Яка кількість електронів

§ 10. Енергетичні рівні та підрівні

Електрони в атомі розміщені не хаотично, а у певному порядку, який визначається енергією електронів.

В орбіталях, що мають однакову форму і розміри, містяться електрони з однаковою енергією.

Електрони, що мають однакову (або дуже близьку за значенням) енергію, утворюють енергетичний рівень (його ще інакше називають електронним шаром).

Кількість енергетичних рівнів в атомі дорівнює номеру періоду, у якому розміщений хімічний елемент. Наприклад, Гідроген міститься у першому періоді, тому в атомі Гідрогену є один енергетичний рівень (один електронний шар); Сульфур міститься у третьому періоді, тому в атомі Сульфуру електрони розміщені на трьох енергетичних рівнях (утворюють три електронні шари).

• Скільки енергетичних рівнів є в атомах Оксигену і Брому?

Максимальну кількість електронів N на енергетичному рівні визначають за формулою:

де n — номер енергетичного рівня.

Таким чином, на першому енергетичному рівні (n = 1) максимально може бути 2 електрони, на другому (n = 2) — 8 електронів.

• Скільки електронів може вміщувати третій енергетичний рівень?

Електрони першого енергетичного рівня мають найменшу енергію. Електрони другого енергетичного рівня мають енергію більшу, ніж електрони першого рівня, але меншу, ніж третього (і, звичайно, четвертого) і т. д.

Сукупність електронів в атомі називають електронною оболонкою атома. Схематично будову електронної оболонки атома показано на мал. 6.

• Атом якого періоду зображено на мал. 6? Які з електронних шарів у ньому заповнені повністю, а які — ні?

Мал. 6. Будова електронної оболонки атома

Розглянемо, як заповнюються електронами енергетичні рівні в атомах елементів, розміщених на початку періодичної системи.

Число електронів в атомі хімічного елемента, як ви пригадуєте, дорівнює заряду його ядра, а отже, порядковому номеру елемента в періодичній системі. Наприклад, в атомі Гідрогену всього один електрон, а в атомі Оксигену вісім. Електронна оболонка атома кожного наступного елемента періодичної системи відрізняється від електронної оболонки попереднього на один електрон.

Перший енергетичний рівень вміщає максимально 2 електрони, тому перший період складається лише з двох елементів — Гідрогену і Гелію. В атомі Гелію перший енергетичний рівень завершений.

В атомах усіх елементів другого періоду перший енергетичний рівень також завершений і поступово заповнюється другий енергетичний рівень. Він може містити не більше ніж вісім електронів. Тому другий період має вісім хімічних елементів. В атомі Неону (елемента, який завершує другий період) і перший, і другий енергетичний рівні є завершеними.

В атомах хімічних елементів третього періоду відбувається заповнення електронами третього енергетичного рівня, який може максимально містити 18 електронів. Проте в третьому періоді всього вісім елементів. Пояснюється це тим, що на зовнішньому (останньому) рівні не може міститися більше, ніж 8 електронів. Заповнення третього енергетичного рівня до 18 електронів відбувається в атомах елементів 4 періоду, де цей рівень вже не буде зовнішнім.

2. Енергетичні підрівні

Кожний енергетичний рівень складається із підрівнів. Кількість підрівнів дорівнює номеру енергетичного рівня: перший рівень має один підрівень, другий — два, третій — три тощо. Підрівні позначають так само, як і електрони, які в них розміщені: s-підрівень, p-підрівень, d-підрівень. Електрони одного підрівня мають однакову енергію, електрони одного рівня, але різних підрівнів — близькі за значенням енергії. Електрони s-підрівня мають найменшу енергію, p-підрівня — більшу, ніж s-підрівня, але меншу, ніж d-підрівня.

Електрони s-підрівня розміщуються в s-орбіталях, p-підрівня — в p-орбіталях, d-підрівня — в d-орбіталях.

ЗАДАЧА. Охарактеризуйте електронну будову атома Сульфуру.

