Строение электронных оболочек атомов

Строение вещества.

Методические указания.

Вещество представляет собой совокупность взаимодействующих частиц – атомов, ионов, молекул – по­стоянного и характерного состава. Поэтому в разделе «Строение вещества» рассматривают строение этих частиц и законо­мер­­нос­ти их взаимодействия.

Общие положения.

Атом – наименьшая частица вещества, способная самостоятельно участвовать в химических пре­вращениях. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, образу­ю­щих электронную оболочку атома.

В целом атом – электронная частица, такчтоположительный заряд ядра по абсолютной величине ра­вен отрицательному заряду электронной оболочки. Абсолютные величины зарядов атомных ядер и электронных оболо­чек невели­­ки. Поэтому их принято выражать не в Кулонах, а в единицах элементарного электрического заряда (э.э.з.): 1э.э.з.=1,66·10^-19Кл. Например, запись Z=+10 означает, что заряд ядра положителен по знаку и численно равен 10 единицам э.э.з.

Каждый электрон (е^-) электронной оболочки имеет отрицательный заряд, равный 1э.э.з. (за­пи­сы­ва­ют­ -1). Поэтому количество электронов в электронной оболочке атома численно равно величине заряда ядра Z.

Заряд в атоме находится в состоянии непрерывного движения в поле положительно заряженного ядра.

Для описания закономерностей этого движения используется квантово-механическая модель атома, согласно ко­то­рой электрон может посещать все точки атомного пространства, но вероятность его пребывания в различных микрообъёмах атома различна. Иначе говоря, в процессе своего движения электрон в атоме образует отрица­тельно заряженное электронное облако. Часть этого облака, ограниченная поверхностью, образованной совокуп­ностью точек с наибольшей вероятностью пребывания электрона, называется атомной орбиталью (АО).

Атомные орбитали различаются их геометрической формой. Например, сферическая атомная орбиталь–s, ганте­леобразная – р, АО более сложной формы: d – AO, f – AO и т.д. в порядке следования букв латинского алфавита.

Химические свойства атома определяются числом его электронов, которое, в свою очередь, опреде­ляет строение электронной оболочки. По этой причине в химии строение атомных ядер не рассматривают, а огра­ничиваются исключительно изучением строения электронных оболочек атомов.

Совокупность атомов с одинаковым числом электронов (с одинаковым зарядом ядра) и, следо­ва­тель­но, имеющих одинаковые химические свойства, называется химическим элементом. Все известные химические элементы представлены в периодической системе элементов Д.И.Менделеева, где они расположены в порядке увеличения заряда ядра Z. В связи с этим, имеет место взаимосвязь между положением элемента в периодической системе и химическими свойствами его атомов.

Атомарное состояние неустойчиво и поэтому не характерно для элементов. Атомы одного или раз­личных элементов (кроме инертных элементов) всегда соединяются друг с другом в определённых сочета­ни­ях, образуя устойчивые атомные ассоциаты – молекулы или кристаллы. устойчивость атомных ассоциатов обес­пе­­чивается уменьшением энергии в результате связывания атомов. Энергия, выделяющаяся при связывании атомов, называется энергией химической связи.

Под химической связью подразумевают силы, удерживающие атомы в связанном состоянии. Для объяснения природы этих сил обычно используются 2 теории химической связи: теория (метод) валентных свя­зей и теория (метод) молекулярных орбиталей.

Молекулы, так же как и составляющие их атомы, – электронейтральные частицы. Если атом или моле­кула присоединяет или отдаёт электроны, образуется частица с электрическим зарядом – ион. Например, Fe - 2е^-=Fe²⁺, Сl + е^- = Сl^-. Положительно заряженные ионы принято называть катионами, отрица­тельно заряженные – анионами.

Строение электронных оболочек атомов.

(Задачи №№ 01¸20)

Поиск по сайту: