Состояние электронов в атоме. Строение атомов элементов больших и малых периодов.

По современным представлениям атом состоит из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него электронов. В ядре содержатся протоны и нейтроны. Число протонов, а также электронов равно порядковому номеру элемента.

Частица масса заряд

Протон 1 +1

Нейтрон 1 0

Электрон ≈ 0 – 1

Сумма протонов и нейтронов численно равна относительной атомной массе элемента.

Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно место нахождения электрона, называется орбиталью или электронным облаком. Формы электронных облаков различны (s, p, d, f ); О – s- орбиталь ; ∞ – p- орбиталь

Электронные облака d и f имеют более сложную форму.

Электроны, двигаясь в пространстве вокруг ядра , образуют его электроннуюоболочку, которая делится на электронные слои или уровни. Распределение электронов по электронным слоям (уровням) можно представить следующим образом: ₊₁ H ) ₊₆ C ) ) ₊₁₂ Mg ) ) )

1 2 4 2 8 2

Максимальное число электронов в электронном слое (уровне) определяется по формуле: N = 2 n ², где n – номер электронного слоя (уровня).

Число электронных слоев (уровней) равно номеру периода, в котором находится элемент. Уровни делятся на подуровни (s, p, d, f) и заполняются электронами в определенной последовательности. В зависимости от того, какой подуровень последним заполняется электронами, все элементы делятся на 4 семейства: s, p, d, f – элементы. Число валентных электронов (участвующих в образованиихимических связей) численно равно номеру группы.

Электронная конфигурация атомов отображается с помощью электронных формул, например, атом водорода имеет электронную конфигурацию: 1 S¹

А атом углерода – 1 S ² 2 S ² 2 P ².

У элементов малых и больших периодов строение электронных оболочек атомов отличается. В малых периодах слева направо число внешних электронов увеличивается резко – от 1 до 8 и свойства элементов также меняются резко - от металлическим к неметаллическим. Так, в начале 3 периода стоит типичный металл натрий (легко отдает 1 электрон внешнего уровня), а в конце периода – типичный неметалл хлор (легко присоединяет 1 электрон до завершения уровня). Завершает период аргон – инертный газ.

Свойства соединений элементов изменяются от основных к кислотным через амфотерные. Оксиды натрия и магния – основные, оксид алюминия – амфотерный, а оксиды кремния, фосфора, серы и хлора – кислотные.

Большие периоды состоят из 2-х рядов. В четных рядах больших периодов на внешнем уровне число эдектронов не меняется (равно 1 или 2), идет дозаполнение предыдущего снаружи уровня (d – подуровень, элементы «вставных» декад), поэтому свойства элементов меняются плавно, здесь все элементы – металлы. В нечетных рядах число внешних эектронов снова резко растет, как в малом периоде, от 1 до 8 и свойства элементов снова меняются резко - от металлических к неметаллическим. Однако, в целом, в начале любого большого периода – типичные металлы, а в конце – типичные неметаллы, т. е. при переходе от одного периода к другому наблюдается периодичность изменения свойств элементов, а значит, и их соединений. Свойства элементов, их оксидов, гидратов этих оксидов (и водородных соединений элементов главных подгрупп) периодически повторяются

В группах (в главных подгруппах) сверху вниз, с ростом заряда ядра и радиуса атома металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают, основность соединений в подгруппе сверху вниз усиливается.