Электронные формулы атомов химических элементов (109). Орбитали хрома

Электронная конфигурация атома - Электронный учебник K-tree

Электронная конфигурация атома - это формула, показывающая расположение электронов в атоме по уровням и подуровням. После изучения статьи Вы узнаете, где и как располагаются электроны, познакомитесь с квантовыми числами и сможете построить электронную конфигурацию атома по его номеру, в конце статьи приведена таблица элементов.

Сколько электронов в атоме?

Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов, ядро состоит из протонов и нейтронов. В нейтральном состоянии у каждого атома количество электронов равно количеству протонов в его ядре. Количество протонов обозначили порядковым номером элемента, например, сера, имеет 16 протонов - 16й элемент периодической системы. Золото имеет 79 протонов - 79й элемент таблицы Менделеева. Соответственно, в сере в нейтральном состоянии 16 электронов, а в золоте 79 электронов.

Где искать электрон?

Наблюдая поведение электрона были выведены определённые закономерности, они описываются квантовыми числами, всего их четыре:

• Главное квантовое число
• Орбитальное квантовое число
• Магнитное квантовое число
• Спиновое квантовое число

Орбиталь

Далее, вместо слова орбита, мы будем использовать термин "орбиталь", орбиталь - это волновая функция электрона, грубо - это область, в которой электрон проводит 90% времени. N - уровень L - оболочка Ml - номер орбитали Ms - первый или второй электрон на орбитали

Орбитальное квантовое число l

В результате исследования электронного облака, обнаружили, что в зависимости от уровня энергии, облако принимает четыре основных формы: шар, гантели и другие две, более сложные. В порядке возрастания энергии, эти формы называются s-,p-,d- и f-оболочкой. На каждой из таких оболочек может располагаться 1 (на s), 3 (на p), 5 (на d) и 7 (на f) орбиталей. Орбитальное квантовое число - это оболочка, на которой находятся орбитали. Орбитальное квантовое число для s,p,d и f-орбиталей соответственно принимает значения 0,1,2 или 3.

На s-оболочке одна орбиталь (L=0) - два электрона На p-оболочке три орбитали (L=1) - шесть электронов На d-оболочке пять орбиталей (L=2) - десять электронов На f-оболочке семь орбиталей (L=3) - четырнадцать электронов

Магнитное квантовое число ml

На p-оболочке находится три орбитали, они обозначаются цифрами от -L, до +L, то есть, для p-оболочки (L=1) существуют орбитали "-1", "0" и "1". Магнитное квантовое число обозначается буквой ml.

Внутри оболочки электронам легче располагаться на разных орбиталях, поэтому первые электроны заполняют по одному на каждую орбиталь, а затем уже к каждому присоединяется его пара.

Рассмотрим d-оболочку: d-оболочке соответствует значение L=2, то есть пять орбиталей (-2,-1,0,1 и 2), первые пять электронов заполняют оболочку принимая значения Ml=-2,Ml=-1,Ml=0, Ml=1,Ml=2.

Спиновое квантовое число ms

Спин - это направление вращения электрона вокруг своей оси, направлений два, поэтому спиновое квантовое число имеет два значения: +1/2 и -1/2. На одном энергетическом подуровне могут находиться два электрона только с противоположными спинами. Спиновое квантовое число обозначается ms

Главное квантовое число n

Главное квантовое число - это уровень энергии, на данный момент известны семь энергетических уровней, каждый обозначается арабской цифрой: 1,2,3,...7. Количество оболочек на каждом уровне равно номеру уровня: на первом уровне одна оболочка, на втором две и т.д.

Номер электрона

Итак, любой электрон можно описать четырьмя квантовыми числами, комбинация из этих чисел уникальна для каждой позиции электрона, возьмём первый электрон, самый низкий энергетический уровень это N=1, на первом уровне распологается одна оболочка, первая оболочка на любом уровне имеет форму шара (s-оболочка), т.е. L=0, магнитное квантовое число может принять только одно значение, Ml=0 и спин будет равен +1/2. Если мы возьмём пятый электрон (в каком бы атоме он не был), то главные квантовые числа для него будут: N=2, L=1, M=-1, спин 1/2.

Энергетические уровни с подуровнями для наглядности изображены ниже, сверху вниз расположены уровни и цветом разделены подуровни:

1 2 3 4 5 6 7 8

Таблица 1. Распределение электронов по энергетическим уровням

Здесь, сверху-вниз показаны энергетические уровни (1-7), слева-направо разделены по группам электронные подуровни (s,p,d,f), в каждой ячейке располагаются по два электрона в противоположных направлениях. Общий принцип распределения электронов такой, что энергетические подуровни заполняются в порядке суммы главного и орбитального квантовых чисел, то есть: 1S, 2S, 2P, 3S, 3P, 4S, 3D и так далее, если сумма одинакова, то сначала заполняется уровень с меньшим главным квантовым числом N.

У некоторых элементов имеются отклонения в формировании электронной конфигурации, а именно у 24Cr, 29Cu, 41Nb, 42Mo, 44Ru, 45Rh, 46Pd, 47Ag, 78Pt, 79Au

Проверьте себя, составьте электронную конфигурацию для элементов #5, #8 и #17, затем проверьте себя по таблице ниже.

№ Элемент Название Электронная конфигурация Энергетических уровней

1	H	водород	1s 1	1
2	He	гелий	1s 2	1
3	Li	литий	1s 22s 1	2
4	Be	бериллий	1s 22s 2	2
5	B	бор	1s 22s 22p 1	2
6	C	углерод	1s 22s 22p 2	2
7	N	азот	1s 22s 22p 3	2
8	O	кислород	1s 22s 22p 4	2
9	F	фтор	1s 22s 22p 5	2
10	Ne	неон	1s 22s 22p 6	2
11	Na	натрий	1s 22s 22p 63s 1	3
12	Mg	магний	1s 22s 22p 63s 2	3
13	Al	алюминий	1s 22s 22p 63s 23p1	3
14	Si	кремний	1s 22s 22p 63s 23p2	3
15	P	фосфор	1s 22s 22p 63s 23p3	3
16	S	сера	1s 22s 22p 63s 23p4	3
17	Cl	хлор	1s 22s 22p 63s 23p5	3
18	Ar	аргон	1s 22s 22p 63s 23p6	3
19	K	калий	1s 22s 22p 63s 23p64s 1	4
20	Ca	кальций	1s 22s 22p 63s 23p64s 2	4
21	Sc	скандий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d1	4
22	Ti	титан	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d2	4
23	V	ванадий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d3	4
24	Cr	хром	1s 22s 22p 63s 23p64s 13d5	4
25	Mn	марганец	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d5	4
26	Fe	железо	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d6	4
27	Co	кобальт	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d7	4
28	Ni	никель	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d8	4
29	Cu	медь	1s 22s 22p 63s 23p64s 13d10	4
30	Zn	цинк	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d10	4
31	Ga	галлий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p1	4
32	Ge	германий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p2	4
33	As	мышьяк	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p3	4
34	Se	селен	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p4	4
35	Br	бром	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p5	4
36	Kr	криптон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p6	4
37	Rb	рубидий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s1	5
38	Sr	стронций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s2	5
39	Y	иттрий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d1	5
40	Zr	цирконий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d2	5
41	Nb	ниобий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d4	5
42	Mo	молибден	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d5	5
43	Tc	технеций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d5	5
44	Ru	рутений	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d7	5
45	Rh	родий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d8	5
46	Pd	палладий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p64d10	5
47	Ag	серебро	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d10	5
48	Cd	кадмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d10	5
49	In	индий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p1	5
50	Sn	олово	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p2	5
51	Sb	сурьма	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p3	5
52	Te	теллур	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p4	5
53	I	йод	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p5	5
54	Xe	ксенон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p6	5
55	Cs	цезий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s1	6
56	Ba	барий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s2	6
57	La	лантан	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s25d1	6
58	Ce	церий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f2	6
59	Pr	празеодим	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f3	6
60	Nd	неодим	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f4	6
61	Pm	прометий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f5	6
62	Sm	самарий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f6	6
63	Eu	европий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f7	6
64	Gd	гадолиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f75d1	6
65	Tb	тербий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f9	6
66	Dy	диспрозий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f10	6
67	Ho	гольмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f11	6
68	Er	эрбий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f12	6
68	Tm	тулий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f13	6
70	Yb	иттербий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f14	6
71	Lu	лютеций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d1	6
72	Hf	гафний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d2	6
73	Ta	тантал	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d3	6
74	W	вольфрам	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d4	6
75	Re	рений	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d5	6
76	Os	осмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d6	6
77	Ir	иридий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d7	6
78	Pt	платина	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d9	6
79	Au	золото	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d10	6
80	Hg	ртуть	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d10	6
81	Tl	таллий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p1	6
82	Pb	свинец	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p2	6
83	Bi	висмут	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p3	6
84	Po	полоний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p4	6
85	At	астат	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p5	6
86	Rn	радон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d105p66s24f145d106p6	6
87	Fr	франций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s1	7
88	Ra	радий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2	7
89	Ac	актиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d1	7
90	Th	торий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d25f0	7
91	Pa	протактиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f26d1	7
92	U	уран	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f36d1	7
93	Np	нептуний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f46d1	7
94	Pu	плутоний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f56d1	7
95	Am	америций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f7	7
96	Cm	кюрий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f76d1	7
97	Bk	берклий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f86d1	7
98	Cf	калифорний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f10	7
99	Es	эйнштейний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f11	7
100	Fm	фермий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f12	7
101	Md	менделеевий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f13	7
102	No	нобелий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f14	7
103	Lr	лоуренсий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d1	7
104	Rf	резерфордий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d2	7
105	Db	дубний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d3	7
106	Sg	сиборгий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d4	7
107	Bh	борий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d5	7
108	Hs	хассий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d6	7
109	Mt	мейтнерий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d7	7
110	Ds	дармштадтий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d8	7
111	Rg	рентгений	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d9	7
112	Cn	коперниций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d10	7
113	Nh	нихоний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p1	7
114	Fl	флеровий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p2	7
115	Mс	московий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p3	7
116	Lv	ливерморий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p4	7
117	Ts	теннесcин	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p5	7
118	Og	оганесон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6	7
Таблица 2. Электронная конфигурация атомов

Если Вы хотите узнать, как составить электронную конфигурацию, обратитесь к статье «как написать электронную конфигурацию»

Квантовые числа электронов в атомах

• Электронная конфигурация атомов
• Построение электронной конфигурации

→ Тесты по химии 8 класс

k-tree.ru

Общая характеристика d-элементов » HimEge.ru

Понятие переходный элемент обычно используется для обозначения любого элемента с валентными d- или f-электронами. Эти элементы занимают в периодической таблице переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрицательными p-элементами.

d-Элементы принято называть главными переходными элементами. Их атомы характеризуются внутренней застройкой d-подоболочек. Дело в том, что s-орбиталь их внешней оболочки обычно заполнена уже до того, как начинается заполнение d-орбиталей в предшествующей электронной оболочке. Это означает, что каждый новый электрон, добавляемый в электронную оболочку очередного d-элемента, в соответствии с принципом заполнения, попадает не на внешнюю оболочку, а на предшествующую ей внутреннюю подоболочку. Химические свойства этих элементов определяются участием в реакциях электронов обеих указанных оболочек.

d-Элементы образуют три переходных ряда — в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно. Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3d-орбиталей. Орбиталь 4s заполняется раньше, чем орбиталь 3d, потому что имеет меньшую энергию (правило Клечковского).

Следует, однако, отметить существование двух аномалий. Хром и медь имеют на своих 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или полностью заполненные подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные подоболочки.

В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов. Аналогичная аномалия наблюдается у серебра.

Все d-элементы являются металлами.

Электронные конфигурации элементов четвертого периода от скандия до цинка:

Характерные степени окисления d элементов:

Хром находится в 4-м периоде, в VI группе, в побочной подгруппе. Это металл средней активности. В своих соединениях хром проявляет степени окисления +2, +3 и +6. CrO — типичный основный оксид, Cr2O3  — амфотерный оксид, CrO3  — типичный кислотный оксид со свойствами сильного окислителя, т. е. рост степени окисления сопровождается усилением кислотных свойств.

Железо находится в 4-м периоде, в VIII группе, в побочной подгруппе. Железо — металл средней активности, в своих соединениях проявляет  наиболее  характерные  степени  окисления  +2  и  +3.  Известны также соединения железа, в которых оно проявляет степень окисления +6, которые являются сильными окислителями. FeO проявляет основные, а Fe2O3  — амфотерные с преобладанием основных свойств.

Медь находится в 4-м периоде, в I группе, в побочной подгруппе. Ее наиболее устойчивые степени окисления +2 и +1. В ряду напряжений металлов медь находится после водорода, ее химическая активность не очень велика. Оксиды меди: Cu2O CuO. Последний и гидроксид меди Cu(OH)2 проявляют амфотерные свойства с преобладанием основных.

Цинк находится в 4-м периоде, во II-группе, в побочной подгруппе. Цинк относится к металлам средней активности, в своих соединениях проявляет единственную степень окисления +2. Оксид и гидроксид цинка являются амфотерными.

himege.ru

Строение атома | CHEMEGE.RU

Темы кодификатора ЕГЭ: Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов: s-, p- и d-элементы. Электронная конфигурация атомов и ионов. Основное и возбужденное состояние атомов.

Одну из первых моделей строения атома — «пудинговую модель» — разработал Д.Д. Томсон в 1904 году. Томсон открыл существование электронов, за что и получил Нобелевскую премию. Однако наука на тот момент не могла объяснить существование этих самых электронов в пространстве. Томсон предположил, что атом состоит из отрицательных электронов, помещенных в равномерно заряженный положительно «суп», который компенсирует заряд электронов (еще одна аналогия — изюм в пудинге). Модель, конечно, оригинальная, но неверная. Зато модель Томсона стала отличным стартом для дальнейших работ в этой области.

И дальнейшая работа оказалась эффективной. Ученик Томсона, Эрнест Резерфорд, на основании опытов по рассеянию альфа-частиц на золотой фольге предложил новую, планетарную модель строения атома.

Согласно модели Резерфорда, атом состоит из массивного, положительно заряженного ядра и частиц с небольшой массой — электронов, которые, как планеты вокруг Солнца, летают вокруг ядра, и на него не падают.

Модель Резерфорда оказалась следующим шагом в изучении строения атома. Однако современная наука использует более совершенную модель, предложенную Нильсом Бором в 1913 году. На ней мы и остановимся подробнее.

Атом — это мельчайшая, электронейтральная, химически неделимая частица вещества, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки.

При этом электроны двигаются не по определенной орбите, как предполагал Резерфорд, а довольно хаотично. Совокупность электронов, которые двигаются вокруг ядра, называется электронной оболочкой.

Атомное ядро, как доказал Резерфорд — массивное и положительно заряженное, расположено в центральной части атома. Структура ядра довольно сложна, и изучается в ядерной физике. Основные частицы, из которых оно состоит — протоны и нейтроны. Они связаны ядерными силами (сильное взаимодействие).

Рассмотрим основные характеристики протонов, нейтронов и электронов:

	Протон	Нейтрон	Электрон
Масса	1,00728 а.е.м.	1,00867 а.е.м.	1/1960 а.е.м.
Заряд	+ 1 элементарный заряд	0	— 1 элементарный заряд

1 а.е.м. (атомная единица массы) = 1,66054·10-27 кг

1 элементарный заряд = 1,60219·10-19 Кл

И — самое главное. Периодическая система химических элементов, структурированная Дмитрием Ивановичем Менделеевым, подчиняется простой и понятной логике: номер атома — это число протонов в ядре этого атома. Причем ни о каких протонах Дмитрий Иванович в XIX веке не слышал. Тем гениальнее его открытие и способности, и научное чутье, которое позволило перешагнуть на полтора столетия вперёд  в науке.

Следовательно, заряд ядра Z равен числу протонов, т.е. номеру атома в Периодической системе химических элементов. 

Атом — это на заряженная частица, следовательно, число протонов равно числу электронов: Ne = Np = Z.

Масса атома (массовое число A) равна суммарной массе крупных частиц, которе входят в состав атома — протонов и нейтронов. Поскольку масса протона и нетрона примерно равна 1 атомной единице массы, можно использовать формулу: M = Np + Nn

Массовое число указано в Периодической системе химических элементов в ячейке каждого элемента.

Обратите внимание! При решении задач ЕГЭ массовое число всех атомов, кроме хлора, округляется до целого по правилам математики. Массовое число атома хлора в ЕГЭ принято считать равным 35,5.

Таким образом, рассчитать число нейтронов в атоме можно, вычтя из массового числа номер атома: Nn = M – Z.

В Периодической системе собраны химические элементы — атомы с одинаковым зарядом ядра. Однако, может ли меняться у этих атомов число остальных частиц? Вполне. Например, атомы с разным числом нейтронов называют изотопами данного химического элемента. У одного и того же элемента может быть несколько изотопов.

Попробуйте ответить на вопросы. Ответы на них — в конце статьи:

1. У изотопов одного элемента массовое число одинаковое или разное?
2. У изотопов одно элемента число протонов одинаковое или разное?

Химические свойства атомов определяются строением электронной оболочки и зарядом ядра. Таким образом, химические свойства изотопов одного элемента практически не отличаются.

Поскольку атомы одного элемента могут существовать в форме разных изотопов, в названии часто указывается массовое число, например, хлор-35, и принята такая форма записи атомов:

Еще немного вопросов:

3. Определите количество нейтронов, протонов и электронов в изотопе брома-81.

4. Определите число нейтронов в изотопе хлора-37.

 

Строение  электронной оболочки

Согласно квантовой модели строение атома Нильса Бора, электроны в атоме могут двигаться только по определенным (стационарным) орбитам, удаленным от ядра на определенное расстояние и характеризующиеся определенной энергией. Другое название стационарны орбит — электронные слои или энергетические уровни.

Электронные уровни можно обозначать цифрами — 1, 2, 3, …, n. Номер слоя увеличивается мере удаления его от ядра. Номер уровня соответствует главному квантовому числу n.

В одном слое электроны могут двигаться по разным траекториям. Траекторию орбиты характеризует электронный подуровень. Тип подуровни характеризует орбитальное квантовое число l = 0,1, 2, 3 …, либо соответствующие буквы — s, p, d, g и др.

В рамках одного подуровня (электронных орбиталей одного типа) возможны варианты расположения орбиталей в пространстве. Чем сложнее геометрия орбиталей данного подуровня, тем больше вариантов их расположения в пространстве. Общее число орбиталей подуровня данного типа l можно определить по формуле: 2l+1. На каждой орбитали может находиться не более двух электронов.

Тип орбитали	s	p	d	f	g
Значение орбитального квантового числа l	0	1	2	3	4
Число атомных орбиталей данного типа 2l+1	1	3	5	7	9
Максимальное количество электронов на орбиталях данного типа	2	6	10	14	18

Получаем сводную таблицу:

Заполнение электронами энергетических орбиталей происходит согласно некоторым основным правилам. Давайте остановимся на них подробно.

Принцип Паули (запрет Паули): на одной атомной орбитали могут находиться не более двух электронов с противоположными спинами (спин — это квантовомеханическая характеристика движения электрона).

Правило Хунда. На атомных орбиталях с одинаковой энергией электроны располагаются по одному с параллельными спинами. Т.е. орбитали одного подуровня заполняются так: сначала на каждую орбиталь распределяется по одному электрону. Только когда во всех орбиталях данного подуровня распределено по одному электрону, занимаем орбитали вторыми электронами, с противоположными спинами.

Таким образом, сумма спиновых квантовых чисел таких электронов на одном энергетическом подуровне (оболочке) будет максимальной.

Например, заполнение 2р-орбитали тремя электронами будет происходить так: , а не так: 

Принцип минимума энергии. Электроны заполняют сначала орбитали с наименьшей энергией. Энергия атомной орбитали эквивалентна сумме главного и орбитального квантовых чисел: n + l. Если сумма одинаковая, то заполняется первой та орбиталь, у которой меньше главное квантовое число n.

АО	1s	2s	2p	3s	3p	3d	4s	4p	4d	4f	5s	5p	5d	5f	5g
n	1	2	2	3	3	3	4	4	4	4	5	5	5	5	5
l	0	0	1	0	1	2	0	1	2	3	0	1	2	3	4
n + l	1	2	3	3	4	5	4	5	6	7	5	6	7	8	9

Таким образом, энергетический ряд орбиталей выглядит так:

1s < 2s < 2 p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f~5d < 6p < 7s <5f~6d …

Электронную структуру атома можно представлять в разных формах — энергетическая диаграмма, электронная формула и др. Разберем основные.

Энергетическая диаграмма атома — это схематическое изображение орбиталей с учетом их энергии. Диаграмма показывает расположение электронов на энергетических уровнях и подуровнях. Заполнение орбиталей происходит согласно квантовым принципам.

Например, энергетическая диаграмма для атома углерода:

Электронная формула — это запись распределения электронов по орбиталям атома или иона. Сначала указывается номер уровня, затем тип орбитали. Верхний индекс справа от буквы показывает число электронов на орбитали. Орбитали указываются в порядке заполнения. Запись 1s2 означает, что на 1 уровне s-подуровне расположено 2 электрона.

Например, электронная формула углерода выглядит так: 1s22s22p2.

Для краткости записи, вместо энергетических орбиталей, полностью заполненных электронами, иногда используют символ ближайшего благородного газа (элемента VIIIА группы), имеющего соответствующую  электронную конфигурацию.

Например, электронную формулу азота можно записать так: 1s22s22p3 или так: [He]2s22p3.

1s2 = [He]

1s22s22p6 = [Ne]

1s22s22p63s23p6 = [Ar] и так далее.

Электронные формулы элементов первых четырех периодов

Рассмотрим заполнение электронами оболочки элементов первых четырех периодов. У водорода заполняется самый первый энергетический уровень, s-подуровень, на нем расположен 1 электрон:

+1H 1s1      1s 

У гелия 1s-орбиталь полностью заполнена:

+2He 1s2      1s

Поскольку первый энергетический уровень вмещает максимально 2 электрона, у лития начинается заполнение второго энергетического уровня, начиная с орбитали с минимальной энергией — 2s. При этом сначала заполняется первый энергетический уровень:

+3Li 1s22s1      1s    2s 

У бериллия 2s-подуровень заполнен:

+4Be 1s22s2      1s    2s 

Далее, у бора заполняется p-подуровень второго уровня:

+5B 1s22s22p1      1s    2s     2p 

У следующего элемента, углерода, очередной электрон, согласно правилу Хунда, заполняет вакантную орбиталь, а не подселяется в частично занятую:

+6C 1s22s22p2      1s    2s     2p 

Попробуйте составить электронную и электронно-графическую формулы для следующих элементов, а затем можете проверить себя  по ответам конце статьи:

5. Азот

6. Кислород

7. Фтор

У неона завершено заполнение второго энергетического уровня: 

+10Ne 1s22s22p6      1s    2s     2p 

У натрия начинается заполнение третьего энергетического уровня:

+11Na 1s22s22p63s1      1s    2s     2p      3s 

От натрия до аргона заполнение 3-го уровня происходит в том же порядке, что и заполнение 2-го энергетического уровня. Предалагаю составить электронные формулы элементов от магния до аргона самостоятельно, проверить по ответам.

8. Магний

9. Алюминий

10. Кремний

11. Фосфор

12. Сера

13. Хлор

14. Аргон

А вот начиная с 19-го элемента, калия, иногда начинается путаница — заполняется не 3d-орбиталь, а 4s. Ранее мы упоминали в этой статье, что заполнение энергетических уровней и подуровней электронами происходит по энергетическому ряду орбиталей, а не по порядку. Рекомендую повторить его еще раз. Таким образом, формула калия:

+19K 1s22s22p63s23p64s11s 2s 2p3s 3p4s

Для записи дальнейших электронных формул в статье будем использовать сокращенную форму:

 +19K   [Ar]4s1    [Ar] 4s 

У кальция 4s-подуровень заполнен:

+20Ca   [Ar]4s2    [Ar] 4s

У элемента 21, скандия, согласно энергетическому ряду орбиталей, начинается заполнение 3d-подуровня:

+21Sc   [Ar]3d14s2    [Ar] 4s    3d 

Дальнейшее заполнение 3d-подуровня происходит согласно квантовым правилам, от титана до ванадия:

+22Ti   [Ar]3d24s2    [Ar] 4s    3d

+23V   [Ar]3d34s2      [Ar] 4s    3d 

Однако, у следующего элемента порядок заполнения орбиталей нарушается. Электронная конфигурация хрома такая:

+24Cr   [Ar]3d54s1      [Ar] 4s    3d 

В чём же дело? А дело в том, что при «традиционном» порядке заполнения орбиталей (соответственно, неверном в данном случае — 3d44s2) ровно одна ячейка в d-подуровне оставалась бы незаполненной. Оказалось, что такое заполнение энергетически менее выгодно. А более выгодно, когда d-орбиталь заполнена полностью, хотя бы единичными электронами. Этот лишний электрон переходит с 4s-подуровня. И небольшие затраты энергии на перескок электрона с 4s-подуровня с лихвой покрывает энергетический эффект от заполнения всех 3d-орбителей. Этот эффект так и называется — провал или проскок электрона. И наблюдается он, когда d-орбиталь недозаполнена на 1 электрон (по одному электрону в ячейке или по два).

У следующих элементов «традиционный» порядок заполнения орбиталей снова возвращается. Конфигурация марганца:

+25Mn   [Ar]3d54s2

 Аналогично у кобальта и никеля. А вот у меди мы снова наблюдаем провал (проскок) электрона — электрон опять проскакивает с 4s-подуровня на 3d-подуровень:

+29Cu   [Ar]3d104s1

На цинке завершается заполнение 3d-подуровня:

+30Zn   [Ar]3d104s2

У следующих элементов, от галлия до криптона, происходит заполнение 4p-подуровня по квантовым правилам. Например, электронная формула галлия:

+31Ga   [Ar]3d104s24p1

Формулы остальных элементов мы приводить не будем, можете составить их самостоятельно и проверить себя в Интернете.

Некоторые важные понятия:

Внешний энергетический уровень — это энергетический уровень в атоме с максимальным номером, на котором есть электроны. Например, у меди   ([Ar]3d104s1) внешний энергетический уровень — четвёртый.

Валентные электроны — электроны в атоме, которые могут участвоват ьв образовании химической связи. Например, у хрома (+24Cr   [Ar]3d54s1) валентными являются не только электроны внешнего энергетического уровня (4s1), но и неспаренные электроны на 3d-подуровне, т.к. они могут образовывать химические связи.

Основное и возбужденнео состояние атома

Электронные формулы, которые мы составляли до этого, соответствуют основному энергетическому состоянию атома. Это наиболее выгодное энергетически состояние атома.

Однако, чтобы образовывать химические связи, атому в большинстве ситуаций необходимо наличие неспаренных (одиночных) электронов.  А химические связиь энергетически очень для атома выгодны. Следовательно, чем больше в атоме неспаренных электронов  — тем больше связей он может образовать, и, как следствие, перейдёт в более выгодное энергетическое состояние.

Поэтому при наличии свободных энергетических орбиталей на данном уровне спаренные пары  электронов могут распариваться, и один из электронов спаренной пары может переходить на вакантную орбиталь. Таким образом число неспаренных электронов увеличивается, и атом может образовать больше химических связей, что очень выгодно с точки зрения энергии. Такое состояние атома называют возбуждённым и обозначают звёздочкой.

Например, в основном состоянии бор имеет следующую конфигурацию энергетического уровня:

+5B 1s22s22p1      1s    2s     2p 

На втором уровне (внешнем) одна спаренная электронная пара, один одиночный электрон и пара свободных (вакантных) орбиталей. Следовательно, есть возможность для перехода электрона из пары на вакантную орбиталь, получаем возбуждённое состояние атома бора (обозначается звёздочкой):

+5B* 1s22s12p2      1s    2s     2p

Попробуйте самостоятельно составить электронную формулу, соответствующую возбуждённому состоянию атомов. Не забываем проверять себя по ответам!

15. Углерода

16. Бериллия

17. Кислорода

Электронные формулы ионов

Атомы могут отдавать и принимать электроны. Отдавая или принимая электроны, они превращаются в ионы.

Ионы — это заряженные частицы. Избыточный заряд обозначается индексом в правом верхнем углу.

Если атом отдаёт электроны, то общий заряд образовавшейся частицы будет положительный (вспомним, что число протонов в атоме равно числу электронов, а при отдаче электронов число протонов будет больше числа электронов). Положительно заряженные ионы — это катионы. Например: катион натрия образуется так:

+11Na 1s22s22p63s1      -1е = +11Na+ 1s22s22p63s0

Если атом принимает электроны, то приобретает отрицательный заряд. Отрицательно заряженные частицы — это анионы. Например, анион хлора обраузется так:

+17Cl 1s22s22p63s23p5   +1e = +17Cl— 1s22s22p63s23p6

Таким образом, электронные формулы ионов можно получить добавив или отняв электроны у атома. Обратите внимание, при образовании катионов электроны уходят с внешнего энергетического уровня. При образовании анионов электроны приходят на внешний энергетический уровень.

Попробуйте составить самостоятельно электронный формулы ионов. Не забывайте проверять себя по ключам!

18. Ион Са2+

19. Ион S2-

20. Ион Ni2+

В некоторых случаях совершенно разные атомы образуют ионы с одинаковой электронной конфигурацией. Частицы с одинаковой электронной конфигурацией и одинаковым числом электронов называют изоэлектронными частицами.

Например, ионы Na+ и F—.

Электронная формула катиона натрия: Na+   1s22s22p6, всего 10 электронов.

Электронная формула аниона фтора: F—   1s22s22p6, всего 10 электронов.

Таким образом, ионы Na+ и F— — изоэлектронные. Также они изоэлектронны атому аргона.

Ответы на вопросы:

1. У изотопов одного химического элемента массовое число всегда разное, т.к. массовое число складывается из числа протонов и нейтронов. А у изотопов различается число нейтронов.

2. У изотопов одного элемента число протонов всегда одинаковое, т.к. число протонов характеризует химический элемент.

3. Массовое число изотопа брома-81 равно 81. Атомный номер = заряд ядра брома = число протонов в ядре = 35. Вычитаем из массового числа число протонов, получаем 81-35=46 нейтронов.

4. Массовое число изотопа хлора равно 37. Атомный номер, заряд ядра и число протонов в ядре равно 17. Получаем число нейтронов = 37-17 =20.

5. Электронная формула азота:

+7N 1s22s22p3      1s    2s     2p 

6. Электронная формула кислорода:

+8О 1s22s22p4 1s  2s  2p 

7. Электронная формула фтора:

8. Электронная формула магния:

+12Mg 1s22s22p63s2      1s    2s     2p      3s

9. Электронная формула алюминия:

+13Al 1s22s22p63s23p1     1s    2s   2p    3s   3p 

10. Электронная формула кремния:

+14Si 1s22s22p63s23p1     1s    2s   2p    3s   3p

11. Электронная формула фосфора:

+15P 1s22s22p63s23p3     1s    2s   2p    3s   3p

12. Электронная формула серы:

+16S 1s22s22p63s23p4     1s    2s   2p    3s   3p

13. Электронная формула хлора:

14. Электронная формула аргона:

+18Ar 1s22s22p63s23p6     1s    2s   2p    3s   3p

15. Электронная формула углерода в возбуждённом состоянии:

+6C* 1s22s12p3   1s    2s     2p

16. Электронная формула бериллия в возбуждённом состоянии:

+4Be 1s22s12p1      1s    2s    2p 

17. Электронная формула кислорода в возбуждённом энергетическом состоянии соответствует формуле кислорода в основном энергетическом состоянии, т.к. нет условий для перехода электрона — отсутствуют вакантные энергетические орбитали.

18. Электронная формула иона кальция Са2+: +20Ca2+   1s22s22p63s23p6 

19. Электронная формула аниона серы S2-: +16S2- 1s22s22p63s23p6

20. Электронная формула катиона никеля Ni2+: +28Ni2+  1s22s22p63s23p63d84s0. Обратите внимание! Атомы отдают электроны всегда сначала с внешнего энергетического уровня. Поэтому никель отдаёт электроны сначала с внешнего 4s-подуровня.

Поделиться ссылкой:

chemege.ru

Электронные формулы атомов химических элементов

Электронные формулы атомов химических элементов, слои расположены в порядке заполнения подуровней. Электронные слои атомов заполняются электронами в порядке, согласно правилу Клечковского.

Порядок заполнения атомных орбиталей по мере увеличения энергии следующий: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f ≈ 5d < 6p < 7s < 5f ≈ 6d < 7p < 8s. При заполнении орбитальных оболочек атома более предпочтительны (более энергетически выгодны), и, значит, заполняются раньше те состояния, для которых сумма главного квантового числа n и побочного (орбитального) квантового числа l , т.е. n + l , имеет меньшее значение.

s-элементы

d-элементы

f-элементы

p-элементы

№	Знак	Элемент	Электронная формула
I период
1	H	водород	1s1
2	He	гелий	1s2

№	Знак	Элемент	Электронная формула
II период
3	Li	литий	1s2 2s1
4	Be	бериллий	1s2 2s2
5	B	бор	1s2 2s2 2p1
6	C	углерод	1s2 2s2 2p2
7	N	азот	1s2 2s2 2p3
8	O	кислород	1s2 2s2 2p4
9	F	фтор	1s2 2s2 2p5
10	Ne	неон	1s2 2s2 2p6

№	Знак	Элемент	Электронная формула
III период
11	Na	натрий	1s2 2s2 2p6 3s1
12	Mg	магний	1s2 2s2 2p6 3s2
13	Al	алюминий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
14	Si	кремний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
15	P	фосфор	1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
16	S	сера	1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
17	Cl	хлор	1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
18	Ar	аргон	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

№	Знак	Элемент	Электронная формула
IV период
19	K	калий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
20	Ca	кальций	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
21	Sc	скандий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
22	Ti	титан	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
23	V	ванадий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
24	Cr	хром	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
25	Mn	марганец	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
26	Fe	железо	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
27	Co	кобальт	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
28	Ni	никель	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
29	Cu	медь	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
30	Zn	цинк	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
31	Ga	галлий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1
32	Ge	германий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2
33	As	мышьяк	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3
34	Se	селен	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
35	Br	бром	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
36	Kr	криптон	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

№	Знак	Элемент	Электронная формула
V период
37	Rb	рубидий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1
38	Sr	стронций	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
39	Y	иттрий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1
40	Zr	цирконий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2
41	Nb	ниобий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d4
42	Mo	молибден	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d5
43	Tc	технеций	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d5
44	Ru	рутений	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d7
45	Rh	родий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8
46	Pd	палладий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 4d10
47	Ag	серебро	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10
48	Cd	кадмий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10
49	In	индий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1
50	Sn	олово	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p2
51	Sb	сурьма	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s22 4d10 5p3
52	Te	теллур	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p4
53	I	йод	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5
54	Xe	ксенон	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6

№	Знак	Элемент	Электронная формула
VI период
55	Cs	цезий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
56	Ba	барий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
57	La	лантан	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d1
58	Ce	церий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f2
59	Pr	празеодим	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3
60	Nd	неодим	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4
61	Pm	прометий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f5
62	Sm	самарий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f6
63	Eu	европий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7
64	Gd	гадолиний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7 5d1
65	Tb	тербий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
66	Dy	диспрозий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
67	Ho	гольмий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f11
68	Er	эрбий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12
68	Tm	тулий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
70	Yb	иттербий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
71	Lu	лютеций	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d1
72	Hf	гафний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d2
73	Ta	тантал	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d3
74	W	вольфрам	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4
75	Re	рений	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d5
76	Os	осмий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d6
77	Ir	иридий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d7
78	Pt	платина	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 5d9
79	Au	золото	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 5d10
80	Hg	ртуть	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
81	Tl	таллий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p1
82	Pb	свинец	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p2
83	Bi	висмут	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p3
84	Po	полоний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p4
85	At	астат	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p5
86	Rn	радон	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

№	Знак	Элемент	Электронная формула
VII период
87	Fr	франций	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1
88	Ra	радий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
89	Ac	актиний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d1
90	Th	торий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d2 5f0
91	Pa	протактиний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f2 6d1
92	U	уран	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f3 6d1
93	Np	нептуний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f4 6d1
94	Pu	плутоний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f5 6d1
95	Am	америций	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7
96	Cm	кюрий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f7 6d1
97	Bk	берклий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f8 6d1
98	Cf	калифорний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f10
99	Es	эйнштейний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f11
100	Fm	фермий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f12
101	Md	менделеевий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f13
102	No	нобелий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14
103	Lr	лоуренсий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d1
104	Rf	резерфордий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d2
105	Db	дубний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d3
106	Sg	сиборгий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d4
107	Bh	борий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d5
108	Hs	хассий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d6
109	Mt	мейтнерий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d7
110	Ds	дармштадтий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d8
111	Rg	рентгений	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d9
112	Cn	коперниций	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10
113	Nh	нихоний	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p1
114	Fl	флеровий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p2
115	Mс	московий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p3
116	Lv	ливерморий	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p4
117	Ts	теннесcин	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p5
118	Og	оганесон	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

Электронные конфигурации элементов со 105 по 118

Электронные конфигурации элементов со 105 по 118 приведены согласно данных сайта WebElements

• 105 Db : [Rn].5f14.6d3.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации тантала) ; 2.8.18.32.32.11.2
• 106 Sg : [Rn].5f14.6d4.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации вольфрама) ; 2.8.18.32.32.12.2
• 107 Bh : [Rn].5f14.6d5.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации рения) ; 2.8.18.32.32.13.2
• 108 Hs : [Rn].5f14.6d6.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации осмия) ; 2.8.18.32.32.14.2
• 109 Mt : [Rn].5f14.6d7.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации иридия) ; 2.8.18.32.32.15.2
• 110 Ds : [Rn].5f14.6d9.7s1 (догадка, основанная на электронной конфигурации платины) ; 2.8.18.32.32.17.1
• 111 Rg : [Rn].5f14.6d10.7s1 (догадка, основанная на электронной конфигурации золота) ; 2.8.18.32.32.18.1
• 112 Cn : [Rn].5f14.6d10.7s2 (догадка, основанная на электронной конфигурации ртути) ; 2.8.18.32.32.18.2
• 113 Uut : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p1 (догадка, основанная на электронной конфигурации таллия) ; 2.8.18.32.32.18.3
• 114 Fl : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p2 (догадка, основанная на электронной конфигурации свинца) ; 2.8.18.32.32.18.4
• 115 Uup : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p3 (догадка, основанная на электронной конфигурации висмута) ; 2.8.18.32.32.18.5
• 116 Lv : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p4 (догадка, основанная на электронной конфигурации полония) ; 2.8.18.32.32.18.6
• 117 Uus : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p5 (догадка, основанная на электронной конфигурации астата) ; 2.8.18.32.32.18.7
• 118 Uuo : [Rn].5f14.6d10.7s2.7p6 (догадка, основанная на электронной конфигурации радона) ; 2.8.18.32.32.18.8

Эмпирическое правило Клечковского

Эмпирическое правило Клечковского и вытекающее из него схема очерёдностей несколько противоречат реальной энергетической последовательности атомных орбиталей только в двух однотипных случаях: у атомов Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au имеет место «провал» электрона с s-подуровня внешнего слоя на d-подуровень предыдущего слоя, что приводит к энергетически более устойчивому состоянию атома, а именно: после заполнения двумя электронами орбитали 6s следующий электрон появляется на орбитали 5d, а не 4f, и только затем происходит заселение четырнадцатью электронами орбиталей 4f, затем продолжается и завершается заселение десятиэлектронного состояния 5d. Аналогичная ситуация характерна и для орбиталей 7s, 6d и 5f.

