Орбітальне квантове число є важливим параметром, що використовується в атомній фізиці та хімії для опису електронної конфігурації атома. Воно допомагає визначити розподіл електронів по орбіталях в атомі, а також передбачити його хімічні властивості. Щоб зрозуміти, як визначити орбітальне квантове число, можна використовувати таблицю Менделєєва.
Таблиця Менделєєва надає інформацію про хімічні елементи, включаючи їх атомні номери. Атомний номер вказує на кількість протонів в ядрі атома і, отже, на кількість електронів в атомі, якщо атом електрично нейтральний. Важливо зауважити, що атомний номер також визначає розташування елемента в таблиці Менделєєва.
Для визначення орбітального квантового числа необхідно знати основні правила заповнення орбіталей. Згідно з правилом "найменшої енергії", електрони заповнюють орбіталі по порядку зростання їх енергії. Так, спочатку заповнюються орбіталі з найменшим значенням орбітального квантового числа, а потім орбіталі з великими значеннями цього числа.
Наприклад, для атома кисню (O) з атомним номером 8, ми можемо визначити орбітальне квантове число, використовуючи таблицю Менделєєва. Кисень розташований у другому періоді таблиці Менделєєва і має 2 електрони в першій енергетичній оболонці та 6 електронів у другій оболонці. Це означає, що друга енергетична оболонка кисню має 4 орбіталі, тобто існує 4 можливі значення для орбітального квантового числа: s, p, d і F.
Як визначити орбітальне квантове число
Орбітальне квантове число (також відоме як головне квантове число) визначає енергетичний рівень електрона в атомі. Воно позначається буквою N і може приймати тільки цілочисельні значення, починаючи з 1.
Щоб визначити орбітальне квантове число для конкретного елемента, потрібно використовувати таблицю Менделєєва. У таблиці Менделєєва елементи впорядковані за зростанням номерів атомів, а електронні оболонки розділені на енергетичні рівні.
Для визначення орбітального квантового числа для елемента, знайдіть його номер атома в таблиці Менделєєва. Потім визначте енергетичний рівень, на якому знаходиться даний елемент. Енергетичний рівень визначається головним квантовим числом. Наприклад, елемент з атомним номером 4 (берилій) знаходиться на другому енергетичному рівні, тому його орбітальне квантове число дорівнює 2.
Знання орбітального квантового числа дозволяє визначити максимальну кількість електронів, які можуть перебувати на даному енергетичному рівні. Загальна формула для визначення максимальної кількості електронів на даному енергетичному рівні складається з подвоєного значення орбітального квантового числа, помноженого на 2. Так, для елемента з орбітальним квантовим числом, рівним 3, максимальна кількість електронів на даному енергетичному рівні дорівнюватиме 18 (2 * 3^2 = 18).
Таким чином, визначення орбітального квантового числа для елементів за допомогою таблиці Менделєєва дозволяє отримати інформацію про енергетичні рівні і кількості електронів на них. Це корисне знання для вивчення будови атомів і хімічних властивостей елементів.
Інструкція по використанню таблиці Менделєєва
Орбітальне квантове число позначається буквами s, p, d, f і вказує на енергетичний рівень електрона. Чим більше значення орбітального квантового числа, тим вище енергетичний рівень.
Давайте розглянемо приклад визначення орбітального квантового числа:
- Виберіть елемент з таблиці Менделєєва, у якого відомо атомне число. Наприклад, розглянемо елемент кисень (атомне число 8).
- На таблиці Менделєєва знайдіть групу, якій належить обраний елемент. У випадку кисню це група 16.
- Визначте позицію елемента у своїй групі. Кисень займає другу позицію.
- Орбітальне квантове число визначається за формулою: n = група-позиція. Для кисню орбітальне квантове число дорівнюватиме 16-2 = 14.
Отже, для кисню орбітальне квантове число дорівнює 14. Дана інформація дозволяє визначити енергетичний рівень електрона в атомі кисню.
Таблиця Менделєєва є потужним і універсальним інструментом в хімії. Її використання дозволяє спростити і прискорити процес визначення орбітального квантового числа та інших хімічних властивостей елементів.
Приклади визначення орбітального квантового числа
Орбітальне квантове число (l) визначається за допомогою таблиці Менделєєва, яка відображає різні електронні конфігурації елементів. Давайте розглянемо кілька прикладів, щоб побачити, як це працює:
| Приклад | Елемент | Електронна конфіґурація | Орбітальне квантове число (l) |
|---|---|---|---|
| Приклад 1 | Вуглець (C) | 1s 2 2s 2 2p 2 | 0, 1 |
| Приклад 2 | Кисень (O) | 1s 2 2s 2 2p 4 | 0, 1 |
| Приклад 3 | Кальцій (Ca) | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 | 0, 1, 3 |
У прикладі 1 і 2 видно, що вуглець і кисень мають електронну конфігурацію, в якій S - і p-орбіталі заповнені по-різному. Тому орбітальне квантове число дорівнює 0 і 1.
У прикладі 3 видно, що у кальцію атоми F-орбіталі відсутні в електронній конфігурації. Орбітальне квантове число фіксується на рівні 0, 1 і 3.
Таким чином, таблиця Менделєєва надає інформацію про конфігурації електронів в атомах елементів, що дозволяє визначити орбітальне квантове число.