У какого элемента 3 электрона в атоме

атом какого химического элемента содержит на 3 электрона больше чем нейтральный атом калия

на 3 больше Титан
на з меньше СЕРА
и чё сложного а?

Похожие вопросы

Ваш браузер устарел

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

Строение атомов

2. По номеру периода определяем число электронных (энергетических) уровней в атоме.

3. По номеру группы определяем: число электронов на внешнем уровне для элементов главной подгруппы (подгруппы А), максимальную валентность (исключения N, O, F)

4. Изотопы — это атомы, имеющие одинаковый заряд ядра, одинаковое число протонов, но разное число нейтронов и поэтому разную относительную атомную массу. Например, изотопы хлора 35 Cl и 37 Cl

5. Атомы металлов имеют на внешнем уровне 1, 2 или 3 электрона и большой радиус атома.

6. Атомы неметаллов имеют от 4 до 7 электронов на внешнем уровне.

Давайте порассуждаем вместе:

1. Число протонов в ядре атома натрия равно:

1) 10

2) 11

3) 22

4) 23

Ответ: число протонов равно порядковому номеру, значит в ядре атома натрия 11 протонов.

2. Атом хлора содержит:

1) 3 электрона

2) 7 электронов

3) 17 электронов

4) 35 электронов

Ответ: число электронов равно порядковому номеру, значит в атоме хлора 17 электронов

3. Назовите атом, в ядре которого содержится 8 протонов и 7 нейтронов

1) азот-14

2) фосфор -31

3) кислород-16

4) кислород -15

Ответ: Число протонов равно порядковому номеру элемента, значит это кислород. Относительная атомная масса равна сумме числа протонов и нейтронов, значит это изотоп кислорода-15

4. Четыре энергетических уровня имеет атом:

1) бериллия

2) гелия

3) калия

4) кремния

Ответ: Число энергетических (электронных) уровней равно номеру периода. В 4 периоде находится элемент калий, значит в атоме калия 4 энергетических уровня

5. Атом магния содержит на внешнем уровне

1) 1 электрон

2) 2 электрона

3) 12 электронов

4) 24 электрона

Ответ: Число электронов на внешнем уровне равно номеру группы, если химический элемент расположен в главной подгруппе. Магний — элемент 2 группы, главной подгруппы, значит в атоме магния на внешнем уровне содержится 2 электрона.

6. В атоме какого элемента до завершения внешнего уровня не хватает 3 электронов?

1) азот

2) бор

3) кислород

4) фтор

Ответ: Завершенным называется внешний уровень, содержащий 8 электронов. Определим количество электронов на внешнем урвне 8-3=5, значит элемент должен находиться в 5 группе — это азот.

7. Какой химический элемент при потере 3 электронов приобретает электронную конфигурацию неона?

1) Mg

2) Al

3) Na

4) P

Ответ: У неона всего 10 электронов, добавим еще 3 и получим 13 электронов — именно столько электронов в атоме алюминия.

Главная
Заказать работу
Онлайн калькулятор стоимости работы

Особенности строения электронных оболочек атомов элементов

Сейчас в обществе все больше набирает оборот модный тренд — минималистичный образ жизни. Как в фильме «Сто вещей и ничего лишнего». Главные герои — два закадычных друга — решили на спор отказаться от всех своих вещей (абсолютно всех, включая одежду и телефон). Спустя время, преодолев череду проблем, они поняли, что вещи — это не главное в жизни.

Видимо, по такому принципу «живет» хорошо нам знакомый товарищ — водород. У него всего один электрон, который почти всегда на своем месте. А как быть, например, с атомом хлора, у которого их аж 17, ведь их надо содержать в порядке? Сейчас мы с вами узнаем, как располагаются электроны в электронной оболочке атома и многое другое.

Строение электронной оболочки атома

Строение электронной оболочки атома напрямую зависит от положения элемента в Периодической системе.

Как нам поможет Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева при заполнении схемы строения электронных оболочек атомов?

Число электроновв атоме химического элемента равно его порядковому номеру в Периодической системе Д. И. Менделеева.
Количество уровней совпадает с номером периода, в котором располагается элемент: 1, 2, 3…
Количество электронов на внешнем энергетическом уровне для элементов главных (A) подгрупп можно также легко узнать — в какой группе по номеру расположен химический элемент, столько электронов и будет находиться на его внешнем уровне.
Для элементов побочных подгруппколичество электронов на внешнем энергетическом уровне равно двум, так как большая часть электронов расположена на предвнешнем уровне. Исключениями являются медь, серебро, хром, золото и некоторые другие элементы. Подробнее о том, почему так, поговорим ближе к концу статьи.
Количество валентных электронов для элементов главных (A) подгрупп равно номеру группы, для элементов побочных подгрупп — числу электронов на внешнем энергетическом уровне и незаполненном предвнешнем d-подуровне.

Это можно использовать для проверки своих действий при распределении электронов по уровням.

Уже сейчас, используя полученную информацию, мы можем решить задание №2 ОГЭ по химии.

Задание. На приведенном рисунке изображена модель атома химического элемента.

Запишите в таблицу порядковый номер в Периодической системе (Х) химического элемента, модель атома которого изображена на рисунке, и номер группы (Y), в которой этот элемент расположен в Периодической системе.

Решение:
1) Порядковый номер химического элемента в Периодической системе можно определить по числу электронов в атоме. Сосчитав все электроны, получаем, что их 14 штук, следовательно, X — 14.

2) Номер группы Периодической системы, в которой расположен химический элемент, можно узнать по числу электронов на его внешнем электронном уровне. Сосчитав их, получим, что их 4 штуки, следовательно, Y — 4.

Ответ: 144

Теперь, когда у нас есть общие представления о строении электронной оболочки, кратко разберем порядок заполнения электронных уровней, подуровней и оболочек.

Электронная конфигурация атома

Для изображения строения электронных слоев атома (электронной конфигурации) пользуются условной записью. Вспомнить о том, что такое электронная конфигурация и как она заполнятся, можно, прочитав статью «Строение атома и электронные конфигурации».

Удобно представлять атомные орбитали в виде ячеек, в которых располагаются два электрона, их обозначаем в виде двух стрелочек, первая направлена вверх, а вторая — вниз. В одной ячейке может быть не более двух электронов.

Разберем подробнее на примере.

Например, на изображении представлена электронно-графическая формула атома углерода. Стрелочками обозначены электроны, которые занимают атомные орбитали. Несколько атомных орбиталей на одном энергетическом уровне образуют подуровни.

Можно составить общую табличку с информацией о том, как распределяются электроны по энергетическим уровням и подуровням электронно-графической формулы.

Да, проанализировав таблицу, мы увидим, что на s-подуровне может находиться не больше двух электронов, на p-подуровне — не больше шести электронов, на d-подуровне — не больше десяти электронов, на f-подуровне — не больше четырнадцати электронов.

Электроны, как и люди, стремятся занять более комфортные места. Порядок заполнения подуровней в атомах химических элементов следующий:

После того, как мы расположили все электроны по своим местам, мы можем составить электронную конфигурацию атома, которая будет отражать порядок заполнения электронов по подуровням в текстовом виде.

Потренируемся в написании электронной конфигурации на примере атома титана.

Химический элемент титан располагается в IVB группе IV периода, имеет порядковый номер, равный 22. Исходя из этого, мы можем сказать, что в его атоме:

четыре энергетических уровня (IV период), из которых первый и второй уровни полностью заполнены;
четыре электрона на внешнем энергетическом уровне и предвнешнем подуровне;
всего двадцать два электрона (порядковый номер).

В соответствии с порядком заполнения орбиталей распределим электроны:

₂₂Ti 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2 — как мы видим, сначала заполняется 4s-подуровень, а затем 3d-подуровень, это соответствует порядку заполнения орбиталей, описанному выше.

