Всё, что окружает нас в повседневной жизни имеет сложное строение: от чайника на плите до улиц города. Не менее сложным строением обладает и крохотный атом. В этой статье поговорим о его электронных конфигурациях.
Общее об атоме
Вспомним самую важную информацию об атоме.
Долгое время ученые не могли выяснить, из чего состоит атом. Впоследствии было установлено, что атом состоит из элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов.
Чтобы объяснить расположение элементарных частиц была предложена планетарная модель атома. Она гласит следующее: вокруг каждого ядра находятся электроны, которые располагаются вокруг него определенным образом, как и планеты вокруг Солнца. Подробнее о строении атома можно почитать в статье «Строение атома и электронные конфигурации 1.0».
В это статье мы сфокусируемся на электронах в атоме.
Валентные и неспаренные электроны
Последний энергетический уровень называют внешним. На нем находятся валентные электроны, то есть электроны на внешней (валентной) оболочке атома.
Вопрос 1 ЕГЭ по химии. Как определить число спаренных электронов
Сравним, какая же связь существует между валентными и неспаренными электронами. При образовании химической связи возможны два механизма: обменный и донорно-акцепторный. Более распространен обменный механизм, благодаря которому атомы выделяют по одному электрону на внешнем электронном уровне и образуют “коннекшн” (общую электронную пару).
Из этого следует правило:
| Все неспаренные электроны являются валентными, но не все валентные электроны должны быть неспаренными. |
Какой паспорт у атомов?
У каждого атома или иона есть “паспорт” расположения электронов по энергетическим уровням. Такой паспорт называется электронной конфигурацией.
Электронная конфигурация — это формула, отражающая распределение электронов по электронным оболочкам атома.
Пусть электрон — это студент. А где обычно живут студенты? В общаге! Давайте нарисуем общежитие для электронов:
Более подробно про расположение электронов можно почитать в статье «Особенности строения электронных оболочек атомов элементов». .
Электронную конфигурацию ионов можно написать по тем же правилам, что и электронную конфигурацию атомов, только при этом нужно учитывать, какой заряд (положительный или отрицательный) у частицы.
Если атом принимает электроны, то он становится анионом, если отдаёт электроны – то катионом.
Атом может отдать или принять электроны таким образом, чтобы внешний энергетический уровень был максимально заполнен, так как это энергетически выгодно. Полностью заполненный подуровень является очень устойчивым — такую конфигурацию имеют все благородные газы, и к ней стремятся ионы.
Как решать 1 задание из ЕГЭ по химии «Электронная конфигурация атома»
Рассмотрим пример с образованием сульфид-аниона S 2- .
- 3 энергетический уровень является внешним для атома серы, на нем располагается 6 электронов, 2 из которых являются неспаренными.
- К этим электронам могут добавиться два “соседа”, благодаря которым p-подуровень заполняется полностью и обретает стабильную конфигурацию.
- Так как каждый из электронов имеет заряд (-1), то суммарно после их присоединения к сере образуется сульфид-анион S2-
Фактчек
- Электроны заполняются определенным образом на энергетических уровнях вокруг атома.
- Электронная конфигурация помогает нам узнать, на каком уровне и подуровне располагается определенное число электронов.
- Если к нейтральному атому добавить электроны, то он превращается в анион, если же отобрать электроны — образуется катион.
- Атом стремится обладать наиболее устойчивой электронной конфигурацией, при которой энергетический уровень/подуровень является заполненным.
Проверь себя
Задание 1.
Внешним энергетическим уровнем называется :
- Первый энергетический уровень
- Последний энергетический уровень
- Энергетический уровень с наименьшей энергией
Задание 2.
Максимальное число электронов на внешнем энергетическом уровне равно:
Задание 3.
Количество валентных электронов, в большинстве случаев, равно:
- Номеру группы
- Номеру периода
- Порядковому номеру элемента
- Массовому числу элемента
Задание 4.
Сколько электронов необходимо для заполнения энергетического уровня атома углерода?
Задание 5.
Электронной конфигурации какого благородного газа будет соответствовать электронная конфигурация хлорид-иона?
Ответы: 1. — 2; 2. — 4; 3. — 1; 4. — 3; 5. — 1.
Источник: umschool.net
Как записываются электронные конфигурации атомов?
Как записываются электронные конфигурации атомов? . Записываются электронные конфигурации следующим образом, в начале указывается номер энергического уровня на котором расположена орбиталь и тип орбитали (например, 1s), далее надстрочным индексом обозначают число электронов на орбиталях данного типа (например, 1s2).
Какие элементы имеют электронную конфигурацию аргона?
Электронная конфигурация
| 18 Ar Аргон : [Ne] 3s2 3p6 | ||
| 1s2 | 2s2 | 2p6 |
| 2 | 8 | |
| 19 K Калий : [Ar] 4s1 | ||
Какие элементы имеют одинаковую электронную конфигурацию?
- Cr.
- Al.
- K.
- N.
- Cl.
Какие элементы имеют два неспаренных электрона?
Два неспаренных электрона имеют элементы 4 и 6 группы, кислород и титан. Магний находится во 2 группе и не имеет неспаренных электронов, азот и фосфор — в 5 группе и имеют 3 неспаренных электрона.
Что такое конфигурация внешнего энергетического уровня?
Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня n s 1 n p 3 n d 1 означает, что на нём находится 5 электронов (в возбуждённом состоянии количество электронов не отличается от основного состояния), следовательно, элемент находится в V группе Периодической таблицы.
Сколько неспаренных электронов у гелия?
Водород и гелий Атом водорода имеет один неспаренный электрон, а атом гелия — два спаренных электрона.
Каким способом можно перевести атом в возбужденное состояние?
Для того, чтобы атом мог излучать энергию, необходимо перевести его в возбужденное состояние, то есть переместить электрон в атоме с основной орбиты на одну из внешних орбит, этот процесс называется возбуждением атома.
Какие элементы в основном состоянии имеют 1 неспаренный электрон?
Задание № 18154 Комментарий: Один неспаренный электрон на внешнем уровне в основном состоянии имеют элементы IA IIIA и VIIA групп.
Что значит один неспаренный электрон?
Если на орбитали находится один электрон, то он называется неспаренным, а если два – то это спаренные электроны. . Эта схема размещения электронов в квантовых ячейках, которые являются графическим изображением атомной орбитали.
Какой из атомов в основном состоянии содержит два неспаренных электрона на внешнем уровне?
Комментарий: Два неспаренных электрона на внешнем уровне в основном состоянии имеют атомы IVA и VIA групп.
Какие элементы не могут переходить в возбужденное состояние?
Азот, кислород, фтор и неон не могут иметь возбужденного состояния по той простой причине, что они не имеют свободной орбитали с более высокой энергией, на которую могли бы «перескакивать» спаренные электроны с орбиталей с меньшей энергией. . В основном состоянии атом серы имеет 2 валентных электрона (голубой цвет).
Когда атом переходит в возбужденное состояние?
Атом в обычном состоянии стабилен: в нём нет ни избытка, ни недостатка энергии. Однако, если в атом «ударяет», например, фотон с высокой энергией, атом переходит в возбуждённое состояние. Энергия, которую атом получил от фотона, переходит к электронам атома, а те перескакивают на более высокие энергетические уровни.
Что значит элемент в возбужденном состоянии?
энергетически нестабильное, неустойчивое состояние атома, образуемое из основного состояния при переходе одного или нескольких электронов (из-за получения энергии извне) с занятых орбиталей на свободные или занятые лишь одним электроном ◆ Отсутствует пример употребления (см.
Что такое основное состояние атома?
Законы квантовой механики говорят, что электроны не могут двигаться как угодно, а должны образовывать определенную устойчивую конфигурацию, которая имеет наименьшую энергию и сама по себе уже не развалится. Эта конфигурация называется основным состоянием атома; практически все атомы вокруг нас — именно такие.
Что называют основным и возбужденным состоянием атома?
Состояние атома, в котором все электроны находятся на стационарных орбитах с наименьшей возможной энергией, называется основным. Все другие состояния называются возбужденными.
Чем отличается основное и возбужденное состояние атомов карбона?
Конфигурация атома углерода в основном состоянии: 1s2 2s2 2p2. Конфигурация атома углерода в возбужденном состоянии: 1s2 2s1 2p3.
Чему равна валентность кремния в основном и возбужденном состоянии?
Четвёртная валентность характерна для кремния в возбуждённом состоянии, когда один электрон переход с s- на p-подуровень. От состояния атома также зависит степень окисления. Кремний проявляет степени окисления +2, +4, -4. С галогенами и неметаллами кремний имеет +4 степень окисления.
Сколько возбужденных состояний у хлора?
В основном состоянии хлор содержит 1 неспаренный электрон на внешнем энергетическом уровне ,p- подуровне, за счет которого хлор образует одну связь, проявляет валентность I. Но так как у хлора на внешнем энергетическом уровне есть d-подуровень со свободными орбиталями хлор может переходить в три возбуждённых состояния.
Сколько неспаренных электронов имеет атом углерода в возбужденном состоянии?
Принято говорить, что атом углерода перешел в возбужденное состояние. Таким образом, атом углерода имеет четыре неспаренных электрона и может образовать четыре ковалентные связи.
Сколько неспаренных электронов имеют атомы водорода?
В сумме у атома 18 электронов.
Сколько неспаренных электронов у бериллия?
За счет их наличия электроны 2s-подуровня могут распариваться и один из них совершает переход и занимает одну из свободных 2p орбиталей, т. е. для бериллия характерно возбужденное состояние. Наличие двух неспаренных электронов свидетельствует о том, что бериллий в своих соединениях (BeIIO, BeII(OH)2, BeIICO3 и др.)
В каком состоянии углерод встречается в природе в каких целях он используется?
Углерод широко используется в виде простых веществ. Кроме драгоценных алмазов, являющихся предметом ювелирных украшений, большое значение имеют промышленные алмазы – для изготовления шлифовального и режущего инструмента. . Углерод входит в состав сталей и сплавов в элементном состоянии и в виде карбидов.
Почему углерод называют основным элементом живой природы?
Углерод – основной элемент живой природы, потому что живая природа – это, в первую очередь, органические вещества. Органические вещества всегда включают атомы углерода, поэтому углерод – основа органики, и, следовательно, основа жизни.
Где используется оксид углерода?
Он используется как восстановитель в металлургии, в органическом синтезе, и производстве карбонилов металла. Некоторые газы промышленного использования, применяемые для подогрева котлов и печей, а также питания газовых двигателей содержат оксид углерода.
Как выглядит углерод?
Значит, углерод — чёрный, мягкий порошок. Возьмём серый мягкий камень графит, хорошо тебе знакомый благодаря карандашам. Если его нагреть в кислороде, он тоже сгорит без остатка, хотя и немного медленней, чем уголь, а в приборе, где он горел, останется углекислый газ.
Где встречается в природе углерод?
В парообразном состоянии и в виде соединений с азотом и водородом углерод обнаружен в атмосфере Солнца, планет, он найден в каменных и железных метеоритах. Большинство соединений углерода, и прежде всего углеводороды, обладают ярко выраженным характером ковалентных соединений.
Кто первый открыл углерод?
Антуан Лоран Лавуазье
Стоит почитать
Источник: questions.students-library.com
ВОПРОС 1. ОСНОВНОЕ И ВОЗБУЖДЕННОЕ СОСТОЯНИЯ АТОМОВ. ЭЛЕКТРОННЫЕ ФОРМУЛЫ ИОНОВ (ЧАСТЬ 3). ХИМИЯ ЕГЭ 2022
Приветствую вас, уважаемые читатели, на своем канале!
В данной статье разберем основное и возбужденное состояния атомов и электронные формулы ионов.
Предыдущие статьи по вопросу 1 можно посмотреть здесь:
- строение атома (часть 1) ;
- строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов s-, p-, d-элементы (часть 2) .
Основное и возбужденное состояния атомов
Валентность — это способность атома химического элемента образовывать с другими атомами химические связи за счет отдачи или принятия электронов. Валентность определяется числом неспаренных электронов в обычном и возбужденном состоянии атома.
Когда мы строим электронные конфигурации атомов по ПС, то это основное состояние (т.е. состояние с минимальной энергией).
Иногда, некоторые атомы, когда получают энергию извне, могут переходить в возбужденное состояние.
Возбужденное состояние атома — это состояние, при котором электрон из электронной пары с предыдущего подуровня с меньшей энергией «расспаривается» и переходит на следующий подуровень с большей энергией.
Например, рассмотрим электронные оболочки атомов углерода и серы в основном и возбужденном состояниях.
Рисунок 1. Строение электронной оболочки атома углерода
Рисунок 2. Строение электронной оболочки атома серы
Возбужденное состояние характерно для таких атомов, которые имеют свободную орбиталь. Например, мы знаем, что третий уровень характеризуются тремя подуровнями, независимо от их заполнения (например, как у серы).
Атомы азота (N), кислорода (O), фтора (F) и неона не могут переходить в возбужденное состояние, так как нет свободных орбиталей и второй уровень характеризуется только двумя подуровнями.
Рисунок 3. Строение электронных оболочек атомов азота, кислорода, фтора и неона
Атом азота (N):
— количество неспаренных электронов 3;
Атом кислорода (O):
— количество неспаренных электронов: 2;
Атом фтора (F):
— количество неспаренных электронов: 1;
Атом неона (Ne):
— количество неспаренных электронов: 0;
Электронные формулы ионов
Если атом отдает или принимает электрон, он превращается в ион .
Например, переход железа в состояние Fe(3+) связано с отдачей трех электронов:
Fe(0) → Fe(3+) (атом отдал 3е) =>
26Fe …3d(6)4s(2) Fe(3+) …3d(5) (катион) .
В первую очередь атом отдает электроны с более высокого энергетического уровня и подуровня.
S(0) → S(2-) (атом принял 2е) =>
16S …3s(2)3p(4) S(2-) …3s(2)3p(6) (анион) .
Электронная конфигурация иона S(2-) аналогична электронной конфигурации атома аргона.
Связь электронного строения атома с положением элемента в ПС
1. Число энергетических уровней в атоме, на которых расположены электроны, равно номеру периода .
2. У элементов главных подгрупп число электронов на внешнем энергетическом уровне равно номеру группы ПС . У элементов главных подгрупп электроны внешнего энергетического уровня являются валентными .
3. У элементов побочных подгруппы III – VIII групп общее число электронов на s -подуровне внешнего энергетического уровня атома и d -подуровне предпоследнего уровня равно номеру группы.
25Mn 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6) 3d(5)4s(2)
26Fe 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6) 3d(6)4s(2)
У элементов побочных подгрупп валентными могут быть электроны внешнего энергетического уровня и d-подуровня предпоследнего уровня.
4. У элементов побочных подгрупп I и II групп d -подуровень предпоследнего энергетического уровня завершен (d(10)), а на внешнем энергетическом уровне число электронов равно номеру группы .
29Cu 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6) 3d(10)4s(1)
30Zn 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6) 3d(10)4s(2)
Если есть вопросы по данной статье, то пишите в комментариях!
Разборы заданий второй части реальных вариантов ЕГЭ 2021 смотрим ниже.
Решение заданий 30 и 31 разных вариантов можно посмотреть здесь:
- задания 30 и 31 (часть 1) ;
- задания 30 и 31 (часть 2) ;
- задания 30 и 31 (часть 3) .
Решение заданий 32 разных вариантов можно посмотреть здесь:
- задание 32 (часть 1) ;
- задание 32 (часть 2) ;
- задание 32 (часть 3) .
Решение заданий 33 разных вариантов можно посмотреть здесь:
- задание 33 (часть 1) ;
- задание 33 (часть 2) ;
- задание 33 (часть 3) .
Решение заданий 34 разных вариантов можно посмотреть здесь:
- задание 34 (часть 1) ;
- задание 34 (часть 2) ;
- задание 34 (часть 3) ;
- задание 34 (часть 4) ;
- задание 34 (часть 5) ;
- задание 34 (часть 6) ;
- задание 34 (часть 7) ;
- задание 34 (часть 8) .
Решение заданий 35 разных вариантов можно посмотреть здесь:
- задание 35 (часть 1) ;
- задание 35 (часть 2) ;
- задание 35 (часть 3) .
Не забываем поставить лайк этой статье и подписаться на канал !
Всем успехов в изучении химии!
Источник: dzen.ru