Strukturen av stoffer har vært interessant for folk siden muligheten dukket opp til å ikke bekymre seg for mat og studere verden rundt oss. Slike fenomener som tørke, flom, lyn, livredd menneskeheten. Uvitenhet om forklaringene deres ga opphav til troen på forskjellige onde guder som krever ofre. Det er derfor folk begynte å studere naturfenomener, forsøke å forutsi dem og fordype seg i strukturen til stoffer. De studerte strukturen til atomet og introduserte følgende to viktige begreper innen kjemi: energinivå og undernivå.
Forutsetninger for oppdagelsen av de minste kjemikaliene
De gamle grekerne gjettet om de små partiklene som utgjør stoffene. De gjorde en merkelig oppdagelse: marmortrinnene, som mange mennesker har passert over flere tiår, har endret form! Dette førte til konklusjonen at fortidens fot tar med seg et stykke stein. Dette fenomenet er langt fra å forstå eksistensen av et energinivå i kjemi, men nettopp med alt startet. Vitenskapen begynte gradvis å utvikle seg og fordype seg i strukturen til kjemiske elementer og deres forbindelser.
Begynnelsen på studiet av atomets struktur
Atom ble oppdaget på begynnelsen av 1900-tallet gjennom eksperimenter med elektrisitet. Den ble ansett som elektrisk nøytral, men hadde positive og negative partikler. Forskere ønsket å finne ut fordelingen deres inne i atomet. Flere modeller ble foreslått, hvorav en til og med hadde navnet "rosinbolle". Den britiske fysikeren Ernest Rutherford utførte et eksperiment som viste at en positiv kjerne er lokalisert i sentrum av atomet, og den negative ladningen er i de små elektronene som roterer rundt den.
Oppdagelsen av energinivået i kjemi var et stort gjennombrudd i studiet av strukturen til stoffer og fenomener.
Energinivå
Under studiet av egenskapene til kjemikalier viste det seg at hvert grunnstoff har sine egne nivåer. For eksempel har oksygen ett strukturskjema, mens nitrogen har et helt annet, selv om antallet av atomene deres bare varierer med ett. Så hva er et energinivå? Dette er elektroniske lag, bestående av elektroner, som er dannet på grunn av den forskjellige styrken av deres tiltrekning til kjernen til et atom. Noen er nærmere, mens andre er lengre. Det vil si at de øvre elektronene "trykker" på de nedre.
Antall energinivåer i kjemi er lik antallet av perioden i det periodiske systemet til D. I. Mendeleev. Det største antallet elektroner som er i et gitt energinivå bestemmes av følgende formel: 2n2, hvor n er nivåtallet. Dermed kan ikke mer enn to elektroner lokaliseres på det første energinivået, ikke mer enn åtte på det andre, atten på det tredje, og så videre.
Hvert atom har et nivå lengst fra kjernen. Det er det ekstreme, eller siste, og kalles det ytre energinivået. Antall elektroner på den for elementer i hovedundergruppene er lik gruppetallet.
For å bygge et diagram over et atom og dets energinivåer i kjemi, må du følge denne planen:
- bestem antall elektroner i et atom i et gitt grunnstoff, som er lik dets serienummer;
- bestem antall energinivåer etter periodenummer;
- bestem antall elektroner i hvert energinivå.
Se nedenfor for eksempler på energinivåer for enkelte grunnstoffer.
Energiundernivåer
I atomer er det i tillegg til energinivåer også undernivåer. På hvert nivå, avhengig av antall elektroner på det, er visse undernivåer fylt. Fra hvordan undernivået er fylt, skilles fire typer elementer:
- S-elementer. S-undernivåene er fylt, som ikke kan inneholde mer enn to elektroner. Disse inkluderer de to første elementene fra hver periode;
- P-elementer. I disse elementene kan det ikke være mer enn seks elektroner plassert på p-undernivået;
- D-elementer. Disse inkluderer elementer av store perioder (tiår) som ligger mellom s- ogp-elementer;
- F-elementer. Fyllingen av f-undernivået skjer i aktinider og lantanider lokalisert i den sjette og syvende perioden.
