Die struktuur van stowwe was interessant vir mense sedert die geleentheid ontstaan het om nie bekommerd te wees oor kos en die wêreld om ons te bestudeer nie. Sulke verskynsels soos droogtes, vloede, weerlig, verskrikte mensdom. Onkunde oor hul verduidelikings het aanleiding gegee tot geloof in verskeie bose gode wat offers vereis. Daarom het mense begin om natuurlike verskynsels te bestudeer, daarna te streef om dit te voorspel, en delf in die struktuur van stowwe. Hulle het die struktuur van die atoom bestudeer en die volgende twee belangrike konsepte in chemie bekendgestel: energievlak en subvlak.
Voorvereistes vir die ontdekking van die kleinste chemikalieë
Die antieke Grieke het geraai oor die klein deeltjies waaruit stowwe bestaan. Hulle het 'n vreemde ontdekking gemaak: die marmertrappe, wat baie mense oor 'n paar dekades verbygegaan het, het hul vorm verander! Dit het gelei tot die gevolgtrekking dat die voet van die verlede een of ander stuk klip saamneem. Hierdie verskynsel is ver van die begrip van die bestaan van 'n energievlak in chemie, maar juis metdit het alles begin. Wetenskap het geleidelik begin ontwikkel en in die struktuur van chemiese elemente en hul verbindings delf.
Die begin van die studie van die struktuur van die atoom
Atom is aan die begin van die 20ste eeu ontdek deur eksperimente met elektrisiteit. Dit is as elektries neutraal beskou, maar het positiewe en negatiewe samestellende deeltjies gehad. Wetenskaplikes wou hul verspreiding binne die atoom uitvind. Verskeie modelle is voorgestel, waarvan een selfs die naam "rosyntjiebroodjie" gehad het. Britse fisikus Ernest Rutherford het 'n eksperiment uitgevoer wat getoon het dat 'n positiewe kern in die middel van die atoom geleë is, en die negatiewe lading is in die klein elektrone wat daarom draai.
Die ontdekking van die energievlak in chemie was 'n groot deurbraak in die studie van die struktuur van stowwe en verskynsels.
Energievlak
Tydens die studie van die eienskappe van chemikalieë, het dit geblyk dat elke element sy eie vlakke het. Suurstof het byvoorbeeld een struktuurskema, terwyl stikstof 'n heeltemal ander een het, hoewel die getalle van hul atome net met een verskil. So wat is 'n energievlak? Dit is elektroniese lae, bestaande uit elektrone, wat gevorm word as gevolg van die verskillende sterkte van hul aantrekkingskrag na die kern van 'n atoom. Sommige is nader, terwyl ander verder is. Dit wil sê, die boonste elektrone “druk” op die onderstes.
Die aantal energievlakke in chemie is gelyk aan die getal van die periode in die Periodieke tabel van D. I. Mendeleev. Die grootste aantal elektrone wat in 'n gegewe energievlak is, word deur die volgende formule bepaal: 2n2, waar n die vlakgetal is. Dus kan nie meer as twee elektrone op die eerste energievlak geleë wees nie, nie meer as agt op die tweede, agtien op die derde, ensovoorts nie.
Elke atoom het 'n vlak die verste van sy kern af. Dit is die uiterste, of laaste, en word die buitenste energievlak genoem. Die aantal elektrone daarop vir elemente van die hoofsubgroepe is gelyk aan die groepgetal.
Om 'n diagram van 'n atoom en sy energievlakke in chemie te bou, moet jy hierdie plan volg:
- bepaal die getal van alle elektrone van 'n atoom van 'n gegewe element, wat gelyk is aan sy reeksnommer;
- bepaal die aantal energievlakke volgens periodenommer;
- bepaal die aantal elektrone in elke energievlak.
Sien hieronder vir voorbeelde van energievlakke van sommige elemente.
Energie-subvlakke
In atome is daar benewens energievlakke ook subvlakke. Op elke vlak, afhangende van die aantal elektrone daarop, word sekere subvlakke gevul. Van hoe die subvlak gevul word, word vier tipes elemente onderskei:
- S-elemente. Die s-subvlakke word gevul, wat nie meer as twee elektrone kan bevat nie. Dit sluit die eerste twee items van elke tydperk in;
- P-elemente. In hierdie elemente kan daar nie meer as ses elektrone op die p-subvlak geleë wees nie;
- D-elemente. Dit sluit elemente in van groot tydperke (dekades) geleë tussen s- enp-elemente;
- F-elemente. Die vulling van die f-subvlak vind plaas in aktiniede en lantaniede wat in die sesde en sewende periode geleë is.
