Как сделать графическую формулу элемента
Как составлять электронные формулы химических элементов?
Электронная формула химического элемента показывает сколько электронных слоев и сколько электронов содержится в атоме и как они распределены по слоям.
Чтобы составить электронную формулу химического элемента, нужно заглянуть в таблицу Менделеева и использовать полученные сведения для данного элемента. Порядковый номер элемента в таблице Менделеева соответствует количеству электронов в атоме. Число электронных слоев соответствует номеру периода, число электронов на последнем электронном слое соответствует номеру группы.
Например, электронная формула углерода: С 1s2 2s2 2p2 (порядковый номер 6, номер периода 2, номер группы 4).
Электронная формула натрия: Na 1s2 2s2 2p6 3s1 (порядковый номер 11, номер периода 3, номер группы 1).
Для проверки правильности написания электронной формулы можно заглянуть на сайт www.alhimikov.net.
Электронная формула химического элемента показывает то, как происходит распределение электронов на орбиталях в атоме по энергетическим уровням и подуровням.
Вот что нужно обязательно знать, чтобы правильно составить электронную формулу элемента:
Все орбитали и находящееся на ней электроны характеризуют несколько квантовых чисел.
Среди них в первую очередь стоит выделить числа n и l.
Существует 4 вида орбиталей, различающихся своей формой и направленностью в пространстве.
Каждый энергетический уровень содержит n подуровней (то есть чем больше главное квантовое число, тем больше подуровней).
Количество орбиталей, которое может быть на том или ином подуровне, определяется по формуле 2l + 1.
Таким образом, будет нетрудно посчитать, сколько орбиталей и электронов может включать в себя каждый подуровень.
s-подуровень включает 2 * 0 + 1 = 1 орбиталь и 1 * 2 = 2 электрона.
p-подуровень включает 2 * 1 + 1 = 3 орбитали и 3 * 2 = 6 электронов.
d-подуровень включает 2 * 2 + 1 = 5 орбиталей и 5 * 2 = 10 электронов.
f-подуровень включает 2 * 3 + 1 = 7 орбиталей и 7 * 2 = 14 электронов.
Заполнение орбиталей электронами осуществляется по правилу Клечковского (в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l), а при равных значениях этой суммы – в порядке возрастания n).
Составление электронно-графических формул для атомов f-элементов (семейство актиноидов) 7-го периода
Задача 60.
Напишите электронно-графическую формулу для f-элементов 7-го периода, определите их валентные электроны и охарактеризуйте их с помощью квантовых чисел.
Решение:
Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nl x , где n – главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение – s, p, d, f), x – число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией – меньшая сумма n+1 (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 2
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 2 6d 1
в) Элемент № 92
Для элемента № 92- урана (U – порядковый № 92) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 3 6d 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 4 6d 1
д) Элемент № 94
Для элемента № 94- плутонийя (Pu – порядковый № 94) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 5 6d 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 7
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 7 6d 1
з) Элемент № 97 берклий (Bk – порядковый № 97) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 8 6d 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 10
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 11
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 12
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 13
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 1
Как написать электронные формулы атомов?
Атом – электронейтральная система, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Электроны располагаются в атоме, образуя энергетические уровни и подуровни.
Электронная формула атома – это распределение электронов в атоме по энергетическим уровням и подуровням в соответствии с принципом наименьшей энергии (Клечковского), принципом Паули, правилом Гунда.
Электронные формулы атомов
Состояние электрона в атоме описывается с помощью квантово-механической модели – электронного облака, плотность соответствующих участков которого пропорциональна вероятности нахождения электрона. Обычно под электронным облаком понимают область околоядерного пространства, которая охватывает примерно 90% электронного облака. Эта область пространства называется также орбиталью.
Атомные орбитали образуют энергетический подуровень. Орбиталям и подуровням присвоены буквенные обозначения. Каждый подуровень имеет определенное число атомных орбиталей. Если атомную орбиталь изобразить в виде магнитно-квантовой ячейки, то атомные орбитали, находящиеся на подуровнях, можно представить следующим образом:
| энергетический подуровень | s | p | d | f |
| атомные орбитали |  | . |
На каждой атомной орбитали могут находиться одновременно не более двух электронов, различающихся спином (принцип Паули). Это различие обозначается стрелками ¯.
Зная, что на s-подуровне одна s-орбиталь, на р-подуровне три р-орбитали, на d-подуровне пять d-орбиталей, на f-подуровне семь f-орбиталей, можно найти максимальное количество электронов на каждом подуровне и уровне.
Так, на s-подуровне, начиная с первого энергетического уровня, 2 электрона; на р-подуровне, начиная со второго энергетического уровня, 6 электронов; на d-подуровне, начиная с третьего энергетического уровня, 10 электронов; на f-подуровне, начиная с четвертого энергетического уровня, 14 электронов. Электроны на s-, p-, d-, f-подуровнях называются соответственно s-, р-, d-, f-электронами.
Согласно принципу наименьшей энергии, последовательное заполнение энергетических подуровней электронами происходит таким образом, что каждый электрон в атоме занимает подуровень с наиболее низкой энергией, отвечающей его прочной связи с ядром. Изменение энергии подуровней может быть представлено в виде ряда Клечковского или шкалы энергии:
Электронная формула химических элементов
Наиболее часто электронные формулы записывают для атомов в основном или возбужденном состоянии и для ионов.
Существует несколько правил, которые необходимо учитывать при составлении электронной формулы атома химического элемента. Это принцип Паули, правила Клечковского или правило Хунда.
При составление электронной формулы следует учитывать, что номер периода химического элемента определяет число энергетических уровней (оболочек) в атоме, а его порядковый номер количество электронов.
Согласно правилу Клечковского, заполнение энергетических уровней происходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l), а при равных значениях этой суммы – в порядке возрастания n:
1s Читайте также: Как запомнить формулы приведения?
При заполнение электронами энергетических подуровней также необходимо соблюдать правило Хунда: в данном подуровне электроны стремятся занять энергетические состояния таким образом, чтобы суммарный спин был максимальным (это наиболее наглядно отражается при составлении электронно-графических формул).
Составление электронно-графических формул для атомов s-, p- и d-элементов 7-го периода
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2
в) Элемент № 89
Для элемента № 89 актиний (Ac – порядковый № 89) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 2
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 3
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 4
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 5
з) Элемент № 108- хассий (Hs – порядковый № 108) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 6
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 7
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 8
м) Элемент № 111- рентгений (Rg – порядковый № 111) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 9
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 10
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 10 7р 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 10 7р 2
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 10 7р 3
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 10 7р 4
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 10 7р 5
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 6d 10 7р 6
Составление электронно-графических формул для атомов f-элементов (семейство лантаноидов) 6-го периода
Задача 59.
Напишите электронно-графическую формулу для f-элементов 6-го периода, определите их валентные электроны и охарактеризуйте их с помощью квантовых чисел.
Решение:
Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nl x , где n – главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение – s, p, d, f), x – число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией – меньшая сумма n+1 (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 2
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 3
в) Элемент № 60
Для элемента № 60- неодима (Nd – порядковый № 60) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 4
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 5
д) Элемент № 62
Для элемента № 62- самария (Sm – порядковый № 62) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 6
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 7
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 7 5d 1
з) Элемент № 65 тербий (Tb – порядковый № 65) электронная формула имеет вид:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 9
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 10
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 11
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 13
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4р 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 1
Периодический характер заполнения 4f-орбиталей сначала по одному, а затем по два электрона предопределяет внутреннюю периодичность в изменении свойств лантаноидов и их соединений.