Die Struktur von Substanzen ist für die Menschen interessant, seit sich die Gelegenheit ergab, sich keine Gedanken über Nahrung zu machen und die Welt um uns herum zu studieren. Solche Phänomene wie Dürren, Überschwemmungen, Blitze, verängstigte die Menschheit. Die Unkenntnis ihrer Erklärungen führte zum Glauben an verschiedene böse Götter, die Opfer forderten. Deshalb begannen die Menschen, Naturphänomene zu studieren, sie vorherzusagen und sich mit der Struktur von Substanzen zu befassen. Sie untersuchten die Struktur des Atoms und führten die folgenden zwei wichtigen Konzepte in die Chemie ein: Energieniveau und Unterniveau.
Voraussetzungen für die Entdeckung kleinster Chemikalien
Die alten Griechen vermuteten die kleinen Teilchen, aus denen Substanzen bestehen. Sie machten eine seltsame Entdeckung: Die Marmorstufen, die viele Menschen über mehrere Jahrzehnte gegangen sind, haben ihre Form verändert! Dies führte zu dem Schluss, dass der Fuß der Vergangenheit irgendein Stück Stein mit sich führt. Dieses Phänomen ist weit davon entfernt, die Existenz eines Energieniveaus in der Chemie zu verstehen, sondern genau mitEs began alles. Die Wissenschaft begann sich schrittweise zu entwickeln und sich mit der Struktur chemischer Elemente und ihrer Verbindungen zu befassen.
Der Beginn des Studiums der Struktur des Atoms
Atom wurde Anfang des 20. Jahrhunderts durch Experimente mit Elektrizität entdeckt. Es wurde als elektrisch neutral angesehen, hatte aber positive und negative Partikelbestandteile. Wissenschaftler wollten ihre Verteilung innerhalb des Atoms herausfinden. Es wurden mehrere Modelle vorgeschlagen, von denen eines sogar den Namen "Rosinenbrötchen" trug. Der britische Physiker Ernest Rutherford führte ein Experiment durch, das zeigte, dass sich ein positiver Kern im Zentrum des Atoms befindet und die negative Ladung in den kleinen Elektronen liegt, die sich um ihn drehen.
Die Entdeckung des Energieniveaus in der Chemie war ein großer Durchbruch in der Untersuchung der Struktur von Substanzen und Phänomenen.
Energielevel
Während der Untersuchung der Eigenschaften von Chemikalien stellte sich heraus, dass jedes Element seine eigenen Geh alte hat. Beispielsweise hat Sauerstoff ein Strukturschema, während Stickstoff ein völlig anderes hat, obwohl sich die Anzahl ihrer Atome nur um eins unterscheidet. Was ist also ein Energieniveau? Das sind elektronische Schichten, bestehend aus Elektronen, die durch die unterschiedliche Stärke ihrer Anziehungskraft auf den Kern eines Atoms entstehen. Manche sind näher, andere weiter. Das heißt, die oberen Elektronen „drücken“auf die unteren.
Die Anzahl der Energieniveaus in der Chemie ist gleich der Nummer der Periode im Periodensystem von D. I. Mendeleev. Die größte Anzahl von Elektronen, die sich in einem bestimmten Energieniveau befinden, wird durch die folgende Formel bestimmt: 2n2, wobei n die Nummer des Niveaus ist. Auf dem ersten Energieniveau können sich also nicht mehr als zwei Elektronen befinden, auf dem zweiten nicht mehr als acht, auf dem dritten achtzehn und so weiter.
Jedes Atom hat eine Ebene, die am weitesten von seinem Kern entfernt ist. Es ist das äußerste oder letzte und wird die äußere Energieebene genannt. Die Anzahl der Elektronen darauf für Elemente der Hauptuntergruppen ist gleich der Gruppennummer.
Um ein Diagramm eines Atoms und seiner Energieniveaus in der Chemie zu erstellen, müssen Sie diesem Plan folgen:
- bestimme die Anzahl aller Elektronen eines Atoms eines gegebenen Elements, die gleich seiner Seriennummer ist;
- Anzahl der Energieniveaus nach Periodenzahl bestimmen;
- Bestimme die Anzahl der Elektronen in jedem Energieniveau.
Siehe unten Beispiele für Energieniveaus einiger Elemente.
Energie-Unterebenen
In Atomen gibt es neben Energieebenen auch Unterebenen. Auf jeder Ebene werden je nach Anzahl der Elektronen bestimmte Unterebenen gefüllt. Je nachdem, wie die Unterebene gefüllt ist, werden vier Arten von Elementen unterschieden:
- S-Elemente. Die s-Unterebenen sind gefüllt, die nicht mehr als zwei Elektronen enth alten können. Dazu gehören die ersten beiden Elemente aus jeder Periode;
- P-Elemente. In diesen Elementen können sich nicht mehr als sechs Elektronen auf der p-Unterebene befinden;
- D-Elemente. Dazu gehören Elemente großer Perioden (Jahrzehnte) zwischen s- undp-Elemente;
- F-Elemente. Die Füllung der f-Unterebene erfolgt in Aktiniden und Lanthaniden, die sich in der sechsten und siebten Periode befinden.
