§ 1. Основные сведения о строении атома (продолжение)

Называют электронным облаком

s-Облака имеют сферическую форму, р-облака — форму гантели или объёмной восьмёрки, а некоторые d-облака — форму листа клевера (рис. 3).

Форма и размеры того или иного электронного облака определяются атомными орбиталями. Атомные орбитали являются функцией двойственной природы электрона, определённой в каждой точке около- ядерного пространства. Они не имеют формы, так как это понятие математическое. Однако, как и соответствующие им электронные облака, орбитали обозначают символами s, р, d, f.

В атомах химических элементов первому слою соответствует одна s-орбиталь, на которой могут находиться два s-электрона. Второй слой имеет s-орбиталь, запас энергии электронов на ней выше, чем у электронов первого слоя. Кроме того, второй слой имеет три р-орбитали, которым соответствуют гантелеобразные электронные облака одного размера. Они взаимно перпендикулярны, подобно осям координат х,у и z. Третий слой, помимо одной s- и трёх р-орбиталей, имеет пять d-орбиталей.

Каждую орбиталь могут занимать два электрона. Следовательно, максимальное число электронов, которые могут поместиться на первом слое, равно 2, на втором слое — 8 (2 — на одной s-орбитали и 6 — на трёх р-орбиталях), на третьем слое — 18 (2 — на s-орбитали, 6 — нар-орбитали и 10 — на d-орбиталях).

Атом каждого элемента в Периодической системе Д. И. Менделеева отличается от предыдущего тем, что заряд его ядра увеличивается на единицу (в ядре на один протон становится больше), а следовательно, на электронной оболочке на один электрон становится больше по сравнению с предыдущим элементом.

В зависимости от того, на какой орбитали находится этот последний электрон, химические элементы можно разделить на семейства: s, р, d и f (рис. 4).

К s-элементам относят элементы главных подгрупп I и II групп Периодической системы Д. И. Менделеева, а также гелий.

К р-элементам относят элементы главных подгрупп III—VIII групп Периодической системы Д. И. Менделеева.

К d- и f-элементам относят химические элементы побочных подгрупп Периодической системы Д. И. Менделеева.

Принадлежность химического элемента к тому или иному электронному семейству можно определить по электронной конфигурации (электронной формуле), которая показывает расположение электронов на электронных слоях и орбиталях атомов. Записать такую формулу можно с помощью Периодической системы Д. И. Менделеева. Для элементов малых периодов (1—3), состоящих только из элементов главных подгрупп (А групп), это не составит никакого труда. Например, сера, химический элемент № 16, расположенный в 3-м периоде, главной подгруппе VI группы (VIA группе) Периодической системы Д. И. Менделеева. Следовательно, ядро её атома имеет заряд +16, на электронной оболочке располагаются 16 электронов: на первом слое — 2 электрона на ls-орбитали, на втором слое — 8 электронов (2 — на 2в-орбитали и 6 — на 2р-орбиталях) и на третьем — 6 электронов в соответствии с номером группы (2 — на Зв-орбитали и оставшиеся 4 — на Зр-орбиталях). Отсюда электронная конфигурация атома серы:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

Сера — это p-элемент, так как последний электрон в её атоме располагается на 3р-орбитали.

<<< К началу Окончание >>>