Как сделать электронную формулу иона
Добавил пользователь Alex Обновлено: 18.09.2024
Порядок заполнения оболочек атома натрия (Na) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ - до 6, на ‘d’ - до 10 и на ‘f’ до 14
Натрий имеет 11 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
6 электронов на 2p-подуровне
1 электрон на 3s-подуровне
Степень окисления натрия
Атомы натрия в соединениях имеют степени окисления 1, -1.
Степень окисления - это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.
Ионы натрия
Валентность Na
Атомы натрия в соединениях проявляют валентность I.
Валентность натрия характеризует способность атома Na к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа Na
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Na эти числа имеют значение N = 3, L = 0, Ml = 0, Ms = ½
Видео заполнения электронной конфигурации (gif):
Результат:
Соединения натрия
| Тип | Формула | Название |
|---|---|---|
| Соль | NaHCO3 | Пищевая сода |
| Основание | NaOH | Гидроксид натрия |
| Минерал | FeCr2O4 | Хромит |
Энергия ионизации
Чем ближе электрон к центру атома - тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать. Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo. Если не указано иное, то энергия ионизации - это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии ионизации для каждого последующего электрона.
Электронная формула (конфигурация) атома химического элемента показывает расположение электронов на электронных оболочках (уровнях и подуровнях) в атоме или молекуле.
Наиболее часто электронные формулы записывают для атомов в основном или возбужденном состоянии и для ионов.
Существует несколько правил, которые необходимо учитывать при составлении электронной формулы атома химического элемента. Это принцип Паули, правила Клечковского или правило Хунда.
При составление электронной формулы следует учитывать, что номер периода химического элемента определяет число энергетических уровней (оболочек) в атоме, а его порядковый номер количество электронов.
Согласно правилу Клечковского, заполнение энергетических уровней происходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l), а при равных значениях этой суммы – в порядке возрастания n:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .
При заполнение электронами энергетических подуровней также необходимо соблюдать правило Хунда: в данном подуровне электроны стремятся занять энергетические состояния таким образом, чтобы суммарный спин был максимальным (это наиболее наглядно отражается при составлении электронно-графических формул).
Примеры решения задач
| Задание | Запишите электронные формулы атомов элементов с атомными номерами 7, 16, 21. |
| Ответ | Химический элемент с атомным номером 7 – это азот. Он находится во втором периоде, следовательно, имеет две орбитали. Расположение азота в V группе Периодической таблицы свидетельствует о наличии на внешнем энергетическом уровне 5-ти валентных электронов: |
Химический элемент с атомным номером 16 – это сера. Она находится в третьем периоде, следовательно, имеет три орбитали. Расположение серы в VI группе Периодической таблицы свидетельствует о наличии на внешнем энергетическом уровне 6-ти валентных электронов:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 .
Химический элемент с атомным номером 21 – это скандий. Он находится в четвертом периоде, следовательно, имеет четыре орбитали. Расположение скандия в III группе Периодической таблицы свидетельствует о наличии на внешнем энергетическом уровне 3-х валентных электронов:
2. По номеру периода, в котором расположен элемент, определите число энергетических уровней; число электронов на последнем электронном уровне соответствует номеру группы.
3. Уровни разбить на подуровни и орбитали и заполнить их электронами в соответствии с правилами заполнения орбиталей:
Необходимо помнить, что на первом уровне находится максимум 2 электрона 1s 2 , на втором – максимум 8 (два s и шесть р: 2s 2 2p 6 ), на третьем – максимум 18 ( два s, шесть p, и десять d: 3s 2 3p 6 3d 10 ).
- Главное квантовое число n должно быть минимально.
- Первым заполняется s-подуровень, затем р-, d- b f-подуровни.
- Электроны заполняют орбитали в порядке возрастания энергии орбиталей (правило Клечковского).
- В пределах подуровня электроны сначала по одному занимают свободные орбитали, и только после этого образуют пары (правило Хунда).
- На одной орбитали не может быть больше двух электронов (принцип Паули).
1. Составим электронную формулу азота. В периодической таблице азот находится под №7.
Энергетическая диаграмма азота.
2. Составим электронную формулу аргона. В периодической таблице аргон находится под №18.
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 .
Энергетическая диаграмма аргона.
3. Составим электронную формулу хрома. В периодической таблице хром находится под №24.
Энергетическая диаграмма цинка.
4. Составим электронную формулу цинка. В периодической таблице цинк находится под №30.
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10
Обратим внимание, что часть электронной формулы, а именно 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 – это электронная формула аргона.
Относится к элементам d — семейства. Металл. Обозначение – Cu. Порядковый номер – 29. Относительная атомная масса – 63,546 а.е.м.
Электронное строение атома меди
Атом меди состоит из положительно заряженного ядра (+29), внутри которого есть 29 протонов и 35 нейтронов, а вокруг, по четырем орбитам движутся 29 электронов.
Рис.1. Схематическое строение атома меди.
Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:
Состояние считается более энергетически выгодным, если на d-подуровне находится 5 или 10 электронов, поэтому в случае меди мы наблюдаем проскок: один электрон s-подуровня переходит на d-подуровень для того, чтобы положение было устойчивым.
Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:
Примеры решения задач
- P – фосфор.
- Порядковый номер – 15. Элемент находится в 3 периоде, в V группе, А (главной) подгруппе.
- Z=15 (заряд ядра), M=31 (массовое число), e=15 (число электронов), p=15 (число протонов), n=31-15=16 (число нейтронов).
- 15P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 – электронная конфигурация, валентные электроны 3s 2 3p 3 .
- Основное состояние
- p-элемент, неметалл.
- Высший оксид – P2O5 — проявляет кислотные свойства:
Гидроксид, соответствующий высшему оксиду – H3PO4, проявляет кислотные свойства:
Дадим характеристику химическому элементу азоту :
- N – азот.
- Порядковый номер – 7. Элемент находится в 2 периоде, в V группе, А (главной) подгруппе.
- Z=7 (заряд ядра), M=14 (массовое число), e=7 (число электронов), p=7 (число протонов), n=14-7=7 (число нейтронов).
- 7N 1s 2 2s 2 2p 3 – электронная конфигурация, валентные электроны 2s 2 2p 3 .
- Основное состояние
- p-элемент, неметалл.
- Высший оксид – N2O5 — проявляет кислотные свойства:
Гидроксид, соответствующий высшему оксиду – HNO3, проявляет кислотные свойства:
Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:
Количество неспаренных электронов в атоме хрома равно шести.
Таблица содержит электронные формулы атомов химических элементов (слои расположены в порядке заполнения подуровней)
Электронная формула показывает распределение электронов на орбиталях в атоме:
Формирование электронной оболочки атома происходит в соответствии с 3-мя принципами:
1. Принцип минимума энергии, который определяет заполнение атомных орбиталей с наименьшей энергией
| Символ | Cu 2+ |
| Номер | 29 |
| Атомный вес | 63.5460000 |
| Латинское название | Cuprum |
| Русское название | Медь |
Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь
Электронная схема меди
Cu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 → Cu 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 9
Порядок заполнения оболочек атома меди (Cu 2+ ) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ – до 6, на ‘d’ – до 10 и на ‘f’ до 14
Медь имеет 29 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
6 электронов на 2p-подуровне
2 электрона на 3s-подуровне
6 электронов на 3p-подуровне
9 электронов на 3d-подуровне
Степень окисления меди
Атомы меди в соединениях имеют степени окисления 4, 3, 2, 1, 0.
Степень окисления – это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.
Степень окисления иона Cu 2+ = 2
Ионы меди
Валентность Cu 2+
Атомы меди в соединениях проявляют валентность IV, III, II, I.
Валентность меди характеризует способность атома Cu к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа Cu 2+
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для иона Cu эти числа имеют значение N = 3, L = 2, Ml = 0, Ms = ½
Видео заполнения электронной конфигурации (gif):
Результат:
Читайте также: