Menyusun rumus elektronik unsur periode ke-1 ke-3. Rumus elektronik

Susunan elektron pada kulit atau tingkat energi ditulis menggunakan rumus elektronik unsur kimia. Rumus atau konfigurasi elektronik membantu merepresentasikan struktur atom suatu unsur.

Struktur atom

Atom semua unsur terdiri dari inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif, yang terletak di sekitar inti.

Elektron berada pada tingkat energi yang berbeda. Semakin jauh elektron dari inti, semakin besar energi yang dimilikinya. Besar kecilnya tingkat energi ditentukan oleh ukuran orbital atom atau awan orbital. Ini adalah ruang di mana elektron bergerak.

Beras. 1. Struktur umum atom.

Orbital dapat memiliki konfigurasi geometri yang berbeda:

• orbital s- bulat;
• orbital p-, d- dan f- Berbentuk halter, terletak di bidang yang berbeda.

Tingkat energi pertama atom mana pun selalu mengandung orbital s dengan dua elektron (pengecualian adalah hidrogen). Mulai dari tingkat kedua, orbital s dan p berada pada tingkat yang sama.

Beras. 2. orbital s-, p-, d dan f.

Orbital ada terlepas dari keberadaan elektron di dalamnya dan dapat terisi atau kosong.

Menulis rumus

Konfigurasi elektronik atom unsur kimia ditulis menurut prinsip berikut:

• setiap tingkat energi bersesuaian nomor seri, dilambangkan dengan angka Arab;
• nomor tersebut diikuti dengan huruf yang menunjukkan orbital;
• Superskrip ditulis di atas huruf tersebut, sesuai dengan jumlah elektron dalam orbital.

Contoh rekaman:

• kalsium -

  1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ;

• oksigen -

  1s 2 2s 2 2p 4 ;

• karbon -

  1s 2 2s 2 2p 2 .

Tabel periodik membantu Anda menuliskan rumus elektronik. Jumlah tingkat energi sesuai dengan nomor periode. Muatan suatu atom dan jumlah elektron ditunjukkan dengan nomor atom suatu unsur. Nomor golongan menunjukkan berapa banyak elektron valensi pada tingkat terluar.

Mari kita ambil Na sebagai contoh. Natrium berada pada golongan pertama, pada periode ketiga, pada nomor 11. Artinya atom natrium mempunyai inti bermuatan positif (mengandung 11 proton), dimana 11 elektron berada pada tiga tingkat energi. Ada satu elektron di tingkat terluar.

Mari kita ingat yang pertama tingkat energi berisi orbital s dengan dua elektron, dan orbital kedua berisi orbital s dan p. Yang tersisa hanyalah mengisi level dan mendapatkan catatan lengkap:

11 Na) 2) 8) 1 atau 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .

Untuk kenyamanan, tabel khusus rumus elektronik suatu unsur telah dibuat. Dalam waktu yang lama tabel periodik rumus juga ditunjukkan di setiap sel elemen.

Beras. 3. Tabel rumus elektronik.

Agar singkatnya, unsur-unsur yang rumus elektroniknya bertepatan dengan awal rumus unsur tersebut ditulis dalam tanda kurung siku. Misalnya rumus elektronik magnesium adalah 3s 2, neon adalah 1s 2 2s 2 2p 6. Jadi rumus lengkap magnesium adalah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2. 4.6. Total peringkat yang diterima: 195.

Tugas menyusun rumus elektronik suatu unsur kimia bukanlah yang termudah.

Jadi, algoritma penyusunan rumus elektronik unsur adalah sebagai berikut:

• Pertama kita tuliskan tanda kimianya. elemen, di mana di kiri bawah tanda kami menunjukkan nomor serinya.
• Selanjutnya, berdasarkan jumlah periode (dari mana unsur tersebut) kita menentukan jumlah tingkat energi dan menggambar sejumlah busur di sebelah tanda unsur kimia.
• Kemudian sesuai nomor golongannya, jumlah elektron pada tingkat terluar ditulis di bawah busur.
• Di level 1, maksimum yang mungkin adalah 2, di level kedua sudah ada 8, di level ketiga - sebanyak 18. Kita mulai meletakkan angka di bawah busur yang sesuai.
• Jumlah elektron pada tingkat kedua dari belakang harus dihitung sebagai berikut: jumlah elektron yang telah ditetapkan dikurangi dari nomor seri unsur.
• Tetap mengubah diagram kita menjadi rumus elektronik:

Berikut rumus elektronik beberapa unsur kimia:

• 1. Kita tuliskan unsur kimianya dan nomor urutnya, Angka tersebut menunjukkan jumlah elektron dalam atom.
  2. Ayo buat rumusnya. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengetahui jumlah tingkat energi, dasar penentuannya adalah nomor periode unsur.
  3. Kami membagi level menjadi sub-level.

  Di bawah ini Anda dapat melihat contoh cara menyusun rumus elektronik unsur kimia dengan benar.

Anda perlu membuat rumus elektronik unsur kimia dengan cara ini: Anda perlu melihat jumlah unsur dalam tabel periodik, sehingga mengetahui berapa banyak elektron yang dimilikinya. Maka Anda perlu mencari jumlah level yang sama dengan periodenya. Kemudian sublevelnya ditulis dan diisi:

Pertama-tama, Anda perlu menentukan jumlah atom menurut tabel periodik.



Untuk menyusun rumus elektronik, Anda memerlukan sistem periodik Mendeleev. Temukan unsur kimia Anda di sana dan lihat periodenya - itu akan sama dengan jumlah tingkat energi. Nomor golongan akan sesuai secara numerik dengan jumlah elektron pada tingkat terakhir. Jumlah suatu unsur secara kuantitatif akan sama dengan jumlah elektronnya. Perlu Anda ketahui juga dengan jelas bahwa tingkat pertama maksimal 2 elektron, tingkat kedua - 8, dan tingkat ketiga - 18.

Ini adalah poin utamanya. Selain itu, di Internet (termasuk situs kami) Anda dapat menemukan informasi dengan formula elektronik siap pakai untuk setiap elemen, sehingga Anda dapat mengujinya sendiri.

Menyusun rumus elektronik unsur kimia adalah proses yang sangat kompleks, Anda tidak dapat melakukannya tanpa tabel khusus, dan Anda perlu menggunakan banyak rumus. Secara singkat, untuk mengkompilasi Anda harus melalui tahapan berikut:

Penting untuk membuat diagram orbital yang di dalamnya akan terdapat konsep tentang bagaimana elektron berbeda satu sama lain. Diagram menyoroti orbital dan elektron.

Elektron terisi dalam tingkatan, dari bawah ke atas, dan memiliki beberapa sublevel.

Jadi pertama-tama kita mencari tahu jumlah elektron suatu atom tertentu.

Kami mengisi rumus sesuai dengan skema tertentu dan menuliskannya - ini akan menjadi rumus elektronik.



Misalnya, untuk Nitrogen rumusnya terlihat seperti ini, pertama kita berurusan dengan elektron:



Dan tuliskan rumusnya:



Untuk mengerti prinsip penyusunan rumus elektronik suatu unsur kimia, pertama-tama Anda perlu menentukan jumlah elektron dalam suatu atom berdasarkan nomor dalam tabel periodik. Setelah ini, Anda perlu menentukan jumlah tingkat energi, berdasarkan jumlah periode di mana unsur tersebut berada.

Level-level tersebut kemudian dipecah menjadi sublevel yang diisi dengan elektron berdasarkan Prinsip Energi Terkecil.

Anda dapat memeriksa kebenaran alasan Anda dengan melihat, misalnya, di sini.

Dengan menyusun rumus elektronik suatu unsur kimia, Anda dapat mengetahui berapa banyak elektron dan lapisan elektron dalam suatu atom tertentu, serta urutan distribusinya antar lapisan.

Pertama, kita menentukan nomor atom suatu unsur berdasarkan tabel periodik; ini sesuai dengan jumlah elektron. Jumlah lapisan elektron menunjukkan nomor periode, dan jumlah elektron per lapisan terakhir atom sesuai dengan nomor golongannya.

• pertama kita mengisi sublevel s, lalu sublevel p-, d- b f;
• menurut aturan Klechkovsky, elektron mengisi orbital sesuai dengan peningkatan energi orbital tersebut;
• menurut aturan Hund, elektron dalam satu sublevel menempati orbital bebas satu per satu dan kemudian membentuk pasangan;
• Menurut prinsip Pauli, jumlah elektron dalam satu orbital tidak lebih dari 2 elektron.

• Rumus elektronik suatu unsur kimia menunjukkan berapa banyak lapisan elektron dan berapa banyak elektron yang terkandung dalam atom dan bagaimana distribusinya di antara lapisan-lapisan tersebut.

  Untuk menyusun rumus elektronik suatu unsur kimia, Anda perlu melihat tabel periodik dan menggunakan informasi yang diperoleh untuk unsur tersebut. Nomor atom suatu unsur dalam tabel periodik sesuai dengan jumlah elektron dalam suatu atom. Jumlah lapisan elektronik sesuai dengan nomor periode, jumlah elektron pada lapisan elektronik terakhir sesuai dengan nomor golongan.

  Harus diingat bahwa lapisan pertama mengandung maksimal 2 elektron 1s2, lapisan kedua - maksimal 8 (dua s dan enam p: 2s2 2p6), lapisan ketiga - maksimal 18 (dua s, enam p, dan sepuluh d: 3s2 3p6 3d10).

  Misalnya rumus elektronik karbon: C 1s2 2s2 2p2 (nomor urut 6, nomor periode 2, nomor golongan 4).

  Rumus elektronik natrium : Na 1s2 2s2 2p6 3s1 (nomor urut 11, nomor periode 3, nomor golongan 1).

  Untuk mengecek apakah rumus elektronik sudah ditulis dengan benar, Anda bisa melihat website www.alhimikov.net.

  Sekilas, menyusun rumus elektronik unsur kimia mungkin tampak seperti tugas yang agak rumit, tetapi semuanya akan menjadi jelas jika Anda mengikuti skema berikut:

  • pertama kita menulis orbitalnya
  • Kami menyisipkan angka di depan orbital yang menunjukkan jumlah tingkat energi. Jangan lupa rumus penentuannya kuantitas maksimum elektron pada tingkat energi: N=2n2

  Bagaimana cara mengetahui jumlah tingkat energi? Lihat saja tabel periodik: angka ini sama dengan nomor periode di mana unsur tersebut berada.

  • Di atas ikon orbital kita tuliskan angka yang menunjukkan jumlah elektron yang ada pada orbital tersebut.

  Misalnya rumus elektronik skandium akan terlihat seperti ini.

Saat menulis rumus elektronik untuk atom suatu unsur, tunjukkan tingkat energi (nilai bilangan kuantum utama N dalam bentuk angka - 1, 2, 3, dst.), sublevel energi (nilai bilangan kuantum orbital aku dalam bentuk huruf - S, P, D, F) dan angka di atas menunjukkan jumlah elektron pada sublevel tertentu.

Elemen pertama dalam tabel adalah D.I. Mendeleev adalah hidrogen, oleh karena itu muatan inti atom N sama dengan 1, sebuah atom hanya mempunyai satu elektron per atom S-sublevel dari tingkat pertama. Oleh karena itu, rumus elektronik atom hidrogen berbentuk:

Unsur kedua adalah helium; atomnya mempunyai dua elektron, sehingga rumus elektronik atom helium adalah 2 Bukan 1S 2. Periode pertama hanya mencakup dua unsur, karena tingkat energi pertama diisi oleh elektron, yang hanya dapat ditempati oleh 2 elektron.

Unsur ketiga secara berurutan - litium - sudah berada pada periode kedua, oleh karena itu, tingkat energi kedua mulai diisi dengan elektron (kita membicarakannya di atas). Pengisian tingkat kedua dengan elektron dimulai dengan S-sublevel, oleh karena itu rumus elektronik atom litium adalah 3 Li 1S 2 2S 1 . Atom berilium selesai diisi dengan elektron S-subtingkat: 4 Ve 1S 2 2S 2 .

Pada unsur-unsur periode ke-2 berikutnya, tingkat energi kedua terus terisi elektron, hanya sekarang terisi elektron R-subtingkat: 5 DI DALAM 1S 2 2S 2 2R 1 ; 6 DENGAN 1S 2 2S 2 2R 2 … 10 Tidak 1S 2 2S 2 2R 6 .

Atom neon menyelesaikan pengisiannya dengan elektron R-sublevel, unsur ini mengakhiri periode kedua, ia memiliki delapan elektron, karena S- Dan R-sublevel hanya dapat mengandung delapan elektron.

Unsur-unsur periode ke-3 memiliki urutan pengisian sublevel energi tingkat ketiga yang serupa dengan elektron. Rumus elektronik atom-atom beberapa unsur pada periode ini adalah sebagai berikut:

11 Tidak 1S 2 2S 2 2R 6 3S 1 ; 12 mg 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 ; 13 Al 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 1 ;

14 Ya 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 2 ;…; 18 Ar 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 .

Periode ketiga, seperti periode kedua, diakhiri dengan suatu unsur (argon), yang terisi penuh dengan elektron R-sublevel, meskipun level ketiga mencakup tiga sublevel ( S, R, D). Menurut urutan pengisian sublevel energi di atas sesuai dengan aturan Klechkovsky, energi sublevel 3 D lebih banyak energi sublevel 4 S, oleh karena itu, atom kalium di sebelah argon dan atom kalsium di belakangnya diisi dengan elektron 3 S– sublevel dari tingkat keempat:

19 KE 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 1 ; 20 Ca 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 2 .

Mulai dari unsur ke-21 - skandium, sublevel 3 pada atom unsur mulai terisi elektron D. Rumus elektronik atom unsur-unsur tersebut adalah:

21 Sc 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 2 3D 1 ; 22 Ti 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 2 3D 2 .

Pada atom unsur ke-24 (kromium) dan unsur ke-29 (tembaga), terjadi fenomena yang disebut “kebocoran” atau “kegagalan” elektron: elektron dari 4 terluar S– sublevel “jatuh” sebesar 3 D– sublevel, menyelesaikan pengisian setengahnya (untuk kromium) atau seluruhnya (untuk tembaga), yang berkontribusi pada stabilitas atom yang lebih besar:

24 Kr 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 1 3D 5 (bukannya...4 S 2 3D 4) dan

29 Cu 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 1 3D 10 (bukannya...4 S 2 3D 9).

Mulai dari unsur ke-31 - galium, pengisian tingkat ke-4 dengan elektron berlanjut, sekarang - R– subtingkat:

31 Ga 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 2 3D 10 4P 1 …; 36 Kr 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 4S 2 3D 10 4P 6 .

Unsur ini mengakhiri periode keempat yang sudah mencakup 18 unsur.

Urutan pengisian sublevel energi yang serupa dengan elektron terjadi pada atom unsur periode ke-5. Untuk dua yang pertama (rubidium dan strontium) diisi S– sublevel level 5, untuk sepuluh elemen berikutnya (dari yttrium hingga kadmium) terisi D– sublevel dari tingkat ke-4; Periode ini diselesaikan oleh enam unsur (dari indium hingga xenon), yang atom-atomnya diisi dengan elektron R– sublevel dari eksternal, tingkat kelima. Ada juga 18 unsur dalam satu periode.

Untuk unsur periode keenam, urutan pengisian ini dilanggar. Pada awal periode, seperti biasa, ada dua unsur yang atomnya terisi elektron S– sublevel dari tingkat eksternal, keenam. Unsur berikutnya di belakangnya, lantanum, mulai terisi elektron D– sublevel dari level sebelumnya, mis. 5 D. Ini menyelesaikan pengisian dengan elektron 5 D-sublevel berhenti dan 14 elemen berikutnya - dari cerium hingga lutetium - mulai terisi F-sublevel dari tingkat ke-4. Semua elemen ini dimasukkan dalam satu sel tabel, dan di bawahnya terdapat deretan elemen yang diperluas, yang disebut lantanida.

Mulai dari unsur ke-72 - hafnium - hingga unsur ke-80 - merkuri, pengisian elektron berlanjut 5 D-sublevel, dan periode berakhir, seperti biasa, dengan enam unsur (dari talium hingga radon), yang atomnya diisi dengan elektron R– sublevel dari tingkat eksternal, keenam. Ini adalah periode terbesar, mencakup 32 unsur.

Dalam atom-atom unsur periode ketujuh, tidak lengkap, urutan pengisian sublevel yang sama terlihat seperti dijelaskan di atas. Kami membiarkan siswa menulis sendiri rumus elektronik atom unsur periode 5 – 7, dengan mempertimbangkan semua hal di atas.

Catatan:Dalam beberapa buku teks Urutan penulisan rumus elektronik atom suatu unsur diperbolehkan berbeda: bukan berdasarkan urutan pengisiannya, tetapi sesuai dengan jumlah elektron yang diberikan dalam tabel pada setiap tingkat energi. Misalnya, rumus elektronik atom arsenik mungkin terlihat seperti: As 1S 2 2S 2 2R 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 3 .

Komposisi atom.

Sebuah atom terdiri dari inti atom Dan kulit elektron.

Inti atom terdiri dari proton ( p+) dan neutron ( N 0). Kebanyakan atom hidrogen memiliki inti yang terdiri dari satu proton.

Jumlah proton N(p+) sama dengan muatan inti ( Z) dan nomor urut unsur dalam deret unsur alami (dan dalam tabel periodik unsur).

N(P +) = Z

Jumlah neutron N(N 0), dilambangkan secara sederhana dengan huruf N, dan jumlah proton Z ditelepon nomor massa dan ditunjuk dengan surat itu A.

A = Z + N

Kulit elektron suatu atom terdiri dari elektron-elektron yang bergerak mengelilingi inti ( e -).

Jumlah elektron N(e-) pada kulit elektron suatu atom netral sama dengan jumlah proton Z pada intinya.

Massa proton kira-kira sama dengan massa neutron dan 1840 kali massa elektron, sehingga massa atom hampir sama dengan massa inti.

Bentuk atomnya bulat. Jari-jari inti atom kira-kira 100.000 kali lebih kecil dari jari-jari atom.

Unsur kimia- jenis atom (kumpulan atom) dengan muatan inti yang sama (dengan jumlah proton yang sama dalam inti).

Isotop- kumpulan atom dari unsur yang sama dengan jumlah neutron yang sama dalam inti (atau jenis atom dengan jumlah proton yang sama dan jumlah neutron yang sama dalam inti).

Isotop yang berbeda berbeda satu sama lain dalam jumlah neutron dalam inti atomnya.

Penunjukan atom atau isotop individu: (simbol elemen E), misalnya: .

Struktur kulit elektron suatu atom

Orbital atom- keadaan elektron dalam atom. Simbol orbitalnya adalah . Setiap orbital memiliki awan elektron yang sesuai.

Orbital atom nyata dalam keadaan dasar (tidak tereksitasi) ada empat jenis: S, P, D Dan F.

Awan elektronik- bagian ruang di mana elektron dapat ditemukan dengan probabilitas 90 (atau lebih) persen.

Catatan: terkadang konsep “orbital atom” dan “awan elektron” tidak dibedakan, sehingga keduanya disebut “orbital atom”.

Kulit elektron suatu atom berlapis. Lapisan elektronik dibentuk oleh awan elektron ukuran sama. Orbital terbentuk dalam satu lapisan tingkat elektronik ("energi")., energinya sama untuk atom hidrogen, tetapi berbeda untuk atom lain.

Orbital dari jenis yang sama dikelompokkan menjadi elektronik (energi) sublevel:
S-sublevel (terdiri dari satu S-orbital), simbol - .
P-sublevel (terdiri dari tiga P
D-sublevel (terdiri dari lima D-orbital), simbol - .
F-sublevel (terdiri dari tujuh F-orbital), simbol - .

Energi orbital pada sublevel yang sama adalah sama.

Saat menunjuk sublevel, jumlah lapisan (level elektronik) ditambahkan ke simbol sublevel, misalnya: 2 S, 3P, 5D cara S-sublevel dari tingkat kedua, P-sublevel dari tingkat ketiga, D-sublevel dari tingkat kelima.

Jumlah total sublevel pada satu level sama dengan jumlah level N. Jumlah total orbital pada satu tingkat adalah sama dengan N 2. Demikian, jumlah total awan dalam satu lapisan juga sama N 2 .

Sebutan : - orbital bebas (tanpa elektron), - orbital dengan elektron tidak berpasangan, - orbital dengan pasangan elektron (dengan dua elektron).

Urutan pengisian elektron pada orbital atom ditentukan oleh tiga hukum alam (rumusnya diberikan dalam istilah yang disederhanakan):

1. Prinsip energi terkecil - elektron mengisi orbital sesuai dengan peningkatan energi orbital.

2. Prinsip Pauli - tidak boleh ada lebih dari dua elektron dalam satu orbital.

3. Aturan Hund - dalam sublevel, elektron pertama-tama mengisi orbital kosong (satu per satu), dan baru setelah itu membentuk pasangan elektron.

Jumlah total elektron pada tingkat elektronik (atau lapisan elektron) adalah 2 N 2 .

Distribusi sublevel berdasarkan energi dinyatakan sebagai berikut (dalam urutan peningkatan energi):

1S, 2S, 2P, 3S, 3P, 4S, 3D, 4P, 5S, 4D, 5P, 6S, 4F, 5D, 6P, 7S, 5F, 6D, 7P ...

Urutan ini secara jelas dinyatakan dalam diagram energi:

Distribusi elektron suatu atom melintasi tingkatan, subtingkatan, dan orbital (konfigurasi elektronik suatu atom) dapat digambarkan sebagai rumus elektron, diagram energi, atau, lebih sederhananya, sebagai diagram lapisan elektron (“diagram elektron”).

Contoh struktur elektronik atom:

Elektron valensi- elektron suatu atom yang dapat mengambil bagian dalam pembentukan ikatan kimia. Untuk atom mana pun, ini semua adalah elektron terluar ditambah elektron pra-terluar yang energinya lebih besar daripada elektron terluar. Contoh: atom Ca memiliki 4 elektron terluar S 2, mereka juga valensi; atom Fe mempunyai 4 elektron terluar S 2 tapi dia punya 3 D 6, maka atom besi mempunyai 8 elektron valensi. Rumus elektronik valensi atom kalsium adalah 4 S 2, dan atom besi - 4 S 2 3D 6 .

Tabel periodik unsur kimia oleh D. I. Mendeleev
(sistem alami unsur kimia)

hukum periodik unsur kimia(formulasi modern): sifat-sifat unsur kimia, serta zat sederhana dan kompleks yang dibentuknya, secara periodik bergantung pada nilai muatan inti atom.

Tabel periodik- ekspresi grafis dari hukum periodik.

Rangkaian unsur kimia alami- serangkaian unsur kimia yang tersusun menurut bertambahnya jumlah proton dalam inti atomnya, atau, yang sama, menurut bertambahnya muatan inti atom tersebut. Nomor atom suatu unsur dalam deret ini sama dengan jumlah proton dalam inti atom mana pun dari unsur tersebut.

Tabel unsur kimia dibuat dengan “memotong” rangkaian unsur kimia alami menjadi periode(baris horizontal tabel) dan pengelompokan (kolom vertikal tabel) unsur-unsur dengan struktur elektronik atom yang serupa.

Tergantung pada cara Anda menggabungkan elemen ke dalam kelompok, tabelnya mungkin jangka panjang(unsur-unsur dengan jumlah dan jenis elektron valensi yang sama dikumpulkan ke dalam kelompok) dan periode singkat(elemen dengan jumlah elektron valensi yang sama dikumpulkan dalam kelompok).

Kelompok tabel periode pendek dibagi menjadi subkelompok ( utama Dan samping), bertepatan dengan kelompok tabel periode panjang.

Semua atom unsur yang berperiode sama mempunyai jumlah lapisan elektron yang sama, sama dengan nomor periodenya.

Jumlah unsur dalam periode: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Sebagian besar unsur periode kedelapan diperoleh secara buatan, unsur terakhir periode ini belum disintesis. Semua periode kecuali periode pertama diawali dengan unsur pembentuk logam alkali (Li, Na, K, dst) dan diakhiri dengan unsur pembentuk gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, dst).

Pada tabel periode pendek terdapat delapan kelompok yang masing-masing terbagi menjadi dua subkelompok (utama dan sekunder), pada tabel periode panjang terdapat enam belas kelompok yang diberi nomor romawi dengan huruf A atau B, untuk contoh: IA, IIIB, VIA, VIIB. Grup IA dari tabel periode panjang berhubungan dengan subgrup utama dari grup pertama tabel periode pendek; grup VIIB - subgrup sekunder dari grup ketujuh: sisanya - serupa.

Sifat-sifat unsur kimia secara alamiah berubah menurut golongan dan periode.

Dalam periode (dengan bertambahnya nomor seri)

• muatan nuklir meningkat
• jumlah elektron terluar bertambah,
• jari-jari atom berkurang,
• kekuatan ikatan antara elektron dan inti meningkat (energi ionisasi),
• keelektronegatifan meningkat,
• sifat pengoksidasi zat sederhana ditingkatkan ("non-logam"),
• sifat pereduksi zat sederhana melemah ("metalisitas"),
• melemahkan karakter dasar hidroksida dan oksida terkait,
• sifat asam hidroksida dan oksida terkait meningkat.

Secara berkelompok (dengan nomor seri bertambah)

• muatan nuklir meningkat
• jari-jari atom bertambah (hanya pada golongan A),
• kekuatan ikatan antara elektron dan inti berkurang (energi ionisasi; hanya pada gugus A),
• keelektronegatifan berkurang (hanya pada gugus A),
• sifat pengoksidasi zat sederhana melemah ("non-logam"; hanya pada gugus A),
• sifat pereduksi zat sederhana ditingkatkan ("metalisitas"; hanya pada gugus A),
• sifat dasar hidroksida dan oksida terkait meningkat (hanya pada gugus A),
• melemahkan sifat asam hidroksida dan oksida terkait (hanya pada gugus A),
• stabilitas senyawa hidrogen menurun (aktivitas reduksinya meningkat; hanya pada gugus A).

Tugas dan tes pada topik "Topik 9. "Struktur atom. Hukum periodik dan sistem periodik unsur kimia menurut D. I. Mendeleev (PSHE) "."

• hukum periodik - Hukum periodik dan struktur atom kelas 8–9
  Anda harus tahu: hukum pengisian orbital dengan elektron (prinsip energi terkecil, prinsip Pauli, aturan Hund), struktur tabel periodik unsur.

  Anda harus mampu: menentukan komposisi atom berdasarkan posisi unsur dalam tabel periodik, dan sebaliknya, menemukan suatu unsur dalam sistem periodik, mengetahui komposisinya; menggambarkan diagram struktur, konfigurasi elektron suatu atom, ion, dan sebaliknya menentukan kedudukan suatu unsur kimia dalam PSCE dari diagram dan konfigurasi elektronik; mengkarakterisasi unsur dan zat yang dibentuknya menurut kedudukannya dalam PSCE; menentukan perubahan jari-jari atom, sifat-sifat unsur kimia dan zat yang dibentuknya dalam satu periode dan satu subkelompok utama sistem periodik.

  Contoh 1. Tentukan jumlah orbital pada tingkat elektron ketiga. Apa saja orbital-orbital tersebut?
  Untuk menentukan jumlah orbital, kita menggunakan rumus N orbital = N 2 dimana N- nomor tingkat. N orbital = 3 2 = 9. Satu 3 S-, tiga 3 P- dan lima 3 D-orbital.

  Contoh 2. Tentukan atom unsur mana yang mempunyai rumus elektronik 1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 1 .
  Untuk menentukan unsur apa, Anda perlu mengetahui nomor atomnya, yang sama dengan jumlah total elektron atom. DI DALAM pada kasus ini: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Ini aluminium.

  Setelah memastikan bahwa semua yang Anda butuhkan telah dipelajari, lanjutkan menyelesaikan tugas. Kami berharap Anda sukses.

  
  Bacaan yang disarankan:
  • O. S. Gabrielyan dan lain-lain Kimia kelas 11. M., Bustard, 2002;
  • G.E.Rudzitis, F.G. Feldman. Kimia kelas 11. M., Pendidikan, 2001.

Pengetahuan tentang kemungkinan keadaan elektron dalam suatu atom, aturan Klechkovsky, prinsip Pauli, dan aturan Hund memungkinkan kita untuk mempertimbangkan konfigurasi elektronik suatu atom. Rumus elektronik digunakan untuk ini.

Rumus elektron menunjukkan keadaan elektron dalam suatu atom, menunjukkan bilangan kuantum utama dengan angka yang mencirikan keadaannya, dan dengan huruf yang menunjukkan bilangan kuantum orbital. Angka yang menunjukkan jumlah elektron dalam keadaan tertentu ditulis di sebelah kanan atas huruf yang menunjukkan bentuk awan elektron.

Untuk atom hidrogen (n = 1, l = 0, m = 0) rumus elektroniknya adalah: 1s 1. Kedua elektron dari unsur berikutnya helium tidak dikarakterisasi nilai-nilai yang sama n, l, m dan hanya berbeda pada putarannya. Rumus elektronik atom helium adalah ls 2. Kulit elektron atom helium lengkap dan sangat stabil. Helium adalah gas mulia.

Untuk unsur-unsur periode ke-2 (n = 2, l = 0 atau l = 1), keadaan 2s pertama-tama terisi, dan kemudian sublevel p dari tingkat energi kedua.

Rumus elektronik atom litium: ls 2 2s 1. Elektron 2s 1 terikat lebih lemah pada inti atom (Gbr. 6), sehingga atom litium dapat dengan mudah melepaskannya (seperti yang Anda ingat, proses ini disebut oksidasi), berubah menjadi ion Li +.

Beras. 6.
Bagian awan elektron 1s dan 2s pada bidang yang melewati inti

Dalam atom berilium, elektron keempat juga menempati keadaan 2s: ls 2 2s 2. Dua elektron terluar atom berilium mudah terlepas - dalam hal ini, Be dioksidasi menjadi kation Be 2+.

Atom boron memiliki elektron dalam keadaan 2p: ls 2 2s 2 2p 1. Selanjutnya, untuk atom karbon, nitrogen, oksigen dan fluor (sesuai dengan aturan Hund), sublevel 2p terisi, yang berakhir pada neon gas mulia: ls 2 2s 2 2p 6.

Jika mereka ingin menekankan bahwa elektron pada sublevel tertentu menempati sel kuantum secara individual, dalam rumus elektronik, penunjukan sublevel disertai dengan indeks. Misalnya rumus elektronik atom karbon

Untuk unsur periode ke-3, keadaan Zs (n = 3, l = 0) dan sublevel Zp (n = 3, l - 1) masing-masing terisi. Sublevel 3d (n = 3, l = 2) tetap gratis:

Kadang-kadang dalam diagram yang menggambarkan distribusi elektron dalam atom, hanya jumlah elektron pada setiap tingkat energi yang ditunjukkan, yaitu rumus elektronik atom unsur kimia yang disingkat, berbeda dengan rumus elektronik lengkap yang diberikan di atas, misalnya:

Untuk unsur-unsur periode besar (4 dan 5), sesuai dengan aturan Klechkovsky, dua elektron pertama dari lapisan elektron terluar menempati keadaan 4s (n = 4, l = 0) dan keadaan 5s (n = 5, aku = 0):

Dimulai dari ketiga unsur masing-masing jangka waktu yang lama, sepuluh elektron berikutnya masing-masing tiba di sublevel 3d dan 4d sebelumnya (untuk unsur subkelompok samping):

Biasanya, ketika sublevel d sebelumnya terisi, maka sublevel p terluar (masing-masing 4p dan 5p) akan mulai terisi:

Untuk unsur-unsur periode besar - ke-6 dan ke-7 tidak lengkap - tingkat energi dan sublevelnya diisi dengan elektron, sebagai aturan, seperti ini: dua elektron pertama menuju ke sublevel s terluar, misalnya:

satu elektron berikutnya (dalam La dan Ac) berpindah ke sublevel d sebelumnya:

Kemudian 14 elektron berikutnya memasuki tingkat energi terluar ketiga pada sublevel 4f dan 5f masing-masing lantanida dan aktinida:

Kemudian tingkat energi luar kedua (sublevel d) dari unsur-unsur subkelompok samping akan mulai terbentuk kembali:

Hanya setelah sublevel d terisi penuh dengan sepuluh elektron, sublevel p terluar akan terisi kembali:

Kesimpulannya, mari kita lihat lagi cara yang berbeda menampilkan konfigurasi elektronik atom unsur menurut periode tabel D.I.Mendeleev.

Mari kita perhatikan unsur-unsur periode pertama - hidrogen dan helium.

Rumus elektronik atom menunjukkan distribusi elektron melintasi tingkat dan sublevel energi.

Rumus elektronik grafis atom menunjukkan distribusi elektron tidak hanya antar level dan sublevel, tetapi juga antar sel kuantum (orbital atom).

Dalam atom helium, lapisan elektron pertama sudah lengkap - ia memiliki 2 elektron.

Hidrogen dan helium adalah unsur s, sublevel ls dari atom-atom ini diisi dengan elektron.

Untuk semua unsur periode ke-2, lapisan elektron pertama terisi, dan elektron mengisi keadaan 2s dan 2p sesuai dengan prinsip energi terkecil (pertama S- dan kemudian p) dan aturan Pauli dan Hund (Tabel 2) .

Pada atom neon, lapisan elektron kedua sudah lengkap - ia memiliki 8 elektron.

Meja 2
Struktur cangkang elektronik atom unsur periode ke-2

Litium Li, berilium Be - elemen s.

Boron B, karbon C, nitrogen N, oksigen O, fluor F, neon Ne adalah unsur p; sublevel p dari atom-atom ini diisi dengan elektron.

Untuk atom unsur periode ke-3, lapisan elektronik pertama dan kedua telah selesai, sehingga lapisan elektronik ketiga terisi, di mana elektron dapat menempati keadaan 3s-, 3p- dan 3d (Tabel 3).

Tabel 3
Struktur kulit elektron atom unsur periode ke-3

Sublevel 3s sedang diselesaikan pada atom magnesium. Natrium Na dan magnesium Mg merupakan unsur s.

Dalam aluminium dan unsur-unsur berikutnya, sublevel 3p diisi dengan elektron.

Sebuah atom argon memiliki 8 elektron pada lapisan terluarnya (lapisan elektron ketiga). Sebagai lapisan terluarnya sudah lengkap, namun total pada lapisan elektron ketiga seperti yang telah anda ketahui mungkin terdapat 18 elektron, artinya unsur-unsur periode ke-3 mempunyai keadaan 3d yang tidak terisi.

Semua unsur dari aluminium Al hingga argon Ar adalah unsur p.

Unsur s dan p membentuk subkelompok utama dalam Tabel Periodik.

Untuk atom unsur periode ke-4 - kalium dan kalsium - tingkat energi keempat muncul, sublevel ke-48 terisi (Tabel 4), karena menurut aturan Klechkovsky, ia memiliki energi lebih rendah daripada sublevel ke-3.

Tabel 4
Struktur kulit elektron atom unsur periode ke-4

Untuk menyederhanakan grafik rumus elektronik atom unsur periode ke-4:

Kalium K dan kalsium Ca merupakan unsur s yang termasuk dalam subkelompok utama. Dalam atom dari skandium Sc hingga seng Zn, sublevel 3d diisi dengan elektron. Ini adalah elemen 3d. Mereka termasuk dalam subkelompok sekunder, lapisan elektronik terluarnya terisi, dan diklasifikasikan sebagai unsur transisi.

Perhatikan struktur kulit elektron atom kromium dan tembaga. Di dalamnya, satu elektron “gagal” dari sublevel 4s ke 3d, yang dijelaskan oleh stabilitas energi yang lebih besar dari konfigurasi elektronik yang dihasilkan 3d 5 dan 3d 10:

Dalam atom seng, tingkat energi ketiga selesai, semua sublevel terisi di dalamnya - 3s, 3p dan 3d, dengan total 18 elektron.

Unsur-unsur setelah seng terus mengisi tingkat energi keempat, sublevel 4p.

Unsur dari galium Ga hingga kripton Kr merupakan unsur p.

Atom kripton Kr mempunyai lapisan terluar (keempat) yang lengkap dan mempunyai 8 elektron. Namun total pada lapisan elektron keempat, seperti yang Anda ketahui, bisa terdapat 32 elektron; atom kripton masih memiliki keadaan 4d dan 4f yang belum terisi.

Untuk unsur periode ke-5, sesuai dengan aturan Klechkovsky, sublevel diisi dengan urutan sebagai berikut: 5s ⇒ 4d ⇒ 5r. Dan ada juga pengecualian terkait dengan “kegagalan” elektron pada 41 Nb, 42 Mo, 44 ​​​​Ru, 45 Rh, 46 Pd, 47 Ag.

Pada periode ke-6 dan ke-7, muncul unsur-unsur f, yaitu unsur-unsur yang masing-masing sublevel 4f- dan 5f dari tingkat energi luar ketiga terisi.

Unsur 4f disebut lantanida.

Unsur 5f disebut aktinida.

Urutan pengisian sublevel elektronik pada atom unsur periode ke-6: 55 unsur Cs dan 56 Ba - bs; 57 La ...6s 2 5d 1 - elemen 5d; 58 Ce - 71 Lu - elemen 4f; 72 Hf - 80 Hg - elemen 5d; 81 Tl - 86 Rn - elemen br. Namun di sini juga terdapat unsur-unsur yang urutan pengisian sublevel energinya “terganggu”, yang, misalnya, dikaitkan dengan stabilitas energi yang lebih besar pada sublevel f yang setengah terisi dan terisi penuh, yaitu nf 7 dan nf 14.

Bergantung pada sublevel atom mana yang terakhir diisi elektron, semua elemen, seperti yang telah Anda pahami, dibagi menjadi empat keluarga atau blok elektronik (Gbr. 7):

Beras. 7.
Pembagian Tabel Periodik (tabel) menjadi blok-blok unsur

1. s-elemen; sublevel s dari tingkat terluar atom diisi dengan elektron; unsur-s meliputi hidrogen, helium dan unsur-unsur subkelompok utama golongan I dan II;
2. elemen p; sublevel p dari tingkat terluar atom diisi dengan elektron; unsur p meliputi unsur subkelompok utama golongan III-VIII;
3. elemen-d; sublevel d dari tingkat pra-eksternal atom diisi dengan elektron; elemen d mencakup elemen subgrup sekunder dari grup I-VIII, yaitu elemen plug-in dekade periode besar yang terletak di antara elemen s dan p. Mereka juga disebut elemen transisi;
4. elemen-f; sublevel f dari tingkat terluar ketiga atom diisi dengan elektron; Ini termasuk lantanida dan aktinida.

Pertanyaan dan tugas untuk § 3

1. Buatlah diagram struktur elektronik, rumus elektronik, dan grafik rumus elektronik atom unsur kimia berikut:
   a) kalsium;
   b) besi;
   c) zirkonium;
   d) niobium;
   e) hafnium;
   e) emas.
2. Tuliskan rumus elektronik unsur No. 110 dengan menggunakan lambang gas mulia yang sesuai.
3. Apa yang dimaksud dengan "pencelupan" elektron? Berikan contoh unsur-unsur yang mengalami fenomena ini, tuliskan rumus elektroniknya.
4. Bagaimana cara menentukan kepemilikan suatu unsur kimia pada keluarga elektron tertentu?
5. Bandingkan rumus elektronik elektronik dan grafis atom belerang. Yang Informasi tambahan apakah rumus terakhir mengandung?

Kembali