Què passa amb els àtoms dels elements durant les reaccions químiques? Quines són les propietats dels elements? Es pot donar una resposta a aquestes dues preguntes: la raó rau en l'estructura del nivell d'energia externa de l'àtom. En el nostre article, considerarem l'estructura electrònica dels àtoms de metalls i no metalls i descobrirem la relació entre l'estructura del nivell exterior i les propietats dels elements.
Propietats especials dels electrons
Quan es produeix una reacció química entre les molècules de dos o més reactius, es produeixen canvis en l'estructura de les capes d'electrons dels àtoms, mentre que els seus nuclis romanen sense canvis. En primer lloc, familiaritzem-nos amb les característiques dels electrons situats als nivells de l'àtom més allunyats del nucli. Les partícules carregades negativament es disposen en capes a una certa distància del nucli i les unes de les altres. L'espai al voltant del nucli on és més probable que es trobin els electronsanomenat orbital d'electrons. Al voltant del 90% del núvol d'electrons carregat negativament s'hi condensa. El propi electró de l'àtom presenta la propietat de la dualitat, pot comportar-se simultàniament com a partícula i com a ona.
Regles per omplir la capa d'electrons d'un àtom
El nombre de nivells d'energia on es troben les partícules és igual al nombre del període on es troba l'element. Què indica la composició electrònica? Va resultar que el nombre d'electrons al nivell d'energia exterior per als elements s i p dels principals subgrups de períodes petits i grans correspon al nombre de grup. Per exemple, els àtoms de liti del primer grup, que tenen dues capes, tenen un electró a la capa exterior. Els àtoms de sofre contenen sis electrons a l'últim nivell d'energia, ja que l'element es troba al subgrup principal del sisè grup, etc. Si estem parlant d'elements d, llavors existeix la següent regla: el nombre de partícules negatives externes. és 1 (per a crom i coure) o 2. Això s'explica pel fet que a mesura que augmenta la càrrega del nucli dels àtoms, primer s'omple el subnivell d intern i els nivells d'energia externa es mantenen sense canvis.
Per què canvien les propietats dels elements de períodes petits?
En el sistema periòdic, els períodes 1, 2, 3 i 7 es consideren petits. Un canvi suau de les propietats dels elements a mesura que augmenten les càrregues nuclears, començant pels metalls actius i acabant amb gasos inerts, s'explica per un augment gradual del nombre d'electrons a nivell extern. Els primers elements en aquests períodes són aquells els àtoms dels quals només tenen un odos electrons que es poden separar fàcilment del nucli. En aquest cas, es forma un ió metàl·lic carregat positivament.
Els elements anfòters, com l'alumini o el zinc, omplen els seus nivells d'energia externa amb una petita quantitat d'electrons (1 per zinc, 3 per alumini). Depenent de les condicions de la reacció química, poden presentar tant les propietats dels metalls com dels no metalls. Els elements no metàl·lics de períodes petits contenen de 4 a 7 partícules negatives a les capes exteriors dels seus àtoms i el completen fins a un octet, atraient electrons d' altres àtoms. Per exemple, un no metall amb l'índex d'electronegativitat més alt, el fluor, té 7 electrons a l'última capa i sempre pren un electró no només dels metalls, sinó també dels elements actius no metàl·lics: oxigen, clor, nitrogen. Els períodes petits, així com els grans, acaben amb gasos inerts, les molècules monoatòmiques dels quals tenen nivells d'energia exterior completament completats fins a 8 electrons.
Característiques de l'estructura dels àtoms de grans períodes
Fins i tot les files de 4, 5 i 6 períodes consisteixen en elements les capes exteriors dels quals només poden contenir un o dos electrons. Com hem dit anteriorment, omplen d'electrons els subnivells d o f de la penúltima capa. Normalment aquests són metalls típics. Les seves propietats físiques i químiques canvien molt lentament. Les files estranyes contenen aquests elements, en els quals els nivells d'energia externs s'omplen d'electrons segons l'esquema següent: metalls - element amfòter - no metalls - gas inert. Ja hem observat la seva manifestació en tots els períodes petits. Per exemple, en una sèrie estranya de 4 períodes, el coure és un metall, el zinc és un amfoterè, després del gal·li al brom, les propietats no metàl·liques es milloren. El període acaba amb el criptó, els àtoms del qual tenen una capa d'electrons completament completa.
Com s'explica la divisió dels elements en grups?
Cada grup - i n'hi ha vuit en la forma curta de la taula, també es divideix en subgrups, anomenats principals i secundaris. Aquesta classificació reflecteix les diferents posicions dels electrons en el nivell d'energia externa dels àtoms dels elements. Va resultar que els elements dels subgrups principals, per exemple, liti, sodi, potassi, rubidi i cesi, l'últim electró es troba al subnivell s. Els elements del grup 7 del subgrup principal (halògens) omplen el seu subnivell p amb partícules negatives.
Per als representants de subgrups secundaris, com ara crom, molibdè, tungstè, serà típic omplir el subnivell d amb electrons. I per als elements inclosos en les famílies de lantànids i actínids, l'acumulació de càrregues negatives es produeix al subnivell f del penúltim nivell energètic. A més, el nombre de grup, per regla general, coincideix amb el nombre d'electrons capaços de formar enllaços químics.
Al nostre article, vam descobrir quina estructura tenen els nivells d'energia externa dels àtoms dels elements químics i vam determinar el seu paper en les interaccions interatòmiques.
