Малюгина 14. Внешний и внутренний энергетический уровни. Завершенность энергетического уровня

Малюгина 14. Внешний и внутренний энергетический уровни. Завершенность энергетического уровня.

Вспомним вкратце, что мы уже знаем о строении электронной оболочки атомов:

ü  число энергетических уровней атома = номеру периода, в котором находится элемент;

ü  максимальная емкость каждого энергетического уровня вычисляется по формуле 2n2

ü  внешняя энергетическая оболочка не может содержать для элементов 1 периода более 2-х электронов, для элементов других периодов более 8 электронов

Еще раз вернемся к анализу схемы заполнения энергетических уровней у элементов малых периодов:

Таблица1.Заполнение энергетических уровней

у элементов малых периодов

Номер периода	Количество энергетических уровней = номеру периода	Символ элемента, его порядковый номер	Общее количество электронов	Распределение электронов по энергетическим уровням	Номер группы
Схема 1	Схема 2
1	1	1Н	1	Н +1 )1	+1Н, 1е-	I (VII)
2Не	2	Нe +2 )2	+2Не, 2е-	VIII
2	2	3Li	3	Li +3 )2 )1	+3Li, 2е-, 1е-	I
4Be	4	Ве +4 )2 )2	+4Be, 2е-, 2е-	II
5B	5	В +5 )2 )3	+5В, 2е-, 3е-	III
6C	6	С +6 )2 )4	+6С, 2е-, 4е-	IV
7N	7	N +7 )2 )5	+7N, 2е-, 5е-	V
8O	8	O +8 )2 )6	+8O, 2е-, 6е-	VI
9F	9	F +9 )2 )7	+9F, 2е-, 7е-	VI
10Ne	10	Ne +10 )2 )8	+10Ne, 2е-, 8е-	VIII
3	3	11Na	11	Na +11 )2 )8 )1	+11Na, 2е-, 8е-, 1e-	I
12Mg	12	Mg +12 )2 )8 )2	+12Mg, 2е-, 8е-, 2e-	II
13Al	13	Al +13 )2 )8 )3	+13Al, 2е-, 8е-, 3e-	III
14Si	14	Si +14 )2 )8 )4	+14Si, 2е-, 8е-, 4e-	IV
15P	15	P +15 )2 )8 )5	+15P, 2е-, 8е-, 5e-	V
16S	16	S +16 )2 )8 )6	+15P, 2е-, 8е-, 6e-	VI
17Cl	17	Cl +17 )2 )8 )7	+17Cl, 2е-, 8е-, 7e-	VI
18Ar	18	Ar +18 )2 )8 )8	+18Ar, 2е-, 8е-, 8e-	VIII

Проанализируйте таблицу 1. Сравните число электронов на последнем энергетическом уровне и номер группы, в которой находится химический элемент.

Заметили ли Вы, что число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов совпадает с номером группы, в которой находится элемент (исключение составляет гелий)?

!!! Это правило справедливо только для элементов главных подгрупп.

Каждый период системы заканчивается инертным элементом (гелий He, неон Ne, аргон Ar). Внешний энергетический уровень этих элементов содержит максимально возможное число электронов: гелий -2, остальные элементы – 8. Это элементы VIII группы главной подгруппы. Энергетический уровень, схожий со строением энергетического уровня инертного газа, называют завершенным. Это своеобразный предел прочности энергетического уровня для каждого элемента Периодической системы. Молекулы простых веществ – инертных газов состоят из одного атома и отличаются химической инертностью, т. е. практически не вступают в химические реакции.

У остальных элементов ПСХЭ энергетический уровень отличается от энергетического уровня инертного элемента, такие уровни называют незавершенными. Атомы этих элементов стремятся к завершению внешнего энергетического уровня, отдавая или принимая электроны.

Вопросы для самоконтроля

1.  Какой энергетический уровень называется внешним?

2.  Какой энергетический уровень называется внутренним?

3.  Какой энергетический уровень называется завершенным?

4.  Элементы какой группы и подгруппы имеют завершенный энергетический уровень?

5.  Чему равно число электронов на внешнем энергетическом уровне элементов главных подгрупп?

6.  Чем схожи по строению электронного уровня элементы одной главной подгруппы

7.  Сколько электронов на внешнем уровне содержат элементы а) IIA группы;

б) IVA группы; в) VII A группы

Посмотреть ответ

1.  Последний

2.  Любой, кроме последнего

3.  Тот, который содержит максимальное число электронов. А также внешний уровень, если он содержит 8 электронов для I периода - 2 электрона.

4.  Элементы VIIIA группы (инертные элементы)

5.  Номеру группы, в которой находится элемент

6.  У всех элементов главных подгрупп на внешнем энергетическом уровне содержится столько электронов, каков номер группы

7.  а) у элементов IIA группы на внешнем уровне 2 электрона; б) у элементов IVA группы – 4 электрона; в) у элементов VII A группы – 7 электронов.

Задания для самостоятельного решения

1.  Определите элемент по следующим признакам: а) имеет 2 электронных уровня, на внешнем – 3 электрона; б) имеет 3 электронных уровня, на внешнем – 5 электронов. Запишите распределение электронов по энергетическим уровням этих атомов.

2.  Какие два атома имеют одинаковое число заполненных энергетических уровней?

а) натрий и водород; б) гелий и водород; в) аргон и неон г) натрий и хлор

3.  Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне магния?

4.  Сколько электронов содержится в атоме неона?

5.  Какие два атома имеют одинаковое число электронов на внешнем энергетическом уровне: а) натрий и магний; б) кальций и цинк; в) мышьяк и фосфор г) кислород и фтор.

6.  На внешнем энергетическом уровне атома серы электронов: а) 16; б) 2; в) 6 г) 4

7.  Что общего у атомов серы и кислорода: а) число электронов; б) число энергетических уровней в) номер периода г) число электронов на внешнем уровне.

8.  Что общего у атомов магния и фосфора: а) число протонов; б) число энергетических уровней в) номер группы г) число электронов на внешнем уровне.

9.  Выберите элемент второго периода, у которого на внешнем уровне находится один электрон: а) литий; б) бериллий; в) кислород; г) натрий

10.  На внешнем уровне атома элемента третьего периода находится 4 электрона. Укажите этот элемент: а) натрий; б) углерод в) кремний г) хлор

11.  В атоме 2 энергетических уровня, находится 3 электрона. Укажите этот элемент: а) алюминий; б) бор в) магний г) азот

12.   

Посмотреть ответ:

1. а) Установим «координаты» химического элемента: 2 электронных уровня – II период; 3 электрона на внешнем уровне – III А группа. Это бор 5B. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е-, 3е-

б) III период, VА группа, элемент фосфор 15Р. Схема распределения электронов по энергетическим уровням: 2е-, 8е-, 5е-

2. г) натрий и хлор.

Пояснение: а) натрий: +11 )2 )8 )1 (заполненных 2) ←→ водород: +1 )1

б) гелий: +2 )2 (заполненых 1) ←→ водород: водород: +1 )1

в) гелий: +2 )2 (заполненных 1) ←→ неон : +10 )2 )8 (заполненных 2)

*г) натрий: +11 )2 )8 )1 (заполненных 2) ←→ хлор: +17 )2 )8 )7 (заполненных 2)

3. Два

4. Десять. Число электронов = порядковому номеру

5  в) мышьяк и фосфор. Одинаковое число электронов имеют атомы, расположенные в одной подгруппе.

Пояснения:

а) натрий и магний ( в разных группах); б) кальций и цинк ( в одной группе, но разных подгруппах) ; *в) мышьяк и фосфор (в одной, главной, подгруппе) г) кислород и фтор ( в разных группах).

6. в) 6

7. г) число электронов на внешнем уровне

8. б) число энергетических уровней

9. а) литий (находится в IA группе II периода)

10. в) кремний (IVA группа, III период)

11. б) бор (2 уровня - II период, 3 электрона на внешнем уровне – IIIA группа)