แปดอิเล็กตรอน เปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม ทฤษฎีควอนตัมการนำไฟฟ้าของโลหะ ระดับเฟอร์มี. องค์ประกอบของทฤษฎีวงดนตรีของคริสตัล

หัวข้อบทเรียน:อัลคีเนส ใบเสร็จ, คุณสมบัติทางเคมีและการใช้อัลคีน

เป้าหมายและวัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• พิจารณาคุณสมบัติทางเคมีเฉพาะของเอทิลีนและ คุณสมบัติทั่วไปอัลคีน;
• เจาะลึกแนวคิดเรื่องพันธะและกลไกของปฏิกิริยาเคมีให้ลึกซึ้งและเป็นรูปธรรม
• ให้แนวคิดเบื้องต้นเกี่ยวกับปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันและโครงสร้างของโพลีเมอร์
• วิเคราะห์ห้องปฏิบัติการและวิธีการทางอุตสาหกรรมทั่วไปในการผลิตอัลคีน
• พัฒนาความสามารถในการทำงานร่วมกับตำราเรียนต่อไป

อุปกรณ์:อุปกรณ์สำหรับผลิตก๊าซ สารละลาย KMnO 4 เอทิลแอลกอฮอล์เข้มข้น กรดซัลฟิวริก, ไม้ขีด, ตะเกียงแอลกอฮอล์, ทราย, ตาราง “โครงสร้างของโมเลกุลเอทิลีน”, “คุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานของอัลคีน”, ตัวอย่างสาธิต “โพลีเมอร์”

ความก้าวหน้าของบทเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร

เรายังคงศึกษาอนุกรมอัลคีนที่คล้ายคลึงกันต่อไป วันนี้เรามาดูวิธีการเตรียม คุณสมบัติทางเคมี และการประยุกต์ใช้อัลคีนกัน เราต้องอธิบายคุณลักษณะทางเคมีเนื่องจากพันธะคู่ ทำความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน ห้องปฏิบัติการทบทวน และ วิธีการทางอุตสาหกรรมการได้รับอัลคีน

ครั้งที่สอง การกระตุ้นความรู้ของนักเรียน

1. ไฮโดรคาร์บอนชนิดใดที่เรียกว่าอัลคีน

1. โครงสร้างของพวกเขามีคุณสมบัติอย่างไร?

1. อะตอมของคาร์บอนที่ก่อให้เกิดพันธะคู่ในโมเลกุลแอลคีนอยู่ในสถานะลูกผสมใด

บรรทัดล่าง: อัลคีนแตกต่างจากอัลเคนเมื่อมีพันธะคู่หนึ่งในโมเลกุลซึ่งกำหนดลักษณะเฉพาะของคุณสมบัติทางเคมีของอัลคีนวิธีการเตรียมและการใช้งาน

III. การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

1. วิธีการผลิตอัลคีน

จัดทำสมการปฏิกิริยาเพื่อยืนยันวิธีการผลิตอัลคีน

– การแตกร้าวของอัลเคน C 8 H 18 ––> ค 4 ชม 8 + ค 4 ชม. 10 ; (การแตกร้าวด้วยความร้อนที่ 400-700 o C)
ออกเทนบิวทีนบิวเทน
– การดีไฮโดรจีเนชันของอัลเคน C 4 H 10 ––> C 4 H 8 + H 2; (ที, นิ)
บิวเทน บิวทีน ไฮโดรเจน
– ดีไฮโดรฮาโลเจนของฮาโลอัลเคน C 4 H 9 Cl + KOH ––> C 4 H 8 + KCl + H 2 O;
คลอโรบิวเทนไฮดรอกไซด์บิวทีนคลอไรด์น้ำ
โพแทสเซียม โพแทสเซียม
– ดีไฮโดรฮาโลเจนเนชันของไดฮาโลอัลเคน
– การคายน้ำของแอลกอฮอล์ C 2 H 5 OH ––> C 2 H 4 + H 2 O (เมื่อถูกความร้อนต่อหน้ากรดซัลฟิวริกเข้มข้น)
จดจำ! ในปฏิกิริยาของดีไฮโดรจีเนชัน ดีไฮเดรชัน ดีไฮโดรฮาโลเจนเนชัน และดีฮาโลเจนเนชัน จะต้องจำไว้ว่าไฮโดรเจนจะถูกแยกออกจากอะตอมคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนน้อยกว่า (กฎของ Zaitsev, 1875)

2. คุณสมบัติทางเคมีของอัลคีน

ธรรมชาติของพันธะคาร์บอน-คาร์บอนจะเป็นตัวกำหนดประเภทของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น สารอินทรีย์- การมีอยู่ของพันธะคาร์บอน - คาร์บอนสองเท่าในโมเลกุลของเอทิลีนไฮโดรคาร์บอนจะกำหนดคุณสมบัติต่อไปนี้ของสารประกอบเหล่านี้:
– การมีพันธะคู่ทำให้อัลคีนจัดเป็นสารประกอบไม่อิ่มตัวได้ การเปลี่ยนแปลงไปสู่ความอิ่มตัวนั้นเกิดขึ้นได้เฉพาะจากปฏิกิริยาการเติมซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของพฤติกรรมทางเคมีของโอเลฟินส์
– พันธะคู่แสดงถึงความเข้มข้นที่มีนัยสำคัญของความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ดังนั้นปฏิกิริยาการเติมจึงมีลักษณะเป็นอิเล็กโทรฟิลิก
– พันธะคู่ประกอบด้วยพันธะหนึ่งและหนึ่งซึ่งมีขั้วค่อนข้างง่าย

สมการปฏิกิริยาที่แสดงคุณสมบัติทางเคมีของอัลคีน

ก) ปฏิกิริยาการเติม

จดจำ! ปฏิกิริยาการแทนที่เป็นคุณลักษณะของอัลเคนและไซโคลอัลเคนที่สูงกว่าซึ่งมีพันธะเดี่ยวเท่านั้น ปฏิกิริยาการเติมเป็นลักษณะของอัลคีน ไดอีน และอัลไคน์ซึ่งมีพันธะคู่และสาม

จดจำ! กลไกต่อไปนี้ในการทำลายพันธะเป็นไปได้:

ก) ถ้าอัลคีนและรีเอเจนต์เป็นสารประกอบที่ไม่มีขั้ว พันธะ - จะถูกทำลายจนกลายเป็นอนุมูลอิสระ:

H 2 C = CH 2 + H: H ––> + +

b) ถ้าอัลคีนและรีเอเจนต์เป็นสารประกอบเชิงขั้ว ความแตกแยกของพันธะจะทำให้เกิดไอออน:

c) เมื่อรีเอเจนต์ที่มีอะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุลมารวมกันที่บริเวณที่เกิดพันธะหัก ไฮโดรเจนจะเกาะติดกับอะตอมคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนมากขึ้นเสมอ (กฎของ Morkovnikov, 1869)

– ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน nCH 2 = CH 2 ––> n – CH 2 – CH 2 –– > (– CH 2 – CH 2 –)n
เอทิลีนโพลีเอทิลีน

b) ปฏิกิริยาออกซิเดชั่น

ประสบการณ์ในห้องปฏิบัติการรับเอทิลีนและศึกษาคุณสมบัติของเอทิลีน (คำแนะนำบนโต๊ะนักเรียน)

คำแนะนำในการรับเอทิลีนและการทดลองกับมัน

1. ใส่กรดซัลฟิวริกเข้มข้น 2 มล. แอลกอฮอล์ 1 มล. และทรายจำนวนเล็กน้อยลงในหลอดทดลอง
2. ปิดหลอดทดลองด้วยจุกที่มีท่อจ่ายแก๊สและให้ความร้อนด้วยเปลวไฟของตะเกียงแอลกอฮอล์
3. ส่งก๊าซที่ปล่อยออกมาผ่านสารละลายด้วยโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต สังเกตการเปลี่ยนแปลงสีของสารละลาย
4. จุดแก๊สที่ปลายท่อจ่ายแก๊ส ให้ความสนใจกับสีของเปลวไฟ

– อัลคีนเผาไหม้ด้วยเปลวไฟส่องสว่าง (ทำไม?)

C 2 H 4 + 3O 2 ––> 2CO 2 + 2H 2 O (เมื่อออกซิเดชันโดยสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาคือ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ)

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ: “ออกซิเดชันเล็กน้อย (ในสารละลายที่เป็นน้ำ)”

– อัลคีนลดสีของสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (ปฏิกิริยาวากเนอร์)

ภายใต้สภาวะที่รุนแรงยิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาอาจเป็นกรดคาร์บอกซิลิกได้ ตัวอย่างเช่น (เมื่อมีกรด):

CH 3 – CH = CH 2 + 4 [O] ––> CH 3 COOH + HCOOH

– ออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยา

จำสิ่งสำคัญ!

1. ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในปฏิกิริยาเพิ่มเติม
2. ปฏิกิริยาของอัลคีนเกิดจากการที่พันธะแตกง่ายภายใต้อิทธิพลของรีเอเจนต์
3. ผลจากการเติมทำให้อะตอมคาร์บอนเปลี่ยนจาก sp 2 เป็น sp 3 - สถานะลูกผสมเกิดขึ้น ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยามีลักษณะจำกัด
4. เมื่อเอทิลีน โพรพิลีน และอัลคีนอื่นๆ ถูกให้ความร้อนภายใต้ความดันหรือมีตัวเร่งปฏิกิริยา โมเลกุลของพวกมันจะถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นสายโซ่ยาว - โพลีเมอร์ โพลีเมอร์ (โพลีเอทิลีน, โพรพิลีน) มีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ

3. การใช้อัลคีน(ข้อความของนักเรียนตามแผนต่อไปนี้)

1 – การผลิตเชื้อเพลิงที่มีค่าออกเทนสูง
2 – พลาสติก;
3 – วัตถุระเบิด;
4 – สารป้องกันการแข็งตัว;
5 – ตัวทำละลาย;
6 – เพื่อเร่งการสุกของผลไม้
7 – การผลิตอะซีตัลดีไฮด์
8 – ยางสังเคราะห์

III. เสริมสร้างเนื้อหาที่เรียนรู้

การบ้าน:§§ 15, 16 เช่น 1, 2, 3 น. 90 เช่น 4, 5 น. 95.

นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กผู้มีชื่อเสียง Niels Bohr (รูปที่ 1) แนะนำว่าอิเล็กตรอนในอะตอมไม่สามารถเคลื่อนที่ในที่ใดๆ ได้ แต่อยู่ในวงโคจรที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด

ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนในอะตอมจะมีพลังงานต่างกัน จากการทดลองแสดงให้เห็นว่าบางส่วนถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียสแรงกว่าและบางส่วน - น้อยกว่า เหตุผลหลักซึ่งอยู่ในระยะห่างระหว่างอิเล็กตรอนจากนิวเคลียสของอะตอม ยิ่งอิเล็กตรอนอยู่ใกล้นิวเคลียสมากเท่าไร พวกมันก็จะเกาะติดกับนิวเคลียสมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งดึงพวกมันออกจากเปลือกอิเล็กตรอนได้ยากขึ้น ดังนั้นเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกจากนิวเคลียสของอะตอม พลังงานสำรองของอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น

อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ใกล้นิวเคลียสดูเหมือนจะปิดกั้น (คัดกรอง) นิวเคลียสจากอิเล็กตรอนอื่น ๆ ซึ่งถูกดึงดูดเข้าสู่นิวเคลียสแรงน้อยลงและเคลื่อนที่ในระยะห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น นี่คือวิธีการสร้างเลเยอร์อิเล็กทรอนิกส์

แต่ละชั้นอิเล็กตรอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีค่าพลังงานใกล้เคียงกัน ดังนั้นชั้นอิเล็กทรอนิกส์จึงเรียกว่าระดับพลังงาน

นิวเคลียสอยู่ที่ศูนย์กลางของอะตอมของธาตุแต่ละชนิด และอิเล็กตรอนซึ่งก่อตัวเป็นเปลือกอิเล็กตรอนจะถูกจัดเรียงเป็นชั้นๆ รอบนิวเคลียส

จำนวนชั้นอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุจะเท่ากับจำนวนคาบที่ธาตุนั้นตั้งอยู่

ตัวอย่างเช่น โซเดียม Na เป็นองค์ประกอบของคาบที่ 3 ซึ่งหมายความว่าเปลือกอิเล็กตรอนจะมีระดับพลังงาน 3 ระดับ อะตอมโบรมีน Br มีระดับพลังงาน 4 ระดับ เนื่องจากโบรมีนอยู่ในช่วงที่ 4 (รูปที่ 2)

แบบจำลองอะตอมของโซเดียม: แบบจำลองอะตอมของโบรมีน:

จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่ระดับพลังงานคำนวณโดยสูตร: 2n 2 โดยที่ n คือจำนวนระดับพลังงาน

ดังนั้น จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดต่อ:

ชั้นที่ 3 - 18 เป็นต้น

สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก จำนวนของกลุ่มที่มีองค์ประกอบนั้นอยู่ เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอม

อิเล็กตรอนชั้นนอกคืออิเล็กตรอนของชั้นอิเล็กตรอนสุดท้าย

ตัวอย่างเช่น อะตอมโซเดียมมีอิเล็กตรอนชั้นนอก 1 ตัว (เนื่องจากเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อย IA) อะตอมโบรมีนมีอิเล็กตรอน 7 ตัวในชั้นอิเล็กตรอนสุดท้าย (ซึ่งเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อย VIIA)

โครงสร้าง เปลือกอิเล็กทรอนิกส์องค์ประกอบของคาบ 1-3

ในอะตอมไฮโดรเจน ประจุนิวเคลียร์คือ +1 และประจุนี้จะถูกทำให้เป็นกลางด้วยอิเล็กตรอนตัวเดียว (รูปที่ 3)

ธาตุถัดไปรองจากไฮโดรเจนคือฮีเลียม ซึ่งเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 1 เช่นกัน ดังนั้นในอะตอมฮีเลียมจึงมีระดับพลังงาน 1 ระดับซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนสองตัว (รูปที่ 4) นี่คือจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับระดับพลังงานแรก

องค์ประกอบที่ 3 คือลิเธียม อะตอมลิเธียมมีอิเล็กตรอน 2 ชั้น เนื่องจากเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 2 มีอิเล็กตรอน 2 ตัวในชั้นที่ 1 ของอะตอมลิเธียม (ชั้นนี้เสร็จสมบูรณ์) และมีอิเล็กตรอน 1 ตัวในชั้นที่ 2 อะตอมเบริลเลียมมีอิเล็กตรอนมากกว่าอะตอมลิเธียม 1 ตัว (รูปที่ 5)

ในทำนองเดียวกัน เราสามารถพรรณนาแผนภาพโครงสร้างอะตอมขององค์ประกอบที่เหลือในช่วงที่สองได้ (รูปที่ 6)

ในอะตอมขององค์ประกอบสุดท้ายของคาบที่สอง - นีออน - ระดับพลังงานสุดท้ายเสร็จสมบูรณ์ (มีอิเล็กตรอน 8 ตัวซึ่งสอดคล้องกับค่าสูงสุดสำหรับชั้นที่ 2) นีออนเป็นก๊าซเฉื่อยที่ไม่สามารถเข้าไปได้ ปฏิกิริยาเคมีดังนั้นเปลือกอิเล็กตรอนจึงมีความเสถียรมาก

นักเคมีชาวอเมริกัน กิลเบิร์ต ลูอิสทรงชี้แจงเรื่องนี้และหยิบยกขึ้นมา กฎออคเต็ต ซึ่งชั้นอิเล็กตรอน 8 ชั้นมีความเสถียร(ยกเว้น 1 ชั้น: เนื่องจากสามารถมีอิเล็กตรอนได้ไม่เกิน 2 ตัว สถานะสองอิเล็กตรอนจึงจะเสถียร)

หลังจากนีออนมาถึงองค์ประกอบของช่วงที่ 3 - โซเดียม อะตอมโซเดียมมีอิเล็กตรอน 3 ชั้น ซึ่งมีอิเล็กตรอน 11 ตัว (รูปที่ 7)

ข้าว. 7. โครงร่างโครงสร้างของอะตอมโซเดียม

โซเดียมอยู่ในกลุ่ม 1 ความจุในสารประกอบเท่ากับ I เช่นเดียวกับลิเธียม นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ามีอิเล็กตรอน 1 ตัวอยู่ในชั้นอิเล็กตรอนด้านนอกของอะตอมโซเดียมและลิเธียม

คุณสมบัติขององค์ประกอบจะเกิดซ้ำเป็นระยะๆ เนื่องจากอะตอมของธาตุจะทำซ้ำจำนวนอิเล็กตรอนในชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกเป็นระยะๆ

โครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบที่เหลือในช่วงที่สามสามารถแสดงได้โดยการเปรียบเทียบกับโครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบของช่วงที่ 2

โครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบช่วงที่ 4

ช่วงเวลาที่สี่ประกอบด้วย 18 องค์ประกอบในจำนวนนี้มีองค์ประกอบของทั้งกลุ่มย่อยหลัก (A) และรอง (B) คุณสมบัติของโครงสร้างอะตอมของธาตุ กลุ่มย่อยด้านข้างคือชั้นอิเล็กทรอนิกส์ก่อนภายนอก (ภายใน) จะถูกเติมตามลำดับแทนที่จะเป็นชั้นอิเล็กทรอนิกส์ภายนอก

ช่วงที่สี่เริ่มต้นด้วยโพแทสเซียม โพแทสเซียมเป็นโลหะอัลคาไลที่แสดงวาเลนซี I ในสารประกอบ ซึ่งค่อนข้างสอดคล้องกับโครงสร้างของอะตอมดังต่อไปนี้ โพแทสเซียมเป็นธาตุในคาบที่ 4 และมีชั้นอิเล็กตรอน 4 ชั้น ชั้นอิเล็กตรอนสุดท้าย (ที่สี่) ของโพแทสเซียมประกอบด้วยอิเล็กตรอน 1 ตัวจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมโพแทสเซียมคือ 19 (หมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบนี้) (รูปที่ 8)

