ЕГЭ
КАРТОЧКИ
ТЕСТЫ
ОБРАЧАТ
Теория к уроку «Строение атома»
Общие сведения об атоме
Атом — минимальная частица химического элемента, сохраняющая его свойства.
| Область | Частицы | Заряд | Масса |
|---|---|---|---|
| Ядро | Протоны ($p^+$), нейтроны ($n^0$) | $p^+ = +1, n^0 = 0$ | Почти вся масса атома |
| Электронная оболочка | Электроны ($e^-$) | $–1$ | $\approx 1/1836$ массы протона |
Характеристики атомов
- Порядковый номер (атомный номер) $Z$:
- Число протонов в ядре.
- В нейтральном атоме = числу электронов.
- Определяет место элемента в Периодической таблице.
- Массовое число $A$:
- $A = p + n$ (сумма протонов и нейтронов).
- Число нейтронов:
- $n = A – Z$.
| Элемент | $Z$ | $A$ | $p$ | $n$ | $e$ |
|---|---|---|---|---|---|
| $^{12}$ $C$ | $6$ | $12$ | $6$ | $6$ | $6$ |
| $^{14}$ $N$ | $7$ | $14$ | $7$ | $7$ | $7$ |
| $^{23}$ $Na$ | $11$ | $23$ | $11$ | $12$ | $11$ |
Изотопы — это разновидности одного элемента, у которых одинаковый порядковый номер ($Z$), но разное массовое число $A$ → различное число нейтронов.
| Элемент | Изотопы | Особенности |
|---|---|---|
| Водород | $^{1}H$ (протий), $^{2}H$ (дейтерий), $^{3}H$ (тритий) | Меняется масса, свойства почти те же |
| Углерод | $^{12}C$, $^{13}C$, $^{14}C$ | $^{14}C$ радиоактивен |
| Хлор | $^{35}Cl$, $^{37}Cl$ | Средняя атомная масса $\approx 35,5$ |
Электронная оболочка, уровни и орбитали
Электроны распределяются по энергетическим уровням (слоям): $1, 2, 3$ или $K, L, M$.
| Уровень | Максимум $e^- (2n^2)$ |
|---|---|
| $1$ | $2$ |
| $2$ | $8$ |
| $3$ | $18$ |
| $4$ | $32$ |
Каждый энергетический уровень состоит из нескольких подуровней:
| Подуровень | Форма орбитали | Максимум $e^-$ |
|---|---|---|
| $s$ | сферическая | $2$ |
| $p$ | гантелеобразная | $6$ |
| $d$ | сложная форма | $10$ |
| $f$ | очень сложная | $14$ |
Заполнение орбиталей
- Правило 1 — Принцип наименьшей энергии: подуровни заполняются в порядке возрастания энергии: $$1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d …$$
- Правило 2 — Принцип Паули: на одной орбитали — не больше 2 электронов с противоположными спинами.
- Правило 3 — Правило Хунда: $p$, $d$, $f$-орбитали заполняются сначала по одному электрону, затем спариваются.
Номер периода показывает число энергетических уровней. Номер группы (основной) — это число электронов на внешнем уровне. Количество внешних электронов определяет химическую активность, валентность и степень окисления.
Пример
Запишите электронные формулы натрия и хлора.
Показать решение
Скрыть
Натрий $Na$, $Z=11$:
- Электронная конфигурация (распределяем 11 электронов по орбиталям): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$.
- Распределение по уровням: $K: 2, L: 8, M: 1$.
- Диаграмма орбиталей: $1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s ↑$.
Хлор $Cl$, $Z=17$:
- Электронная конфигурация (распределяем 17 электронов по орбиталям): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$.
- Диаграмма орбиталей: $1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s ↑↓ 3p ↑↓ ↑ ↑$.
- Внешний уровень: $3s^2 3p^5$, валентных электронов: $7$.
| Элемент | $Z$ | $e$ на внешнем уровне | Конфигурация внешнего уровня |
|---|---|---|---|
| $Li$ | $3$ | $1$ | $2s^1$ |
| $Be$ | $4$ | $2$ | $2s^2$ |
| $B$ | $5$ | $3$ | $2s^22p^1$ |
| $C$ | $6$ | $4$ | $2s^22p^2$ |
| $N$ | $7$ | $5$ | $2s^22p^3$ |
| $O$ | $8$ | $6$ | $2s^22p^4$ |
| $F$ | $9$ | $7$ | $2s^22p^5$ |
| $Ne$ | $10$ | $8$ | $2s^22p^6$ |
Ионы
Катионы (положительные) образуются при потере электронов: $Na → Na^+ + e^-, Mg → Mg^{2+} + 2e^-$.
Анионы (отрицательные) образуются при присоединении электронов: $Cl + e^- → Cl^-, O + 2e^- → O^{2-}$.
| Атом | Конфигурация | Ион | Новая конфигурация |
|---|---|---|---|
| $Na$ | $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$ | $Na^+$ | $1s^2 2s^2 2p^6$ (потерян один электрон $3s^{1-1}$) |
| $Cl$ | $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$ | $Cl^-$ | $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$ (присоединен один электрон $3p^{5+1}$) |
Практика
Часто задаваемые вопросы
Чтобы построить диаграмму орбиталей, нужно определить количество орбиталей на каждом подуровне, нарисовать их в виде квадратов или кругов, а затем заполнить их электронами, следуя правилу Паули (два электрона на орбиталь) и правилу Хунда (сначала одиночные электроны с одинаковым спином, потом спаривание).
Следует учитывать, что для каждого подуровня нужно рисовать все его орбитали, даже если они не заполнены.
Сначала по одному на каждую орбиталь.
$Na^+$ теряет электрон → оболочка уменьшается → радиус меньше. Следовательно, атом ($Na$) больше, чем его катион.
5
5
1
5
Получите полный доступ ко всем материалам и занимайтесь в удобном темпе — без ограничений.
- Более 700 000 учеников и 50 000 учителей по всей России.
- Повышение среднего балла по предмету до 20 % после месяца занятий.
- Всплеск интереса к учебе и более глубокое понимание предметов.
Создайте бесплатный аккаунт — и откройте больше возможностей:
- Отслеживайте прогресс освоения тем
- Получайте персональные подборки полезных уроков и заданий
- Проводите работу над ошибками после занятий
Хотите оставить комментарий?
Войти