Атоми з'єднуються між собою, утворюючи різні хімічні сполуки. Щоб зрозуміти, як утворюється конкретна сполука, необхідно знати, скільки електронів атома залишається відсутнім або більшим на його зовнішньому енергетичному рівні. Ця інформація дозволяє визначити, які типи зв'язків можуть утворюватися між атомами.
Кількість відсутніх або більших електронів на зовнішньому рівні атома визначається через його валентність. Валентність-це кількість електронів, яку атом може прийняти або віддати при утворенні хімічного зв'язку.
Для визначення валентності атома потрібно взяти його групу в таблиці Менделєєва. Група-це вертикальний ряд елементів у таблиці. Якщо атом знаходиться в групі 1, наприклад, групи лужних металів, його валентність буде дорівнює 1, тому що він може віддати один електрон. Якщо атом знаходиться в групі 7, наприклад, групі галогенів, його валентність буде дорівнює 7, так як він може прийняти один електрон для утворення стабільного зв'язку.
Основні поняття і сенс завдання
Зовнішній рівень атома - найбільш високоенергетичний рівень, на якому знаходяться електрони в атомі.
Відсутні електрони - електрони, відсутні на зовнішньому рівні атома і призводять до незбалансованої зарядової складової.
Завдання визначення кількості відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома полягає у визначенні, скільки електронів має бути на цьому рівні для досягнення стабільної конфігурації.
Короткий огляд зовнішніх рівнів атомів елементів O, P і L
Зовнішній рівень атома являє собою енергетичний рівень, на якому знаходиться останній електрон атома. Кількість електронів на зовнішньому рівні визначає хімічні властивості атома та його здатність утворювати хімічні зв'язки.
| Елемент | Кількість електронів на зовнішньому рівні |
|---|---|
| Кисень (O) | 6 |
| Фосфор (P) | 5 |
| Літій (Li) | 1 |
Кисень (O) має шість електронів на зовнішньому рівні. Це робить його сильним електроноакцептором і здатним утворювати ковалентні та іонні зв'язки з іншими атомами.
Фосфор (P) має п'ять електронів на зовнішньому рівні. Він також здатний утворювати ковалентні та іонні зв'язки, але його реакційна здатність може бути різною залежно від умов.
Літій (Li) має один електрон на зовнішньому рівні. Це робить його металом лужного металу і здатним утворювати іонні зв'язки з іншими атомами.
Кількість електронів на зовнішньому рівні атома може бути визначена через його електронну конфігурацію або позицію елемента в періодичній системі.
Опис зовнішнього рівня атома елемента O
Атом кисню (O) має зовнішній електронний рівень, який містить 6 електронів. На цьому рівні знаходяться 2 електрони в S-орбіталі і 4 електрони в p-орбіталі.
Визначення кількості відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома O може бути здійснено шляхом порівняння кількості електронів на зовнішньому рівні з максимальною кількістю електронів на цьому рівні. У разі атома кисню, максимальна кількість електронів на зовнішньому рівні дорівнює 8. Отже, атом кисню має 2 відсутні електрони на зовнішньому рівні для досягнення електронної конфігурації з повним зовнішнім рівнем.
Опис зовнішнього рівня атома елемента P
Атом фосфору (P) на зовнішньому рівні містить 5 електронів. Зовнішній рівень атома складається з трьох енергетичних оболонок: шостий, третій і другий. Третій зовнішній рівень містить 2 електрони, другий зовнішній рівень містить 8 електронів, а шостий зовнішній рівень містить 5 електронів.
Для визначення кількості відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома Р можна використовувати правило октету. За цим правилом атом прагне заповнити свій зовнішній рівень так, щоб кількість електронів на ньому дорівнювало 8. У разі атома фосфору на шостому зовнішньому рівні бракує 3 електрона для досягнення октетного стану. Це означає, що атому P потрібні 3 додаткові електрони, щоб його зовнішній рівень був повністю заповнений.
Визначення кількості відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома елемента P є важливим для розуміння його хімічних властивостей і здатності до утворення хімічних зв'язків.
Опис зовнішнього рівня атома елемента L
Кількість електронів на зовнішньому рівні атома елемента L можна визначити за його порядковим номером у таблиці Менделєєва. Зазвичай це номер групи, в якій знаходиться елемент L. наприклад, якщо елемент L знаходиться в 2 групі, то на його зовнішньому рівні буде знаходитися 2 електрона.
Величина валентності елемента L, тобто кількість вільних електронів на зовнішньому рівні, визначає його здатність утворювати хімічні зв'язки. Чим вище валентність, тим більше можливостей для утворення зв'язків з іншими атомами.
Знання кількості електронів на зовнішньому рівні атома елемента L допомагає передбачити його хімічну поведінку та взаємодію з іншими атомами. Ця інформація має велике значення при вивченні хімічних реакцій і розумінні будови і властивостей речовини.
Методи визначення кількості відсутніх електронів
Існує кілька методів визначення кількості відсутніх електронів:
- Аналіз електронної конфігурації атома. За відомою електронною конфігурацією можна визначити кількість електронів на зовнішньому рівні. Знаючи загальну кількість електронів атома та його електронну конфігурацію, можна обчислити кількість відсутніх електронів.
- Аналіз хімічної формули речовини. Якщо відома хімічна формула речовини, можна визначити кількість електронів, які повинен мати атом для утворення стабільної молекули. Різниця між кількістю електронів на зовнішньому рівні та цим ідеальним значенням вказує на кількість відсутніх електронів.
- Використання методів спектроскопії. Спектроскопічні методи дозволяють аналізувати електронні рівні атома і визначити кількість електронів на зовнішньому рівні. Такі методи, як рентгенівська фотоелектронна спектроскопія та електронна енергетична втрата спектроскопія, широко використовуються для визначення електронної структури атомів.
Вибір методу залежить від доступних засобів і можливостей дослідження. Поєднання різних методів може дати більш точні результати визначення кількості відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома.
Використання таблиці Менделєєва
Для визначення кількості відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома можна використовувати таблицю Менделєєва. У таблиці Менделєєва представлені всі відомі елементи, впорядковані за зростанням атомного номера. Атомний номер елемента дорівнює кількості протонів в ядрі атома і також визначає кількість електронів на зовнішньому рівні.
Щоб визначити кількість відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома, потрібно знати його атомний номер і позицію елемента в таблиці Менделєєва. Для прикладу розглянемо атом кисню (O) з атомним номером 8. Кисень розташований у другому періоді, в шостій групі таблиці Менделєєва.
У другому періоді елементів атоми мають два електрони на зовнішньому рівні, а в шостій групі атоми мають шість електронів на зовнішньому рівні. Таким чином, у атома кисню відсутніх електронів на зовнішньому рівні буде 8 - 6 = 2.
Таким чином, таблиця Менделєєва є корисним інструментом для визначення кількості відсутніх електронів на зовнішньому рівні атома. Знаючи атомний номер елемента та його положення в таблиці Менделєєва, можна легко визначити кількість відсутніх електронів і легше зрозуміти властивості та хімічну поведінку даного елемента.
Застосування правила октету
Якщо атом має менше 4 електронів на зовнішньому рівні, він прагне отримати відсутні електрони, щоб досягти восьми. Це досягається шляхом утворення хімічних зв'язків з іншими атомами, які можуть забезпечити електрони. В результаті утворюється іон позитивного заряду (катіон).
Якщо атом має більше 4 електронів на зовнішньому рівні, він прагне віддати деякі електрони іншим атомам, щоб досягти восьми. Це також відбувається шляхом утворення хімічних зв'язків, але в цьому випадку атом створює іон негативного заряду (аніон).
Застосування правила октету допомагає зрозуміти, які хімічні реакції відбуваються між атомами та як утворюються сполуки. Це правило також дозволяє передбачити, який заряд матиме іон після утворення зв'язку.