Проверим себя. В сумме все верхние цифры (обозначающие число электронов на подуровне), должны образовать ровно 22: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 2 = 22, следовательно, электронная конфигурация атома титана составлена верно.

В зависимости от положения «последнего электрона» бывают s-, p-, d-, f-элементы:

s-элементы — это элементы IA и IIA групп, в их атомах последний электрон занимает место на s-подуровне внешнего энергетического уровня;
p-элементы — это элементы IIIA-VIIA групп, в их атомах последний электрон занимает место на p-подуровне внешнего энергетического уровня;
d-элементы — это элементы побочных подгрупп, в их атомах последний электрон занимает место на d-подуровне предвнешнего энергетического уровня;
f-элементы — это лантаноиды и актиноиды, 4f- и 5f-элементы соответственно, в их атомах последний электрон занимает место на f-подуровне предпредвнешнего энергетического уровня.

У s- и p-элементов валентные электроны находятся на внешнем уровне.

У d-элементов — на внешнем s- и на предвнешнем d-подуровнях.

Главные подгруппы таблицы Менделеева составляют s- и p-элементы, а между ними расположены переходные элементы.

К переходным элементам относятся элементы, которые расположены в побочных подгруппах больших периодов периодической системы Д.И. Менделеева. К ним принадлежат d- и f-элементы.

Без переходных металлов наш организм существовать не может.

Далее приведены электронные формулы атомов элементов первых четырех периодов. Благодаря этой шпаргалке всегда можно сверить свой вариант электронной конфигурации и проверить себя.

Переходные элементы очень бережливы в вопросе энергии, они любят расставлять все так, как хочется им. Как они это делают, мы сейчас и узнаем.

Проскок электрона

Одной из главных особенностей переходных элементов является проскок электрона. Для начала поймем, что же это такое?

Провал (проскок) электрона — переход электрона с внешнего энергетического уровня на предвнешний (нижележащий).

Иногда при заполнении энергетических подуровней мы нарушаем порядок заполнения подуровней. В первую очередь, это связано с заполнением s- и d-подуровней. Электрон перемещается с внешнего s- на предвнешний d-подуровень. Так образуется более устойчивая заполненная или полузаполненная конфигурация.

Это явление характерно для элементов IB и VIB групп: хрома (Cr), меди (Cu), серебра (Ag), золота (Au). Также проскок имеется у ниобия (Nb), молибдена (Mo), рутения (Ru), платины (Pt) и палладия (Pd).

Например, у меди электронная оболочка должна выглядеть как ..3d 9 4s 2 . Но так как для заполнения d-подуровня не хватает одного электрона, то более выгодной становится ситуация, когда с s-подуровня электрон «перепрыгивает» на внутренний d-подуровень. В результате, конфигурация меди выглядит как 3d 10 4s 1

Итог: иметь конфигурации nd 5 и nd 10 более энергетически выгодно, чем nd 4 и nd 9 .

Закрепим тему, а для этого решим аналог задания №1 ЕГЭ.

Задание. Определите, какие из указанных элементов в основном состоянии имеют на внешнем электронном уровне один неспаренный электрон. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в порядке возрастания.
1) Cr
2) Ca
3) C
4) Ne
5) Cu

Решение:
Запишем электронные конфигурации элементов.

1) Конфигурация хрома с учетом проскока электрона: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 .
Внешним считается 4 электронный уровень, на нем у нас один неспаренный электрон (4s 1 ), вариант ответа нам подойдет.

2) Конфигурация кальция: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s². Внешним будет 4 уровень, на нем два спаренных электрона (4s 2 ).

3) Конфигурация углерода: 1s 2 2s 2 2p 2 . Внешним будет 2 уровень, на котором два спаренных электрона (2s 2 ) и два неспаренных (2p 2 ).

4) Конфигурация неона: 1s 2 2s 2 2p 6 . Благородные газы не имеют неспаренных электронов, их внешний уровень полностью заполнен.

5) Конфигурация меди с учетом проскока электрона: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 . Внешним считается 4 электронный уровень, на нем у нас один неспаренный электрон (4s 1 ), вариант ответа нам также подойдет.

Ответ: 15

Сегодня мы с вами узнали, что электроны располагаются в атомах химических элементов в определенном порядке и выявили связь между положением химического элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева и строением его атома. Теперь для нас не составит труда описать строение атома любого химического элемента. А подробнее о переходных элементах можно прочитать в статье «Переходные элементы: хром, железо, марганец».

Термины

Валентные электроны — электроны, участвующие в образовании химической связи.

Фактчек

Электроны располагаются на электронных уровнях, причем их число определяется положением элемента в Периодической системе (по номеру периода).
Энергетические уровни, в свою очередь, состоят из подуровней.
Энергетические подуровни состоят из атомных орбиталей, которые для удобства обозначаются ячейками.
Химические элементы делятся на s-, p-, d- и f-семейства по тому, на какой подуровень пишем последний электрон при составлении электронной конфигурации атома.
d- и f-элементы являются переходными.
Переходным элементам характерно явление провала (проскока) электрона: перехода электрона с внешнего уровня на более комфортный предвнешний.

Проверь себя

Задание 1.
Сколько электронов может максимально располагаться на орбитали?

1 электрон;
2 электрона;
3 электрона;
4 электрона.

Задание 2.
Как атомные подуровни заполняются электронами?

В порядке увеличения их энергии.
В порядке уменьшения их энергии.
В периодическом порядке.
В порядке уменьшения порядкового номера.

Задание 3.
Какого семейства элементов не существует?

s-элементы;
p-элементы;
r-элементы;
d-элементы.

Задание 4.
Какому элементу не свойственен провал электрона?

Ответы: 1. — 2; 2. — 1; 3. — 3; 4. — 1.

Атомы химических элементов

Сегодня мы поговорим об атоме, его строении и свойствах атомов.

Каждый атом состоит из ядра и оболочки.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Протон это частица, которая имеет заряд +1 и атомную массу 1.

Нейтроны не имеют заряда (они нейтральны), но имеет массу, равную единице. Сумма всех протонов ядра называется зарядом ядра и обозначается заглавной буквой Z. Сумма нейтронов обозначается заглавной буквой М. Нетрудно догадаться, что так как нейтроны нейтральны, а протон имеет заряд плюс один, то все ядро будет заряжено положительно.

Так как и протоны, и нейтроны имеют массу, равную единице, то существует какая-то величина, выражающая массу ядра. Она называется массовым числом и обозначается заглавной буквой А. Оно равно сумме протонов и нейтронов.

В периодической системе Менделеева вещества расположены в конкретном порядке. В каждой ячейке рядом с обозначением элемента есть цифры.

Есть цифра, которая обозначают заряд ядра (Z), то есть количество протонов. Есть цифра, которая, обозначает массовое число A.

Химическим элементом называются атомы веществ, которые содержат одинаковое количество протонов.

Ядра химических элементов неустойчивы, и количество нейтронов в них может меняться, они могут приходить и уходить.

Если количество протонов в некоторых атомах одинаковое, а количество нейтронов разное, то и массовое число у них тоже будет разным. Такие атомы называются изотопами. Например, существуют изотопы лития

Также существуют такие химические элементы, у которых будут одинаковое массовое число, но разное число протонов. Такие элементы называются изобары. Конечно же, это разные химические элементы.

Вокруг ядра присутствует оболочка электронов. Электроны имеют настолько маленькую массу, что в некоторых случаях мы говорим, что она равна нулю.

Электрон имеет отрицательный заряд. И есть такое правило, что в нормальном состоянии количество протонов должно равняться количеству электронов. И этого следует, что наш атом будет заряжен нейтрально, то есть отрицательный заряд будет равен положительному.

Электронная формула

Давайте посмотрим, как можно записать электронную формулу, которая будет отображать структуру электронных оболочек в атоме.

Мы говорили, что существуют энергетические уровни, число которых равно номеру периода. В этом энергетическом уровне есть подуровни.

В каждом подуровне есть орбитали. В первом s-подуровне 1 орбиталь, в p-подуровне 3 орбитали, в d-подуровне 5 орбиталей и в f-подуровне 7 орбиталей.

Как же они обозначаются?

f(7) = _ _ _ _ _ _ _

Электронная формула химического элемента отражает то, как электроны в атоме химического элемента располагаются по энергетическим уровням и на орбиталях в подуровнях.

Давайте возьмем водород, у которого есть только один электрон, и который находится в 1 периоде и 1 группе. У него 1 уровень и 1 подуровень. Количество орбиталей тоже равно 1.

Электронную формулу водорода можно записать в таком виде

Существует три принципа составление электронных формул:

Первый принцип гласит, что электроны заполняют орбитали в порядке возрастания энергии. Сначала заполняется s-подуровень, затем p-подуровень и т.д.
Второй принцип Паули говорит о том, что в одной орбитали может быть не более двух электронов.
Третье правило говорит о том, что сначала электроны будут заполнять свободные орбитали по одному, а зачем, если останутся лишние электроны, они будут по второму кругу заполнять орбитали.

Индекс около знака подуровня (s2, p3) обозначает количество электронов на орбиталях этого подуровня.

Давайте попробуем составить формулу электронную лития.

Литий имеет номер 3, то есть у него всего 3 электрона. Он находится во втором периоде, значит у него два уровня. Он находится в первой группе, значит у него один внешний электрон.

Номер группы говорит о том, сколько внешних валентных электронов в нашем атоме. Валентные электроны участвуют в образовании химической связи.

Рассмотрим также элемент кальций.

₂₀Ca — 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2

В общем случае электроны располагаются по орбиталям по правилу Клечковского и в соответствии с принципами, описанными выше.

Металлические и неметаллические свойства

Металлические свойства элементов — это свойство атомов отдавать электроны. Например, у металлов, как правило, на внешнем энергетическом уровне находится от одного до трех электронов.

Неметаллические свойства — это способность принимать на себя электроны. У этих элементов на внешнем энергетическом уровне будет находиться от 4 до 8 электронов.

Давайте разберемся, как по периодической системе элементов можно понять, какими свойствами обладает тот или иной элемент.

Мы знаем, что в одном периоде у атомов одинаковое количество электронных слоёв, но количество электронов увеличивается. Электронов становится больше и они с большей силой притягиваются к ядру. Следовательно, терять электроны атому будет намного сложнее. А свойство принимать электроны будет увеличиваться.

В одной группе, наоборот, у атомов одинаковое количество внешних электронов, но увеличивается количество электронных слоев. Электроны располагаются от ядра все дальше, следовательно, больше шанс потери электронов у атома. Способность принимать чужие электроны у атома уменьшается.

В итоге, в периодической системе в группе сверху вниз и в периоде справа налево увеличиваются металлические свойства элементов, а в группе снизу вверх и в периоде справа налево увеличиваются неметаллические свойства.

Таким образом, мы теперь можем сравнивать разные элементы по их свойствам.

Электроотрицательность

Когда два атома взаимодействуют с образованием химической связи, один из атомов либо притягивает на себя электроны, либо отталкивает в зависимости от его неметаллических свойств.

Электроотрицательность — это способность перетягивать на себя электроны другого атома. Она выражается в конкретных числах, но слишком сложна для запоминания. Поэтому для удобства взяли за единицу электроотрицательность лития и остальные все элементы выражаются относительно этого элемента.

Таким образом, зная электроотрицательность элементов, можно делить их на металлы и неметаллы. Как правило, у металлов электроотрицательности не превышает 2. У неметаллов она больше 2.

При образовании химической связи вещество с большей электроотрицательностью будет притягивать к себе электроны другого атома с меньшей электроотрицательностью. В этом и заключается основная сущность химической связи, про которую мы поговорим далее.

Химическая связь между атомами может быть четырех видов:

когда у двух элементов одинаковая электроотрицательность (ковалентная неполярная)
когда у двух элементов электроотрицательность разная, но разница несущественная (ковалентная полярная)
когда электроотрицательность сильно различается (ионная)
металлическая связь

Ковалентная неполярная химическая связь

Первый вид связи, а именно ковалентная неполярная химическая связь, может быть у двух одинаковых элементов неметаллов. Так образуются газы водород (H₂), азот (N₂), кислород (О₂).

Давайте посмотрим, как это происходит на примере водорода. У водорода один электрон, он находится в первом периоде и 1 группе. Соответственно, для заполнения внешнего уровня ему не хватает всего одного электрона. Чтобы его забрать он взаимодействует с другим атомом водородом с образованием общей электронной пары. Таким образом, эта общая электронная пара становится общей для того и для другого атома водорода, и в какой-то момент эти уровни заполняются до последнего.

Такой вид связи будет называться классическая ковалентная неполярная, так как эта общая электронная пара не будет смещаться ни к тому, ни к другому атому, потому что их электроотрицательность одинаковая.

Более сложный пример — это атом азота.

Мы знаем, что у азота на внешнем уровне три неподеленных электрона. Чтобы заполнить до конца этот внешний уровень ему нужно ещё три электрона, которые он берёт у такого же атома азота.

Ковалентная полярная химическая связь

Рассмотрим вид химической связи, когда электроотрицательность различается несущественно на примере галогеноводородов, а именно взаимодействии водорода и хлора.

Вспомним, что у водорода один электрон на внешней оболочке, хлор находится в третьем периоде и 7-й группе. У него на внешнем уровне 7 неспаренных электронов.

Ковалентная полярная связь будет выглядеть следующим образом:

Ионная химическая связь

Ионные химические связи образуется между атомами, у которых очень большая разница в электроотрицательности. Эти элементы находятся в периодах и в группах периодической системы далеко друг от друга.

Рассмотрим этот вид связи на примере взаимодействия натрия и фтора.

Электроотрицательность натрия равна 0,9, а у фтора 4. Это довольно большая разница.

У натрия, который находится в первой группе, на внешнем энергетическом уровне находится один Электрон, у фтора на внешнем энергетическом уровне находятся семь электронов, так как он находится в седьмой группе.

Для заполнения и того, и другого внешнего слоя они необходимы друг другу. Но так как у них достаточно большая разница в электроотрицательности, натрий отдает фтору свой внешний электрон полностью и становится заряженным положительно. Атом фтора с стильными металлические свойствами этот электрон забирает и становится заряженным отрицательно.

Наши атомы стали положительно заряженными и отрицательно заряженными.

Атомы, которые меняют свой заряд в зависимости от того, принимают они на себя электронный заряд или отдают, называются ионами, поэтому и химическая связь называется ионная.

Металлическая связь

Металлы не находятся в природе в виде отдельных атомов. Вы никогда не увидите отдельно лежащий атом натрия или алюминия. Металлы находятся в природе в виде кристаллов и имеют структуру в виде кристаллической решетки.

Давайте разберем это на примере пластинки алюминия.

Если мы посмотрим в периодическую таблицу, мы увидим, что алюминий находится в третьей группе. Это значит, что на внешнем энергетическом уровне у него три электрона. Эти электроны могут свободно открепляться от нашего атома, и атом алюминия будет превращаться в положительно заряженный ион.

Это происходит не у всех атомов алюминия, то есть некоторые атомы отдают свои три электрона, а некоторые пока остаются в неизменном виде.

Свободно циркулирующие по металлической решетке электроны присоединяться к другим положительно заряженным ионам алюминия.

Положительно заряженные ионы алюминия будут превращаться опять в обычные атомы алюминия.

В чём же сходство и отличие металлической связи от ионной и ковалентной связи?

Как и ионная, металлическая связь тоже образована ионами, но в металлической связи присутствуют только положительно заряженные ионы и нейтральные атомы.

Связь между ними осуществляется с помощью электронов, которой движутся вокруг них.

Поделитесь с друзьями или коллегами!