Параграф 31 Химия 8 класс Габриелян | Конспект

Строение электронных оболочек атомов

Планетарная модель атома

Планетарная модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом, считается упрощенным представлением. Согласно этой модели, атом состоит из ядра, где сосредоточена почти вся его масса, и электронной оболочки, включающей электроны. Электроны вращаются вокруг ядра, напоминая движение планет вокруг Солнца. Однако современное понимание атома основано на квантовой механике: положение электрона вокруг ядра нельзя точно определить, можно лишь указать область его нахождения — орбиталь. Электрон рассматривается как частица с отрицательным зарядом, вращающаяся на определенных энергетических уровнях. Такие уровни распределяются слоями, и каждый слой способен вмещать строго определенное число электронов.

Энергетические уровни и их заполнение

Энергетические уровни — это области, где располагаются электроны вокруг ядра. Уровень может содержать ограниченное число электронов, что определяется формулой 2n², где n — номер уровня. Например, первый уровень вмещает 2 электрона, второй — 8, третий — 18. У атомов элементов первого периода есть только один энергетический уровень (водород, гелий), у элементов второго периода — два уровня. Уровень считается завершенным, если он полностью заполнен электронами. Заполненные уровни делают атомы химически устойчивыми, например, благородные газы.

Внешние электроны и свойства атомов

Свойства химического элемента зависят от числа электронов на его внешнем энергетическом уровне. У элементов IA-группы на внешнем уровне один электрон, у IIA-группы — два. У элементов VIIA-группы на внешнем уровне семь электронов, что делает их активными неметаллами (галогены). У благородных газов внешняя оболочка завершена, что делает их химически инертными. Например, атом гелия имеет два электрона на первом уровне, а неон — восемь на втором уровне, что соответствует завершенной оболочке.

Периодическая повторяемость свойств

Периодическая система Менделеева связана с повторением химических свойств элементов, обусловленным одинаковым числом электронов на внешнем уровне. Элементы с одинаковым числом внешних электронов имеют схожие свойства и располагаются в одной группе. Например, литий, натрий, калий — металлы с одним электроном на внешнем уровне, они проявляют схожую активность. Галогены (фтор, хлор, бром) имеют семь внешних электронов и проявляют сильные окислительные свойства. Это периодическое повторение свойств объясняет структуру периодической таблицы.

Химическая устойчивость

Заполненные или завершенные электронные оболочки делают атомы химически устойчивыми. Например, атомы гелия и неона имеют завершенные уровни и не вступают в химические реакции. Атомы с незавершенными оболочками стремятся их заполнить, принимая, отдавая или обменивая электроны. Это свойство лежит в основе химической активности элементов. Например, атом кислорода, имеющий шесть электронов на внешнем уровне, активно принимает два электрона, чтобы завершить оболочку.

Энергетическая структура и периоды

Элементы первого периода имеют один энергетический уровень, второго — два, третьего — три и так далее. Каждый последующий период включает элементы с увеличенным числом энергетических уровней. Например, у натрия три уровня, но только один электрон на внешнем уровне, что делает его активным металлом. Аналогично у серы три уровня, а на внешнем — шесть электронов, что определяет ее химическую активность.