ข้าว. 8. โครงร่างโครงสร้างของอะตอมโพแทสเซียม

โพแทสเซียมตามมาด้วยแคลเซียม อะตอมแคลเซียมจะมีอิเล็กตรอน 2 ตัวอยู่บนชั้นอิเล็กตรอนด้านนอก เช่นเดียวกับเบริลเลียมและแมกนีเซียม (พวกมันก็เป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อย II A ด้วย)

องค์ประกอบถัดไปรองจากแคลเซียมคือ สแกนเดียม นี่คือองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรอง (B) องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยรองคือโลหะ คุณลักษณะของโครงสร้างของอะตอมคือการมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 2 ตัวในชั้นอิเล็กทรอนิกส์สุดท้ายคือ ชั้นอิเล็กตรอนสุดท้ายจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนตามลำดับ

ดังนั้น สำหรับสแกนเดียม เราสามารถจินตนาการถึงแบบจำลองโครงสร้างอะตอมต่อไปนี้ (รูปที่ 9):

ข้าว. 9. โครงร่างโครงสร้างของอะตอมสแกนเดียม

การกระจายตัวของอิเล็กตรอนนี้เป็นไปได้เนื่องจากในชั้นที่สาม จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่อนุญาตคือ 18 กล่าวคือ อิเล็กตรอนแปดตัวบนชั้นที่ 3 เป็นสถานะของชั้นที่เสถียร แต่ไม่สมบูรณ์

สำหรับสิบองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของคาบที่ 4 จากสแกนเดียมถึงสังกะสี ชั้นอิเล็กตรอนที่สามจะถูกเติมตามลำดับ

โครงสร้างของอะตอมสังกะสีสามารถแสดงได้ดังต่อไปนี้: มีอิเล็กตรอนสองตัวอยู่ที่ชั้นอิเล็กตรอนด้านนอกและ 18 ตัวอยู่ที่ชั้นนอก (รูปที่ 10)

ข้าว. 10. โครงร่างโครงสร้างของอะตอมสังกะสี

องค์ประกอบที่อยู่ถัดจากสังกะสีอยู่ในองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก: แกลเลียม เจอร์เมเนียม ฯลฯ จนถึงคริปทอน ในอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้ ชั้นอิเล็กตรอนที่ 4 (เช่น ชั้นนอก) จะถูกเติมเต็มตามลำดับ ในอะตอมของก๊าซมีตระกูลคริปตอนจะมีออคเต็ตอยู่บนเปลือกนอก นั่นคือสถานะเสถียร

สรุปบทเรียน

ในบทนี้ คุณได้เรียนรู้วิธีโครงสร้างเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม และวิธีอธิบายปรากฏการณ์ของคาบ เราได้ทำความคุ้นเคยกับแบบจำลองโครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมด้วยความช่วยเหลือซึ่งเราสามารถทำนายและอธิบายคุณสมบัติได้ องค์ประกอบทางเคมีและการเชื่อมต่อของพวกเขา

อ้างอิง

1. Orzhekovsky P.A. เคมี: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8: การศึกษาทั่วไป สถานประกอบการ / ป.ล. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. ชาลาโชวา. - อ.: แอสเทรล, 2013. (§44)
2. Rudzitis G.E. เคมี: อนินทรีย์ เคมี. อวัยวะ เคมี: หนังสือเรียน. สำหรับเกรด 9 / จี.อี. Rudzitis, F.G. เฟลด์แมน. - อ.: การศึกษา, OJSC "หนังสือเรียนมอสโก", 2552 (§37)
3. โคมเชนโก ไอ.ดี. รวบรวมปัญหาและแบบฝึกหัดวิชาเคมีสำหรับ โรงเรียนมัธยมปลาย- - ม.: เรีย " คลื่นลูกใหม่": ผู้จัดพิมพ์ Umerenkov, 2008 (หน้า 37-38)
4. สารานุกรมสำหรับเด็ก. เล่มที่ 17 เคมี / บทที่ เอ็ด วี.เอ. โวโลดิน, เวด. ทางวิทยาศาสตร์ เอ็ด ไอ. ลีนสัน. - อ.: Avanta+, 2003. (หน้า 38-41)

1. Chem.msu.su ()
2. Dic.academic.ru ()
3. Krugosvet.ru ()

การบ้าน

1. กับ. 250 ฉบับที่ 2-4จากตำราเรียนป. Orzhekovsky "เคมี: เกรด 8" / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. ชาลาโชวา. - ม.: แอสเทรล, 2013.
2. เขียนการกระจายตัวของอิเล็กตรอนข้ามชั้นต่างๆ ในอะตอมอาร์กอนและคริปทอน อธิบายว่าเหตุใดอะตอมของธาตุเหล่านี้จึงเป็นเช่นนั้น ด้วยความยากลำบากอย่างยิ่งเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมี

อะตอมคืออนุภาคที่เล็กที่สุดของสสาร ประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน โครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมถูกกำหนดโดยตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีโดย D.I.

