Электронные оболочки — это энергетические уровни, представляющие собой путь по которому движутся электроны в атоме. Число электронных оболочек в атоме зависит от его номера периода.
Периоды в периодической таблице элементов представляют собой строки, обозначенные числами от 1 до 7. Каждый следующий период начинается с новой электронной оболочки. На первом периоде находится только одна электронная оболочка, на втором — две, на третьем — три, и так далее.
Это правило продолжается до 7-го периода, на котором находится 7 электронных оболочек. На каждой электронной оболочке может разместиться определенное число электронов, равное удвоенному номеру оболочки. Например, на первой электронной оболочке может разместиться до 2 электронов, на второй — до 8 электронов, на третьей — до 18 электронов и так далее.
Зная число электронных оболочек в атоме, можно установить количество электронов в атоме и их распределение по оболочкам. Это очень важно для понимания свойств и химического поведения элементов.
Первый период
В первом периоде находятся два элемента: водород и гелий. У водорода всего одна электронная оболочка, на которой расположен один электрон. У гелия также одна оболочка, но в ней расположены уже два электрона. Таким образом, у водорода и гелия в первом периоде всего одна электронная оболочка.
Второй период
Второй период периодической системы элементов включает атомы, у которых количество электронных оболочек равно 2.
В этом периоде находятся элементы, начиная с лития (Li) и заканчивая неоном (Ne).
Литий (Li) — первый элемент второго периода, имеет атомную номер 3. У него две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 1 электрон.
Бериллий (Be) — второй элемент второго периода, имеет атомную номер 4. У него также две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 2 электрона.
Бор (B) — третий элемент второго периода, имеет атомную номер 5. У него две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 3 электрона.
Углерод (C) — четвёртый элемент второго периода, имеет атомную номер 6. У него также две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 4 электрона.
Азот (N) — пятый элемент второго периода, имеет атомную номер 7. У него две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 5 электронов.
Кислород (O) — шестой элемент второго периода, имеет атомную номер 8. У него также две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 6 электронов.
Фтор (F) — седьмой элемент второго периода, имеет атомную номер 9. У него две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 7 электронов.
Неон (Ne) — восьмой и последний элемент второго периода, имеет атомную номер 10. У него также две электронные оболочки: первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая — 8 электронов.
Третий период
Третий период таблицы Менделеева состоит из элементов, начиная с натрия (Na) и заканчивая аргоном (Ar). В этом периоде на каждую последующую оболочку добавляется один электрон. Следовательно, число электронных оболочек в атоме для элементов третьего периода будет равно трем.
В третьем периоде находятся следующие элементы:
- Натрий (Na) — число электронных оболочек: 3
- Магний (Mg) — число электронных оболочек: 3
- Алюминий (Al) — число электронных оболочек: 3
- Кремний (Si) — число электронных оболочек: 3
- Фосфор (P) — число электронных оболочек: 3
- Сера (S) — число электронных оболочек: 3
- Хлор (Cl) — число электронных оболочек: 3
- Аргон (Ar) — число электронных оболочек: 3
Элементы третьего периода имеют по три электронные оболочки, что связано с их положением в периоде. Наличие трех оболочек в атоме определяет многие химические и физические свойства элементов этого периода.
Четвертый период
В четвертом периоде таблицы Менделеева находятся элементы, у которых число электронных оболочек размером от 4 до 7. В этом периоде расположены элементы кальция (Ca), скандия (Sc), титана (Ti), ванадия (V), хрома (Cr), марганца (Mn), железа (Fe), кобальта (Co), никеля (Ni), меди (Cu), цинка (Zn) и галлия (Ga).
У этих элементов первая электронная оболочка заполнена двумя электронами, вторая оболочка — восемью, третья — восемью, а четвертая оболочка — от одного до восьми электронов. Например, кальций имеет электронную конфигурацию [2, 8, 8, 2].
Элементы четвертого периода обладают различными химическими свойствами и играют важную роль в многих процессах. Например, марганец используется в производстве стали, железо является одним из основных компонентов гемоглобина, а никель применяется в производстве монет и аккумуляторных батарей.
Изучение четвертого периода помогает углубить наше понимание строения и свойств веществ, а также позволяет прогнозировать и создавать новые материалы и соединения.
Пятый период
В пятом периоде периодической системы элементов находятся следующие химические элементы: рубидий (Rb), стронций (Sr), иттрий (Y), цирконий (Zr), ниобий (Nb), молибден (Mo), технеций (Tc), рутений (Ru), родий (Rh), палладий (Pd), серебро (Ag), кадмий (Cd), индий (In), олово (Sn), сурьма (Sb), теллур (Te), йод (I), ксенон (Xe).
В атомах элементов пятого периода образуется пять электронных оболочек. Первая оболочка может содержать не более 2 электронов, вторая и третья — по 8 электронов, четвёртая — 18 электронов, а пятая оболочка может содержать до 32 электронов.
Таким образом, количество электронных оболочек в атоме в пятом периоде зависит от количества электронов в атоме данного элемента. Отличительной особенностью пятого периода является наличие пятой электронной оболочки, которая может вмещать до 32 электронов и она находится выше четвёртой оболочки. Эта оболочка может быть заполнена полностью или частично, в зависимости от конкретного элемента.
Шестой период
Таким образом, в шестом периоде образуется 6 электронных оболочек. Всего в атомах этого периода может находиться до 126 электронов.
Некоторые из наиболее известных элементов шестого периода включают в себя самарий (Sm), европий (Eu), гадолиний (Gd) и неодим (Nd). Эти элементы часто используются в производстве различных устройств и материалов.
Седьмой период
Седьмой период включает атомы, у которых номер электронной оболочки колеблется от 57 до 71. Все элементы этого периода относятся к группе лантаноидов. Они имеют сходное строение атома, в основе которого лежит 4f-подуровней. Это означает, что в их атомах присутствуют квантовые уровни энергии, на которых располагаются электроны.
Лантаноиды постепенно заполняют квантовые подуровни электронами, начиная с 4f1 и заканчивая 4f14. В результате, у атомов лантаноидов в седьмом периоде оболочки содержат 71 электрон, что делает их очень стабильными.
Из-за своей высокой стабильности атомы лантаноидов имеют мало парных электронов на последнем энергетическом уровне. Это делает их хорошими «магнитами», способными генерировать сильное магнитное поле. Самым известным примером лантаноида, используемого в магнитах, является неодим.
Восьмой период
Восьмой период характеризуется особенным строением электронных оболочек атомов. На каждом уровне оболочки (n) обитает определенное число электронов. Восьмой период состоит из пяти оболочек: 1s, 2s, 2p, 3s и 3p. Каждая оболочка может содержать определенное количество электронов.
Первая оболочка (n=1) может вместить максимум 2 электрона. Вторая оболочка (n=2) может вместить максимум 8 электронов: 2 электрона на уровне s и 6 электронов на уровне p. Третья оболочка (n=3) может вместить максимум 18 электронов: 2 электрона на уровне s и 6 электронов на уровне p.
Таким образом, для элементов восьмого периода число электронных оболочек зависит от номера элемента:
- Элемент с атомным номером 113 имеет 1 электронную оболочку.
- Элемент с атомным номером 114 имеет 2 электронные оболочки.
- Элемент с атомным номером 115 имеет 3 электронные оболочки.
- Элемент с атомным номером 116 имеет 4 электронные оболочки.
- Элемент с атомным номером 117 имеет 5 электронных оболочек.
- Элемент с атомным номером 118 имеет 6 электронных оболочек.
Такое строение электронных оболочек делает элементы восьмого периода очень нестабильными и тяжело получаемыми. Из-за этого многие из них существуют только в лабораторных условиях и имеют крайне короткое время существования.