Introducere în Atom și Structura Învelișului Electronic

Structura învelișului electronic

Învelișul electronic este format din 7 nivele mari de energie numite straturi electrice. În jurul nucleului există zone numite orbitali unde probabilitatea de a găsi electroni este maximă.

Există mai multe tipuri de orbitali, fiecare cu formă specifică: orbitali de tip s (formă sferică), p (formă bilobată cu 2 lobi), d și f (forme complicate). Acești orbitali formează substraturi electronice, care sunt nivele de energie alcătuite din orbitali de același tip.

Fiecare substrat electronic poate găzdui un număr maxim de electroni:

• substratul s: 1 orbital → 2 electroni maxim
• substratul p: 3 orbitali → 6 electroni maxim
• substratul d: 5 orbitali → 10 electroni maxim
• substratul f: 7 orbitali → 14 electroni maxim

Reține! Conform principiului lui Pauli, într-un orbital pot exista maxim 2 electroni, aceștia având spin opus. Configurația electronică reprezintă aranjamentul electronilor pe straturi și substraturi, în ordinea crescătoare a energiei lor.

Variația energiei și reguli de completare

Energia substraturilor variază în ordinea: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p... Acest lucru determină ordinea de completare cu electroni a substraturilor.

Conform regulii lui Hund, orbitalii aceluiași substrat se completează mai întâi cu câte un electron și apoi cu cel de-al doilea. Configurația electronică a oricărui element chimic poate fi dedusă în funcție de gazul rar care îl precede.

Există excepții de la configurația clasică datorită tendinței elementelor de a forma configurații mai stabile. Configurațiile electronice stabile sunt: s², p⁶, d¹⁰, f¹⁴ și d⁵, f⁷.

Important! Stratul de valență este ultimul strat electronic, iar electronii de valență sunt electronii de pe ultimul strat. Proprietățile chimice ale elementelor sunt determinate în mare parte de acești electroni de valență.

Noțiuni introductive despre elementele chimice

Sistemul periodic conține 118 elemente chimice aranjate în 7 perioade (orizontal) și 8 grupe principale (I-VIIIA sau 1, 2, 13-18) plus 8 grupe secundare (I-VIIIB sau 3-12).

Un element chimic este constituit din specii de atomi caracterizate de același număr de ordine (Z). Atomul este particula fundamentală care alcătuiește materia, fiind neutru din punct de vedere electric, având formă sferică și dimensiuni microscopice.

Atomul este format din nucleu (conține protoni încărcați pozitiv și neutroni) și înveliș electronic (conține electroni încărcați negativ). Numărul de masă (A) reprezintă suma protonilor și neutronilor, iar numărul atomic (Z) reprezintă numărul de protoni sau sarcina nucleară.

Bine de știut! Izotopii sunt specii de atomi cu același număr de ordine (Z), dar numere de masă (A) diferite. Masa atomică relativă este mărimea adimensională care arată de câte ori masa unui atom este mai mare decât a 12-a parte din masa izotopului ¹²C.

Corelații între configurația electronică și poziția elementelor în sistemul periodic

Poziția unui element în sistemul periodic poate fi determinată direct din configurația sa electronică folosind câteva reguli simple:

1. Numărul straturilor electronice indică numărul perioadei elementului
2. Pentru elementele de tip "s", numărul electronilor de valență indică grupa principală din care face parte elementul
3. Pentru elementele de tip "d", numărul electronilor de valență indică numărul grupei secundare
4. Elementele de tip "f" se împart în lantanide (4f) și actinide (5f)

Trucul meu preferat! Aceste corelații te ajută să determini rapid poziția oricărui element în sistemul periodic doar cunoscând configurația sa electronică, fără să memorezi tabelul!