Источники:

• Atomic, Molecular, & Optical Physics Handbook, Ed. Gordon W. F. Drake, American Institute of Physics, Woodbury, New York, USA, 1996.
• R.L. DeKock and H.B. Gray in Chemical Structure and bonding, Benjamin/Cummings, Menlo Park, California, USA, 1980.
• A.M. James and M.P. Lord in Macmillan’s Chemical and Physical Data, Macmillan, London, UK, 1992.
• J.E. Huheey, E.A. Keiter, and R.L. Keiter in Inorganic Chemistry : Principles of Structure and Reactivity, 4th edition, HarperCollins, New York, USA, 1993.

www.sciencedebate2008.com

1.1.1. Строение электронных оболочек атомов химических элементов.

Химия — наука о веществах, их свойствах и превращениях.

Химическими веществами называют то, из чего состоит окружающий нас мир.

Свойства каждого химического вещества делятся на два типа: это химические, которые характеризуют его способность образовывать другие вещества, и физические, которые объективно наблюдаются и могут быть рассмотрены в отрыве от химических превращений. Так, например, физическими свойствами вещества являются его агрегатное состояние (твердое, жидкое или газообразное), теплопроводность, теплоемкость, растворимость в различных средах (вода, спирт и др.), плотность, цвет, вкус и т.д.

Превращения одних химических веществ в другие вещества называют химическими явлениями или химическими реакциями. Следует отметить, что существуют также и физические явления, которые, очевидно, сопровождаются изменением каких-либо физических свойств вещества без его превращения в другие вещества. К физическим явлениям, например, относятся плавление льда, замерзание или испарение воды и др.

О том, что в ходе какого-либо процесса имеет место химическое явление, можно сделать вывод, наблюдая характерные признаки химических реакций, такие как изменение цвета, образование осадка, выделение газа, выделение теплоты и (или) света.

Так, например, вывод о протекании химических реакций можно сделать, наблюдая:

— образование осадка при кипячении воды, называемого в быту накипью;

— выделение тепла и света при горении костра;

— изменение цвета среза свежего яблока на воздухе;

— образование газовых пузырьков при брожении теста и т.д.

Мельчайшие частицы вещества, которые в процессе химических реакций практически не претерпевают изменений, а лишь по-новому соединяются между собой, называются атомами.

Сама идея о существовании таких единиц материи возникла еще в древней Греции в умах античных философов, что собственно и объясняет происхождение термина «атом», поскольку «атомос» в буквальном переводе с греческого означает «неделимый».

Тем не менее, вопреки идее древнегреческих философов, атомы не являются абсолютным минимумом материи, т.е. сами имеют сложное строение.

Каждый атом состоит из так называемых субатомных частиц – протонов, нейтронов и электронов, обозначаемых соответственно символами p+, no и e−. Надстрочный индекс в используемых обозначениях указывает на то, что протон имеет единичный положительный заряд, электрон – единичный отрицательный заряд, а нейтрон заряда не имеет.

Что касается качественного устройства атома, то у каждого атома все протоны и нейтроны сосредоточены в так называемом ядре, вокруг которого электроны образуют электронную оболочку.

Протон и нейтрон обладают практически одинаковыми массами, т.е. mp ≈ mn , а масса электрона почти в 2000 раз меньше массы каждого из них, т.е. mp/me ≈ mn/me ≈ 2000.

Поскольку фундаментальным свойством атома является его электронейтральность, а заряд одного электрона равен заряду одного протона, из этого можно сделать вывод о том, что количество электронов в любом атоме равно количеству протонов.

Так, например, в таблице ниже представлен возможный состав атомов:

	атом1	атом2	атом3	атом4
ядро	1p+	1p+, 1n0	4p+, 3n0	4p+, 4n0
оболочка	1e−	1e−	4e−	4e−

Вид атомов с одинаковым зарядом ядер, т.е. с одинаковым числом протонов в их ядрах, называют химическим элементом. Таким образом, из таблицы выше можно сделать вывод о том, что атом1 и атом2 относятся в одному химическому элементу, а атом3 и атом4 — к другому химическому элементу.

Каждый химический элемент имеет свое название и индивидуальный символ, который читается определенным образом. Так, например, самый простой химический элемент, атомы которого содержат в ядре только один протон, имеет название «водород» и обозначается символом «Н», что читается как «аш», а химический элемент с зарядом ядра +7 (т.е. содержащий 7 протонов) — «азот», имеет символ «N» , который читается как «эн».

Как можно заметить из представленной выше таблицы, атомы одного химического элемента могут отличаться количеством нейтронов в ядрах.

Атомы, относящиеся к одному химическому элементу, но имеющие разное количество нейтронов и, как следствие массу, называют изотопами.

Так, например, химический элемент водород имеет три изотопа – 1Н, 2Н и 3Н. Индексы 1, 2 и 3 сверху от символа Н означают суммарное количество нейтронов и протонов. Т.е. зная, что водород – это химический элемент, который характеризуется тем, что в ядрах его атомов находится по одному протону, можно сделать вывод о том, что в изотопе 1Н вообще нет нейтронов (1-1=0), в изотопе 2Н – 1 нейтрон (2-1=1) и в изотопе 3Н – два нейтрона (3-1=2). Поскольку, как уже было сказано, нейтрон и протон имеют одинаковые массы, а масса электрона по сравнению с ними пренебрежимо мала, это значит, что изотоп 2Н практически в два раза тяжелее изотопа 1Н, а изотоп 3Н — и вовсе в три раза. В связи с таким большим разбросом масс изотопов водорода изотопам 2Н и 3Н даже были присвоены отдельные индивидуальные названия и символы, что не характерно больше ни для одного другого химического элемента. Изотопу 2Н дали название дейтерий и присвоили символ D, а изотопу 3Н дали название тритий и присвоили символ Т.

Если принять массу протона и нейтрона за единицу, а массой электрона пренебречь, фактически верхний левый индекс помимо суммарного количества протонов и нейтронов в атоме можно считать его массой, в связи с чем этот индекс называют массовым числом и обозначают символом А. Поскольку за заряд ядра любого атома отвечают протоны, а заряд каждого протона условно считается равным +1, количество протонов в ядре называют зарядовым числом (Z). Обозначив количество нейтронов в атоме буквой N, математически взаимосвязь между массовым числом, зарядовым числом и количеством нейтронов можно выразить как:

Согласно современным представлениям, электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу. Он обладает свойствами как частицы, так и волны. Подобно частице, электрон имеет массу и заряд, но в то же время поток электронов, подобно волне, характеризуется способностью к дифракции.

Для описания состояния электрона в атоме используют представления квантовой механики, согласно которым электрон не имеет определенной траектории движения и может находиться в любой точке пространства, но с разной вероятностью.

Область пространства вокруг ядра, где наиболее вероятно нахождение электрона, называется атомной орбиталью.

Атомная орбиталь может обладать различной формой, размером и ориентацией. Также атомную орбиталь называют электронным облаком.

Графически одну атомную орбиталь принято обозначать в виде квадратной ячейки:

Квантовая механика имеет крайне сложный математический аппарат, поэтому в рамках школьного курса химии рассматриваются только лишь следствия квантово-механической теории.

Согласно этим следствиям, любую атомную орбиталь и находящийся на ней электрон полностью характеризуют 4 квантовых числа. 

• Главное квантовое число – n — определяет общую энергию электрона на данной орбитали. Диапазон значений главного квантового числа – все натуральные числа, т.е. n = 1,2,3,4, 5 и т.д.
• Орбитальное квантовое число — l – характеризует форму атомной орбитали и может принимать любые целочисленные значения от 0 до n-1, где n, напомним, — это главное квантовое число.

Орбитали с l = 0 называют s-орбиталями. s-Орбитали имеют сферическую форму и не обладают направленностью в пространстве:

Орбитали с l = 1 называются p-орбиталями. Данные орбитали обладают формой трехмерной восьмерки, т.е. формой, полученной вращением восьмерки вокруг оси симметрии, и внешне напоминают гантель:

Орбитали с l = 2 называются d-орбиталями, а с l = 3 – f-орбиталями. Их строение намного более сложное.

3) Магнитное квантовое число – ml – определяет пространственную ориентацию конкретной атомной орбитали и выражает проекцию орбитального момента импульса на направление магнитного поля. Магнитное квантовое число ml соответствует ориентации орбитали относительно направления вектора напряженности внешнего магнитного поля и может принимать любые целочисленные значения от –l до +l, включая 0, т.е. общее количество возможных значений равно (2l+1). Так, например, при l = 0 ml = 0 (одно значение), при l = 1 ml = -1, 0, +1 (три значения), при l = 2 ml = -2, -1, 0, +1, +2 (пять значений магнитного квантового числа) и т.д.

Так, например, p-орбитали, т.е. орбитали с орбитальным квантовым числом l = 1, имеющие форму «трехмерной восьмерки», соответствуют трем значениям магнитного квантового числа (-1, 0, +1), что, в свою очередь, соответствует трем перпендикулярным друг другу направлениям в пространстве.

4) Спиновое квантовое число (или просто спин) — ms — условно можно считать отвечающим за направление вращения электрона в атоме, оно может принимать значения . Электроны с разными спинами обозначают вертикальными стрелками, направленными в разные стороны: ↓ и ↑.

Совокупность всех орбиталей в атоме, имеющих одно и то же значение главного квантового числа, называют энергетическим уровнем или электронной оболочкой. Любой произвольный энергетический уровень с некоторым номером n состоит из n2 орбиталей.

Множество орбиталей с одинаковыми значениями главного квантового числа и орбитального квантового числа представляет собой энергетический подуровень.

Каждый энергетический уровень, которому соответствует главное квантовое число n, содержит n подуровней. В свою очередь, каждый энергетический подуровень с орбитальным квантовым числом l, состоит из (2l+1) орбиталей. Таким образом, s-подуровень состоит из одной s-орбитали, p-подуровень – трех p-орбиталей, d-подуровень – пяти d-орбиталей, а f-подуровень — из семи f-орбиталей. Поскольку, как уже было сказано, одна атомная орбиталь часто обозначается одной квадратной ячейкой, то s-, p-, d- и f-подуровни можно графически изобразить следующим образом:

Каждой орбитали соответствует индивидуальный строго определенный набор трех квантовых чисел n, l и ml.

Распределение электронов по орбиталям называют электронной конфигурацией.

Заполнение атомных орбиталей электронами происходит в соответствии с тремя условиями:

• Принцип минимума энергии: электроны заполняют орбитали, начиная с подуровня с наименьшей энергией. Последовательность подуровней в порядке увеличения их энергий выглядит следующим образом: 1s<2s<2p<3s<3p<4s≤3d<4p<5s≤4d<5p<6s…;

Для того чтобы проще запомнить данную последовательность заполнения электронных подуровней, весьма удобна следующая графическая иллюстрация:

• Принцип Паули: на каждой орбитали может находиться не более двух электронов.

Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным, а если два, то их называют электронной парой.

• Правило Хунда: наиболее устойчивое состояние атома является такое, при котором в пределах одного подуровня атом обладает максимально возможным числом неспаренных электронов. Такое наиболее устойчивое состояние атома называется основным состоянием.

Фактически вышесказанное означает то, что, например, размещение 1-го, 2-х, 3-х и 4-х электронов на трех орбиталях p-подуровня будет осуществляться следующим образом:

Заполнение атомных орбиталей от водорода, имеющего зарядовое число равное 1, до криптона (Kr) с зарядовым числом 36 будет осуществляться следующим образом:

Подобное изображение порядка заполнения атомных орбиталей называется энергетической диаграммой. Исходя из электронных диаграмм отдельных элементов, можно записать их так называемые электронные формулы (конфигурации). Так, например, элемент с 15ю протонами и, как следствие, 15ю электронами, т.е. фосфор (P), будет иметь следующий вид энергетической диаграммы:

При переводе в электронную формулу атома фосфора примет вид:

15P = 1s22s22p63s23p3

Цифрами нормального размера слева от символа подуровня показан номер энергетического уровня, а верхними индексами справа от символа подуровня показано количество электронов на соответствующем подуровне.

Ниже приведены электронные формул первых 36 элементов периодической системы Д.И. Менделеева.

период	№ элемента	символ	название	электронная формула
I	1	H	водород	1s1
	2	He	гелий	1s2
II	3	Li	литий	1s22s1
	4	Be	бериллий	1s22s2
	5	B	бор	1s22s22p1
	6	C	углерод	1s22s22p2
	7	N	азот	1s22s22p3
	8	O	кислород	1s22s22p4
	9	F	фтор	1s22s22p5
	10	Ne	неон	1s22s22p6
III	11	Na	натрий	1s22s22p63s1
	12	Mg	магний	1s22s22p63s2
	13	Al	алюминий	1s22s22p63s23p1
	14	Si	кремний	1s22s22p63s23p2
	15	P	фосфор	1s22s22p63s23p3
	16	S	сера	1s22s22p63s23p4
	17	Cl	хлор	1s22s22p63s23p5
	18	Ar	аргон	1s22s22p63s23p6
IV	19	K	калий	1s22s22p63s23p64s1
	20	Ca	кальций	1s22s22p63s23p64s2
	21	Sc	скандий	1s22s22p63s23p64s23d1
	22	Ti	титан	1s22s22p63s23p64s23d2
	23	V	ванадий	1s22s22p63s23p64s23d3
	24	Cr	хром	1s22s22p63s23p64s13d5 здесь наблюдается проскок одного электрона с s на d подуровень
	25	Mn	марганец	1s22s22p63s23p64s23d5
	26	Fe	железо	1s22s22p63s23p64s23d6
	27	Co	кобальт	1s22s22p63s23p64s23d7
	28	Ni	никель	1s22s22p63s23p64s23d8
	29	Cu	медь	1s22s22p63s23p64s13d10 здесь наблюдается проскок одного электрона с s на d подуровень
	30	Zn	цинк	1s22s22p63s23p64s23d10
	31	Ga	галлий	1s22s22p63s23p64s23d104p1
	32	Ge	германий	1s22s22p63s23p64s23d104p2
	33	As	мышьяк	1s22s22p63s23p64s23d104p3
	34	Se	селен	1s22s22p63s23p64s23d104p4
	35	Br	бром	1s22s22p63s23p64s23d104p5
	36	Kr	криптон	1s22s22p63s23p64s23d104p6

Как уже было сказано, в основном своем состоянии электроны в атомных орбиталях расположены согласно принципу наименьшей энергии. Тем не менее, при наличии пустых p-орбиталей в основном состоянии атома, нередко, при сообщении ему избыточной энергии атом можно перевести в так называемое возбужденное состояние. Так, например, атом бора в основном своем состоянии имеет электронную конфигурацию и энергетическую диаграмму следующего вида:

13B = 1s22s22p1

А в возбужденном состояниии (*), т.е. при сообщении некоторой энергии атому бора, его электронная конфигурация и энергетическая диаграмма будут выглядеть так:

13B* =  1s22s12p2

В зависимости от того, какой подуровень в атоме заполняется последним, химические элементы делят на s, p, d или f.

Нахождение s, p, d и f-элементов в таблице Д.И. Менделеева:

• У s-элементов последний заполняемый s-подуровень. К данным элементам относятся элементы главных (слева в ячейке таблицы) подгрупп I и II групп.
• У p-элементов заполняется p-подуровень. К p-элементам относят последние шесть элементов каждого периода, кроме первого и седьмого, а также элементы главных подгрупп III-VIII групп.
• d-Элементы расположены между s – и p-элементами в больших периодах.
• f-Элементы называют лантаноидами и актиноидами. Они вынесены вниз таблицы Д.И. Менделеева.

scienceforyou.ru

Электронные формулы атомов химических элементов (109)

№ эл-та	Химическийзнак	Названиеэлемента	Электронная формула
1	H	водород	1s 1
2	He	гелий	1s 2
II период
3	Li	литий	1s 22s 1
4	Be	бериллий	1s 22s 2
5	B	бор	1s 22s 22p 1
6	C	углерод	1s 22s 22p 2
7	N	азот	1s 22s 22p 3
8	O	кислород	1s 22s 22p 4
9	F	фтор	1s 22s 22p 5
10	Ne	неон	1s 22s 22p 6
III период
11	Na	натрий	1s 22s 22p 63s 1
12	Mg	магний	1s 22s 22p 63s 2
13	Al	алюминий	1s 22s 22p 63s 23p1
14	Si	кремний	1s 22s 22p 63s 23p2
15	P	фосфор	1s 22s 22p 63s 23p3
16	S	сера	1s 22s 22p 63s 23p4
17	Cl	хлор	1s 22s 22p 63s 23p5
18	Ar	аргон	1s 22s 22p 63s 23p6
IV период
19	K	калий	1s 22s 22p 63s 23p64s 1
20	Ca	кальций	1s 22s 22p 63s 23p64s 2
21	Sc	скандий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d1
22	Ti	титан	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d2
23	V	ванадий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d3
24	Cr	хром	1s 22s 22p 63s 23p64s 13d5
25	Mn	марганец	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d5
26	Fe	железо	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d6
27	Co	кобальт	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d7
28	Ni	никель	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d8
29	Cu	медь	1s 22s 22p 63s 23p64s 13d10
30	Zn	цинк	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d10
31	Ga	галлий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p1
32	Ge	германий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p2
33	As	мышьяк	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p3
34	Se	селен	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p4
35	Br	бром	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p5
36	Kr	криптон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p6
V период
37	Rb	рубидий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s1
38	Sr	стронций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s2
39	Y	иттрий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d1
40	Zr	цирконий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d2
41	Nb	ниобий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d4
42	Mo	молибден	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d5
43	Tc	технеций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d5
44	Ru	рутений	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d7
45	Rh	родий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d8
46	Pd	палладий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s04d10
47	Ag	серебро	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d10
48	Cd	кадмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d10
49	In	индий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p1
50	Sn	олово	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p2
51	Sb	сурьма	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s224d105p3
52	Te	теллур	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p4
53	I	йод	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p5
54	Xe	ксенон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p6
VI период
55	Cs	цезий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s1
56	Ba	барий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s2
57	La	лантан	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s25d1
58	Ce	церий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f2
59	Pr	празеодим	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f3
60	Nd	неодим	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f4
61	Pm	прометий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f5
62	Sm	самарий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f6
63	Eu	европий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f7
64	Gd	гадолиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f75d1
65	Tb	тербий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f9
66	Dy	диспрозий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f10
67	Ho	гольмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f11
68	Er	эрбий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f12
68	Tm	тулий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f13
70	Yb	иттербий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f14
71	Lu	лютеций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d1
72	Hf	гафний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d2
73	Ta	тантал	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d3
74	W	вольфрам	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d4
75	Re	рений	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d5
76	Os	осмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d6
77	Ir	иридий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d7
78	Pt	платина	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d9
79	Au	золото	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d10
80	Hg	ртуть	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d10
81	Tl	таллий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p1
82	Pb	свинец	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
83	Bi	висмут	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p3
84	Po	полоний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p4
85	At	астат	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p5
86	Rn	радон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d105p66s24f145d106p6
VII период
87	Fr	франций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s1
88	Ra	радий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2
89	Ac	актиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d1
90	Th	торий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d25f0
91	Pa	протактиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f26d1
92	U	уран	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f36d1
93	Np	нептуний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f46d1
94	Pu	плутоний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f56d1
95	Am	америций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f7
96	Cm	кюрий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f76d1
97	Bk	берклий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f86d1
98	Cf	калифорний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f10
99	Es	эйнштейний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f11
100	Fm	фермий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f12
101	Md	менделеевий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f13
102	No	нобелий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f14
103	Lr	лоуренсий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d1
104	Rf	резерфордий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d2
105	Db	дубний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d3
106	Sg	сиборгий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d4
107	Bh	борий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d5
108	Hs	хассий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d6
109	Mt	мейтнерий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d7
Обозначения элементов:
s-элементы	p-элементы	d-элементы	f-элементы

5-ege.ru

Электронные формулы атомов химических элементов

№ эл-та	химическийзнак	Названиеэлемента	Электронная формула
1	H	водород	1s 1
2	He	гелий	1s 2
II период
3	Li	литий	1s 22s 1
4	Be	бериллий	1s 22s 2
5	B	бор	1s 22s 22p 1
6	C	углерод	1s 22s 22p 2
7	N	азот	1s 22s 22p 3
8	O	кислород	1s 22s 22p 4
9	F	фтор	1s 22s 22p 5
10	Ne	неон	1s 22s 22p 6
III период
11	Na	натрий	1s 22s 22p 63s 1
12	Mg	магний	1s 22s 22p 63s 2
13	Al	алюминий	1s 22s 22p 63s 23p1
14	Si	кремний	1s 22s 22p 63s 23p2
15	P	фосфор	1s 22s 22p 63s 23p3
16	S	сера	1s 22s 22p 63s 23p4
17	Cl	хлор	1s 22s 22p 63s 23p5
18	Ar	аргон	1s 22s 22p 63s 23p6
IV период
19	K	калий	1s 22s 22p 63s 23p64s 1
20	Ca	кальций	1s 22s 22p 63s 23p64s 2
21	Sc	скандий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d1
22	Ti	титан	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d2
23	V	ванадий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d3
24	Cr	хром	1s 22s 22p 63s 23p64s 13d5
25	Mn	марганец	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d5
26	Fe	железо	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d6
27	Co	кобальт	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d7
28	Ni	никель	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d8
29	Cu	медь	1s 22s 22p 63s 23p64s 13d10
30	Zn	цинк	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d10
31	Ga	галлий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p1
32	Ge	германий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p2
33	As	мышьяк	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p3
34	Se	селен	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p4
35	Br	бром	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p5
36	Kr	криптон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p6
V период
37	Rb	рубидий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s1
38	Sr	стронций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s2
39	Y	иттрий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d1
40	Zr	цирконий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d2
41	Nb	ниобий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d4
42	Mo	молибден	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d5
43	Tc	технеций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d5
44	Ru	рутений	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d7
45	Rh	родий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d8
46	Pd	палладий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s04d10
47	Ag	серебро	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d10
48	Cd	кадмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d10
49	In	индий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p1
50	Sn	олово	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p2
51	Sb	сурьма	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s224d105p3
52	Te	теллур	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p4
53	I	йод	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p5
54	Xe	ксенон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p6
VI период
55	Cs	цезий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s1
56	Ba	барий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s2
57	La	лантан	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s25d1
58	Ce	церий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f2
59	Pr	празеодим	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f3
60	Nd	неодим	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f4
61	Pm	прометий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f5
62	Sm	самарий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f6
63	Eu	европий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f7
64	Gd	гадолиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f75d1
65	Tb	тербий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f9
66	Dy	диспрозий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f10
67	Ho	гольмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f11
68	Er	эрбий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f12
68	Tm	тулий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f13
70	Yb	иттербий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f14
71	Lu	лютеций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d1
72	Hf	гафний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d2
73	Ta	тантал	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d3
74	W	вольфрам	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d4
75	Re	рений	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d5
76	Os	осмий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d6
77	Ir	иридий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d7
78	Pt	платина	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d9
79	Au	золото	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s14f145d10
80	Hg	ртуть	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d10
81	Tl	таллий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p1
82	Pb	свинец	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p2
83	Bi	висмут	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p3
84	Po	полоний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p4
85	At	астат	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p5
86	Rn	радон	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d105p66s24f145d106p6
VII период
87	Fr	франций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s1
88	Ra	радий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2
89	Ac	актиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d1
90	Th	торий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d25f0
91	Pa	протактиний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f26d1
92	U	уран	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f36d1
93	Np	нептуний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f46d1
94	Pu	плутоний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f56d1
95	Am	америций	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f7
96	Cm	кюрий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f76d1
97	Bk	берклий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f86d1
98	Cf	калифорний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f10
99	Es	эйнштейний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f11
100	Fm	фермий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f12
101	Md	менделеевий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f13
102	No	нобелий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f14
103	Lr	лоуренсий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d1
104	Rf	резерфордий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d2
105	Db	дубний	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d3
106	Sg	сиборгий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d4
107	Bh	борий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d5
108	Hs	хассий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d6
109	Mt	мейтнерий	1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d7

chembaby.com

---

Смотрите также

• 
  Добавка хром
• 
  Хром пить
• 
  Чистка хрома
• Хром желтый
• 
  Эквивалент хрома
• 
  Хром синхронизация
• 
  Синхронизация хром
• 
  Хром консоль
• 
  Хром тв
• 
  Тв хром
• 
  Хром новости