Электронное строение атома, электронные формулы атомов и электронно-графические формулы.

Строение атома описывается с помощью схемы электронного строения атома, электронной формулы атома, электронно-графической формулы атома.

Схемы электронного строения атомов показывают распределение электронов по энергетическим уровням.

Например, натрий

К L М

₁₁Na +ll) ) )

2 8 1

Распределение электронов в атомах по энергетическим подуровням показывают электронные формулы (конфигурации).

₁₁Na ls² 2s² 2p⁶ 3s¹

Структуру электронных оболочек атомов изображают графически при помощи энергетических ячеек (электронных структур). Понятие об энергетической ячейке соответствует понятию об энергетическом состоянии электрона, характеризуемом квантовыми числами n,l,m. Ячейка обозначается квадратиком, электрон внутри ячейки - стрелкой. Каждая ячейка может вместить одну электронную пару.

Например, структура электронной оболочки для атома алюминия будет иметь следующий вид:

3s² 3p⁶

	2s2		2p6			_
1s2

По энергетическим соображениям 1s-орбиталь заполняется раньше, чем орбиталь 2s, которая в свою очередь заполняется раньше, чем 2р-орбиталь. Порядок заполнения трех 2р-орбиталей определяется правилом Гунда, согласно которому ни одна из р-орбиталей данной оболочки не может быть занята двумя электронами до тех пор, пока все р-орбитали этой оболочки не будут содержать по одному электрону.

Например, для атома фосфора, электронная формула которого

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3р³ , распределение по ячейкам будет иметь следующий вид:

		p
						d

n=1

n=2

n=3

Основное состояние атома фосфора.

Находясь в одной ячейке, электроны связаны друг с другом в силу замыкания их магнитных полей, образованных при движении электрона по замкнутой орбитали; энергетическое состояние электрона, обусловленное орбитальными магнитным моментом электрона, характеризуется третьим квантовым числом - магнитным (m_e). При сообщении энергии извне эту пару можно разъединить, то есть распарить, и из нуль-валентной сделать валентными:

		p
						d

s

n=1

n=2

n=3

Пятивалентное возбужденное

состояние атома фосфора

Каждый электрон обладает еще и внутренним движением. Эффект, вызванный внутренним движением электрона вокруг собственной оси, характеризуются четвертым квантовым числом - спиновым m_s.

Символ элемента, порядковый номер, название	Схема электронного строения	Электронная формула	Электронно-графическая формула
Элементы II периода
3Li Литий	)) 2 1	ls22sl	á áâ 2s   1s
4Be Берилий	К L )) 2 2	ls22s2	á       áâ   2p   áâ 2s
5B Бор	К L )) 2 3	1s22s22p1	á       áâ   2p   áâ 2s
6C Углерод	К L )) 2 4	1s22s22p2	á á     áâ   2p   áâ 2s       1s
7N Азот	К L )) 2 5	1s22s22p3	á á á   áâ   2p   áâ 2s

Строение элементов II, III и IV периодов

Элементы III периода
11Na Натрий	KLM ))) 2 8 1	1s22s22p63s1	1 s           á     áâ áâ áâ 3s   áâ   2p     áâ 2s
13Аl Алюминий	KLM ))) 2 8 3	1s22s22p63s23p1	á                 áâ   3p       áâ áâ áâ 3s         áâ   2p           áâ 2s                                       1s
18 Аr Аргон	KLM ))) 2 8 8	1s22s22p63s23p6	áâ áâ áâ           áâ   3 p       áâ áâ áâ 3s         áâ   2p           áâ 2s                                     1s
Элементы IV периода
13К Калий	KLMN )))) 2 8 8 1	1s22s22p63s23p64s1	á Ar 4s
20Са Кальций	KLMN )))) 2 8 8 2	1s22s22p63s23p64s2	áâ Ar 4s
2lSc Скандий	KLMN )))) 2 8 9 2	ls22s22p63s23p64s23d1 или   ls22s22p63s23p63d14s2	á           áâ     3d     Ar 4s
24Сr Хром	KLMN )))) 2 8 13 1	ls22s22p63s23p64s13d5	á           áâ     3d     Ar 4s

9CU Медь	KLMN )))) 2 8 18 1	ls22s22p63s23p64s23d10	á á á á á   áâ     3d     Ar 4s
30Zn Цинк	KLMN )))) 2 8 18 2	ls22s22p63s23p64s23d10	áâ áâ áâ áâ áâ   áâ     3d     Ar 4s
31Ga Галлий	KLMN )))) 2 8 18 3	ls22s22p63s23p64s23d10p1	á         áâ áâ áâ áâ áâ 4 p   áâ     3d           Ar 4s