От атомного номера к конфигурации
Двигай ползунок от H до Ar. Модель распределит электроны по уровням и орбиталям, показывая очередной шаг заполнения.
Показаны первые 18 элементов. У K следующий электрон занимает 4s раньше 3d.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
Атомный номер определяет элемент
Число протонов Z — главный признак химического элемента. У всех атомов углерода шесть протонов, у всех атомов кислорода восемь. Изменение числа нейтронов не меняет элемент, а изменение числа протонов меняет.
В нейтральном атоме электронов столько же, сколько протонов: суммарный заряд равен нулю. Если атом теряет или получает электроны, возникает ион того же элемента, поскольку ядро остаётся прежним. Современный периодический закон связывает периодическое изменение свойств элементов и их соединений с увеличением заряда ядра атома.
Изменить число протонов
Другой элемент
Изменить число электронов
Ион того же элемента
Изменить число нейтронов
Другой изотоп
Элемент определяется числом протонов в ядре. Электронов в нейтральном атоме столько же, сколько протонов.
Массовое число считает нуклоны
Массовое число A равно сумме протонов и нейтронов ядра: A = Z + N. Это целое число частиц, а не точная масса атома в граммах. Протоны и нейтроны вместе называют нуклонами.
Электроны не входят в массовое число. Их масса мала по сравнению с массой ядра, но определение A основано именно на числе нуклонов. Для углерода-12: 6 протонов и 6 нейтронов дают A = 12. Для ядра с семью протонами и семью нейтронами A равно 14; это азот-14, потому что элемент задают семь протонов.
Число протонов
Z
Число нейтронов
N
Массовое число
A = Z + N
Массовое число равно числу нуклонов ядра. Оно является целым числом и не включает электроны.
Периодическая система химических элементов
В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.
Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Электронные уровни натрия
Натрий: распределение электронов 2, 8, 1. Круги условно обозначают уровни и не являются траекториями электронов.
Pumbaa; исходная работа Greg Robson · Wikimedia Commons · CC BY-SA 2.0 UK. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Внешняя конфигурация объединяет группу
Li имеет внешнюю запись 2s¹, Na — 3s¹. Разные уровни, но одинаковый тип внешнего заполнения объясняет сходство щелочных металлов. Для F и Cl внешние записи 2s²2p⁵ и 3s²3p⁵.
Внешняя оболочка определяет многие возможные изменения при образовании связей. При этом полный атом включает и внутренние электроны. Сокращённая внешняя запись удобна для сравнения, но не заменяет полный подсчёт.
Li и Na
По одному внешнему s-электрону.
F и Cl
По семь внешних электронов: s²p⁵.
Сходные внешние конфигурации объясняют родство элементов группы. Внутренние оболочки при этом могут различаться.
Свойства соединений тоже изменяются
В третьем периоде Na₂O и MgO основные, Al₂O₃ амфотерный, SiO₂, P₂O₅ и SO₃ кислотные. Этот ряд связывает положение элемента с поведением его характерного оксида.
Сравнивать нужно согласованные соединения, например высшие оксиды. У одного элемента разные степени окисления могут давать оксиды с разным характером. Условия и выбранная формула остаются существенными.
| Элемент | Оксид | Характер |
|---|---|---|
| Na, Mg | Na₂O, MgO | Основной |
| Al | Al₂O₃ | Амфотерный |
| Si, P, S | SiO₂, P₂O₅, SO₃ | Кислотный |
В периоде закономерно меняется характер оксидов. Сравнение требует правильно выбрать соединения элементов.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 2. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 02. Строение атома и периодический закон.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах