibi "buzilgan" elementlar mavjud, bu, masalan, yarim va to'liq to'ldirilgan f pastki darajalarining ko'proq energiya barqarorligi, ya'ni nf 7 va nf 14 bilan bog'liq.
Atomning qaysi pastki darajasi elektronlar bilan oxirgi marta to'ldirilganligiga qarab, barcha elementlar, siz allaqachon tushunganingizdek, to'rtta elektron oila yoki bloklarga bo'linadi (7-rasm).
1) s-Elementlar; atomning tashqi sathining b-pastki darajasi elektronlar bilan to'ldirilgan; s-elementlarga vodorod, geliy va I va II guruhlarning asosiy kichik guruhlari elementlari kiradi;
2) p-elementlar; atomning tashqi sathining p-pastki darajasi elektronlar bilan to'ldirilgan; p elementlar III-VIII guruhlarning asosiy kichik guruhlari elementlarini o'z ichiga oladi;
3) d-elementlar; atomning tashqi oldingi sathining d-pastki darajasi elektronlar bilan to'ldirilgan; d-elementlarga I-VIII guruhlarning ikkilamchi kichik guruhlari elementlari, ya'ni s- va p-elementlar orasida joylashgan katta davrlarning interkalatsiyalangan o'n yilliklari elementlari kiradi. Ular, shuningdek, o'tish elementlari deb ataladi;
4) f-elementlar, atomning uchinchi tashqi sathining f-pastki sathi elektronlar bilan to'ldirilgan; bularga lantanidlar va aktinidlar kiradi.
1. Pauli printsipiga rioya qilinmasa nima bo'lar edi?
2. Xund hukmronligi hurmat qilinmasa nima bo'lar edi?
3. Quyidagi kimyoviy elementlar: Ca, Fe, Zr, Sn, Nb, Hf, Ra atomlarining elektron tuzilishi diagrammalarini, elektron formulalarini va grafik elektron formulalarini tuzing.
4. №110 elementning elektron formulasini mos gaz belgisidan foydalanib yozing.
Dars mazmuni dars xulosasi qo'llab-quvvatlash ramka dars taqdimoti tezlashtirish usullari interaktiv texnologiyalar Amaliyot topshiriq va mashqlar o'z-o'zini tekshirish seminarlar, treninglar, keyslar, kvestlar uy vazifalarini muhokama qilish savollari talabalar tomonidan ritorik savollar Tasvirlar audio, videokliplar va multimedia fotosuratlar, rasmlar grafikasi, jadvallar, sxemalar hazil, latifalar, hazillar, komikslar, masallar, maqollar, krossvordlar, iqtiboslar Qo'shimchalar tezislar Inquisitive cheat sheets uchun maqolalar chips darsliklar asosiy va qo'shimcha atamalar lug'ati boshqa Darslik va darslarni takomillashtirishdarslikdagi xatolarni tuzatish darslikdagi parchani yangilash darsdagi innovatsiya elementlari eskirgan bilimlarni yangilari bilan almashtirish Faqat o'qituvchilar uchun mukammal darslar yil uchun kalendar rejasi muhokama dasturining uslubiy tavsiyalari Integratsiyalashgan darslarElektronlarning turli AO larga taqsimlanishi deyiladi atomning elektron konfiguratsiyasi. Eng kam energiyaga ega elektron konfiguratsiya mos keladi asosiy holat atom, qolgan konfiguratsiyalar tegishli hayajonlangan holatlar.
Atomning elektron konfiguratsiyasi ikki shaklda tasvirlangan - elektron formulalar va elektron difraksion diagrammalar shaklida. Elektron formulalarni yozishda bosh va orbital kvant sonlaridan foydalaniladi. Pastki daraja bosh kvant soni (son) va orbital kvant soni (mos keladigan harf) bilan belgilanadi. Pastki darajadagi elektronlar soni yuqori chiziqni tavsiflaydi. Masalan, vodorod atomining asosiy holati uchun elektron formula: 1 s 1 .
Elektron darajalarning tuzilishini elektron difraksion diagrammalar yordamida to'liqroq tasvirlash mumkin, bu erda pastki darajalar bo'yicha taqsimot kvant hujayralari shaklida ifodalanadi. Bunday holda, orbital shartli ravishda kvadrat shaklida tasvirlangan, uning yonida pastki darajadagi belgi qo'yilgan. Har bir darajadagi pastki darajalar balandlikda biroz siljishi kerak, chunki ularning energiyasi biroz boshqacha. Elektronlar spin kvant sonining belgisiga qarab strelkalar yoki ↓ bilan ifodalanadi. Vodorod atomining elektron diffraktsiya diagrammasi:
Ko'p elektronli atomlarning elektron konfiguratsiyasini qurish printsipi vodorod atomiga proton va elektronlarni qo'shishdir. Elektronlarning energiya darajalari va pastki darajalari bo'yicha taqsimlanishi avval ko'rib chiqilgan qoidalarga bo'ysunadi: eng kam energiya printsipi, Pauli printsipi va Xund qoidasi.
