Чем дальше электрон от ядра, тем больше его энергия и слабее связь с ядром.

На одной орбитали может содержаться не более двух электронов. Два электрона на одной орбитали называют спаренными. Если на орбитали находится один электрон, то он неспаренный.

Заполнение электронных слоёв атомов элементов малых периодов

Общее число электронов в атоме равно порядковому номеру химического элемента в Периодической таблице.

 

Каждый электрон находится на своей орбитали. Чем больше энергия электрона, тем больше по размеру его орбиталь, и тем дальше он находится от ядра.

 

Электроны с близкими значениями энергии образуют энергетический уровень (электронный слой).

Энергетический уровень (электронный слой) — совокупность электронов с близкими значениями энергии.

Энергетические уровни нумеруют, начиная с самого близкого к ядру.

 

Установлено, что максимальное число электронов на энергетическом уровне равно 2 n ², где n — его номер. Значит, на первом уровне может находиться не более 2 электронов, на втором — не более 8, на третьем — не более 18 и т. д.

 

В атоме водорода — один электрон, и он располагается на первом энергетическом уровне:

 

H 1)1.

 

В атоме гелия — два электрона. Первый энергетический уровень у гелия завершён, так как он не может содержать более двух электронов:

 

He 2)2.

 

В атоме лития — три электрона. Два из них находятся на первом уровне. Третий электрон имеет большую энергию и движется дальше от ядра. В атоме лития появляется второй энергетический уровень:

 

Li 3)2)1.

 

У следующих элементов второго периода электроны добавляются на второй уровень:

 

Be 4)2)2; B 5)2)3; C 6)2)4; N 7)2)5; O 8)2)6; F 9)2)7; Ne 10)2)8.

 

У неона второй электронный слой завершён, так как содержит 8 электронов — максимально возможное число.

 

Заполнение третьего энергетического уровня начинается у атома натрия и завершается у атома аргона:

 

Na 11)2)8)1; Mg 12)2)8)2; Al 13)2)8)3; Si 14)2)8)4; P 15)2)8)5; S 16)2)8)6; Cl 17)2)8)7; Ar 18)2)8)8.

 

Максимальное количество электронов на третьем слое равно 18, но у элементов третьего периода его заполнение не происходит, потому что внешний электронный слой не может содержать более 8 электронов.

 

Обрати внимание!

На внешнем электронном слое не может быть более 8 электронов.

У элементов четвёртого периода начинается заполнение четвёртого энергетического уровня:

 

K 19)2)8)8)1; Ca 20)2)8)8)2.

 

Полностью четвёртый электронный слой заполняется, как и в малых периодах, у инертного газа криптона.

Физический смысл периодического закона

В предыдущей теории мы установили, что в атомах элементов первого периода электроны образуют 1 электронный слой, в атомах элементов второго периода — 2 слоя, а в атомах элементов третьего периода — 3 слоя.

Число энергетических уровней в атоме химического элемента равно номеру периода, в котором этот элемент находится в Периодической таблице.

Это физический смысл номера периода.

Пример:

в атомах элементов третьего периода натрия, магния и хлора электроны располагаются на трёх электронных слоях:

 

Na 11)2)8)1; Mg 12)2)8)2; Cl 17)2)8)7.

Наибольшее влияние на свойства атомов оказывают электроны внешнего слоя, так как они слабо связаны с ядром. Это валентные электроны.

 

Если сравнить число валентных электронов в атомах, то можно сделать вывод о том, что у элементов одного периода их число увеличивается, а у элементов одной группы оно одинаково и равно номеру этой группы.

Число валентных электронов для элементов A -групп совпадает с номером группы.

Это физический смысл номера A -группы.

Пример:

в атомах элементов VA группы азота и фосфора на внешних электронных слоях находится по 5 электронов:

 

N 7)2)5; P 15)2)8)5.

Подобная закономерность заполнения электронных слоёв наблюдается и для элементов больших периодов.

 

Строение внешнего энергетического уровня повторяется в каждом периоде.

Число электронов на внешнем уровне атомов периодически повторяется, поэтому периодически повторяются свойства химических элементов.

Это сущность и физический смысл периодического закона.