Хром (Cr) - хімічний елемент з атомним номером 24. Він відноситься до перехідних металів д-блоку періодичної системи Менделєєва. У хрому є кілька електронних оболонок, найбільш важливою з яких є остання оболонка - третя.
На третій електронній оболонці хрому знаходиться 4 електрона. Ця оболонка може вмістити максимум 18 електронів, однак у хрому, як і у багатьох перехідних металів, остання оболонка заповнюється не повністю. Така особливість обумовлена енергетичними особливостями атома хрому і його електронної структури.
На останньому рівні у хрому знаходяться 2 електрона s-підрівня і 4 електрона d-підрівня. Звідси випливає, що у хрому на останньому електронному рівні знаходиться 6 електронів, що робить його електронну формулу [Ar] 3d 6 4s 2 .
Що визначає кількість електронів на останньому рівні
Кількість електронів на останньому енергетичному рівні атома хімічного елемента визначає його електронну конфігурацію та хімічні властивості.
Кожен атом прагне досягти стабільної електронної конфігурації, маючи повністю заповнені енергетичні рівні. Останній енергетичний рівень, на якому знаходяться електрони, називається валентним рівнем.
Кількість електронів на валентному рівні визначається групою елемента в періодичній системі Менделєєва. Наприклад, елементи з першої групи, такі як літій і натрій, мають по одному електрону на валентному рівні. Елементи з другої групи, такі як берилій і магній, мають по два електрони на валентному рівні.
Кількість електронів на валентному рівні впливає на хімічні властивості елементів та їх здатність утворювати хімічні сполуки. Елементи з неповністю заповненими валентними енергетичними рівнями прагнуть прийняти або віддати електрони для досягнення стабільної електронної конфігурації.
Таким чином, кількість електронів на останньому рівні в атомі хрому визначається його положенням в періодичній системі Менделєєва і становить 6.
Атом хрому і його будова
Атом хрому складається з ядра, в якому знаходяться протони і нейтрони, і хмари електронів. Щоб повністю описати будову атома хрому, необхідно розглянути розташування електронів на енергетичних рівнях.
На самому зовнішньому енергетичному рівні атома хрому знаходяться 6 електронів. Оскільки кількість електронів на зовнішньому рівні визначає хімічні властивості елемента, можна сказати, що хром має 6 електронів на останньому рівні.
| Позначення рівня | Кількість електронів |
|---|---|
| До | 2 |
| М | 8 |
| N | 8 |
| O | 18 |
| P | 6 |
Таким чином , атом хрому має загальну електронну конфігурацію 1s 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 1 3d 5, де Останні 6 електронів знаходяться на рівні 4s і 3D.
Електронні оболонки та рівні
Атом складається з ядра та електронних оболонок, які обертаються навколо ядра. Електронні оболонки розділені на рівні, які позначаються буквами K, L, M, і т.д. у кожного рівня є обмежена кількість електронів, які можуть перебувати на ньому.
Рівень K має найменшу енергію і може містити не більше 2 електронів. Рівень L має велику енергію і може містити до 8 електронів. Наступний рівень, рівень M, може містити до 18 електронів, і так далі.
У хрому атомне число дорівнює 24. Тому, в його атомі буде 24 електрона. Щоб визначити кількість електронів на останньому рівні, необхідно знати його електронну конфігурацію. У хрому електронна конфігурація: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 3D 4 . Тут останній рівень-3d, і на ньому знаходяться 4 електрона.
Таким чином, хром має 4 електрони на останньому рівні.
| Рівень | Максимальна кількість електронів |
|---|---|
| K | 2 |
| L | 8 |
| M | 18 |
| N | 32 |
Принцип заповнення електронних оболонок
Принцип заповнення електронних оболонок описує порядок, в якому електрони заповнюють енергетичні рівні атома. Згідно з цим принципом, електрони наповнюють електронні оболонки, починаючи з найменшого енергетичного рівня, і рухаються до більш високих рівнів.
Найбільш низький рівень енергії називається 1s, наступний за ним – 2s, потім 2P, 3S, 3P і так далі. Кожен рівень має певну кількість підрівнів, які відповідають різним орбіталям і можуть містити різну кількість електронів. Найбільшу кількість електронів на кожному підрівні можна визначити за формулою 2n^2, де n - номер енергетичного рівня.
| Енергетичний рівень | Підрівень | Максимальна кількість електронів |
|---|---|---|
| 1 | s | 2 |
| 2 | s | 2 |
| 2 | p | 6 |
| 2 | p | 6 |
| 2 | p | 6 |
| 3 | s | 2 |
| 3 | p | 6 |
| 3 | p | 6 |
| 3 | p | 6 |
| 3 | d | 10 |
| 4 | s | 2 |
| 4 | p | 6 |
| 4 | p | 6 |
| 4 | p | 6 |
| 4 | d | 10 |
| 4 | f | 14 |
Кожен елемент періодичної системи має унікальну кількість електронів на останньому енергетичному рівні, що визначає його властивості та дозволяє його класифікувати. Наприклад, у хрому (Cr) на останньому енергетичному рівні знаходяться 6 електронів.
Визначення останньої заповненої оболонки
Для визначення останньої заповненої оболонки елемента хрому, необхідно враховувати його розташування в періодичній системі елементів. Хром (Cr) знаходиться в 4-й групі періодичної системи і має атомний номер 24.
Атомний номер хрому показує кількість електронів в атомі. Щоб знайти кількість електронів на останньому (зовнішньому) рівні, потрібно розглянути його електронну конфігурацію.
Електронна конфігурація хрому: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 1 3d 5 .
З електронної конфігурації видно, що на останньому рівні 4S знаходиться 1 електрон, а на передостанньому рівні 3D знаходиться 5 електронів. Отже, останньою заповненою оболонкою хрому є рівні 4S та 3D.
Таким чином, хром має 6 електронів на останній заповненій оболонці.
Винятковість хрому в заповненні електронних оболонок
Атомний номер хрому дорівнює 24, Що означає наявність 24 електронів в атомі. Будова атома хрому можна описати наступним чином:
| Енергетичний рівень | Кількість електронів |
|---|---|
| 1s 2 | 2 |
| 2s 2 2p 6 | 8 |
| 3s 2 3p 6 3d 5 | 13 |
| 4s 1 | 1 |
На останньому енергетичному рівні у хрому знаходиться 1 електрон, що робить його будова незвичайним. Зазвичай, при заповненні електронних оболонок, на останньому рівні знаходиться 2 електрона. У випадку хрому, один з електронів з оболонки 4S 2 переміщується на оболонку 3d 5 , щоб утворити повністю заповнену підрівень D. це пояснює винятковість хрому в заповненні електронних оболонок.
Кількість електронів на останньому рівні у хрому
У кожного атома хрому на останньому енергетичному рівні знаходиться 4 електрона.
Цей рівень називається d-підрівнем. Електрони в d-підрівні заповнюються за правилами Хунда,
які визначають послідовність заповнення орбіталей з найменшою енергією.
Через свою електронну конфігурацію хром має різноманітні хімічні властивості.
За рахунок наявності неповністю заповненого d-підрівня, хром може утворювати сполуки з різними валентностями,
у тому числі хром зі ступенем окислення +2, +3 і +6.
Залежність кількості електронів від хімічних властивостей
Кожен енергетичний рівень може містити певну кількість електронів. Останній енергетичний рівень, на якому знаходяться електрони, називається валентним рівнем. Кількість електронів на валентному рівні безпосередньо впливає на хімічні властивості елемента та його здатність брати участь у хімічних реакціях.
Взаємодія атомів один з одним залежить від числа електронів на валентному рівні. Деякі елементи прагнуть заповнити свій валентний рівень, маючи максимальну кількість електронів, щоб досягти більш стабільної електронної конфігурації. Інші елементи прагнуть віддати або прийняти електрони, щоб досягти стабільної конфігурації іонів.
- Лужні метали, такі як літій і натрій, мають лише один електрон на валентному рівні, що робить їх дуже реактивними і схильними до утворення іонів з позитивним зарядом.
- Халькогени, такі як фтор і хлор, мають сім електронів на валентному рівні і прагнуть прийняти один електрон, щоб досягти стабільної електронної конфігурації.
- Деякі елементи, такі як вуглець, кисень та азот, можуть утворювати подвійні або потрійні зв'язки, щоб досягти стабільної електронної конфігурації на валентному рівні.
Таким чином, кількість електронів на валентному рівні є важливим фактором, що визначає хімічні властивості елемента та його реактивність. Ця залежність дозволяє передбачити поведінку елементів у хімічних реакціях та використовувати їх у різних промислових процесах та технологіях.