Atomlarning elektron konfiguratsiyasining tuzilishini hisobga olgan holda, barcha ma'lum elementlarni oxirgi to'ldirilgan pastki sathning orbital kvant sonining qiymatiga muvofiq to'rt guruhga bo'lish mumkin: s- elementlar, p- elementlar, d- elementlar, f-elementlar.
Geliy atomida He (Z=2) ikkinchi elektron 1 ni egallaydi s-orbital, uning elektron formulasi: 1 s 2. Elektronografik diagramma:
Geliy elementlar davriy sistemasining birinchi eng qisqa davrini tugatadi. Geliyning elektron konfiguratsiyasi belgilangan.
Ikkinchi davr litiy Li (Z=3) ni ochadi, uning elektron formulasi: 
Elektronografik diagramma:
Quyida bir xil energiya darajasidagi orbitallari bir xil balandlikda joylashgan elementlar atomlarining soddalashtirilgan elektron diffraktsiya diagrammalari keltirilgan. Ichki, to'liq to'ldirilgan pastki darajalar ko'rsatilmagan.
Litiydan keyin berilliy Be (Z=4) turadi, bunda qoʻshimcha elektron 2 ni toʻldiradi. s-orbital. Elektron formulasi: 2 s 2
Asosiy holatda navbatdagi bor elektron B (z=5) 2 ni egallaydi R-orbital, V:1 s 2 2s 2 2p bitta; uning elektron diffraktsiya sxemasi:
Quyidagi besh element elektron konfiguratsiyaga ega:
C (Z=6): 2 s 2 2p 2N (Z=7): 2 s 2 2p 3
O (Z=8): 2 s 2 2p 4 F (Z=9): 2 s 2 2p 5
Yo'q (Z=10): 2 s 2 2p 6
Berilgan elektron konfiguratsiyalar Xund qoidasi bilan belgilanadi.
Neonning birinchi va ikkinchi energiya darajalari to'liq to'ldiriladi. Keling, uning elektron konfiguratsiyasini belgilaymiz va biz elementlar atomlarining elektron formulalarini qisqacha yozish uchun qo'shimcha ravishda foydalanamiz.
Natriy Na (Z=11) va Mg (Z=12) uchinchi davrni ochadi. Tashqi elektronlar 3 ni egallaydi s-orbital:
Na (Z=11): 3 s 1
Mg (Z=12): 3 s 2
Keyin alyuminiydan boshlab (Z=13), 3 R-pastki daraja. Uchinchi davr argon Ar (Z=18) bilan tugaydi:
Al (Z=13): 3 s 2 3p 1
Ar (Z=18): 3 s 2 3p 6
Uchinchi davr elementlari ikkinchi davr elementlaridan erkin 3 ga egaligi bilan farq qiladi d-kimyoviy bog` hosil bo`lishida ishtirok eta oladigan orbitallar. Bu elementlar tomonidan ko'rsatilgan valentlik holatlarini tushuntiradi.
To'rtinchi davrda, qoidaga muvofiq ( n+l), kaliy K (Z=19) va kaltsiy Ca (Z=20) da elektronlar 4 tani egallaydi. s- pastki daraja, 3 emas d. Skandiy Sc (Z=21) dan boshlanib, sink Zn bilan tugaydigan (Z=30), 3 d- pastki daraja:
Elektron formulalar d-elementlar ion shaklida ifodalanishi mumkin: pastki darajalar asosiy kvant sonining ortib borish tartibida va doimiyda keltirilgan. n– orbital kvant sonini oshirish tartibida. Masalan, Zn uchun bunday yozuv quyidagicha ko'rinadi: 
Bu ikkala yozuv ham ekvivalentdir, lekin ilgari berilgan sink formulasi quyi darajalarni to'ldirish tartibini to'g'ri aks ettiradi.
3-qator d-xromdagi elementlar Cr (Z=24) qoidadan chetlanish bor ( n+l). Ushbu qoidaga ko'ra, Cr konfiguratsiyasi quyidagicha ko'rinishi kerak: 
Uning haqiqiy konfiguratsiyasi aniqlandi 
Ba'zan bu ta'sir elektronning "qobiliyatsizligi" deb ataladi. Shunga o'xshash effektlar barqarorlikning yarmiga oshishi bilan izohlanadi ( p
3 ,
d
5 ,
f
7) va butunlay ( p
6 ,
d
10 ,
f
14) tugallangan pastki darajalar.
