Тема строения атома — фундамент, без которого сдать ОГЭ по химии на высокий балл невозможно. Изучаем архитектуру первых 20 элементов таблицы Менделеева.
Атом состоит из тяжелого ядра и легких электронов, которые не вращаются хаотично, а располагаются на строго определенных орбитах — энергетических уровнях. Самые важные для химика электроны находятся на внешнем уровне. Они называются валентными и именно они участвуют в химических реакциях.
Чтобы правильно распределить электроны по энергетическим уровням, достаточно посмотреть в таблицу Менделеева.
Заряд ядра всегда совпадает с порядковым номером. Общее количество электронов в нейтральном атоме равно порядковому номеру.
Горизонтальный ряд (период), в котором находится элемент, указывает на количество энергетических уровней (слоев) вокруг ядра.
Для главных подгрупп (буква "А") номер группы показывает количество электронов на самом внешнем слое.
Существует формула максимальной вместимости энергетического уровня:
Где n — номер уровня
| Номер уровня (n) | Расчет (2n²) | Максимум электронов |
|---|---|---|
| 1-й (у ядра) | 2 × 1² | 2 электрона |
| 2-й | 2 × 2² | 8 электронов |
| 3-й | 2 × 3² | 18 электронов |
Несмотря на то, что 3-й уровень может вместить 18 электронов, внешний уровень любого атома не может содержать более 8 электронов. Как только набирается 8 электронов, 9-й электрон вынужден открыть новый слой (как у Калия).
Обратите внимание, как внешний валентный электрон выделен синим цветом и как он совпадает с номером группы.
| № | Элемент | Период | Группа | Электроны |
|---|---|---|---|---|
| 1 | H Водород | 1 | I | 1 |
| 2 | He Гелий | 1 | VIII | 2 |
| 3 | Li Литий | 2 | I | 21 |
| 4 | Be Бериллий | 2 | II | 22 |
| 6 | C Углерод | 2 | IV | 24 |
| 8 | O Кислород | 2 | VI | 26 |
| 10 | Ne Неон | 2 | VIII | 28 |
| 11 | Na Натрий | 3 | I | 281 |
| 13 | Al Алюминий | 3 | III | 283 |
| 16 | S Сера | 3 | VI | 286 |
| 18 | Ar Аргон | 3 | VIII | 288 |
| 19 | K Калий | 4 | I | 2881 |
| 20 | Ca Кальций | 4 | II | 2882 |
Атом электронейтрален. Ион — заряженная частица, образующаяся, когда атом отдает или принимает электроны для завершения слоя.
Металлы имеют мало электронов. Им энергетически проще их отдать. Отдавая минусы, частица становится положительной.
Натрий Na (2, 8, 1) → отдает 1 электрон → становится катионом Na⁺ (2, 8).
Неметаллы имеют много электронов. Им проще забрать чужие до октета. Забирая минусы, частица становится отрицательной.
Сера S (2, 8, 6) → забирает 2 электрона → становится сульфид-ионом S²⁻ (2, 8, 8).
Не угадывайте элемент по нарисованной модели атома. Посчитайте все нарисованные точки (электроны). Их сумма равна порядковому номеру. Откройте таблицу, найдите номер и выпишите ответ.