Связь между электронным строением атомов и положением элементов в периодической системе

            Рассмотрим порядок заполнения электронных оболочек атомов различных элементов в связи с их положением в коротком варианте периодической системы. При этом будем иметь в виду, что у каждого последующего элемента на один электрон больше по сравнению с предыдущим, т.е. электронная формула данного атома полностью включает в себя электронную формулу предыдущего атома и содержит, кроме того, описание состояния еще одного электрона.

            Первый период. Наиболее прост, состоит из двух элементов. У водорода один электрон заселяет 1s- орбиталь. У гелия на этой орбитали уже два электрона, отличающиеся спинами.

            Второй период. Образован атомами от лития до неона. У первых двух атомов (Li, Be) после заполнения электронами к – слоя (n=1) идет формирование s – оболочки L – слоя (n=2). У следующих шести элементов заполняются электронами 2р – орбитали.

            Третий период. В атомах элементов от натрия до аргона комплектуется третий слой (n=3) подобно второму. В третьем слое остается незаполненной вся d – оболочка.

            Четвертый период. У атомов калия и кальция начинает заполняться s – оболочка четвертого слоя (n=4). Атомы следующих десяти элементов (от скандия до цинка) образуются при заполнении электронами пяти d- орбиталей. Отметим, что последовательность в заполнении d – орбиталей атомов хрома и меди несколько нарушается. У них один электрон с внешней 4s- орбитали как бы «проваливается» на 3d –орбиталь. Это явление объясняется особой устойчивостью атома с наполовину или полностью заполненной d – оболочкой. Выигрыш энергии в этом случае перекрывает энергетические затраты при переходе одного электрона с 4s – орбитали на 3d – орбиталь.

            В атоме галлия и атомах следующих за ним пяти элементов заполняется 4р – оболочка.

            Пятый период. Порядок заполнения электронных оболочек элементов пятого (n=5) и четвертого периодов аналогичен. У двух первых элементов (Rb, Sr) заполняется 5s – оболочка, в следующих десяти элементах этого периода комплектуется с несколькими «провалами» 4d –оболочка и у атомов последних шести элементов заполняется 5р -–оболочка. При этом 4f, 5d и 5f оболочки остаются вакантными.

            Шестой и седьмой периоды. В шестом периоде содержатся 32 элемента. У атомов цезия и бария электронами насыщается 6s – оболочка. У атомов лантана и следующих за ним тринадцати элементов (кроме гадолиния) электроны заполняют семь орбиталей 4f – оболочки, затем пять орбиталей 5d – оболочки и три орбитали 6р – оболочки.

            Похожая картина наблюдается у элементов седьмого периода, следующих за актинием.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector