Энергетикалық деңгейлер (2). Химия, 8 сынып, қосымша материал 2.

 «Атомдағы электрондардың жағдайы. Энергетикалық деңгейлер »

 тақырыбы бойынша дидактикалық материалдар.

 Кез келген элементтің атом ядросы электронмен қоршалған. ē ядро айналасында жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен ≈ 300,000 км / с жүреді. Сіз оның орналасуының қандай да бір нақты нүктесін көрсете алмайсыз, оның орналасуының ең ықтимал аймағын ғана көрсете аласыз. ē табу ықтималдығының айқын шекарасы жоқ. Алайда, ē табу ықтималдығы барынша кең орын алатын орынды бөлуге болады.

 Кеңістікте электронның болуы мүмкін нүктесін электрондық бұл немесе атомдық орбиталь деп атайды. Электронның жағдайында кейбір белгісіздік немесе анықталмағыштық бар. Бұл жағдайды сипаттау үшін неміс физигі В.Гейзенберг электронның бір мезгілде энергия нүктесін және орналасуын анықтау мүмкін еместігін көрсетіп, анықталмағыштық принципі деген түсінікті енгізді. Энергиясын дәлірек анықтаған сайын оның орналасуын анықтау қиындай түседі және керісінше.

 Белгілі бір орбитальда электронның қимылының маңызды сипаты ол оның ядромен байланыс энергиясы. Өйткені, атомдағы электрондар өз энергиясымен бөлінеді, кейбіреулері ядроға қатты тартылса, қалғандары әлсіз тартылады. Басты себебі – атом ядросынан бөліну. Ядроға жақын орналасқан сайын олардың байланысы берік болады, электрондық бұлттан бөлу қиын, ал ядродан алыс болса, олады бөлу оңайырақ.

 Ядроға жақын қозғалатын электрондар ядроны ядроға әлсіз тартылатын және одан алыс қашықтықта қозғалатын басқа электрондардан кедергі жасайды (экрандайды). Кейін жақын энергия мәндерінен тұратын электрондардан электрондық қабаттар немесе энергетикалық деңгейлер қалыптасады. Энергетикалық деңгейлер ядродан бастап номерленеді:1, 2, 3, 4, 5, 6 және 7. Электрондардың атомдардағы энергия мәні бас квант санымен беріледі (период номерімен сәйкес келеді) және бүтін сандармен белгіленеді.

 Энергетикалық деңгейдің номерін білдіретін бүтін n санын бас квант саны деп атайды. Ол берілген энергетикалық деңгейде орналасқан электронның энергиясын сипаттайды. Ең аз энергияға ядроға жақын орналасқан бірінші энергетикалық деңгейдің элекрондары ие. Бірінші энергетикалық деңгейдің электрондары басқа деңгейлермен салыстырғанда үлкен энергия қорымен сипатталады. Сыртқы деңгей электрондары ядромен аздап болсада берік байланысқан.

Атомдағы энергетикалық деңгейлердің саны (электронды қабаттар) периодтық жүйедегі элемент орналасқан период номеріне тең: 1-период элемент атомдарында – бір энергетикалық деңгей, екінші периодта – 2, жетінші периодта – 7.

 Энергетикалық деңгейдегі максималды электрон саны келесі формула бойынша анықталады:

N = 2n² , мұндағы n – бас квант саны.

Бұл формулаға сәйкес бірінші энергетикалық деңгейде N = 2*1² =2ē, екіншіде N =2*2² =8 ē, үшіншіде N = 2*3²=18, төртіншіде N = 2*4² = 32ē.

 Екінші энергетикалық деңгейден бастап (n=2) әр деңгей бұлттың бір-бірінен ядродан байланыс энергиясы бойынша ажыратылатын түріне байланысты деңгейшедерге бөлінеді. Деңгейше саны бас квант санының мәніне тең: бірінші энергетикалық деңгейде – 1 деңгейше, екіншіде – 2, үшіншіде – 3, төртіншіде – 4 деңгейше. Деңгейшелер өз кезегінде орбитальдармен қалыптасады.

 n-ң әр мәніне n² тең орбитальдардың саны сәйкес келеді.

s-деңгейше – бірінші, бір s орбитальдан тұратын әр энергетикалық деңгейлерден атом ядросына жақын тұратын деңгейше;

p-деңгейше – әр энергетикалық деңгейдегі (бірінші энергетикалық деңгейден басқа) 3 р орбитальдан тұратын екінші деңгейше;

d-деңгейше – үшінші энергетикалық деңгейден бастап 5 d-орбитальдан тұратын деңгейше;

d-деңгейше – төртінгші энергетикалық деңгейден бастап 7 f-орбитальдан тұратын деңгейше .

 Электрондық бұлттың сыртқы энергетикалық деңгейіндегі электрон саны топ номеріне сәйкес (негізгі топшаға тән).

 Атомдардың электрондық қабықшаларының құрылымының сызбаларын құру жоспары:

А) реттік номер бойынша бұлттағы жалпы электрон санын анықтау;

Б) период номері бойынша әр энергетикалық деңгейдегі электрон санын анықтау;

В) әр энергетикалық деңгейде және топшада электрон санын анықтау.

 Келесі атомдардың электрондық бұлттарының құрылымының сызбасын құру керек: Na, K, Ar, Ca, Mg…