Химия пәні бойынша лекция конспектілері білім беру бағдарламалары

жүктеу/скачать 0,52 Mb.

бет	5/28
Дата	10.03.2023
өлшемі	0,52 Mb.
	#72806
түрі	Лекция

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 28

Гунда ережесімен
1 мысал .
Шешуі

Паули принципі бойынша атомда төрт кванттық саны бірдей болатын екі электрон кездеспейді, яғни әр кванттың ұяшыққа қарама-қарсы арқасымен тек екі электрон ↑↓ орналаса алады. Электрон стерлка түрінде көрсетіледі.
Электрондардың кванттық ұяшықтарға орналасу реті Гунда ережесімен анықталады. Бұл ереже бойынша электрондар кванттық ұяшықтарға спиналық кванттық сандардың мәндерінің қосындысы максималды, болатындай болып орналасады, яғни мүмкін болса электрондар әр қайсысы жеке ұяшықтарға орналасады, мүмкіндік болмаған жағдайда жұптасады.
2-кесте
Кванттық сандардың мәні және кванттық деңгейлердегі
және деңгейшелердегі электрондардың максимальды саны

Квантық				Магниттік кванттық сан, m_e		Кванттық жағдайдың орбитальдық саны			Электрон-дардың максимальды саны
деңгей		деңгейше
белгіленуі	басты кванттық сан	орбитальдық кванттық сан	белгіленуі			деңгейшелері		деңгейдегі	деңгейшелері		деңгейдегі
К	1	0			0		1		1	2		2
L	2	0		0		1		4	2
		1	Р	-1; 0; +1		3			6		8
М	3	0		0		1			2
		1	Р	-1; 0; +1		3		9	6		18
		2		-2; -1; 0; +1; +2		5			12
		0		0		1			2
N	4	1	Р	-1; 0; +1		3			6
		2		-2; -1; 0; +1; +2		5		16	10		32
		3		-3; -2; -1; 0; +1; +2; +3		7			14

Көп электронды атомдардың электрондары атомдық орбитальдарға атом энергиясы ең аз болатындай болып орналасады. Сондықтан электрондар атомдық орбитальдарға атом энергияларының өсу ретімен орналасады. Энергияның өзгеруі басты және орбитальдық кванттық сандардың мәндеріне байланысты. Энергетикалық деңгей мен деңгейшелерге электрондардың басты (n) және орбитальдық (ℓ) кванттық
сандардың мәніне байланысты ретімен орналасуы Клечковскийдің бірінші және екінші ережесімен анықталады.
Бірінші ережесі бойынша n+ℓ – қосындысы тең болмаса қосындысының өсу ретімен, екінші ережесі бойынша қосындысы тең болса басты кванттық санның өсу ретімен орналасады.
Соңғы валенттік электроны бірдей энергетикалық деңгейшеге орналасқан элемент атомдарын электронды ұластар дейді, олар периодтық жүйеде бір топшада орналасады. Мысалы ... 3s²3р⁵, ... 4s²4р⁵-электронды ұяластар – периодық жүйенің жетінші тобының негізгі топшасында орналасқан, ал ... 3d⁵4s² – бұл алдыңғы электрондық формулаға ұқсас емес. Бұл элемент атомы жетінші топтың қосымша топшасында орналасқан.
Элемент атомдағы электрондардың санының өзгеруі нәтижесінде сол элементтің оң немесе теріс зарядталған иондары түзіледі. Бейтарап атомнан электрон үзіп алуға жұмсалатын энергияны ионизациялау энергиясы (ионизациялау потенциалы) дейді. Ионизациялау энергиясын J – әрпімен белгілейді, өлшемі электронвольт (эВ). Энергия жұмсау арқылы атомнан бір электрон үзілсе +1, екі электрон үзілсе +2, т.с. зарядты ионға айналады. Оң зарядты ионның радиусы бейтарап атомның радиусынан кіші. Ядросының заряды неғұрлым үлкен, ал атом және ион радиусы неғұрлым кіші болса, оның ионизациялау энергиясы үлкен болады.
Бейтарап атом электрон қосып алуға жұмсалатын энергияны электрон тартқыштық энергия дейді, F – әрпімен белгіленеді, өлшемі эВ. Бейтарап атом электрон қосып алғанда теріс зарядты ионға айналады, бір электрон қосып алса – 1, екі электрон қосып алса – 2, үш электрон қосып алса – 3 т.с. Теріс зарядты ионның радиусы бейтарап атомының радиусынан үлкен.
Алюминий атомы үш электронын беріп +3 тотығу дәрежесіндегі ионға айналады, оның электрондық формуласы:

Аl³⁺ 1s²2s²2р⁶.

Алюминий ионында 10 электрон бар.
Хлор атомы бір электрон қоспа алып – 1 тотығу дәрежесіндегі ионға айналады, оның электрондық формуласы:

Сl^- 1s²2s²2р⁶3s²3р⁶.

Хлор ионында 18 электрон бар.
1 мысал. Реттік нөмірі № 16 және № 22 элемент атомдарының электрондық және электронографикалық формуласын жазыңыз.

Шешуі:
Электрондық формула электрондардың энергетикалық деңгей және деңгейшелерге (атомдық орбитальдарға) бөлініп орналасуын көрсетеді. Электрондық конфигурация nℓ^x – тобы символымен белгіленеді. Мұндағы:
n – басты кванттық сан;
ℓ – орбитальдық кванттық сан (бұл әріптің oрнына белгілері көрсетіледі);
d – орбитальда орналасқан электрондардың санын көрсетеді. Электрондарды энергетикалық деңгей және деңгейшелерге орна ластырғанда электрондар энергияныең аз керек ететініне, яғни n+ℓ-дің қосындысы кішісіне (Клечковский ережесі) орналасатынын ескеру керек. Осыған байланысты энергетикалық деңгей мен деңгейшелерге орналасуының кезектік реті төмендегідей болады:

Атомдағы электрондардың саны элементтің Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесіндегі реттік нөміріне тең болғандықтан №16 элемент атомында 16 электрон, № 22 элемент атомында 22 электрон бар, олардың электрондық формулалары төмендегідей болады:

Электронографикалық формула арқылы атомдағы электрондардың кванттық ұяшықтарға орналасуын көрсетеді. Ұяшықтар төртбұрыш, ал электрондар стрелка ретінде бегітілінеді. Әр ұяшыққа қарама-қарсы арқасымен орналасқан тек екі электрон орналаса алады:

↓

Әр деңгейдің ұяшықтары (орбитальдары) ең алдымен бір бағытта орналасқан бір-бір электрондармен толтырылады, ұяшықтар бір-бір электронмен толғаннан кейін екінші электрондар қарама-қарсы арқасымен орналасады (Гунда ережесі):

	s
n=1			р
n=2					d
n=3		

	s
n=1			р
n=2					d
n=3				
n=4	

2 мысал. Мышьяк, селен және бром қандай төменгі және жоғарғы тотығу дәрежелерін көрсетеді? Осы тотығу дәрежесіне сәйкес келетін қосылыстарының формуласын жазыңыз.

Шешуі:
Элементтің ең жоғарғы тотығу дәрежесі оның периодтық жүйедегі орналасқан тобының нөміріне тең болады. Ең төменгі тотығу дәрежесі элемент атомы тұрақты сегіз электронды қабат ns²np⁶ құру үшін жетпейтін электронның санымен анықталады.
Мышьяк – VА селен – VIА, бром – VIIА топтарында орналасқан және олардың сыртқы энергетикалық деңгейінің құрылысы мынадай: Осыған байланысты анықталған тотығу дәрежелерді және қосылыстарының формуласы 3 кестеде келтірілген.

3-кесте

Элемент	Тотығу дәрежесі		Қосылыстарды
	жоғарғы	төменгі
As Se Br	+5 +6 +7	-3 -2 -1	H₃AsO₄, H₃As SeO₃, Na₂Se HВrO₄, KBr

жүктеу/скачать 0,52 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 28