ТЕМА: «ЕЛЕКТРОННІ І ГРАФІЧНІ ЕЛЕКТРОННІ ФОРМУЛИ АТОМІВ S-, P-, D-ЕЛЕМЕНТІВ. ПРИНЦИП «МІНІМАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ». 

Кількість електронів в атомі дорівнює його порядковому номеру в періодичній системі.

Електрони рухаються навколо ядра атома дотримуючись правил:

1. Електрони розподіляються по енергетичним рівням. Кількість енергетичних рівнів дорівнює номеру періоду.

2. На кожному енергетичному рівні знаходяться електронні орбіталі. Орбіталь — це область простору, в якій ймовірність перебування електрона становить понад 90%.

Типи електронних орбіталей: s — р — d — f .

Орбіталі відрізняються формою, енергією, кількістю:

s-орбіталь — одна, має сферичну форму і мінімальну енергію

р-орбіталей — їх три, мають форму об'ємної вісімки

d-орбіталей — п'ять

f-орбіталей — сім.

Від s до f-орбіталі

енергія зростає,

форма стає більш

складною.

Основні принципи розміщення електронів на орбіталях

�

Принцип заборони Паулі: 

на одній орбіталі можуть перебувати не більше двох електронів, причому їх спіни мають бути антипаралельними.   

Принцип найменшої енергії:

Електрони займають енергетичні рівні послідовно, за порядком збільшення їхньої енергії. Спочатку «заселяється» перший енергетичний рівень, потім – другий, і т.д.

1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s

Правило Хунда (Гунда):

У межах одного енергетичного підрівня електрони розташовуються  таким чином, щоб число неспарених електронів було максимальним.

Зауважте, що : 

електрони на останньому енергетичному рівні атома називають зовнішніми (валентними);

Електронна формула атома — це запис розподілу електронів в електронній оболонці атома, де коефіцієнтами позначають енергетичні рівні (1, 2, ... 7), символами — підрівні (s, p, d, f), верхніми індексами — кількість електронів на підрівнях. Наприклад, електронна формула атома Силіцію ₁₄Si така: 1s²2s²2p⁶3s²3p².

Завжди починаємо з 1 рівня.

Усі рівні пишемо за порядком – 1,2,3. Упускати якийсь не можна.

Номер рівня вказує на кількість підрівнів на ньому. Якщо рівень 1, то підрівень він має лише 1; якщо рівень №2, то підрівнів у нього теж 2.

Починаємо розписувати енергетичні рівні і підрівні. Щоб це робити правильно, потрібно дуже добре вивчити декілька простеньких правил.

1 рівень – лише s-підрівень;

2 рівень – s-підрівень і р-підрівень;

3 рівень – s-підрівень, р-підрівень і d-підрівень

4 рівень – s-підрівень, р-підрівень, d-підрівень і f-підрівень.

Підрівні мають строго визначену кількість електронів:

 s-підрівень – 2е-

р-підрівень – 6е-

d-підрівень – 10е-

f-підрівень – 14е-

Енергетичні рівні, заповнені максимально можливою для них кількістю електронів називаються завершеними, а енергетичні рівні з меншою кількістю електронів – незавершеними.

С

Завдання. Знайдіть і виправте помилки в електронних формулах атомів:

а) 1s²2s¹2p⁴;

б) 1s¹2s²;

в) 1s²2s¹2p⁷.

Складіть електронні формули атома та йона:

а) Натрію;

б) Хлору.

Складіть електронні й графічні електронні формули атомів хімічних елементів з протонними числами: а) 7 і 15; б) 13 і 16. У кожній парі зазначте спільні і відмінні риси.

​

Графічні електронні формули доповнюють інформацію про будову електронної оболонки атома відомостями про кількість енергетичних комірок (кожну комірку позначають квадратиком) та заповнення їх електронами. Два спарені електрони однієї комірки позначають двома протилежно спрямованими стрілками ⇅, неспарений електрон — однією ↑. Протилежно спрямовані стрілочки вказують на те, що спарені електрони обертаються навколо своєї осі в протилежних напрямках.

Графічна електронна формула атома — відображення розподілу електронів за енергетичними комірками

Графічна формула

Графічна формула пишеться на основі електронної. Суть в тому, щоб розмістити електрони по комірках (схематичне зображення орбіталей, по яких вони рухаються навколо ядра).

Щоб навчитися писати графічні формули правильно, потрібно запам’ятати кілька простих правил

• Одна клітинка в зошиті – це одна комірка (орбіталь).
• В одній комірці може бути не більше 2 електронів
• Електрони в комірках позначаємо стрілочками.

Важливо! Електрони заповнюються по одному в кожну комірку. Особливо уважним треба бути на р-підрівні – ставимо по одному електрону в кожну комірку, а потім вертаємось до першої. Наприклад. у атома Нітрогену – N чи Р. На 2р-підрівні в цих атомів по 3 електрони – кожен з цих 3-ох електронів зайняв одну комірку.

Важливо!

Завдання  Дотримуючись принципу «мінімальної енергії», складіть електронну й графічну електронну формули атома, електронна оболонка якого має шість s-електронів і сім р-електронів. Назвіть елемент, дайте йому характеристику за місцем у періодичній системі.