Що таке енергетичний рівень в хімії?

Будова речовин було цікаво людям з того часу, як виникла можливість не турбуватися про їжу і вивчати навколишній світ. Такі явища, як посухи, повені, блискавки, жахали людство. Незнання їхніх пояснень породило віру в різних злих богів, які вимагали жертв. Саме тому люди почали вивчати природні явища, прагнучи до їх передбачення, і заглиблюватися в будову речовин. Вони вивчили будову атома і ввели наступні два важливих поняття в хімії: енергетичний рівень і підрівень.

Передумови до відкриття найдрібніших хімічних речовин

Про маленьких частинках, з яких складаються речовини, здогадалися ще стародавні греки. Вони зробили дивне відкриття: мармурові сходи, за якими за кілька десятиліть пройшло безліч людей, змінили свою форму! Це призвело до висновку про те, що ступня минулого забирає якусь частинку каменю з собою. Дане явище далеко від розуміння існування енергетичного рівня в хімії, але саме з нього все почалося. Наука почала прогресивно розвиватися і заглиблюватися в будову хімічних елементів і їх сполук.

Початок вивчення будови атома

На початку XX століття за допомогою дослідів з електрикою був відкритий атом. Він вважався електронейтральним, але мав позитивні та негативні складові частинки. Вчені хотіли з`ясувати їх розподіл всередині атома. Було запропоновано кілька моделей, одна з яких навіть мала назву " булочка з родзинками». Британський фізик Ернест Резерфорд провів досвід, який показав, що в центрі атома розташоване позитивне ядро, а негативний заряд знаходиться в маленьких електронах, що обертаються навколо нього.

Відкриття енергетичного рівня в хімії стало великим проривом у вивченні будови речовин і явищ.

Енергетичний рівень

В ході вивчення властивостей хімічних речовин з`ясувалося, що кожен елемент має свої рівні. Наприклад, у кисню схема будови одна, а у азоту зовсім інша, хоча номери їх атомів Різні лише на одиницю. Так що таке енергетичний рівень? Це електронні шари, що складаються з електронів, які утворюються через різної сили їх тяжіння до ядра атома. Одні знаходяться ближче, а інші - далі. Тобто верхні електрони "тиснуть" на нижні.

Число енергетичних рівнів в хімії дорівнює номеру періоду в періодичній таблиці Д. І. Менделєєва. Найбільша кількість електронів, які знаходяться на даному енергетичному рівні, визначається за такою формулою: 2n², де n-це номер рівня. Таким чином, на першому енергетичному рівні може бути розташовано не більше двох електронів, на другому - не більше восьми, на третьому-вісімнадцяти і так далі.

У кожного атома є рівень, що знаходиться від його ядра далі інших. Він є крайнім, або останнім, і називається зовнішнім енергетичним рівнем. Число електронів на ньому для елементів головних підгруп дорівнює номеру групи.

Для побудови схеми атома і його енергетичних рівнів в хімії потрібно слідувати такому плану:

• визначте число всіх електронів атома даного елемента, яке дорівнює його порядковому номеру;
• визначте число енергетичних рівнів за номером періоду;
• визначте число електронів на кожному енергетичному рівні.

Приклади схем будови енергетичних рівнів деяких елементів дивіться нижче.

Енергетичні підрівні

В атомах, крім енергетичних рівнів, існують ще й підрівні. На кожному рівні, в залежності від числа електронів на ньому, заповнюються певні підрівні. Від того, як підрівень заповнюється, розрізняють чотири типи елементів:

• S-елементи. Відбувається заповнення s-підрівнів, на яких можуть перебувати не більше двох електронів. До них відносяться перші два елементи з кожного періоду;
• P-елементи. У даних елементах може бути не більше шести електронів, розташованих на P-підрівні;
• D-елементи. До них відносяться елементи великих періодів (декад), що знаходяться між S-і p-елементами;
• F-елементи. Заповнення f-підрівня відбувається у актиноїдів і лантоноїдів, що знаходяться в шостому і сьомому періодах.