ATOMU SKAITLIS: ATTĒLOJUMS, ELEKTRONU KONFIGURĀCIJA, PIEMĒRS - FIZISKĀ - 2025

Atomu skaits no ķīmiskā elementa norāda, cik protonu ietverti atoma kodolā šī elementa. Gadījumā, ja tas bija neitrāls atoms, tad atomu skaits sakrīt ar minētā elementa elektronu skaitu.

Kā zināms, atoma kodols sastāv no protoniem un neitroniem. Protoni ir pozitīvi lādēti, un to vērtība sakrīt ar elektronu negatīvā lādiņa absolūto vērtību, kas Starptautiskās sistēmas vienībās ir 1,6 x 10 ^-19 kulons.

1. attēls. Hēlija (He) atoma shēma. Protonu skaits ir atomu skaitlis. Neitronu skaits plus protonu skaits ir masas numurs. Avots: Wikimedia Commons.

Tā kā tās ir atoma kodola daļiņas, protoni un neitroni ir zināmi kā nukleoni. Tieši šīs daļiņas praktiski nosaka atoma masu, jo nukleoni ir apmēram divus tūkstošus reižu masīvāki nekā atoma elektroni. Šī iemesla dēļ nukleonu skaitu atomā sauc par masas numuru.

Tomēr atomu skaitlis ir tas, kas nosaka atomu elementu ķīmisko afinitāti, jo neitrālos atomos šis skaitlis sakrīt ar elektronu skaitu.

Atomu skaitļu attēlojums

Periodiskajā tabulā ķīmiskā elementa simbolam X apakšējā kreisajā pusē ir pievienots skaitlis Z, kas apzīmē minētā elementa atomu numuru, savukārt elementa ķīmiskā simbola augšējā kreisajā pusē ir norādīts masas numurs. LĪDZ.

Šis apzīmējums parādīts šajā attēlā:

2. attēls. X ķīmiskā elementa atomu skaits Z un X ķīmiskā elementa masas numurs A saskaņā ar periodiskajā tabulā izmantoto konvenciju. Avots: Wikimedia Commons.

Un tad 1. tabulā parādīti daži ķīmisko elementu piemēri ar to apzīmējumiem un atomu un masu skaitļiem:

1. tabula

Elements	Apzīmējums	Atomu skaitlis Z	Masas numurs A
Ūdeņradis	1 1 H	viens	viens
Ogleklis	12 6 C	6	12
Skābeklis	16 8 O	8	16
Urāns	238 92 U	92	238. lpp

Periodiskās tabulas elementu atomu skaits un secība

Periodiskā ķīmisko elementu tabula ļauj secīgi izkārtot elementus pieaugošā secībā pēc to atomu skaita vērtības.

Ir zināmi vismaz 118 no tiem, sākot ar ūdeņradi, līdz nonākot pie elementa 118, kas ir oganesons, ko pirms tam sauc par ununoctium, kura ķīmiskais simbols ir Og un tā masas numurs ir 294.

Pirmie 10 ķīmiskie elementi ar pieaugošo atomu skaita secību ir daudz pazīstamāki. Piemēram, mums ir vislabāk zināmie:

1. Ūdeņradis, H
2. Hēlijs, Viņš
3. Litijs, Li
4. Berilijs, esiet
5. Bors, B
6. Ogleklis, C
7. Slāpeklis, N
8. Skābeklis, O
9. Fluors, F
10. Neons, Ne

3. attēls. Vienkāršota periodiskā tabula, kurā parādīti ķīmisko elementu simboli un to atomu skaits. Avots: Pixabay.

Elektroniskā konfigurācija

Atomu skaitlis norāda protonu skaitu ķīmiska elementa atomu kodolā, un katram protonam, kā jau teicām, ir pozitīvs elementārais lādiņš 1,602 x 10 ^-19 C.

Ja atoms ir neitrāls, tad elektronu skaitam ar elementāro negatīvo lādiņu -1,602 x10 ^-19 C jābūt vienādam ar atomu skaitu. Tātad, zinot ķīmiskā elementa skaitlisko stāvokli periodiskajā tabulā, ir zināms arī tā elektronu skaits.

Atomā šie elektroni aizņem reģionus, kurus sauc par orbitālēm, kas ir atkarīgi no elektrona enerģijas un leņķiskā momenta. Savukārt kvantizē gan atomu elektronu enerģiju, gan leņķisko impulsu. Tas nozīmē, ka viņi var ņemt tikai dažas diskrētas vērtības.

Tagad orbitāles tiek apdzīvotas ar elektroniem no zemākas uz augstāku enerģiju, ievērojot noteiktus noteikumus, kas nosaka elektronisko konfigurāciju.

Tādā veidā elektronu skaits atoma attālākajās orbitālēs vai līmeņos nosaka saites, kuras tas var veidot ar citiem atomiem, veidojot molekulas. Šis skaitlis ir atkarīgs no elektronu konfigurācijas un atomu skaita.

Kvantu skaitļi

Elektrona enerģiju atomā nosaka tā galvenais kvantu skaitlis n, kuram var būt veseli skaitļi 1, 2, 3 …

Elektrona leņķisko impulsu atomā nosaka sekundārais kvantu skaitlis l (burts ele), un tā vērtības ir atkarīgas no n.

Piemēram, n = 2 sekundārais kvantu skaitlis iegūst vērtības no 0 līdz n-1, tas ir: 0 un 1. Līdzīgi, ja n = 1, kas ir zemākais enerģijas līmenis, sekundārā kvanta skaitlis l tam ir tikai vērtība 0.

Sekundārie kvantu skaitļi 0, 1, 2, 3 ir pārmaiņus apzīmēti ar burtiem s, p, d un f. S orbitāles ir sfēriskas un p orbitāles ir lobētas.

Ir vēl divi kvantu skaitļi:

• Magnētiskais kvantu skaitlis ml, kura vērtības tiek ņemtas no -l līdz + l līdz nullei.
• Spin kvantu skaitlis s, kam ir tikai vērtības + ½ un -½ un kas ir elektronu raksturojums.

Visbeidzot pastāv Pauli izslēgšanas princips, kas nosaka, ka diviem elektroniem nevar būt visi četri identiski kvantu skaitļi. Šī principa rezultātā orbītā var būt ne vairāk kā divi elektroni ar pretēju griešanos.

Elektronu konfigurācijas shēma

Elektronu konfigurācijas diagramma tiek izmantota, lai zinātu elektronu piepildīšanas kārtību no zemākās enerģijas orbitāles līdz visaugstākajām enerģijas, tiklīdz ir zināms ķīmiskā elementa atomu skaits. 4. attēlā parādīta šī diagramma:

4. attēls. Elektroniskā konfigurācija. Avots: Wikimedia Commons.

Tur izklāstītā ideja ir šāda: pirmais cipars norāda galveno kvantu numuru, tad burts norāda sekundāro kvantu numuru, un, visbeidzot, virsraksta indekss norāda maksimālo iespējamo elektronu skaitu šajā orbītā.

Piemērs

Oglekļa un silīcija elektroniskā konfigurācija

Kā norādīts iepriekš, oglekļa atomu skaits ir 6, kas nozīmē, ka tajā ir 6 elektroni, kuru sadalījums ir šāds: 1s2 2s2 2p2 . Savukārt silīcija atomu skaits ir 14, un tā elektroni ir sadalīti citā veidā: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 .

Abi elementi atrodas vienā un tajā pašā periodiskās tabulas kolonnā, jo, kaut arī tiem ir atšķirīgi atomu skaitļi, tiem ir tāda pati elektroniskā konfigurācija visattālākajā orbītā.

Atsauces

1. Connor, N. Kas ir kodols - atomu kodola uzbūve - definīcija. Atgūts no: periodic-table.org.
2. Tautu samits. Atomu skaitlis: kas tas ir, kā tas tiek attēlots. Atgūts no: cumbrepuebloscop20.org
3. Dzīves veicējs. Kas ir ķīmiskais periodiskums? Atgūts no: lifeder.com
4. Wikipedia. Elektroniskā konfigurācija. Atgūts no: es.wikipedia.com
5. Wikipedia. Atomu skaitlis. Atgūts no: es.wikipedia.com