อิเล็กตรอนและเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม

อะตอมซึ่งโดยทั่วไปมีความเป็นกลาง ประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกและเปลือกอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ (เมฆอิเล็กตรอน) โดยประจุบวกและลบทั้งหมดจะเท่ากันในค่าสัมบูรณ์ เมื่อคำนวณญาติ มวลอะตอมไม่ได้คำนึงถึงมวลของอิเล็กตรอนเนื่องจากมีน้อยมากและน้อยกว่ามวลของโปรตอนหรือนิวตรอนถึง 1,840 เท่า

ข้าว. 1. อะตอม

อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวโดยมีลักษณะเป็น 2 ลักษณะ คือ มีทั้งคุณสมบัติของคลื่นและอนุภาค พวกมันเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องรอบแกนกลาง

พื้นที่รอบนิวเคลียสซึ่งความน่าจะเป็นในการค้นหาอิเล็กตรอนเป็นไปได้มากที่สุดเรียกว่าออร์บิทัลของอิเล็กตรอน หรือเมฆอิเล็กตรอน พื้นที่นี้มีรูปร่างเฉพาะซึ่งกำหนดด้วยตัวอักษร s-, p-, d- และ f- วงโคจรของอิเล็กตรอน S มีรูปร่างเป็นทรงกลม p-วงโคจรมีรูปร่างของดัมเบลหรือรูปสามมิติ รูปร่างของวงโคจร d และ f นั้นซับซ้อนกว่ามาก

ข้าว. 2. รูปร่างของออร์บิทัลของอิเล็กตรอน

รอบนิวเคลียส อิเล็กตรอนถูกจัดเรียงเป็นชั้นอิเล็กตรอน แต่ละชั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยระยะห่างจากนิวเคลียสและพลังงาน ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมชั้นอิเล็กทรอนิกส์จึงมักเรียกว่าระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ ยังไง ระดับที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้นไปยังนิวเคลียส พลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ในนั้นก็จะยิ่งต่ำลง องค์ประกอบหนึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบอื่นในเรื่องจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมและจำนวนอิเล็กตรอนตามลำดับ ดังนั้นจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมที่เป็นกลางจึงเท่ากับจำนวนโปรตอนที่มีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอมนี้ แต่ละองค์ประกอบต่อมาจะมีโปรตอนเพิ่มขึ้นหนึ่งตัวในนิวเคลียส และมีอิเล็กตรอนอีกหนึ่งตัวอยู่ในเปลือกอิเล็กตรอน

อิเล็กตรอนที่เข้ามาใหม่จะครอบครองวงโคจรด้วยพลังงานต่ำที่สุด อย่างไรก็ตาม จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดต่อระดับจะถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่ N คือจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุด และ n คือจำนวนระดับพลังงาน

ระดับแรกมีอิเล็กตรอนได้เพียง 2 ตัว ระดับที่สองมีอิเล็กตรอนได้ 8 ตัว ระดับที่สามมีอิเล็กตรอนได้ 18 ตัว และระดับที่สี่มีอิเล็กตรอนได้ 32 ตัว บน ระดับภายนอกอะตอมไม่สามารถมีอิเล็กตรอนเกิน 8 ตัวได้: ทันทีที่จำนวนอิเล็กตรอนถึง 8 ระดับถัดไปที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสจะเริ่มถูกเติมเต็ม

โครงสร้างของเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม

แต่ละธาตุคงอยู่ในช่วงเวลาหนึ่ง คาบคือกลุ่มขององค์ประกอบในแนวนอนที่จัดเรียงตามลำดับการเพิ่มประจุของนิวเคลียสของอะตอมซึ่งเริ่มต้นขึ้น โลหะอัลคาไลและปิดท้ายด้วยก๊าซเฉื่อย สามช่วงแรกในตารางมีขนาดเล็ก และช่วงถัดไปเริ่มจาก ช่วงที่สี่– ใหญ่ประกอบด้วยสองแถว จำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ ความหมายทางกายภาพ- หมายความว่ามีระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์จำนวนเท่าใดในอะตอมขององค์ประกอบใดๆ ในช่วงเวลาที่กำหนด ดังนั้นองค์ประกอบคลอรีน Cl จึงอยู่ในช่วงที่ 3 นั่นคือเปลือกอิเล็กตรอนของมันมีชั้นอิเล็กทรอนิกส์สามชั้น คลอรีนอยู่ในกลุ่มที่ 7 ของตาราง และอยู่ในกลุ่มย่อยหลัก กลุ่มย่อยหลักเรียกว่าคอลัมน์ในแต่ละกลุ่มที่ขึ้นต้นด้วยช่วงที่ 1 หรือ 2

ดังนั้นสถานะของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมคลอรีนจึงเป็นดังนี้ เลขอะตอมขององค์ประกอบคลอรีนคือ 17 ซึ่งหมายความว่าอะตอมมีโปรตอน 17 ตัวในนิวเคลียสและอิเล็กตรอน 17 ตัวในเปลือกอิเล็กตรอน ที่ระดับ 1 อาจมีอิเล็กตรอนได้เพียง 2 ตัวเท่านั้น ที่ระดับ 3 - 7 อิเล็กตรอน เนื่องจากคลอรีนอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่ 7 จากนั้นที่ระดับ 2 จะมี: 17-2-7 = 8 อิเล็กตรอน

ในอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนจะเท่ากับประจุของนิวเคลียส ประจุนิวเคลียร์คือเลขอะตอมขององค์ประกอบในตารางธาตุ ดังนั้นอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีแต่ละองค์ประกอบที่ตามมาในตารางธาตุจึงมีอิเล็กตรอนมากกว่าอะตอมก่อนหน้าหนึ่งตัว

เมื่ออธิบายโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม จะเป็นการระบุว่าอิเล็กตรอนมีการกระจายไปตามระดับพลังงานอย่างไร ขั้นแรกอิเล็กตรอนจะครอบครองระดับที่มีพลังงานต่ำกว่า จากนั้นจึงใช้พลังงานที่สูงกว่า ดังนั้นก่อนอื่นให้เติมระดับพลังงานแรกหากยังมีอิเล็กตรอนอยู่จากนั้นก็ที่สองสาม ฯลฯ จำนวนระดับพลังงานในอะตอมจะถูกกำหนดโดยจำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีอะตอมอยู่ .

ระดับพลังงานแรกสามารถมีอิเล็กตรอนได้เพียงสองตัวเท่านั้น ดังนั้นในช่วงแรกจึงมีองค์ประกอบทางเคมีเพียงสองอย่างเท่านั้นคือไฮโดรเจนและฮีเลียม เมื่อระดับมีเพียงจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่เป็นไปได้ ระดับนี้จะถือว่าเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นระดับพลังงานแรกจึงเสร็จสมบูรณ์สำหรับธาตุทั้งหมด ยกเว้นไฮโดรเจน

สำหรับองค์ประกอบของช่วงที่สอง ระดับพลังงานที่สองจะค่อยๆ เต็ม ระดับพลังงานที่สองสามารถมีอิเล็กตรอนได้สูงสุด 8 ตัว ดังนั้นจึงมีองค์ประกอบทางเคมีแปดประการในช่วงที่สอง

ระดับพลังงานที่สามสามารถมีอิเล็กตรอนได้สูงสุด 18 ตัว อย่างไรก็ตาม ในช่วงที่สามระดับนี้เป็นระดับภายนอก ระดับภายนอกใดๆ จะต้องมีอิเล็กตรอนเกิน 8 ตัวไม่ได้ ดังนั้นในช่วงที่สาม ระดับพลังงานที่สามจึงเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนเพียง 8 ตัวเท่านั้น ดังนั้นช่วงที่สามก็เหมือนกับช่วงที่สองที่มีองค์ประกอบทางเคมีเพียง 8 ตัวเท่านั้น

ในช่วงที่สี่ ระดับพลังงานที่สามจะไม่อยู่ภายนอกอีกต่อไป ดังนั้นจึงเติมอิเล็กตรอนได้มากถึง 18 ตัว สององค์ประกอบแรกของคาบที่ 4 (K, Ca) เติมระดับพลังงานภายนอก ดังนั้นโพแทสเซียมจึงมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัว และแคลเซียมมี 2 ตัว ถัดไป สำหรับธาตุตั้งแต่สแกนเดียม (Sc) ถึงสังกะสี (Zn) ระดับพลังงานที่สามจะถูกเติมเต็ม และอิเล็กตรอน 2 ตัวยังคงอยู่ที่ด้านนอก หลังจากสังกะสีด้วยแกลเลียม (Ga) ระดับพลังงานที่สี่จะถูกเติมอีกครั้งเป็น 8 อิเล็กตรอนสำหรับคริปทอน (Kr)

เลย ปริมาณสูงสุดอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานถูกกำหนดโดยสูตร 2n2 โดยที่ n คือหมายเลขระดับ ดังนั้น หากระดับเป็นระดับที่สอง 2 * 2 2 = 8 และหากระดับเป็น 3 ดังนั้น 2 * 3 2 = 18

อิเล็กตรอนด้วย พลังงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอมและเรียกว่าคุณสมบัติเวเลนซ์ ในกลุ่มย่อยหลัก เวเลนซ์อิเล็กตรอนคืออิเล็กตรอนระดับนอก และจำนวนจะถูกกำหนดโดยหมายเลขกลุ่ม นั่นคือสาเหตุที่คุณสมบัติขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหนึ่งมีความคล้ายคลึงกัน

คุณสมบัติของอะตอมขึ้นอยู่กับจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน โลหะมีน้อย แต่อโลหะมีมาก

เราพบว่าหัวใจของอะตอมคือนิวเคลียสของมัน มีอิเล็กตรอนอยู่รอบๆ พวกมันไม่สามารถนิ่งเฉยได้ เนื่องจากพวกมันจะตกลงสู่แกนกลางทันที

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มีการนำแบบจำลองดาวเคราะห์ของโครงสร้างของอะตอมมาใช้ ตามที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสบวกที่มีขนาดเล็กมาก เช่นเดียวกับที่ดาวเคราะห์หมุนรอบดวงอาทิตย์ การวิจัยเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของอะตอมมีความซับซ้อนมากขึ้น ปัญหาโครงสร้างอะตอมยังคงเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

อนุภาคมูลฐาน อะตอม โมเลกุล - ทั้งหมดนี้เป็นวัตถุของพิภพเล็ก ๆ ที่เราไม่สามารถสังเกตได้ มันมีกฎที่แตกต่างจากในจักรวาลมหภาค ซึ่งเป็นวัตถุที่เราสามารถสังเกตได้โดยตรงหรือด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือ (กล้องจุลทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์ ฯลฯ ) ดังนั้นเมื่อพูดถึงโครงสร้างของเปลือกอะตอมอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มเติม เราจะเข้าใจว่าเรากำลังสร้างการเป็นตัวแทน (แบบจำลอง) ของเราเอง ซึ่งส่วนใหญ่สอดคล้องกับมุมมองสมัยใหม่ แม้ว่าจะไม่เหมือนกับของนักเคมีก็ตาม โมเดลของเราเรียบง่าย

อิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสของอะตอม รวมตัวกันก่อตัวเป็นเปลือกอิเล็กตรอน ดังที่คุณทราบอยู่แล้วว่าจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือกของอะตอมเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งสอดคล้องกับเลขลำดับหรืออะตอมของธาตุในตารางของ D.I. ดังนั้นเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมไฮโดรเจนจึงประกอบด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวคลอรีน - สิบเจ็ดทองคำ - เจ็ดสิบเก้า

อิเล็กตรอนเคลื่อนที่อย่างไร? อย่างโกลาหลเหมือนคนกลางรอบหลอดไฟที่กำลังลุกไหม้เหรอ? หรือในลำดับใดโดยเฉพาะ? ปรากฎว่ามันอยู่ในลำดับที่แน่นอน

อิเล็กตรอนในอะตอมมีพลังงานต่างกัน จากการทดลองแสดงให้เห็นว่าบางส่วนถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียสแรงกว่าและบางส่วน - น้อยกว่า สาเหตุหลักคือระยะห่างระหว่างอิเล็กตรอนจากนิวเคลียสของอะตอมต่างกัน ยิ่งอิเล็กตรอนอยู่ใกล้นิวเคลียสมากเท่าไร พวกมันก็จะยิ่งเกาะติดกับนิวเคลียสมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งยากที่จะฉีกพวกมันออกจากเปลือกอิเล็กตรอน แต่ยิ่งพวกมันอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากเท่าไรก็ยิ่งฉีกพวกมันออกได้ง่ายขึ้นเท่านั้น เห็นได้ชัดว่าเมื่อคุณเคลื่อนออกจากนิวเคลียสของอะตอม พลังงานสำรองของอิเล็กตรอน (E) จะเพิ่มขึ้น (รูปที่ 38)

ข้าว. 38.
จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดต่อระดับพลังงาน

อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ใกล้นิวเคลียสดูเหมือนจะปิดกั้น (คัดกรอง) นิวเคลียสจากอิเล็กตรอนอื่น ๆ ซึ่งถูกดึงดูดเข้าสู่นิวเคลียสแรงน้อยลงและเคลื่อนที่ในระยะห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น นี่คือวิธีที่ชั้นอิเล็กตรอนเกิดขึ้นในเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม แต่ละชั้นอิเล็กตรอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีค่าพลังงานใกล้เคียงกัน

ดังนั้นชั้นอิเล็กทรอนิกส์จึงเรียกว่าระดับพลังงาน นอกจากนี้เราจะกล่าวอีกว่า: “อิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานที่แน่นอน”

จำนวนระดับพลังงานที่เติมโดยอิเล็กตรอนในอะตอมเท่ากับจำนวนคาบในตารางของ D.I. Mendeleev ซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีอยู่ ซึ่งหมายความว่าเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมในช่วงที่ 1 มีระดับพลังงานหนึ่งระดับของช่วงที่ 2 - สองของช่วงที่ 3 - สามเป็นต้น ตัวอย่างเช่นในอะตอมไนโตรเจนประกอบด้วยระดับพลังงานสองระดับและในแมกนีเซียม อะตอม - จากสาม :

จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุด (มากที่สุด) ที่อยู่ในระดับพลังงานสามารถกำหนดได้โดยสูตร: 2n 2 โดยที่ n คือหมายเลขระดับ ดังนั้นระดับพลังงานแรกจะถูกเติมเมื่อมีอิเล็กตรอนสองตัวอยู่ (2 × 1 2 = 2) ประการที่สอง - ต่อหน้าอิเล็กตรอนแปดตัว (2 × 2 2 = 8) ที่สาม - สิบแปด (2 × 3 2 = 18) ฯลฯ ในหลักสูตรเคมีสำหรับเกรด 8-9 เราจะพิจารณาองค์ประกอบของสามช่วงแรกเท่านั้นดังนั้นเราจะไม่พบระดับพลังงานอะตอมที่สามที่เสร็จสมบูรณ์

จำนวนอิเล็กตรอนในระดับพลังงานภายนอกของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมสำหรับองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มย่อยหลักจะเท่ากับจำนวนกลุ่ม

ตอนนี้เราสามารถวาดไดอะแกรมของโครงสร้างของเปลือกอะตอมอิเล็กทรอนิกส์ตามแผน:

1. มากำหนดกันเถอะ จำนวนทั้งหมดอิเล็กตรอนบนเปลือกตามเลขอะตอมของธาตุ
2. ลองกำหนดจำนวนระดับพลังงานที่อิเล็กตรอนในเปลือกอิเล็กตรอนเติมด้วยจำนวนคาบ
3. ลองกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงาน (ที่ 1 - ไม่เกินสอง ที่ 2 - ไม่เกินแปด ที่ระดับด้านนอก จำนวนอิเล็กตรอนจะเท่ากับจำนวนกลุ่ม - สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก ).

นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนมีค่าใช้จ่าย +1 กล่าวคือ มีโปรตอนเพียงตัวเดียวตามลำดับ มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวที่ระดับพลังงานเดียว:

เขียนโดยใช้สูตรอิเล็กทรอนิกส์ดังนี้

องค์ประกอบถัดไปของคาบที่ 1 คือฮีเลียม นิวเคลียสของอะตอมฮีเลียมมีประจุ +2 มีอิเล็กตรอนสองตัวที่ระดับพลังงานแรกอยู่แล้ว:

ระดับพลังงานแรกสามารถรองรับอิเล็กตรอนได้เพียงสองตัวเท่านั้นและไม่เกินนั้น - เสร็จสมบูรณ์แล้ว นั่นคือสาเหตุที่ช่วงที่ 1 ของตารางของ D.I. Mendeleev ประกอบด้วยสององค์ประกอบ

อะตอมลิเธียมซึ่งเป็นองค์ประกอบของคาบที่ 2 มีระดับพลังงานอีกระดับหนึ่งซึ่งอิเล็กตรอนตัวที่สามจะ "ไป":

ในอะตอมเบริลเลียม อิเล็กตรอนอีกหนึ่งตัวจะ "เข้าสู่" ระดับที่สอง:

อะตอมโบรอนที่ระดับด้านนอกมีอิเล็กตรอน 3 ตัว และอะตอมของคาร์บอนมีอิเล็กตรอน 4 ตัว... อะตอมฟลูออรีนมีอิเล็กตรอน 7 ตัว อะตอมนีออนมีอิเล็กตรอน 8 ตัว:

ระดับที่สองสามารถเก็บอิเล็กตรอนได้เพียงแปดตัวเท่านั้นจึงจะเสร็จสมบูรณ์ในนีออน

อะตอมโซเดียมซึ่งเป็นธาตุที่มีคาบ 3 มีระดับพลังงานที่สาม (หมายเหตุ - อะตอมของธาตุที่มีคาบ 3 มีระดับพลังงาน 3 ระดับ!) และมีอิเล็กตรอน 1 ตัว:

โปรดทราบ: โซเดียมเป็นธาตุหมู่ 1 โดยมีอิเล็กตรอน 1 ตัวอยู่ที่ระดับพลังงานภายนอก!

แน่นอนว่าการเขียนโครงสร้างระดับพลังงานของอะตอมกำมะถันซึ่งเป็นองค์ประกอบของกลุ่ม VIA ในยุคที่ 3 นั้นไม่ใช่เรื่องยาก:

ช่วงที่ 3 ลงท้ายด้วยอาร์กอน:

แน่นอนว่าอะตอมของธาตุในช่วงที่ 4 มีระดับที่ 4 ซึ่งอะตอมโพแทสเซียมมีอิเล็กตรอน 1 ตัว และอะตอมแคลเซียมมีอิเล็กตรอน 2 ตัว

ตอนนี้เราได้ทำความคุ้นเคยกับแนวคิดง่ายๆ เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมของธาตุในช่วงที่ 1 และ 2 แล้ว ตารางธาตุดี.ไอ. เมนเดเลเยฟ เราสามารถอธิบายให้กระจ่างขึ้นได้ ซึ่งจะทำให้เราได้มุมมองที่ถูกต้องมากขึ้นเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม

เริ่มต้นด้วยการเปรียบเทียบ เช่นเดียวกับเข็มจักรเย็บผ้าที่เคลื่อนที่เร็วซึ่งเจาะผ้าเพื่อปักลวดลายบนผ้า ดังนั้นอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เร็วขึ้นอย่างล้นหลามในช่องว่างรอบ ๆ นิวเคลียสของอะตอม "การปัก" ไม่ใช่เพียงแบบแบน แต่เป็นลวดลายสามมิติของ เมฆอิเล็กตรอน เนื่องจากความเร็วของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นมากกว่าความเร็วของการเคลื่อนที่ของเข็มเย็บผ้าหลายแสนเท่าพวกเขาจึงพูดถึงความน่าจะเป็นในการค้นหาอิเล็กตรอนในที่เดียวหรือที่อื่นในอวกาศ สมมติว่าเราจัดการเพื่อสร้างตำแหน่งของอิเล็กตรอนในสถานที่ใกล้นิวเคลียสและทำเครื่องหมายตำแหน่งนี้ด้วยจุด เช่นเดียวกับในการถ่ายภาพกีฬา หาก "การตกแต่งภาพถ่าย" เสร็จสิ้นหลายร้อยพันครั้ง คุณจะได้แบบจำลองเมฆอิเล็กตรอน

บางครั้ง เมฆอิเล็กทรอนิกส์เรียกว่าออร์บิทัล ลองทำเช่นเดียวกัน เมฆอิเล็กตรอนหรือออร์บิทัลมีขนาดแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับพลังงาน เห็นได้ชัดว่ายิ่งพลังงานสำรองของอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กลง แรงดึงดูดต่อนิวเคลียสก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นและวงโคจรของอิเล็กตรอนก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

เมฆอิเล็กตรอน (ออร์บิทัล) สามารถมีรูปร่างต่างกันได้ ระดับพลังงานแต่ละระดับในอะตอมเริ่มต้นด้วยวงโคจร s ซึ่งมีรูปร่างเป็นทรงกลม ในระดับที่สองและต่อมาหลังจาก s-orbital หนึ่ง p-orbitals รูปดัมเบลจะปรากฏขึ้น (รูปที่ 39) มีวงโคจรดังกล่าวอยู่สามวง วงโคจรใดๆ จะถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนไม่เกินสองตัว ดังนั้นจึงสามารถมีได้เพียงสองตัวเท่านั้นใน s-orbital และหกตัวในสาม p-orbitals

ข้าว. 39.
รูปร่างของ s- และ p-ออร์บิทัล (เมฆอิเล็กตรอน)

โดยการใช้เลขอารบิกบอกระดับและแทนวงโคจรด้วยตัวอักษร s และ p และจำนวนอิเล็กตรอนของวงโคจรที่กำหนดโดยมีเลขอารบิกอยู่มุมขวาบนของตัวอักษร ทำให้เราสามารถพรรณนาโครงสร้างของอะตอมได้ครบถ้วนยิ่งขึ้น สูตรอิเล็กทรอนิกส์

มาเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมในช่วงที่ 1 และ 2:

หากองค์ประกอบมีระดับพลังงานภายนอกในโครงสร้างใกล้เคียงกัน คุณสมบัติขององค์ประกอบเหล่านี้จะคล้ายกัน ตัวอย่างเช่น อาร์กอนและนีออนแต่ละตัวมีอิเล็กตรอนแปดตัวที่ระดับด้านนอก ดังนั้นพวกมันจึงเฉื่อย กล่าวคือ พวกมันแทบจะไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีเลย ในรูปแบบอิสระ อาร์กอนและนีออนเป็นก๊าซที่มีโมเลกุลอยู่ในอะตอมเดียว อะตอมของลิเธียม โซเดียม และโพแทสเซียมต่างมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่ระดับภายนอกและมีคุณสมบัติคล้ายกัน ดังนั้นจึงจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกันของตารางธาตุของ D. I. Mendeleev

เรามาสรุปกัน: โครงสร้างเดียวกันของระดับพลังงานภายนอกจะถูกทำซ้ำเป็นระยะ ๆ ดังนั้นคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีจึงถูกทำซ้ำเป็นระยะ รูปแบบนี้สะท้อนให้เห็นในชื่อตารางธาตุของ D.I. Mendeleev

คำและวลีสำคัญ

1. อิเล็กตรอนในอะตอมจะอยู่ที่ระดับพลังงาน
2. ระดับพลังงานแรกสามารถมีอิเล็กตรอนได้เพียงสองตัวเท่านั้นระดับที่สอง - แปดตัว ระดับดังกล่าวเรียกว่าเสร็จสมบูรณ์
3. จำนวนระดับพลังงานที่เติมจะเท่ากับจำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่
4. จำนวนอิเล็กตรอนที่ระดับภายนอกของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเท่ากับจำนวนหมู่ (สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก)
5. คุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีจะถูกทำซ้ำเป็นระยะเนื่องจากโครงสร้างของระดับพลังงานภายนอกของอะตอมจะถูกทำซ้ำเป็นระยะ

ทำงานกับคอมพิวเตอร์

1. อ้างถึงใบสมัครอิเล็กทรอนิกส์ ศึกษาเนื้อหาบทเรียนและทำงานที่ได้รับมอบหมายให้เสร็จสิ้น
2. ค้นหาที่อยู่อีเมลบนอินเทอร์เน็ตที่สามารถใช้เป็นแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมที่เปิดเผยเนื้อหาของคำสำคัญและวลีในย่อหน้า ให้ความช่วยเหลือครูในการเตรียมบทเรียนใหม่ - ส่งข้อความทาง คำหลักและประโยคในย่อหน้าถัดไป

คำถามและงาน