8 клас. Будова електронних оболонок атомів.

1. Будова атома

2. Стан електрона в атомі
• Кожен електрон рухається навколо ядра так
швидко, що його не тільки не можна
розглянути за допомогою найпотужнішого
мікроскопа, але неможливо навіть
представити у вигляді крапки, що рухається
по певній траєкторії. Електрон має подвійну
природу (дуалізм)- частинки і хвилі.
Електрони немов "розмазані" в просторі і
утворюють електронні хмари – атомні
орбіталі.
• Навколо ядра електрони можуть утворювати
орбіталі (хмари) різної форми:

3. s-орбіталь
сферичну s-орбіталь – кулеподібну
електронну хмару (немов нещільно
намотаного клубка пухнастої шерсті або
ватяної кульки). Вона найстійкіша і
міститься найближче до ядра.

4. p-орбіталь:
чим більше енергія електрона в атомі, тим швидше він
обертається, тим сильніше витягується область його
перебування і нарешті перетворюється на
гантелеподібну p-орбіталь:
Електронна хмара такої форми може займати в атомі
три положення вздовж осей координат x, у і z:

5. Всі разом три електронні хмари, які називають
px-, py- або pz-орбіталями, вони утворюють
симетричну геометричну фігуру, в центрі якої
знаходиться атомне ядро. Вона схожа на
потрійний бант
Отже, видів p-орбіталей може бути три, їхня
енергія однакова, але положення в просторі
різне.

6. Окрім s- і p-орбіталей, існують електронні орбіталі ще
складнішої форми; їх позначають буквами d і f.
Електрони, що потрапляють сюди, набувають ще
більшого запасу енергії, складніших рухів, і у результаті
утворюються складні і красиві об'ємні геометричні
фігури. Всі d-орбіталі (а їх може бути вже п'ять) однакові
за енергією, але по-різному розташовані в просторі. Та і
формою, що нагадує перев'язану стрічками подушечку,
однакові тільки чотири. А п'ята - на зразок гантелі,
протягнутої в бублик.

7. Запам’ятай!
Кількість орбіталей певного виду
чітко визначена такими
числами:
s-орбіталь – 1,
p-орбіталей – 3,
d-орбіталей – 5,
f-орбіталей – 7.

8. Електронна оболонка – це сукупність електронів, що
рухаються в атомі навколо ядра.
Дослідження фізиків показали, електрони в атомі
розташовуються не безладно, а шарами – енергетичними
рівнями. Ці рівні, подібно до поверхів у будинку –
перший, другий, третій і так далі.
Окрім того, кожен рівень поділяється на підрівні - s, p, d,
f, на яких розташовуються атомні орбіталі – s, p, d, f. Чим
більше номер "поверху" - рівня, тим "вище" (далі від ядра)
знаходяться електрони цього рівня. На першому рівні
може бути один-єдиний s-підрівень, на другому підрівнів
вже два: s і р. На третьому "поверсі" три підрівні (s, p і d),
на четвертому - чотири (s, p, d, f).

9. Запам’ятай!
Кількість підрівнів дорівнює номеру рівня.
• Перший рівень містить один підрівень – s,
тому перший рівень можна записати як 1s.
• Другий рівень містить два підрівні – s, p,
позначаємо 2s2p.
• Третій рівень містить три підрівні – s, p, d –
запис матиме вигляд 3s3p3d.
• Четвертий рівень містить чотири підрівні –
s, p, d, f, звідки 4s4p4d4f.
1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f

10. Перший рівень є
найближчим до ядра. Чим
більший номер рівня, тим
він далі від ядра і містить
більшу кількість електронів
Електрони певного рівня, а
також і підрівня
відрізняються між собою
за енергією: чим далі від
ядра, тим енергія
притягування електрона
менша. Вони розміщені на
певній «енергетичній»
висоті.

11. Вчені домовились позначати кожну орбіталь
коміркою – квадратиком. На s-підрівні
може знаходитися одна атомна орбіталь, а
на p-підрівні їх може бути вже три
(відповідно до трьох осей координат):
Орбіталей d- і f-підрівня в атомі може бути
вже п'ять і сім відповідно:
s – одна орбіталь
p – три орбіталі
d – п’ять орбіталей
f – сім орбіталей

12. Фізиками встановлено, що на кожній орбіталі може
знаходитись максимально два електрони (правило,
принцип Паулі), один з яких обертається навколо
своєї осі за годинниковою стрілкою, а другий – проти.
Це схематично зображують так
Звідси, на s-підрівні міститься два електрона, на р-
підрівні – шість, на d-підрівні – десять, на f–підрівні –
чотирнадцять
Запис 1s2
означає, що на одній s-орбіталі s-підрівня
першого рівня міститься два електрона. Такий запис
називається електронною конфігурацією і читається
«один-ес-два».

13. За третім правилом (правилом Хунда): всі
орбіталі одного підрівня (!) спочатку
заповнюються одним, а потім другим
електроном. Наприклад для р-орбіталей:
Зверніть увагу, правилом користуються при
заповнені підрівнів, але ні в якому разі
рівнів!
запис позначає один неспарений електрон
(наполовину заповнену орбіталь)
позначення двох спарених електронів
(електрони знаходяться в парі)

18. “провал “електрона

19. Так енергетично вигідно

21. “провал “електрона

25. Валентність елемента визначається
кількістю неспарених електронів.
При наданні атому додаткової енергії
електрони останнього рівня “збуджуються” і
переходять на рівень з більшою енергією,
говорять, що атом з основного стану
перейшов у *збуджений.