Ответы
Ответ:
собственные значения энергии квантовых систем, то есть систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и других элементарных частиц) и подчиняющихся законам квантовой механики. Каждый уровень характеризуется определённым состоянием системы, или подмножеством таковых в случае вырождения. Понятие применимо к атомам (электронные уровни), молекулам (различные уровни, соответствующие колебаниям и вращениям — колебательные и вращательные уровни), атомным ядрам (внутриядерные энергетические уровни) и т. д.
Все квантовые состояния с энергетическим уровнем, превышающим энергию основного состояния квантовой системы, описываются как возбуждённое состояние.
Катодные лучи (английский физик Дж. Дж. Томсон, 1897 г.),
Частицы, которые получили название электроны e − (несут единичный отрицательный заряд);
Естественная радиоактивность элементов (французские ученые – радиохимики А. Беккерель и М. Склодовская-Кюри, физик Пьер Кюри, 1896 г.) и существование α-частиц (ядер гелия matrix {2}{1}{4 2} He);
Наличие в центре атома положительно заряженного ядра (английский физик и радиохимик Э. Резерфорд, 1911 г.);
Искусственное превращение одного элемента в другой, например азота в кислород (Э. Резерфорд, 1919 г.). Из ядра атома одного элемента (азота – в опыте Резерфорда) при соударении с α-частицей образовывалось ядро атома другого элемента (кислорода) и новая частица, несущая единичный положительный заряд и названная протоном (p^+, ядро matrix {2}{1}{1 1} He)
Наличие в ядре атома электронейтральных частиц – нейтронов n^0 (английский физик Дж. Чедвик, 1932 г.).
В результате проведенных исследований было установлено, что в атоме каждого элемента (кроме H) присутствуют протоны, нейтроны и электроны.
Электронная оболочка атома представляет собой сложную систему. Она делится на под оболочки с разной энергией (энергетические уровни); уровни, в свою очередь, подразделяются на подуровни, а подуровни включают атомные орбитали, которые могут различаться формой и размерами (обозначаются буквами s, p, d, f и др.).
Форма s-орбитали – сферическая. Форма p-орбиталей (их число на p-подуровне равно 3) – гантелеобразная. Форма d-орбиталей (число которых на соответствующем d-подуровне равно 5) – более сложная. Еще сложнее форма f-орбиталей, число которых на f-подуровне равно
Чтобы составить схемы строения электронных оболочек атомов следует руководствоваться следующим алгоритмом:
А. определить общее число электронов на оболочке по порядковому номеру;
Б. определить число энергетических уровней по номеру периода;
В. определить число электронов на каждом энергетическом уровне, (пользуясь формулой 2n²)
Г. на внешней электронной оболочке у элементов главной подгруппы количество электронов соответствует номеру группы;
Д. у элементов побочной подгруппы на внешнем электронном слое 2 электрона, заполняется предпоследний электронный слой.
Атом водорода имеет порядковый номер 1, следовательно, имеет один электрон. Атом находится в 1 периоде, следовательно, в атоме один энергетический уровень. Схема распределения электронов по энергетическим уровням:
H+1 ) .1
Записываем заряд атомного ядра, затем ставим скобку, символизирующую электронный уровень, рядом со скобкой внизу справа пишем число электронов, находящихся на данном уровне.
Распределение электронов по энергетическим уровням можно записать иначе:
.{+1}H, 1e^{-}
Атом гелия имеет порядковый номер 2, следовательно, имеет 2 электрона. Атом находится в 1 периоде, следовательно, в атоме один энергетический уровень. Схема распределения электронов по энергетическим уровням:
He+2 )2 или .{+2}He, 2e^{-}
Атом лития имеет порядковый номер 3, следовательно, имеет 3 электрона. Три электрона не могут поместиться на первом энергетическом уровне, т.к. его максимальная емкость равна 2е- (огласно формуле 2n²). Следовательно, третий электрон сформирует второй энергетический слой. Этот слой будет иметь больший радиус, чем первый. Это действительно отвечает положению лития в периодической системе химических элементов. Атом находится во 2 периоде, следовательно, в атоме два энергетических уровня. Схема распределения электронов по энергетическим уровням:
Li+3 )2 )1 или .{+3}Li, 2e^{-}, 1e^{-}
Свойства элементов периодически повторяются потому, что у атомов элементов периодически повторяется число электронов на внешнем электронном слое.
В состав второго и третьего периодов входит по 8 элементов. В состав четвёртого периода входит на 10 элементов больше, т.е. четвёртый период включает в себя 18 элементов. Куда же помещаются электроны у элементов, следующих за кальцием? Вспомним, что элементы групп Б – металлы, которым характерна валентность II. Единственное, что можно предложить – продолжить заполнение предпоследнего электронного слоя. Так, для скандия можно представить следующую модель строения атома:
Sc +21 ) ) ) )
2 8 9 2