Эскизы. 33. Устройство атомов. От лития до неона.

moralg — 19.04.2023 Под катом последовательно заполняются электронные оболочки атомов второй строки таблицы Менделеева. И исходя из характера их заполнения делается вывод о присущей соответствующему элементу валентности.


      У атомов лития и бериллия по 3 и 4 протона в ядре соответственно. Внутренняя шуба из двух электронов еще более компактна, чем у гелия. И ее электроны ни в каких химических реакциях никогда не участвуют. Но появляется внешняя электронная шуба из одного (у лития) и двух (у бериллия) электронов, сидящих на заметно более высоком энергетическом уровне. Который будем называть вторым (2s – уровень).
      Внешняя шуба, как и внутренняя, сферически симметрична. Из-за более слабой связи электронов внешней шубы с ядром размеры этих атомов больше, чем у атома водорода, а энергия связи (ионизации) – существенно меньше. Поэтому литий и бериллий имеют валентности 1 и 2 соответственно.

      У всех атомов от бора до неона энергетические уровни 1s и 2s полностью заняты – архангел Паули запретил на них садиться другим электронам. Но есть довольно близкий к уровню 2s по энергетике уровень 2р. И на него можно сажать электроны, которые будут вращаться вокруг ядра атома с проекцией момента импульса на некую ось Lz = 0, ±ħ, создавая третью шубейку. Совсем не сферически симметричную.
      На этот уровень можно посадить до 6 электронов (больше Паули не позволяет). На уровне 2р бор имеет один электрон. Казалось бы, по этой причине он должен быть одновалентным. Но с учетом близких по энергетике двух 2s электронов бор чаще бывает трехвалентным.
      У углерода на энергетическом уровне 2р два электрона, но он взял в привычку не отдавать их другим атомам, а приглашать электроны других атомов на четыре еще свободных места на энергетическом уровне 2р. Становясь, тем самым, 4-валентным. И такое гостеприимство было вознаграждено Создателем – углерод стал базовым элементом любых проявлений мыслимой нами жизни.
      У атома азота в 2р оболочке 3 электрона и 3 свободных места. Поэтому обычно он трехвалентен. У кислорода в 2р оболочке 4 электрона и 2 свободных места. Но больший, чем у предыдущих атомов, заряд ядра заставляет кислород не отдавать свои электроны, а приглашать электроны других атомов на два свободных места. Поэтому кислород двухвалентен. Фтор по тем же причинам одновалентен. А неон, прочно удерживая протонами ядра полностью заполненную 2р оболочку, оказался, подобно гелию, нейтральным.
Элементы других строк таблицы Менделеева обсуждать не будем. Большинству из вас будет достаточно уже написанного, а кому недостаточно – сам разберется.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив