«Хочеш жити, вмій крутитися» або «Про життя та побут електронів». Частина 3 (заключна)

Посилання на першу частину: <a href="/blogs/khochesh-zhyty-vmiy-krutytysya-abo-pro-zhyttya-ta-pobut-elektroniv-chastyna-1/">https://buki.com.ua/blogs/khochesh-zhyty-vmiy-krutytysya-abo-pro-zhyttya-ta-pobut-elektroniv-chastyna-1/</a>Посилання на другу частину: <a href="/blogs/khochesh-zhyty-vmiy-krutytysya-abo-pro-zhyttya-ta-pobut-elektroniv-chastyna-2/">https://buki.com.ua/blogs/khochesh-zhyty-vmiy-krutytysya-abo-pro-zhyttya-ta-pobut-elektroniv-chastyna-2/</a>ДИСКЛЕЙМЕР: Увага! Не всі питання, описані у цій статті, розглядаються шкільною програмою. Наша редакція не несе відповідальності за ймовірні знання на навички, які ви можете отримати після прочитання даної інформації.Все в природі прагне досягнути рівноваги та стабільності. Такої особливості дотримуються всі тіла та об’єкти нашого Всесвіту від неймовірно величезних до мікроскопічних. Зірки – об’єкти з настільки колосальними запасами енергії, що здатні давати життя цілим системам планет – один із найяскравіших прикладів рівноваги. Адже вони здатні «жити» тільки тоді, коли сили, що направлені на розширення зірки (термоядерні реакції в середині ядра), зрівняються з силами, що її стискають (власна гравітація). Рівновагу ми постійно спостерігаємо у повсякденному житті: залиште чашку з гарячим чаєм на столі за кімнатної температури, і її температура буде падати доти, доки не порівняється з температурою кімнати. Що ж до одних з найменших об’єктів Всесвіту – атомів загалом та електронів зокрема, то й вони всіма силами прагнуть до встановлення рівноваги, але своїм специфічним способом – шляхом мінімізації енергії. Про це ми вже згадували і не раз: електрон займає положення якнайближче до ядра (принцип мінімуму енергії), електрони заповнюють в першу чергу ті підрівні, енергія яких менша (правило Клечковського). Все це приклади способів досягнення тієї самої мінімізації. Але, виявляється, енергетично вигідними можуть бути не тільки конкретні розташування електронів, але й певні електронні структури.Електронний октет. Погляньте на електронну конфігурацію атома Неону (Ne).<img src="https://api.buki.com.ua/blog_image/gX/rC/gXrC9zUoos1gm3crZW6jjRDyKiY1mqs3G4CyFC4K.png">Не важко помітити особливість, яка відрізнятиме його від інших атомів, а саме, s- та p-підрівні зовнішнього енергетичного рівня повністю заповнені електронами (у випадку атома Неону зовнішнім є другий енергетичний рівень). Така електронна оболонка елемента називається електронною оболонкою благородного газу, а сам Неон – благородним або інертним газом. Інша назва такої оболонки – електронний октет (лат. octo – вісім), так як складається вона з 8 електронів. Ця структура є настільки енергетично вигідною, що атом Неону щосили намагатиметься її зберегти, а тому не буде вступати в реакції з жодним іншим атомом (звідси й назви «інертний», «благородний»). Крім Неону, електронний октет присутній майже у всіх елементів 18 групи (VIIIAгрупи за застарілою класифікацією) Періодичної системи: Аргону (Ar), Криптону (Kr), Ксенону (Xe), Радону (Rn), Оганесону (Og). Тому всі ці елементи (крім Og, який наразі маловивчений) є інертними газами. Але є ще один елемент на вершині 18 групи – Гелій. Це також благородний газ. Його зовнішній енергетичний рівень (перший) не може вмістити октету електронів (так як на першому енергетичному рівні немає p-підрівня), проте він все ж є завершеним, а тому також достатньо стійким.<img src="https://api.buki.com.ua/blog_image/G2/JZ/G2JZWxdSGO5I2NJ5yUmbjbx7orrZrV0U4NIESjTN.png">Всі інші елементи , вступаючи в реакції, будуть намагатися побудувати такий самий електронний октет у себе на зовнішньому енергетичному рівні. Для цього вони будуть віддавати зайві електрони або ж приймати стільки, скільки їм бракує до завершення октету.Електронний провал. Продовжуючи тему енергетично вигідних комбінацій електронів, давайте розберемо послідовність заповнення 3d-підрівня.<img src="https://api.buki.com.ua/blog_image/SE/iS/SEiSLMbmPCu6c58ZU89t1LBGAPFuLb5rR9UjdzXF.png">Помітили збій? У атомі Хрому (Cr) електрон перескочив з 4s-підрівня на 3d-підрівень. Причиною цього є та сама наша улюблена мінімізація енергії. Більш вигідною є ситуація, коли на d-підрівні знаходиться 5 або 10 електронів. Приклад з 10 електронами ілюструє атом Купруму (Cu).<img src="https://api.buki.com.ua/blog_image/3N/P1/3NP1NouKU97MOmz3Fkvt8XFiOakxsma99Ke8o7EE.png">Таке явище називають провалом електрона. Крім атомів CriCu, провал з s-підрівня на d-підрівень також характерний для таких елементів: Ніобій (Nb), Молібден (Mo), Рутеній (Ru), Паладій (Pd) (тут взагалі провалюється 2 електрони), Аргентум (Ag), Платина (Pt), Аурум (Au). Існують і інші види провалів у елементів, що належать до актиноїдів та лантаноїдів, але їх, на жаль (чи на щастя), ми обговорювати не будемо.Квантові числа. Якщо слово «квантовий» не викликає у вас сильної довіри, не панікуйте. Насправді, тут все не так страшно, як було до цього. І зараз я це доведу. Отже, як би багато електронів не знаходилось навколо ядра (1, 10, 20, 100), ми ніколи не знайдемо серед них двох однакових. В попередній статті ми сформували принцип заборони Паулі, який забороняв двом однаковим електронам знаходитися на одній атомній орбіталі. А тепер ми його доповнимо до кінця. Насправді, принцип Паулі забороняє існування двох однакових електронів в атомі в цілому. Кожен електрон унікальний і описується своїм індивідуальним набором з чотирьох квантових чисел. Все ще дуже складно, і хотілося б легше? Добре. Давайте уявимо опис електрона так, ніби ми записуємо його адресу. Якою є послідовність запису традиційної адреси? Країна – місто – вулиця – номер будинку (від більш загального до більш детального). Кожну з цих складових в описі «адреси» електрона можна замінити числом. Як ми вже сказали, квантових чисел чотири.1. Головне квантове число (країна) – чисельно відповідає номеру енергетичного рівня, на якому знаходиться електрон. Позначається n. Отже, для всіх електронів, що знаходяться на першому енергетичному рівні, n = 1. Для всіх на другому n = 2. Третьому – n = 3 і т.д.2. Орбітальне квантове число (місто) – описує форму атомної орбіталі, на якій перебуває електрон. Позначаєтьсяl (ель). Залежно від форми орбіталі може мати такі значення: - для всіх електронів, що перебувають на s-орбіталях І = 0; - для тих, що перебувають на р-орбіталях І = 1; - на d-орбіталях І = 2; - на f-орбіталях І = 3.3. Магнітне квантове число (вулиця) – описує спосіб розташування орбіталі в просторі. Позначають mабо Ml. Може набувати різних значень в залежності від способу розташування орбіталі. - s-орбіталь має тільки один спосіб розміщення в просторі:<img src="https://api.buki.com.ua/blog_image/D6/b5/D6b5CkTDOi5iTyYk9fIOz2PUimFxlj65QDUhGocY.jpg"> Відповідно число для опису способу її розташування тільки одне – m = 0. Саме таке значення магнітного квантового числа буде у всіх електронів, що знаходятьсяна даній орбіталі. - три р-орбіталі розміщуються в просторі трьома різними способами:<img src="https://api.buki.com.ua/blog_image/7W/O9/7WO9x1iPXSpBK9tq2fwUERDGk5h7FSdkT1ElxDWS.jpg"> Отже, чисел для опису розміщення потрібно вже три: m = -1; m = 0; m = +1. - для п’яти d-орбіталей способів п’ять. Чисел теж п’ять: m = -2; m = -1; m = 0; m = +1; m= +2; - для f-орбіталей – сім: m = -3; m = -2; m = -1; m = 0; m = +1; m = +2; m = +3.4. Спінове квантове число (номер будинку) – характеризує спін електрона. Позначається sабо Ms. Може набувати тільки двох протилежних значень: s = +1/2; s = -1/2.А тепер спробуємо описати квантовими числами один з електронів атома Купруму (Cu), позначений на малюнку червоною стрілкою.<img src="https://api.buki.com.ua/blog_image/65/Qy/65QyOkIwn3OIeUTDIYKHtEyDw3uXmdnOgZp3O6xR.png">Головне квантове число відповідає номеру енергетичного рівня, на якому знаходиться електрон, тому n = 3. Даний електрон розміщений на s-орбіталі, томуорбітальне квантове число –l = 0. Так як орбіталь розміщується в просторі тільки одним способом, то й магнітне квантове число для його позначення єдине: m = 0. І, нарешті, призначимо спінове квантове число: s = +1/2. Отже, опис даного електрона за допомогою квантових чисел виглядатиме так: n = 3, I = 0, m = 0, s = +1/2.Правило Клечковського (доповнення). Тепер, коли ми знаємо про квантові числа, сформулюємо правило Клечковського в його повному вигляді. Заповнення електронами орбіталей в атомі відбувається в порядку зростання суми головного та орбітального квантових чисел (n+l). При однаковій сумі раніше заповнюватиметься орбіталь з меншим значенням головного квантового числа (n). Розберемо по порядку. Для 4s-підрівня сума головного і орбітального квантових чисел складає: n+l=4+0=4. Для 3d-підрівня: n+l=3+2=5. 4s-підрівень заповнюється раніше, так як на цьому підрівні дана сума менша. А у випадках, коли сума однакова (наприклад, у 2p (2+1)та 3s-підрівнів (3+0)), опираємося на менше головне (n) квантове число (воно менше у 2p-підрівня (n = 2), тому й він заповнюється раніше).На цьому ми завершимо історію про електрони. Ось і все, що я хотів вам про них розповісти. Сподіваюсь, дана інформація допоможе вам краще зрозуміти матеріал шкільної програми, успішно скласти ЗНО з хімії або підготуватися до вивчення більш серйозних тем у ВНЗ. Дякую, що дочитали до кінця!

Олександр Б.

Вальдорфська школа: особливості навчання в Україні

Як навчати покоління Z?

Інклюзивна освіта в Україні: засади та розвиток

Вчимо польську: найкращі художні книги для початківців

300 грн/год

Проводжу підготовку учнів до ЗНО з хімії та біології

Про [:site]

Рейтинг: 

Приєднуйтесь

Корисні посилання

Слава Україні! Героям слава!

Ми використовуємо файли cookie для спрощення навігації по сайту, аналізу того, як він використовується, надання актуальної реклами. Якщо ви натискаєте "Дозволити всі cookies", ви погоджуєтесь на використання нами всіх файлів cookies на сайті. Якщо ви натискаєте «Не дозволяти», то використовуватимуться лише обов'язкові файли cookies. Дізнайтеся більше в нашій <a [:privacy_link]>Політиці конфіденційності</a> та <a href='/p/cookies/'>Політиці файлів cookie.</a>

Оберіть файли cookie!

Вхід

Більше

Якщо ви хочете змінити викладача, будь ласка, напишіть про це менеджеру

Ви вже забронювали пробний урок з викладачем [:TUTOR_NAME]

Забронюйте безкоштовне пробне заняття з викладачем BUKI School

Будь ласка, оберіть час, який вам підходить інакше цей час репетитора може бути зайнятий іншим учнем

Ви не забронювали пробний урок з викладачем 😔

Район / мікрорайон

Ваші контакти ніколи не відображатимуться на сайті та будуть надані тільки репетитору та менеджеру підтримки компанії [:SITE]

Оформлення й відправка заявки

казахська

русійська

англійська

Залишаючи заявку, ви приймаєте

Надсилаючи заявку, ви погоджуєтесь з

Я ознайомлений та  згоден з

, надаю  згоду на  обробку моїх персональних даних згідно 

та підтверджую досягнення мною 16-річного віку або я є батьком/опікуном

Я ознайомлений та згоден з 

Наші менеджери вже опрацьовують вашу заявку і звʼяжуться з вами в найкоротший термін.

Дякуємо за ваш запит!

Ви можете подати заявку також іншим викладачам, щоб отримати більше варіантів для початку навчання.

Ваша заявка прийнята!

Якщо у вас виникли будь-які питання або складності - просто замовте дзвінок

Українська мова та література

Сербська мова

Грузинська мова

Македонська мова

Боснійська мова

Каталонська мова

Анатомія

Мистецтвознавство

Юриспруденція

Логіка

Соціологія

Хімія

Ботаніка

Зоологія

Екологія

Генетика

Молекулярна фізика

Електрика і магнетизм

Оптика

Казахська мова

Татарська мова

Гра на саксофоні

Біологія

Іврит

Гра на скрипці

Дизайн

Ісландська мова

Словенська мова

Гра на сопілці

Гра на барабанах

Гра на трубі

Журналістика

Інтернет-маркетинг

Англійська мова

Каліграфія

Бухгалтерський облік

Уроки фотошопа (Photoshop)

Фарсі (персидська мова)

Французька мова

Уроки крою та шиття

Фотографія

Фітнес тренер

Албанська мова

Шашки

STEM і робототехніка

Дизайн одягу

Гра на арфі

Гра на баяні, акордеоні

Німецька мова

Архітектура

Оригамі

Режисура

Литовська мова

В'єтнамська мова

Дискретна математика

Нарисна геометрія

Біохімія

Сольфеджіо

Веб-Дизайн

Латинь

Інструктор йоги

Електротехніка

Геодезія

Будівельна механіка

Графічний дизайн

Математична статистика

Ораторське мистецтво

Давньогрецька мова

Аудит

Економетріка

Тайська мова

Технічна механіка

Менеджмент

Математичне моделювання

Латиська мова

Гра на віолончелі

Гра на флейті

Відеомонтаж

Комп'ютерна грамотність

Гра на тромбоні

Гра на контрабасі

Тамільська мова

Гра на бандурі

Фармакологія

Дефектолог

Скульптура

Історія України

Гра на губній гармоніці

Анімація

Чорногорська мова

 Кримськотатарська мова

Автоінструктор

Профорієнтація

Уроки гри на Укулеле

Ментальна арифметика

Художня гімнастика

Географія

Їдиш мова

Гра на фаготі

Етика

Гра на кларнеті

Спортивна гімнастика

Тренер з тенісу

Кулінарні курси

Рукоділля

Швидкочитання

Італійська мова

Польська мова

Турецька мова

Грецька мова

Всесвітня історія

Програмування

Креслення та проектування

Економіка

Живопис

Малювання

Психологія

Китайська мова

Гра на гітарі

Гра на фортепіано

Музика

Іспанська мова

Російська мова

Зарубіжна література

Чеська мова

Вища математика

Математичний аналіз

Фламандська мова

Акторська майстерність

Японська мова

Нідерландська мова

Естонська мова

Підготовка до школи

Молодші класи

Правознавство

Румунська мова

Норвезька мова

Угорська мова

Словацька мова

Філософія

Арабська мова

Португальська мова

Астрономія

Няня для дітей

Фінська мова

Гінді

Корейська мова

Хореографія і танці

Уроки вокалу

Вірменська мова

Диференціальні рівняння

Теорія ймовірностей

Теоретична механіка

Данська мова

Розвиток пам'яті

Фізичне виховання

Шахи

Болгарська мова

Всі статті репетитора: Олександр Б.

Статті про освіту

Блог репетитора компанії BUKI – Олександр Б.