Що таке енергетичний рівень в хімії?

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

Передумови до відкриття дрібних хімічних речовин

Про маленькі частинки, з яких складаються речовини, здогадалися ще стародавні греки. Вони зробили дивне відкриття: мармурові сходи, по яких за кілька десятиліть минуло 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 поглиблюватися в будову хімічних елементів та їх сполук.

Початок вивчення будови атома

На початку XX століття допомогою дослідів з електрикою був відкритий атом. Він вважався электронейтральным, але мав позитивні і 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 внаслідок 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 Менделєєва Д. І Найбільша кількість електронів, які знаходяться на даному енергетичному рівні, визначається по наступній формулі: 2n 2 , де n - номер рівня. Таким чином, на першому енергетичному рівні може бути розміщено 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, 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 дотримуватися такого плану:

визначте число всіх електронів атома даного елемента, яка 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 належать перші два елемента від кожного періоду;

P-елементи. У даних елементах може бути не більше шести електронів, розташованих на p-підрівні;

D-елементи. До них належать елементи великих періодів (декад), що знаходяться між s - і p-елементами;

F-елементи. Заповнення f-підрівні відбувається у актиноїдів і лантоноидов, що перебувають у шостому і сьомому періодах.