Struktur kulit elektron atom. Kulit elektron suatu atom Delapan elektron

Kami menemukan bahwa inti atom adalah inti atomnya. Ini memiliki elektron di sekitarnya. Mereka tidak bisa diam, karena mereka akan segera jatuh ke inti.

Pada awal abad XX. Model planet dari struktur atom diadopsi, yang menurutnya elektron bergerak di sekitar inti positif yang sangat kecil, sama seperti planet-planet berputar mengelilingi Matahari. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa struktur atom jauh lebih rumit. Masalah struktur atom tetap relevan untuk ilmu pengetahuan modern.

Partikel dasar, atom, molekul - semua ini adalah objek dunia mikro, yang tidak kita amati. Ia memiliki hukum yang berbeda dari makrokosmos, yang objeknya dapat kita amati baik secara langsung maupun dengan bantuan instrumen (mikroskop, teleskop, dll.). Oleh karena itu, membahas lebih lanjut struktur kulit elektron atom, kita akan memahami bahwa kita menciptakan representasi (model) kita sendiri, yang sebagian besar sesuai dengan pandangan modern, meskipun tidak persis sama dengan pandangan seorang ahli kimia. Model kami disederhanakan.

Elektron, bergerak di sekitar inti atom, bersama-sama membentuk kulit elektronnya. Jumlah elektron dalam kulit atom sama, seperti yang sudah Anda ketahui, dengan jumlah proton dalam inti atom, itu sesuai dengan nomor ordinal, atau atom, elemen dalam tabel D. I. Mendeleev. Jadi, kulit elektron atom hidrogen terdiri dari satu elektron, klorin - tujuh belas, emas - tujuh puluh sembilan.

Bagaimana elektron bergerak? Dengan kacau, seperti pengusir hama di sekitar bola lampu yang menyala? Atau dalam urutan tertentu? Ternyata dalam urutan tertentu.

Elektron dalam atom berbeda dalam energinya. Seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen, beberapa dari mereka tertarik ke nukleus lebih kuat, yang lain - lebih lemah. Alasan utama untuk ini adalah pelepasan elektron yang berbeda dari inti atom. Semakin dekat elektron ke nukleus, semakin kuat mereka terikat padanya dan semakin sulit untuk menariknya keluar dari kulit elektron, tetapi semakin jauh mereka dari inti, semakin mudah untuk merobeknya. Jelas bahwa dengan bertambahnya jarak dari inti atom, cadangan energi elektron (E) meningkat (Gbr. 38).

Beras. 38.
Jumlah maksimum elektron pada tingkat energi

Elektron yang bergerak di dekat nukleus, seolah-olah, memblokir (melindungi) nukleus dari elektron lain, yang tertarik ke nukleus lebih lemah dan bergerak pada jarak yang lebih jauh darinya. Ini adalah bagaimana lapisan elektron terbentuk di kulit elektron atom. Setiap lapisan elektron terdiri dari elektron dengan nilai energi yang sama,

Oleh karena itu, lapisan elektronik juga disebut tingkat energi. Selanjutnya, kita akan mengatakan demikian: "Elektron berada pada tingkat energi tertentu."

Jumlah tingkat energi yang diisi dengan elektron dalam atom sama dengan jumlah periode dalam tabel D. I. Mendeleev, di mana unsur kimia berada. Ini berarti bahwa kulit elektron atom periode ke-1 mengandung satu tingkat energi, periode ke-2 - dua, ke-3 - tiga, dll. Misalnya, dalam atom nitrogen terdiri dari dua tingkat energi, dan dalam atom magnesium - dari tiga:

Jumlah elektron maksimum (terbesar) dalam tingkat energi dapat ditentukan dengan rumus: 2n 2 , di mana n adalah jumlah tingkat. Oleh karena itu, tingkat energi pertama terisi ketika ada dua elektron di atasnya (2 × 1 2 = 2); yang kedua - di hadapan delapan elektron (2 × 2 2 \u003d 8); ketiga - delapan belas (2 × 3 2 \u003d 18), dll. Dalam pelajaran kimia kelas 8-9, kami akan mempertimbangkan elemen hanya dari tiga periode pertama, oleh karena itu kami tidak akan bertemu dengan tingkat energi ketiga yang diselesaikan di atom.

Jumlah elektron di tingkat energi terluar dari kulit elektron atom untuk unsur-unsur kimia dari subkelompok utama sama dengan nomor golongan.

Sekarang kita dapat membuat diagram struktur kulit elektron atom, dipandu oleh rencana:

tentukan jumlah total elektron pada kulit dengan nomor seri elemen;
tentukan jumlah tingkat energi yang diisi elektron dalam kulit elektron dengan jumlah periode;
tentukan jumlah elektron pada setiap tingkat energi (pada tingkat pertama - tidak lebih dari dua; pada tingkat ke-2 - tidak lebih dari delapan; pada tingkat terluar, jumlah elektron sama dengan nomor golongan - untuk unsur-unsur dari subkelompok utama ).

Inti atom hidrogen memiliki muatan +1, yaitu hanya mengandung satu proton, masing-masing, hanya satu elektron pada tingkat energi tunggal:

Ini ditulis menggunakan rumus elektronik sebagai berikut:

Unsur berikutnya dari periode 1 adalah helium. Inti atom helium memiliki muatan +2. Ia sudah memiliki dua elektron pada tingkat energi pertama:

Pada tingkat energi pertama, hanya dua elektron yang dapat ditampung dan tidak lebih dari itu - itu sepenuhnya selesai. Itulah sebabnya periode 1 tabel D. I. Mendeleev terdiri dari dua elemen.

Atom litium, sebuah elemen dari periode ke-2, memiliki tingkat energi lain, di mana elektron ketiga akan "pergi":

Dalam atom berilium, satu elektron lagi "memasuki" tingkat kedua:

Atom boron memiliki tiga elektron pada tingkat terluar, dan atom karbon memiliki empat elektron... atom fluor memiliki tujuh elektron, atom neon memiliki delapan elektron:

Tingkat kedua hanya dapat menampung delapan elektron dan karena itu lengkap untuk neon.

Atom natrium, unsur periode ke-3, memiliki tingkat energi ketiga (perhatikan bahwa atom unsur periode ke-3 mengandung tiga tingkat energi!), Dan ia memiliki satu elektron:

Harap dicatat: natrium adalah unsur golongan I, ia memiliki satu elektron pada tingkat energi eksternal!

Jelas, tidak akan sulit untuk menuliskan struktur tingkat energi untuk atom belerang, elemen VIA golongan 3 periode ke-3:

Menyelesaikan argon periode ke-3:

Atom-atom unsur periode ke-4, tentu saja, memiliki tingkat keempat, di mana atom kalium memiliki satu elektron, dan atom kalsium memiliki dua elektron.

Sekarang kita telah berkenalan dengan ide-ide yang disederhanakan tentang struktur atom unsur-unsur periode 1 dan 2 dari sistem periodik D. I. Mendeleev, kita dapat membuat penyempurnaan yang membawa kita lebih dekat ke pandangan yang lebih benar tentang struktur atom.

Mari kita mulai dengan sebuah analogi. Sama seperti jarum mesin jahit yang bergerak cepat, menusuk kain, menyulam sebuah pola di atasnya, demikian pula sebuah elektron yang bergerak jauh lebih cepat di ruang angkasa di sekitar inti atom "menyulam", hanya saja tidak datar, tetapi pola tiga dimensi dari sebuah awan elektron. Karena kecepatan elektron ratusan ribu kali lebih besar dari kecepatan jarum jahit, mereka berbicara tentang kemungkinan menemukan elektron di tempat tertentu di ruang angkasa. Mari kita asumsikan bahwa kita berhasil, seperti dalam penyelesaian foto olahraga, untuk menetapkan posisi elektron di suatu tempat di dekat nukleus dan menandai posisi ini dengan sebuah titik. Jika "foto-selesai" seperti itu dilakukan ratusan, ribuan kali, maka model awan elektron akan diperoleh.

Kadang-kadang awan elektron disebut orbital. Kami akan melakukan hal yang sama. Tergantung pada energi, awan elektron, atau orbital, berbeda ukurannya. Jelas bahwa semakin kecil cadangan energi elektron, semakin kuat ia tertarik ke nukleus dan semakin kecil orbitalnya.

Awan elektron (orbital) dapat memiliki bentuk yang berbeda. Setiap tingkat energi dalam atom dimulai dengan orbital s, yang berbentuk bola. Pada tingkat kedua dan selanjutnya, orbital p berbentuk halter muncul setelah satu orbital s (Gbr. 39). Ada tiga orbital seperti itu. Setiap orbital ditempati oleh tidak lebih dari dua elektron. Oleh karena itu, hanya ada dua dari mereka di orbital s, dan enam di tiga orbital p.

Beras. 39.
Bentuk orbital s dan p (awan elektron)

Dengan menggunakan angka Arab untuk level, dan penunjukan orbital dengan huruf s dan p, dan jumlah elektron dalam orbital tertentu dengan angka Arab di kanan atas di atas huruf, kita dapat merepresentasikan struktur atom dengan lebih lengkap. rumus elektronik.

Mari kita tuliskan rumus elektronik atom periode 1 dan 2:

Jika unsur-unsur memiliki tingkat energi eksternal yang serupa dalam struktur, maka sifat-sifat unsur-unsur ini serupa. Misalnya, argon dan neon mengandung delapan elektron di tingkat luar, dan oleh karena itu mereka inert, yaitu, mereka hampir tidak masuk ke dalam reaksi kimia. Dalam bentuk bebasnya, argon dan neon adalah gas yang molekulnya monoatomik. Atom litium, natrium dan kalium masing-masing mengandung satu elektron pada tingkat eksternal dan memiliki sifat yang serupa, oleh karena itu mereka ditempatkan dalam kelompok yang sama dari Tabel Periodik D. I. Mendeleev.

Mari kita buat generalisasi: struktur tingkat energi eksternal yang sama diulang secara berkala, oleh karena itu, sifat-sifat unsur kimia diulang secara berkala. Pola ini tercermin dalam nama sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev.

Kata kunci dan frase

Elektron dalam atom terletak pada tingkat energi.
Tingkat energi pertama hanya dapat berisi dua elektron, yang kedua - delapan. Level seperti itu disebut lengkap.
Jumlah tingkat energi yang terisi sama dengan jumlah periode di mana elemen berada.
Jumlah elektron pada tingkat terluar atom suatu unsur kimia sama dengan jumlah golongannya (untuk unsur-unsur dari subkelompok utama).
Sifat-sifat unsur kimia berulang secara berkala, karena struktur tingkat energi eksternal atomnya berulang secara berkala.

Bekerja dengan komputer

Lihat aplikasi elektronik. Pelajari materi pelajaran dan selesaikan tugas yang disarankan.
Cari di Internet untuk alamat email yang dapat berfungsi sebagai sumber tambahan yang mengungkapkan konten kata kunci dan frasa paragraf. Tawarkan bantuan Anda kepada guru dalam mempersiapkan pelajaran baru - buat laporan tentang kata-kata dan frasa kunci dari paragraf berikutnya.

Pertanyaan dan tugas

Atom adalah partikel terkecil dari materi, terdiri dari nukleus dan elektron. Struktur kulit elektron atom ditentukan oleh posisi unsur dalam sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev.

Elektron dan kulit elektron atom

Sebuah atom, yang umumnya netral, terdiri dari inti bermuatan positif dan kulit elektron bermuatan negatif (awan elektron), sedangkan total muatan positif dan negatif sama dalam nilai absolut. Saat menghitung massa atom relatif, massa elektron tidak diperhitungkan, karena dapat diabaikan dan 1840 kali lebih kecil dari massa proton atau neutron.

Beras. 1. atom.

Elektron adalah partikel yang benar-benar unik yang memiliki sifat ganda: ia memiliki sifat gelombang dan partikel. Mereka terus-menerus bergerak di sekitar nukleus.

Ruang di sekitar nukleus, tempat kemungkinan besar menemukan elektron, disebut orbital elektron, atau awan elektron. Ruang ini memiliki bentuk tertentu, yang dilambangkan dengan huruf s-, p-, d-, dan f-. Orbital elektron S berbentuk bola, orbital p berbentuk halter atau volume delapan, bentuk orbital d dan f jauh lebih rumit.

Beras. 2. Bentuk orbital elektronik.

Di sekitar nukleus, elektron terletak pada lapisan elektron. Setiap lapisan dicirikan oleh jaraknya dari nukleus dan energinya, itulah sebabnya lapisan elektron sering disebut sebagai tingkat energi elektronik. Semakin dekat levelnya dengan nukleus, semakin rendah energi elektron di dalamnya. Satu elemen berbeda dari yang lain dalam jumlah proton dalam inti atom dan, karenanya, dalam jumlah elektron. Oleh karena itu, jumlah elektron dalam kulit elektron atom netral sama dengan jumlah proton yang terkandung dalam inti atom ini. Setiap elemen berikutnya memiliki satu proton lagi di dalam nukleus, dan satu elektron lagi di kulit elektron.

Elektron yang baru masuk menempati orbital dengan energi paling rendah. Namun, jumlah maksimum elektron per level ditentukan oleh rumus:

di mana N adalah jumlah elektron maksimum dan n adalah nomor tingkat energi.

Tingkat pertama hanya dapat memiliki 2 elektron, tingkat kedua - 8 elektron, tingkat ketiga - 18 elektron, dan tingkat keempat - 32 elektron. Tingkat terluar sebuah atom tidak dapat mengandung lebih dari 8 elektron: segera setelah jumlah elektron mencapai 8, tingkat berikutnya, yang lebih jauh dari nukleus, mulai terisi.

Struktur kulit elektron atom

Setiap unsur berada dalam periode tertentu. Periode adalah himpunan horizontal unsur-unsur yang disusun dalam urutan menaik dari muatan inti atomnya, yang dimulai dengan logam alkali dan diakhiri dengan gas inert. Tiga periode pertama dalam tabel kecil, dan berikutnya, mulai dari periode keempat, besar, terdiri dari dua baris. Jumlah periode di mana elemen berada memiliki arti fisik. Ini berarti berapa banyak tingkat energi elektronik yang ada dalam atom dari setiap elemen pada periode tertentu. Jadi, unsur klorin Cl berada dalam periode 3, yaitu kulit elektronnya memiliki tiga lapisan elektron. Klorin ada di kelompok VII tabel, dan di subkelompok utama. Subgrup utama adalah kolom dalam setiap grup yang dimulai dengan periode 1 atau 2.

Dengan demikian, keadaan kulit elektron atom klor adalah sebagai berikut: nomor urut unsur klor adalah 17, yang berarti atom memiliki 17 proton di dalam nukleus, dan 17 elektron di kulit elektron. Pada level 1, hanya ada 2 elektron, pada level 3 - 7 elektron, karena klorin berada di subkelompok utama grup VII. Maka pada tingkat ke-2 adalah: 17-2-7=8 elektron.

Pekerjaan independen dalam kimia Struktur kulit elektron atom untuk siswa di kelas 8 dengan jawaban. Pekerjaan mandiri terdiri dari 4 opsi, masing-masing dengan 3 tugas.

1 pilihan

	Elemen	Rumus elektronik

2. Tuliskan rumus elektronik dari unsur oksigen dan natrium. Tentukan untuk setiap elemen:

a) jumlah maksimum elektron pada tingkat energi terluar atom suatu unsur sama dengan nomor golongan,
b) jumlah maksimum elektron pada tingkat energi kedua adalah delapan,
c) jumlah elektron dalam atom suatu unsur sama dengan nomor atom unsur tersebut.

pilihan 2

1. Isi meja. Tentukan unsur dan rumus elektronnya.

Distribusi elektron menurut tingkat energi	Elemen	Rumus elektronik

Unsur apa yang memiliki atom yang memiliki sifat serupa? Mengapa?

2. Tuliskan rumus elektron unsur karbon dan argon. Tentukan untuk setiap elemen:

a) jumlah tingkat energi dalam atom,
b) jumlah tingkat energi yang terisi dalam atom,
c) jumlah elektron pada tingkat energi terluar.

3. Pilih pernyataan yang benar:

a) jumlah tingkat energi dalam atom unsur sama dengan jumlah periode,
b) jumlah elektron dalam atom suatu unsur kimia sama dengan nomor golongan,
c) jumlah elektron pada tingkat terluar atom dari unsur-unsur dari satu kelompok dari subkelompok utama adalah sama.

3 pilihan

1. Isi meja. Tentukan unsur dan rumus elektronnya.

Distribusi elektron menurut tingkat energi	Elemen	Rumus elektronik

Unsur apa yang memiliki atom yang memiliki sifat serupa? Mengapa?

2. Tuliskan rumus elektronik untuk unsur klorin dan boron. Tentukan untuk setiap elemen:

a) jumlah tingkat energi dalam atom,
b) jumlah tingkat energi yang terisi dalam atom,
c) jumlah elektron pada tingkat energi terluar.

3. Pilih pernyataan yang benar:

a) atom-atom dari unsur-unsur pada periode yang sama mengandung jumlah tingkat energi yang sama,
b) jumlah maksimum elektron per s-orbital sama dengan dua,
c) atom unsur kimia dengan jumlah tingkat energi yang sama memiliki sifat yang serupa.

4 pilihan

1. Isi meja. Tentukan unsur dan rumus elektronnya.

Distribusi elektron menurut tingkat energi	Elemen	Rumus elektronik

Unsur apa yang memiliki atom yang memiliki sifat serupa? Mengapa?

2. Tuliskan rumus elektronik untuk unsur aluminium dan neon. Tentukan untuk setiap elemen:

a) jumlah tingkat energi dalam atom,
b) jumlah tingkat energi yang terisi dalam atom,
c) jumlah elektron pada tingkat energi terluar.

3. Pilih pernyataan yang benar:
a) semua tingkat energi dapat mengandung hingga delapan elektron,
b) isotop dari satu unsur kimia memiliki rumus elektronik yang sama,
c) jumlah maksimum elektron per R-orbital adalah enam.

Menjawab pekerjaan independen dalam kimia Struktur kulit elektron atom
1 pilihan
1.
1) B - 1s 2 2s 2 2p 1
2) H - 1s 1
3) Al - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
B dan Al memiliki sifat yang sama, karena atom unsur-unsur ini memiliki tiga elektron pada tingkat energi eksternal.
2.
O - 1s 2 2s 2 2p 4
a) 2,
b) 1,
pada 6;
Na - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ,
a) 3,
b) 2,
dalam 1.
3. b, c.
pilihan 2
1.
1) F - 1s 2 2s 2 2p 5
2) Na - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
3) Li - 1s 2 2s 1
Na dan Li memiliki sifat yang serupa, karena unsur-unsur ini masing-masing memiliki satu elektron pada tingkat energi eksternal.
2. C - 1s 2 2s 2 2p 2
a) 2,
b) 1,
jam 4;
Ar - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
a) 3,
b) 2,
jam 8.
3. a, c.
3 pilihan
1.
1) P - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3
2) N - 1s 2 2s 2 2p 3
3) Tidak - 1s 2
P dan N memiliki sifat yang serupa, karena unsur-unsur ini memiliki lima elektron pada tingkat energi eksternal.
2. Cl - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
a) 3,
b) 2,
Pukul 7;
B - 1s 2 2s 2 2p 1
a) 2,
b) 1,
di 3.
3. a, b.
4 pilihan
1.
1) Mg - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2
2) C - 1s 2 2s 2 2p 2
3) Jadilah - 1s 2 2s 2
Be dan Mg memiliki sifat yang serupa, karena unsur-unsur ini memiliki dua elektron pada tingkat energi eksternal.
2.
Al - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
a) 3,
b) 2,
di 3;
Ne - 1s 2 2s 2 2p 6 ,
a) 2,
b) 2,
jam 8.
3. b, c.

Jumlah elektron dalam atom sama dengan muatan inti. Muatan inti adalah bilangan urut unsur dalam sistem periodik. Oleh karena itu, atom dari setiap unsur kimia berikutnya dalam Tabel Periodik memiliki satu elektron lebih banyak dari yang sebelumnya.

Ketika menggambarkan struktur elektronik atom, mereka menunjukkan bagaimana elektronnya didistribusikan pada tingkat energi. Elektron pertama-tama menempati tingkat dengan energi yang lebih rendah, kemudian dengan yang lebih tinggi. Jadi tingkat energi pertama diisi terlebih dahulu, jika masih ada elektron, maka yang kedua, ketiga, dll. Jumlah tingkat energi dalam atom ditentukan oleh jumlah periode di mana unsur kimia tempat atom itu berada. .

Tingkat energi pertama hanya dapat memiliki dua elektron. Karena itu, pada periode pertama hanya ada dua unsur kimia - hidrogen dan helium. Ketika pada tingkat tertentu hanya jumlah elektron maksimum yang mungkin ditemukan, maka kita mengatakan bahwa tingkat ini selesai. Jadi tingkat energi pertama selesai untuk semua elemen kecuali hidrogen.

Unsur-unsur periode kedua secara bertahap mengisi tingkat energi kedua. Tingkat energi kedua dapat memiliki maksimal 8 elektron. Oleh karena itu, ada delapan unsur kimia pada periode kedua.

Tingkat energi ketiga dapat memiliki maksimal 18 elektron. Namun, pada periode ketiga level ini bersifat eksternal. Tidak ada tingkat terluar yang dapat memiliki lebih dari 8 elektron. Oleh karena itu, pada periode ketiga, tingkat energi ketiga hanya diisi hingga 8 elektron inklusif, dan, akibatnya, periode ketiga, serta periode kedua, hanya mengandung 8 unsur kimia.

Pada periode keempat, tingkat energi ketiga tidak lagi eksternal, oleh karena itu, hingga 18 elektron terisi, inklusif. Untuk dua elemen pertama dari periode ke-4 (K, Ca), tingkat energi eksternal terisi. Jadi untuk kalium, satu elektron pergi ke sana, dan untuk kalsium, 2. Kemudian, untuk unsur-unsur dari skandium (Sc) ke seng (Zn), tingkat energi ketiga diisi, dan 2 elektron tetap berada di yang terluar. Setelah seng dengan galium (Ga), tingkat energi keempat diisi kembali hingga 8 elektron dalam kripton (Kr).

Secara umum, jumlah elektron maksimum di setiap tingkat energi ditentukan oleh rumus 2n2, di mana n adalah jumlah tingkat. Jadi, jika levelnya adalah yang kedua, maka 2 * 2 2 = 8, dan jika yang ke-3, maka 2 * 3 2 = 18.

Elektron dengan energi tertinggi menentukan sifat kimia atom, dan disebut valensi. Dalam subkelompok utama, elektron tingkat terluar adalah valensi, dan jumlahnya ditentukan oleh nomor golongan. Itulah sebabnya sifat-sifat unsur-unsur dari satu subkelompok serupa.

Sifat atom tergantung pada jumlah elektron valensi. Logam memiliki sedikit, sedangkan non-logam memiliki banyak.

Atom, awalnya dianggap tidak dapat dibagi, adalah sistem yang kompleks.

Atom terdiri dari nukleus dan kulit elektron

Kulit elektron - satu set elektron yang bergerak di sekitar nukleus

Inti atom bermuatan positif, terdiri dari proton (partikel bermuatan positif) p + dan neutron (tidak bermuatan) tidak

Atom secara keseluruhan bersifat netral, jumlah elektron e– sama dengan jumlah proton p+, sama dengan nomor urut unsur dalam tabel periodik.

Gambar tersebut menunjukkan model planet sebuah atom, yang menurutnya elektron bergerak dalam orbit melingkar yang stasioner. Ini sangat ilustratif, tetapi tidak mencerminkan esensi, karena pada kenyataannya hukum dunia mikro mematuhi mekanika klasik, tetapi mekanika kuantum, yang memperhitungkan sifat gelombang elektron.

Menurut mekanika kuantum, sebuah elektron dalam sebuah atom tidak bergerak sepanjang lintasan tertentu, tetapi dapat berada di setiap bagian dari ruang nuklir, namun kemungkinan lokasinya di berbagai bagian ruang ini tidak sama.

Ruang di sekitar nukleus, di mana probabilitas menemukan elektron cukup besar, disebut orbital. (jangan dikelirukan dengan orbit!) atau awan elektron.

Artinya, elektron tidak memiliki konsep "lintasan", elektron tidak bergerak baik dalam orbit melingkar atau lainnya. Kesulitan terbesar mekanika kuantum terletak pada kenyataan bahwa tidak mungkin untuk membayangkan, kita semua terbiasa dengan fenomena makrokosmos, yang mematuhi mekanika klasik, di mana setiap partikel yang bergerak memiliki lintasannya sendiri.

Jadi, elektron memiliki gerakan yang kompleks, ia dapat ditempatkan di mana saja di ruang dekat nukleus, tetapi dengan probabilitas yang berbeda. Sekarang mari kita perhatikan bagian-bagian ruang di mana probabilitas menemukan elektron cukup tinggi - orbital - bentuknya dan urutan pengisian orbital dengan elektron.

Bayangkan sebuah sistem koordinat tiga dimensi, yang di tengahnya terdapat inti atom.

Pertama, orbital 1s terisi, letaknya paling dekat dengan inti dan berbentuk bola.

Penunjukan orbital apa pun terdiri dari angka dan huruf Latin. Angka menunjukkan tingkat energi, dan huruf menunjukkan bentuk orbital.

Orbital 1s memiliki energi terendah dan elektron dalam orbital ini memiliki energi terendah.

Orbital ini dapat berisi tidak lebih dari dua elektron. Elektron atom hidrogen dan helium (dua elemen pertama) berada di orbital ini.

Konfigurasi elektron hidrogen: 1s 1

Konfigurasi elektron helium: 1s 2

Superscript menunjukkan jumlah elektron dalam orbital itu.

Unsur berikutnya adalah litium, ia memiliki 3 elektron, dua di antaranya terletak di orbital 1s, tetapi di mana elektron ketiga berada?

Ini menempati orbital paling energik berikutnya, orbital 2s. Ini juga memiliki bentuk bola, tetapi dengan jari-jari yang lebih besar (orbital 1s berada di dalam orbital 2s).

Elektron pada orbital ini memiliki energi yang lebih besar dibandingkan dengan orbital 1s, karena letaknya lebih jauh dari inti. Ada juga maksimal 2 elektron dalam orbital ini.
Konfigurasi elektronik lithium: 1s 2 2s 1
Konfigurasi elektron berilium: 1s 2 2s 2

Unsur berikutnya, boron, sudah memiliki 5 elektron, dan elektron kelima akan mengisi orbital, yang memiliki lebih banyak energi - orbital 2p. Orbital P berbentuk halter atau angka delapan dan terletak di sepanjang sumbu koordinat yang saling tegak lurus.

Setiap orbital p dapat menampung tidak lebih dari dua elektron, sehingga tiga orbital p dapat menampung tidak lebih dari enam. Elektron valensi dari enam unsur berikutnya mengisi orbital p, sehingga disebut sebagai unsur-p.

Konfigurasi elektron atom boron: 1s 2 2s 2 2p 1
Konfigurasi elektron atom karbon: 1s 2 2s 2 2p 2
Konfigurasi elektron atom nitrogen: 1s 2 2s 2 2p 3
Konfigurasi elektron atom oksigen: 1s 2 2s 2 2р 4
Konfigurasi elektron atom fluor: 1s 2 2s 2 2p 5
Konfigurasi elektron atom neon: 1s 2 2s 2 2p 6

Secara grafis, rumus elektronik atom-atom ini ditunjukkan di bawah ini:

Kotak adalah orbital atau sel kuantum, elektron ditunjukkan oleh panah, arah panah adalah karakteristik khusus dari gerakan elektron - spin (dapat disederhanakan sebagai rotasi elektron di sekitar sumbunya searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam ). Perlu Anda ketahui bahwa tidak mungkin ada dua elektron dengan putaran yang sama pada orbital yang sama (dua panah dalam arah yang sama tidak dapat ditarik dalam satu kotak!). Itulah apa itu Asas pengecualian W. Pauli: “Dalam sebuah atom tidak mungkin ada dua elektron yang keempat bilangan kuantumnya sama”

Ada satu aturan lagi Aturan Gund), di mana elektron ditempatkan dalam orbital dengan energi yang sama, pertama satu per satu, dan hanya ketika masing-masing orbital tersebut sudah berisi satu elektron, pengisian orbital ini dengan elektron kedua dimulai. Jika orbital diisi oleh dua elektron, elektron ini disebut berpasangan.

Atom neon memiliki tingkat terluar yang lengkap dari delapan elektron (2 s-elektron + 6 p-elektron = 8 elektron di tingkat energi kedua), konfigurasi seperti itu menguntungkan secara energetik, dan semua atom lain berusaha keras untuk mendapatkannya. Itulah sebabnya unsur-unsur golongan 8 A - gas mulia - sangat lembam secara kimia.

Elemen berikutnya adalah natrium, nomor seri 11, elemen pertama dari periode ketiga, ia memiliki satu tingkat energi lagi - yang ketiga. Elektron kesebelas akan mengisi orbital energi tertinggi berikutnya orbital -3s.

Konfigurasi elektron atom natrium: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

Selanjutnya, orbital unsur-unsur periode ketiga diisi, pertama sublevel 3s dengan dua elektron diisi, dan kemudian sublevel 3p dengan enam elektron (mirip dengan periode kedua) untuk argon gas mulia, yang, seperti neon, memiliki tingkat eksternal delapan elektron yang lengkap. Konfigurasi elektron atom argon (18 elektron): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

Periode keempat dimulai dengan unsur kalium (nomor atom 19), elektron terluar terakhir yang terletak di orbital 4s. Elektron kalsium ke-20 juga mengisi orbital 4s.

Kalsium diikuti oleh serangkaian 10 elemen d, dimulai dengan skandium (nomor atom 21) dan diakhiri dengan seng (nomor atom 30). Elektron atom-atom ini mengisi orbital 3d, yang penampilannya ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Jadi mari kita simpulkan: