Электронные слои атомов первых 20 элементов
Свойства элемента определяются прежде всего его электронами, ведь при реакциях ядра атомов не меняются. Электроны в атоме располагаются не как попало, а слоями, и именно строение внешнего слоя объясняет периодический закон.
Электронные слои
Электроны в атоме различаются энергией: одни прочнее связаны с ядром и находятся ближе к нему, другие связаны слабее и находятся дальше. Электроны с близкой энергией образуют электронный слой, его называют также энергетическим уровнем. Число электронных слоёв в атоме равно номеру периода. У атома водорода один слой, у атома натрия — три.
В каждом слое может находиться не больше определённого числа электронов: в первом — не больше 2, во втором — не больше 8. У элементов первых трёх периодов третий слой заполняется до 8 электронов, после чего начинает заполняться четвёртый: у калия и кальция — это первые элементы четвёртого периода.
Электронная схема атома
Электронная схема атома показывает, сколько электронов находится в каждом слое. Сначала записывают заряд ядра, затем дугами — слои с числом электронов в каждом. Схему строят по трём числам из Периодической системы: порядковый номер даёт общее число электронов, номер периода — число слоёв, номер главной подгруппы — число электронов на внешнем слое. Для натрия (\(Z = 11\), 3-й период, IA группа) получаем 2, 8, 1; для хлора (\(Z = 17\), 3-й период, VIIA группа) — 2, 8, 7.
| Период | Распределение электронов по слоям |
|---|---|
| 1 | \(\ce{H}\) 1; \(\ce{He}\) 2 |
| 2 | \(\ce{Li}\) 2, 1; \(\ce{Be}\) 2, 2; \(\ce{B}\) 2, 3; \(\ce{C}\) 2, 4; \(\ce{N}\) 2, 5; \(\ce{O}\) 2, 6; \(\ce{F}\) 2, 7; \(\ce{Ne}\) 2, 8 |
| 3 | \(\ce{Na}\) 2, 8, 1; \(\ce{Mg}\) 2, 8, 2; \(\ce{Al}\) 2, 8, 3; \(\ce{Si}\) 2, 8, 4; \(\ce{P}\) 2, 8, 5; \(\ce{S}\) 2, 8, 6; \(\ce{Cl}\) 2, 8, 7; \(\ce{Ar}\) 2, 8, 8 |
| 4 | \(\ce{K}\) 2, 8, 8, 1; \(\ce{Ca}\) 2, 8, 8, 2 |
Внешний электронный слой
Самый важный для химии слой — последний. Внешний электронный слой — это наиболее удалённый от ядра слой; его электроны слабее всего связаны с ядром и участвуют в образовании химических связей. У элементов главных подгрупп число электронов на внешнем слое равно номеру группы.
Теперь понятна причина периодичности. С ростом заряда ядра на внешнем слое становится то 1, то 2, то 3 электрона и так далее до 8, а затем начинается новый слой, и всё повторяется. Литий (2, 1), натрий (2, 8, 1) и калий (2, 8, 8, 1) имеют по одному внешнему электрону, поэтому они так похожи. Строение внешнего слоя повторяется — повторяются и свойства.
Завершённый внешний слой
Слой, в котором находится максимально возможное для него число электронов, — это завершённый внешний слой. У гелия это 2 электрона, у неона и аргона — 8. Такой слой особенно устойчив, поэтому благородные газы почти не вступают в реакции. Атомы остальных элементов стремятся завершить внешний слой. Металлам, у которых на внешнем слое 1–3 электрона, проще отдать их, и тогда завершённым становится предыдущий слой. Неметаллам с 4–7 внешними электронами проще принять недостающие электроны до восьми. Так атом натрия, отдав электрон, превращается в положительно заряженную частицу с оболочкой неона, а атом хлора, приняв электрон, — в отрицательно заряженную частицу с оболочкой аргона. Такие частицы называют ионами, о них пойдёт речь в теме 3.1.
Разбор задания ОГЭ. Задание 2. На рисунке изображена модель атома химического элемента: вокруг ядра три электронных слоя, на которых находятся 2, 8 и 6 электронов. Запишите номер периода (X) и номер группы (Y), в которых находится этот элемент.
Решение. Три электронных слоя означают третий период. На внешнем слое 6 электронов, значит, это элемент VIA группы. Всего электронов \(2 + 8 + 6 = 16\) — это сера.
Ответ: X = 3, Y = 6.
Закрепите теорию: 4 термина и 15 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward