Hva skjer med grunnstoffenes atomer under kjemiske reaksjoner? Hva er egenskapene til elementene? Ett svar kan gis på begge disse spørsmålene: Årsaken ligger i strukturen til det ytre energinivået til atomet. I vår artikkel vil vi vurdere den elektroniske strukturen til atomer av metaller og ikke-metaller og finne ut forholdet mellom strukturen til det ytre nivået og egenskapene til elementene.
Spesielle egenskaper ved elektroner
Når det skjer en kjemisk reaksjon mellom molekylene til to eller flere reagenser, skjer det endringer i strukturen til elektronskallene til atomer, mens kjernene deres forblir uendret. Først, la oss bli kjent med egenskapene til elektroner som ligger på nivåene til atomet som er fjernest fra kjernen. Negativt ladede partikler er ordnet i lag i en viss avstand fra kjernen og fra hverandre. Rommet rundt kjernen der det er mest sannsynlig at elektroner finnesk alt en elektronorbital. Omtrent 90 % av den negativt ladede elektronskyen er kondensert i den. Selve elektronet i atomet viser egenskapen til dualitet, det kan samtidig oppføre seg både som en partikkel og som en bølge.
Regler for å fylle elektronskallet til et atom
Antall energinivåer der partiklene befinner seg er lik tallet på perioden der grunnstoffet befinner seg. Hva indikerer den elektroniske komposisjonen? Det viste seg at antallet elektroner i det ytre energinivået for s- og p-elementer i hovedundergruppene i små og store perioder tilsvarer gruppetallet. For eksempel har litiumatomer i den første gruppen, som har to lag, ett elektron i det ytre skallet. Svovelatomer inneholder seks elektroner på det siste energinivået, siden elementet er lokalisert i hovedundergruppen til den sjette gruppen osv. Hvis vi snakker om d-elementer, eksisterer følgende regel for dem: antall eksterne negative partikler er 1 (for krom og kobber) eller 2. Dette forklares med det faktum at når ladningen til atomkjernen øker, fylles først det indre d-undernivået og de ytre energinivåene forblir uendret.
Hvorfor endres egenskapene til elementer i små perioder?
I det periodiske systemet regnes periode 1, 2, 3 og 7 som små. En jevn endring i egenskapene til elementer når kjernefysiske ladninger øker, starter fra aktive metaller og slutter med inerte gasser, forklares av en gradvis økning i antall elektroner på det ytre nivået. De første grunnstoffene i slike perioder er de hvis atomer har bare ett ellerto elektroner som lett kan løsrive seg fra kjernen. I dette tilfellet dannes et positivt ladet metallion.
Amfotere elementer, for eksempel aluminium eller sink, fyller sine ytre energinivåer med en liten mengde elektroner (1 for sink, 3 for aluminium). Avhengig av betingelsene for den kjemiske reaksjonen, kan de vise både egenskapene til metaller og ikke-metaller. Ikke-metalliske elementer i små perioder inneholder fra 4 til 7 negative partikler på de ytre skallene til atomene deres og fullfører det til en oktett, og tiltrekker seg elektroner fra andre atomer. For eksempel har et ikke-metall med den høyeste elektronegativitetsindeksen - fluor, 7 elektroner på det siste laget og tar alltid ett elektron ikke bare fra metaller, men også fra aktive ikke-metalliske elementer: oksygen, klor, nitrogen. Små perioder slutter, så vel som store, med inerte gasser, hvis monoatomiske molekyler har ytre energinivåer fullstendig fullført opp til 8 elektroner.
Strekk ved strukturen til atomer i store perioder
Selv rader med 4, 5 og 6 perioder består av elementer hvis ytre skall kan inneholde bare ett eller to elektroner. Som vi sa tidligere, fyller de d- eller f- undernivåene til det nest siste laget med elektroner. Vanligvis er dette typiske metaller. Deres fysiske og kjemiske egenskaper endres veldig sakte. Odd-rader inneholder slike elementer, der de eksterne energinivåene er fylt med elektroner i henhold til følgende skjema: metaller - amfotert element - ikke-metaller - inert gass. Vi har allerede observert dens manifestasjon i alle små perioder. For eksempel, i en merkelig serie på 4 perioder, er kobber et metall, sink er et amfoteren, og deretter forbedres ikke-metalliske egenskaper fra gallium til brom. Perioden avsluttes med krypton, hvis atomer har et fullstendig fullført elektronskall.
Hvordan forklare inndelingen av elementer i grupper?
Hver gruppe - og det er åtte av dem i den korte formen av tabellen, er også delt inn i undergrupper, k alt hoved- og sekundærgrupper. Denne klassifiseringen gjenspeiler de forskjellige posisjonene til elektroner på det ytre energinivået til atomene til elementene. Det viste seg at elementene i hovedundergruppene, for eksempel litium, natrium, kalium, rubidium og cesium, det siste elektronet ligger på s-undernivået. Elementer i gruppe 7 i hovedundergruppen (halogener) fyller p-undernivået med negative partikler.
For representanter for sekundære undergrupper, som krom, molybden, wolfram, vil det være typisk å fylle d-subnivået med elektroner. Og for elementene som er inkludert i familiene til lantanider og aktinider, skjer akkumuleringen av negative ladninger på f-subnivået til det nest siste energinivået. Dessuten faller gruppenummeret som regel sammen med antallet elektroner som er i stand til å danne kjemiske bindinger.
I artikkelen vår fant vi ut hvilken struktur de ytre energinivåene til atomer av kjemiske elementer har, og bestemte deres rolle i interatomiske interaksjoner.
