Wat gebeur met die atome van elemente tydens chemiese reaksies? Wat is die eienskappe van die elemente? Een antwoord kan op albei hierdie vrae gegee word: die rede lê in die struktuur van die eksterne energievlak van die atoom. In ons artikel sal ons die elektroniese struktuur van atome van metale en nie-metale oorweeg en die verband tussen die struktuur van die buitenste vlak en die eienskappe van elemente uitvind.
Spesiale eienskappe van elektrone
Wanneer 'n chemiese reaksie tussen die molekules van twee of meer reagense plaasvind, vind veranderinge plaas in die struktuur van die elektrondoppies van atome, terwyl hul kerne onveranderd bly. Kom ons maak eers kennis met die kenmerke van elektrone wat op die vlakke van die atoom die verste van die kern geleë is. Negatief gelaaide deeltjies word in lae op 'n sekere afstand van die kern en van mekaar gerangskik. Die spasie rondom die kern waar elektrone heel waarskynlik gevind sal word'n elektronorbitaal genoem. Ongeveer 90% van die negatief gelaaide elektronwolk word daarin gekondenseer. Die elektron self in die atoom vertoon die eienskap van dualiteit, dit kan gelyktydig beide as 'n deeltjie en as 'n golf optree.
Reëls vir die vul van die elektrondop van 'n atoom
Die aantal energievlakke waar die deeltjies geleë is, is gelyk aan die getal van die periode waar die element geleë is. Wat dui die elektroniese samestelling aan? Dit het geblyk dat die aantal elektrone in die buitenste energievlak vir s- en p-elemente van die hoofsubgroepe van klein en groot periodes ooreenstem met die groepgetal. Byvoorbeeld, litiumatome van die eerste groep, wat twee lae het, het een elektron in die buitenste dop. Swaelatome bevat ses elektrone op die laaste energievlak, aangesien die element in die hoofsubgroep van die sesde groep geleë is, ens. As ons van d-elemente praat, dan bestaan die volgende reël vir hulle: die aantal eksterne negatiewe deeltjies is 1 (vir chroom en koper) of 2. Dit word verklaar deur die feit dat soos die lading van die kern van atome toeneem, die interne d-subvlak eers gevul word en die eksterne energievlakke onveranderd bly.
Waarom verander die eienskappe van elemente van klein periodes?
In die periodieke stelsel word periodes 1, 2, 3 en 7 as klein beskou. 'n Gladde verandering in die eienskappe van elemente namate kernladings toeneem, begin van aktiewe metale en eindig met inerte gasse, word verklaar deur 'n geleidelike toename in die aantal elektrone op die eksterne vlak. Die eerste elemente in sulke tydperke is dié waarvan die atome net een oftwee elektrone wat maklik van die kern kan wegbreek. In hierdie geval word 'n positief gelaaide metaalioon gevorm.
Amfoteriese elemente, soos aluminium of sink, vul hul eksterne energievlakke met 'n klein hoeveelheid elektrone (1 vir sink, 3 vir aluminium). Afhangende van die toestande van die chemiese reaksie, kan hulle beide die eienskappe van metale en nie-metale vertoon. Nie-metaalelemente van klein periodes bevat van 4 tot 7 negatiewe deeltjies op die buitenste skulpe van hul atome en voltooi dit tot 'n oktet, wat elektrone van ander atome aantrek. Byvoorbeeld, 'n nie-metaal met die hoogste elektronegatiwiteitsindeks - fluoor, het 7 elektrone op die laaste laag en neem altyd een elektron nie net van metale nie, maar ook van aktiewe nie-metaalelemente: suurstof, chloor, stikstof. Klein periodes eindig, sowel as groot, met inerte gasse, waarvan die monatomiese molekules buitenste energievlakke heeltemal voltooi het tot 8 elektrone.
Kenmerke van die struktuur van atome van groot periodes
Selfs rye van 4, 5 en 6 periodes bestaan uit elemente waarvan die buitenste skulpe net een of twee elektrone kan hou. Soos ons vroeër gesê het, vul hulle die d- of f- subvlakke van die voorlaaste laag met elektrone. Gewoonlik is dit tipiese metale. Hulle fisiese en chemiese eienskappe verander baie stadig. Onewe rye bevat sulke elemente, waarin die eksterne energievlakke volgens die volgende skema met elektrone gevul is: metale - amfoteriese element - nie-metale - inerte gas. Ons het reeds die manifestasie daarvan in alle klein periodes waargeneem. Byvoorbeeld, in 'n vreemde reeks van 4 periodes, is koper 'n metaal, sink is 'n amfotereen, dan van gallium na broom word nie-metaal eienskappe verbeter. Die periode eindig met kripton, waarvan die atome 'n volledig voltooide elektrondop het.
Hoe om die verdeling van elemente in groepe te verduidelik?
Elke groep - en daar is agt van hulle in die kort vorm van die tabel, is ook verdeel in subgroepe, genoem hoof- en sekondêre. Hierdie klassifikasie weerspieël die verskillende posisies van elektrone op die eksterne energievlak van die atome van elemente. Dit het geblyk dat die elemente van die hoofsubgroepe, byvoorbeeld litium, natrium, kalium, rubidium en sesium, die laaste elektron op die s-subvlak geleë is. Elemente van groep 7 van die hoofsubgroep (halogene) vul hul p-subvlak met negatiewe deeltjies.
Vir verteenwoordigers van sekondêre subgroepe, soos chroom, molibdeen, wolfram, sal die vul van die d-subvlak met elektrone tipies wees. En vir die elemente wat ingesluit is in die families van lantaniede en aktiniede, vind die ophoping van negatiewe ladings plaas op die f-subvlak van die voorlaaste energievlak. Boonop val die groepnommer as 'n reël saam met die aantal elektrone wat chemiese bindings kan vorm.
In ons artikel het ons uitgevind watter struktuur die eksterne energievlakke van atome van chemiese elemente het, en hul rol in interatomiese interaksies bepaal.