Порядковий номер Сульфуру в періодичній системі 16, тому атом Сульфуру містить 16 електронів. Сульфур — елемент третього періоду, отже електрони атому Сульфуру розміщені на трьох енергетичних рівнях. В атомах усіх елементів третього періоду перший і другий енергетичні рівні завершені. число електронів на них дорівнює 2 (на першому) і 8 (на другому). Скільки електронів на третьому (зовнішньому) рівні? Від загальної кількості електронів (16) треба відняти кількість електронів на першому і другому рівні: 16 – (2 + 8) = 6.

Будову атома Сульфуру можна зобразити у вигляді схеми (мал. 7).

Мал. 7. Будова атома Сульфуру

• Електрони в атомі розміщуються на енергетичних рівнях. Кількість енергетичних рівнів, на яких є електрони, дорівнює номеру періоду, в якому розташований елемент.

• Енергетичні рівні складаються із підрівнів. Число підрівнів дорівнює номеру рівня. Енергія електронів одного підрівня однакова.

Початковий рівень

1. Що називають енергетичним рівнем?

2. Що таке електронна оболонка атома?

Середній рівень

3. Скільки електронів може максимально міститися на другому і третьому енергетичних рівнях?

Достатній рівень

4. чому перший період містить усього 2 хімічних елементи, а другий 8?

Високий рівень

5. Скільки електронів на зовнішньому енергетичному рівні атомів таких елементів: а) Літію, Карбону, Флуору; б) Натрію, Силіцію, Хлору?

6. На скількох енергетичних рівнях містяться електрони в атомах: а) Літію, Натрію, Калію; б) Берилію, Магнію, Кальцію; в) Флуору, Хлору, Брому?

§ 4. Будова атома

Складові частини атома. Уявлення давніх філософів про атом як найдрібнішу однорідну й неподільну частинку речовини не змінювалися протягом століть. Однак у другій половині XIX ст. вчені виявили, що в атомі містяться ще дрібніші частинки.

Із курсу хімії 7 класу вам відомо наступне:

  • атом — це найменша електронейтральна частинка речовини, яка складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, що рухаються навколо нього (мал. 10);
  • величина заряду ядра і кількість електронів в атомі збігаються з порядковим (атомним) номером елемента;
  • ядро в десятки тисяч разів менше за атом;
  • майже вся маса атома зосереджена в ядрі.

Мал. 10. Модель атома Гідрогену — елемента № 1

Подальші дослідження будови атома на початку XX ст. показали, що в ядрі містяться частинки двох типів — протони 1 і нейтрони 2 . Їх загальна назва — нуклони 3 .

1 Термін походить від грецького слова prötos — перший, найпростіший.

2 Термін походить від латинського слова neutrum — ні те, ні інше.

3 Термін походить від латинського слова nucleus — ядро.

Протон має такий самий за значенням заряд, як і електрон, але позитивний: +1. Кількість протонів визначає заряд ядра атома і є такою самою, що й кількість електронів. Нейтрон — незаряджена частинка. Протон позначають р + , а нейтрон — n 0 .

Для характеристики частинок, які входять до складу атомів, як і для самих атомів, використовують не абсолютні, а відносні маси. Маси протона і нейтрона приблизно однакові і майже у 2000 разів більші за масу електрона. Значення відносних мас протона і нейтрона дорівнюють одиниці.

Отже, в атомі співіснують частинки трьох типів — із позитивним, негативним зарядами, а також ті, що не мають заряду (схема 1).

Електрони притягуються до ядра атома так званими електростатичними силами, однак не падають на нього, оскільки рухаються з високою швидкістю. Протони й нейтрони утримуються разом у ядрі завдяки дії особливих, «ядерних», сил. Природу цих сил повністю ще не з’ясовано.

Протонне і нуклонне числа. Кількість протонів в атомі називають протонним числом. Його вказують нижнім індексом зліва від символу елемента: 4Ве.

Складники атома

• Які значення протонних чисел мають елементи Флуор і Натрій?

Зважаючи на будову атома, можна дати таке означення хімічного елемента:

хімічний елемент — вид атомів із певним протонним числом.

Сумарну кількість протонів і нейтронів в атомі називають нуклонним числом. Його позначають літерою А, а значення записують верхнім індексом зліва від символу елемента: 9 Ве.

Кількість нейтронів дорівнює різниці між нуклонним і протонним числами. Цих частинок в атомі Берилію налічується 9 – 4 = 5 (мал. 11).

Мал. 11. Модель атома Берилію

Існує двадцять хімічних елементів, у кожного з яких усі атоми мають однакові нуклонні числа (вони майже збігаються з відносними атомними масами, наведеними в періодичній системі):

Be, F, Na, Al, Р, Sc, Μn, Co, As, Y, Nb, Rh, I, Cs, Pr, Tb, Ho, Tm, Au, Bi.

• Визначте кількість протонів, нейтронів і електронів в атомах Флуору і Натрію.

Будь-який із решти елементів має атоми з різними нуклонними числами. Пояснення цьому ви знайдете в наступному параграфі.

Підсумуємо викладене вище і запишемо відповідні математичні вирази.

  • Оскільки атом електронейтральний, він містить однакову кількість протонів і електронів, що дорівнює порядковому номеру елемента:
  • Кількість нейтронів у будь-якому атомі становить різницю між нуклонним числом і кількістю протонів (електронів) або порядковим номером елемента:
  • Кількість нейтронів в атомах двадцяти елементів, указаних вище, можна обчислити, використавши значення відносних атомних мас:

Для 20 елементів

Атом складається з ядра і електронів. Ядро має позитивний заряд; у ньому містяться протони та нейтрони і зосереджена майже вся маса атома. Кількість протонів та електронів в атомі однакова і збігається з порядковим номером елемента. Кількість нейтронів в атомі дорівнює різниці між нуклонним і протонним числами.

  • 21. Які частинки входять до складу атома? Чим вони різняться? Який склад атомного ядра?
  • 22. Яких частинок у будь-якому атомі однакова кількість?
  • 23. Чи існують елементи, в атомах яких немає: а) протонів; б) нейтронів?
  • 24. Заповніть порожні клітинки в таблиці:

порядковий номер (протонне число)

ГДЗ (відповіді) Хімія 11 клас Ярошенко О.Г. §8 Завдання різного рівня складності НОВА ПРОГРАМА 2019 РОКУ

Вправа 1 Укажіть хімічний елемент, з атомом якого аніон Сульфуру має однакову кількість електронів.

Вправа 2 Укажіть хімічний елемент, з атомом якого катіон Натрію має однакову кількість електронів.

Вправа 3 Укажіть назву речовини, яка має однаковий тип хімічного зв’язку з натрій хлоридом.

Вправа 4 Укажіть тип хімічного зв’язку в речовині, що є продуктом реакції сполучення натрію з хлором.

Вправа 5 Укажіть формулу сполуки з ковалентним полярним зв’язком і складіть схему її утворення.

Вправа 6 Укажіть сполуку з ковалентним неполярним зв’язком і складіть схему її утворення.

Вправа 7 Укажіть речовину з йонним зв’язком і складіть схему його утворення.

Відповідь: В, Li.+.О.+.Li ->[Li] + +[:О:] 2- +[Li] +

Вправа 8 Укажіть формулу речовини, між молекулами якої існує водневий зв’язок, і складіть схему його утворення.

Вправа 9 Укажіть характеристики хімічного зв’язку в молекулі азоту.

А ковалентний, одинарний, полярний

Б ковалентний, подвійний, полярний

В ковалентний, потрійний, полярний

Г ковалентний, потрійний, неполярний

Вправа 10 Укажіть характеристики хімічного зв’язку в молекулі гідроген фториду.

А ковалентний, одинарний, полярний

Б ковалентний, одинарний, неполярний

В ковалентний, подвійний, полярний

Г ковалентний, подвійний, неполярний

Вправа 11 Укажіть пару речовин з ковалентним неполярним зв’язком, і складіть схеми утворення їхніх молекул.

Вправа 12 Серед наведених формул — SO2 , Cа, Mg 3 N 2 , Н2O , F 2 — переважають формули сполук з…

А ковалентним полярним зв’язком

Б ковалентним неполярним зв’язком

Вправа 13 Серед наведених формул — MgS, HF , SO3 , Fе, AlCl3, SCl2 — переважають формули сполук з…

В ковалентним полярним зв’язком

Г ковалентним неполярним зв’язком

Вправа 14 Проаналізуйте твердження 1 і 2 й виберіть правильний варіант відповіді.

1. Між молекулами води існує водневий зв’язок.

2. У молекулі води зв’язок ковалентний полярний.

А правильне лише твердження 1

Б правильне лише твердження 2

В правильні обидва твердження

Г неправильні обидва твердження

Вправа 15 Проаналізуйте твердження 1 і 2 й виберіть правильний варіант відповіді.

1. Утворення хімічного зв’язку пов’язане зі змінами в електронних оболонках атомів.

2. Утворення хімічного зв’язку пов’язане зі змінами в ядрах атомів.

А правильне лише твердження 1

Б правильне лише твердження 2

В правильні обидва твердження

Г неправильні обидва твердження

Вправа 16 Проаналізуйте твердження 1 і 2 й виберіть правильний варіант відповіді.

1. Молекули галогенів утворені ковалентним неполярним зв’язком.

2. У галогенів атомні кристалічні ґратки.

А правильне лише твердження 1

Б правильне лише твердження 2

В правильні обидва твердження

Г неправильні обидва твердження

Вправа 17 Складіть рівняння реакцій за напівсхемами, укажіть реакцію, продуктом якої є сполука з йонним зв’язком.

Вправа 18 Перетворіть напівсхеми на рівняння реакцій, укажіть реакцію, унаслідок якої утворюється речовина з ковалентним полярним зв’язком.

Вправа 19 Установіть відповідність між назвою речовини та загальною кількістю спільних електронних пар у її молекулі.

Вправа 20 Установіть відповідність між речовинами та характерним для них хімічним зв’язком.

Вправа 21 Спрогнозуйте тип хімічного зв’язку в бінарній сполуці елементів з протонними числами 20 і 17. Відповідь підтвердьте записом схеми його утворення.

Відповідь: йонний, Cl.+.Сa.+.Cl -> [Cl:] – +[Ca] 2+ +[:Cl] –

Вправа 22 Спрогнозуйте тип хімічного зв’язку в бінарній сполуці елементів з протонними числами 1 і 16. Відповідь підтвердьте записом схеми його утворення.

Відповідь: ковалентний полярний , схема утворення зв’язку:

Вправа 23 Укажіть молекулярну формулу і тип кристалічних ґраток речовини, що має твердий агрегатний стан, сталу температуру плавлення і кипіння, добре розчиняється у воді.

Вправа 24 Укажіть тип кристалічних ґраток речовини, що має газоподібний агрегатний стан і специфічний запах.

Вправа 25 Укажіть речовину з йонними кристалічними ґратками.

Вправа 26 Укажіть речовину з атомними кристалічними ґратками.

Вправа 27 Укажіть речовину з молекулярними кристалічними ґратками.

Вправа 28 У переліку: харчова сода, скло , йод, кухонна сіль, каніфоль , бітум , бурштин — …

А кристалічних речовин більше

Б аморфних речовин більше

В кристалічних й аморфних речовин порівну

Вправа 29 Атом елемента має на 6 електронів менше, ніж аніон Хлору. Назвіть елемент. Магній

Аніон Хлору має 18 електронів, тоді шуканий елемент має на 6 електронів менше (18-6=12), тому його порядковий номер 12 — це Магній.

Які види хімічного зв’язку можуть утворювати його атоми, взаємодіючи між собою та з атомами інших елементів? Металічний і йонний

Вправа 30 Атом хімічного елемента має на 3 електрони більше, ніж йон елемента ІІ групи третього періоду. Алюміній

Йон Магнію — елемент ІІ групи третього періоду — має 10 електронів, тоді шуканий елемент має на 3 електрони більше (10+3=13), тому його порядковий номер 13 — це Алюміній.

Які види хімічного зв’язку можуть утворювати його атоми, взаємодіючи між собою та з атомами інших елементів? Металічний і йонний

Related Post

Що становить основу рапсодіїЩо становить основу рапсодії

Музичне мистецтво 6 клас Бажаючи передати образи, які навіює ніч, композитори створюють ноктюрни — спокійні мелодійні п’єси задумливого характеру. У давнину музику цього жанру писали для ансамблю духових і струнних