Qoidalardan chetga chiqish ( n+l) boshqa elementlarda ham kuzatiladi (2-jadval). Buning sababi, asosiy kvant soni ortishi bilan pastki darajalar energiyalari orasidagi farqlar kamayadi.
Keyingi to'ldirish 4 keladi p-pastki daraja (Ga - Kr). To'rtinchi davr faqat 18 ta elementni o'z ichiga oladi. Xuddi shunday, to'ldirish 5 s-, 4d- va 5 p- beshinchi davrning 18 elementining pastki darajalari. E'tibor bering, energiya 5 s- va 4 d-kichik darajalar juda yaqin va elektron 5 ga ega s- pastki daraja osongina 4 ga o'tishi mumkin d-pastki daraja. 5 da s-quyi darajadagi Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag faqat bitta elektronga ega. Asosiy holatda 5 s- Pd pastki darajasi to'ldirilmagan. Ikki elektronning "cho'kishi" kuzatiladi.
jadval 2
Istisnolar ( n+l) – dastlabki 86 ta element uchun qoidalar
|
Elektron konfiguratsiya |
||
|
qoida bo'yicha ( n+l) |
haqiqiy |
|
|
4s 2 3d 4 4s 2 3d 9 5s 2 4d 3 5s 2 4d 4 5s 2 4d 5 5s 2 4d 6 5s 2 4d 7 5s 2 4d 8 5s 2 4d 9 6s 2 4f 1 5d 0 6s 2 4f 2 5d 0 6s 2 4f 8 5d 0 6s 2 4f 14 5d 7 6s 2 4f 14 5d 8 6s 2 4f 14 5d 9 |
4s 1 3d 5 4s 1 3d 10 5s 1 4d 4 5s 1 4d 5 5s 1 4d 6 5s 1 4d 7 5s 1 4d 8 5s 0 4d 10 5s 1 4d 10 6s 2 4f 0 5d 1 6s 2 4f 1 5d 1 6s 2 4f 7 5d 1 6s 0 4f 14 5d 9 6s 1 4f 14 5d 9 6s 1 4f 14 5d 10 |
|
6 to'ldirilgandan keyin oltinchi davrda s-seziyning pastki darajasi Cs (Z=55) va bariy Ba (Z=56) qoidasiga ko'ra keyingi elektron ( n+l), 4 olishi kerak f-pastki daraja. Biroq, lantan La (Z=57) da elektron 5 ga kiradi d-pastki daraja. Yarim to'ldirilgan (4 f 7) 4f-pastki daraja barqarorlikni oshirdi, shuning uchun gadoliniy Gd (Z=64), yevropiydan keyin (Z=63), 4 ga. f-pastki daraja oldingi elektronlar sonini (7) saqlaydi va yangi elektron 5 ga yetadi d-pastki daraja, qoidani buzish ( n+l). Terbium Tb (Z=65) da keyingi elektron 4 ni egallaydi f-pastki daraja va 5 dan elektron o'tish mavjud d- pastki daraja (konfiguratsiya 4 f 9 6s 2). To'ldirish 4 f-pastki daraja ytterbium Yb (Z=70) da tugaydi. Lutesiy atomining keyingi elektroni Lu 5 ni egallaydi d-pastki daraja. Uning elektron konfiguratsiyasi lantan atomidan faqat to'liq 4 bilan to'ldirilganligi bilan farq qiladi. f-pastki daraja.
Hozirgi vaqtda elementlarning davriy tizimida D.I. Mendeleev, skandiy Sc va itriy Y ostida, ba'zan lutetiy (lantan emas) birinchi bo'lib joylashgan. d-element va uning oldidagi barcha 14 element, shu jumladan lantan, uni maxsus guruhga qo'yish lantanidlar Elementlarning davriy sistemasidan tashqarida.
Elementlarning kimyoviy xossalari asosan tashqi elektron sathlarning tuzilishi bilan belgilanadi. Uchinchi tashqi elektronlar sonining o'zgarishi 4 f- pastki daraja elementlarning kimyoviy xossalariga kam ta'sir qiladi. Shunday qilib, hammasi 4 f elementlar xossalari boʻyicha oʻxshashdir. Keyin oltinchi davrda 5 ta to'ldirish mavjud d-pastki daraja (Hf - Hg) va 6 p-pastki daraja (Tl - Rn).
Ettinchi davrda 7 s-pastki sath fransiy Fr (Z=87) va radiy Ra (Z=88) uchun to'ldiriladi. Actinium qoidadan chetga chiqdi ( n+l) va keyingi elektron 6 ni to'ldiradi d- pastki daraja, 5 emas f. Shundan so'ng 5-to'ldirish bilan elementlar guruhi (Th - No) keladi f-oilani tashkil etuvchi kichik darajalar aktinidlar. E'tibor bering, 6 d- va 5 f- pastki darajalar shunchalik yaqin energiyaga egaki, aktinid atomlarining elektron konfiguratsiyasi ko'pincha qoidaga bo'ysunmaydi ( n+l). Ammo bu holda, aniq konfiguratsiya qiymati 5 ga teng f t 5d m unchalik muhim emas, chunki u elementning kimyoviy xususiyatlariga juda zaif ta'sir qiladi.
Lawrencium Lr (Z=103) 6 da yangi elektronga ega d-pastki daraja. Ushbu element ba'zan davriy jadvalga lutetium ostida joylashtiriladi. Ettinchi davr tugallanmagan. 104 - 109 elementlar beqaror va ularning xususiyatlari kam ma'lum. Shunday qilib, yadro zaryadining ortishi bilan tashqi sathlarning o'xshash elektron tuzilmalari vaqti-vaqti bilan takrorlanadi. Shu munosabat bilan elementlarning turli xossalarida davriy o'zgarishlarni ham kutish kerak.
Kimyoviy elementlar atomlari xossalarining davriy o'zgarishi
Elementlar atomlarining kimyoviy xossalari ularning o'zaro ta'sirida namoyon bo'ladi. Atomlarning tashqi energiya darajalarining konfiguratsiya turlari ularning kimyoviy harakatining asosiy xususiyatlarini aniqlaydi.
Har bir element atomining kimyoviy reaksiyalardagi xatti-harakatlarini belgilovchi xususiyatlari ionlanish energiyasi, elektronga yaqinlik, elektronegativlikdir.
Ionlanish energiyasi - atomdan elektronni ajratish va olib tashlash uchun zarur bo'lgan energiya. Ionlanish energiyasi qancha kam bo'lsa, atomning qaytaruvchi kuchi shunchalik yuqori bo'ladi. Shuning uchun ionlanish energiyasi atomning qaytarilish qobiliyatining o'lchovidir.
Birinchi elektronni ajratish uchun zarur bo'lgan ionlanish energiyasi birinchi ionlanish energiyasi I 1 deb ataladi. Ikkinchi elektronni ajratish uchun zarur bo'lgan energiyaga ikkinchi ionlanish energiyasi I 2 va hokazo deyiladi. Bu holda quyidagi tengsizlik sodir bo'ladi.
men 1< I 2 < I 3 .
Neytral atomdan elektronni ajratish va olib tashlash zaryadlangan iondan ko'ra osonroq sodir bo'ladi.
Ionlanish energiyasining maksimal qiymati asil gazlarga to'g'ri keladi. Ishqoriy metallar ionlanish energiyasining minimal qiymatiga ega.
Bir davr ichida ionlanish energiyasi monoton bo'lmagan tarzda o'zgaradi. Dastlab, s-elementlardan birinchi p-elementlarga o'tishda u kamayadi. Keyinchalik, keyingi p-elementlarda u ortadi.
Bir guruh ichida elementning tartib raqamining ortishi bilan ionlanish energiyasi kamayadi, bu tashqi sath va yadro orasidagi masofaning oshishi bilan bog'liq.
Elektronga yaqinlik - bu elektron atomga biriktirilganda ajralib chiqadigan energiya (E bilan belgilanadi). Atom elektronni qabul qilganda, u manfiy zaryadlangan ionga aylanadi. Davrdagi elektron yaqinligi ortadi, guruhda esa, qoida tariqasida, pasayadi.
Galogenlar eng yuqori elektron yaqinlikka ega. Qobiqni to'ldirish uchun etishmayotgan elektronni biriktirib, ular asil gaz atomining tugallangan konfiguratsiyasiga ega bo'lishadi.
Elektromanfiylik - ionlanish energiyasi va elektron yaqinligi yig'indisi
Elektromanfiylik davr bilan ortadi va kichik guruh bilan kamayadi.
Elektronning to'lqin tabiati tufayli atomlar va ionlar qat'iy belgilangan chegaralarga ega emas. Shuning uchun atomlar va ionlarning radiuslari shartli ravishda aniqlanadi.
Atomlar radiusining eng katta o'sishi kichik davrlar elementlarida kuzatiladi, ularda faqat tashqi energiya darajasi to'ldiriladi, bu s- va p-elementlar uchun xosdir. d- va f-elementlar uchun yadro zaryadining ortishi bilan radiusning silliqroq ortishi kuzatiladi.
Kichik guruh ichida atom radiusi energiya darajalari soni ortishi bilan ortadi.