Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко (2025)

§ 29. Розподіл електронів за енергетичними рівнями

• Назви енергетичні підрівні та максимально можливу кількість електронів на кожному з них.

• Які орбіталі є у складі 1-3-го енергетичних рівнів?

• Чи може бути на s-підрівні: а) 1 електрон; б) 2 електрони; в) 6 електронів?

• Чи може бути на р-підрівні: а) 1 електрон; б) 6 електронів; в) 8 електронів?

Опрацюй. Зрозумій. Використай

Існують певні правила розподілу електронів в атомі за енергетичними рівнями та підрівнями. Дотримуючись цих правил, записують електронні формули атомів (електронні конфігурації атомів).

ПОНЯТТЯ ПРО ЕЛЕКТРОННУ ФОРМУЛУ / КОНФІГУРАЦІЮ АТОМА. Характеризувати розподіл електронів в електронній оболонці атома за енергетичними рівнями та підрівнями зручно й нескладно за допомогою електронної формули атома (інша назва — електронна конфігурація атома).

Електронна формула / електронна конфігурація атома — це запис розподілу електронів в електронній оболонці атома за допомогою арабських чисел 1-7 (ними позначають енергетичні рівні), малих англійських літер s, р, d, f (енергетичні підрівні) та верхніх індексів після них (кількість електронів на підрівні).

Розглянемо це на прикладі електронної формули Карбону.

Порядковий номер 6 (протонне число, атомний номер) свідчить про наявність в електронній оболонці атома Карбону шести електронів. Якщо ми обчислимо суму верхніх індексів, що відповідають кількості електронів на підрівнях, то отримаємо 6. Арабські цифри 1 і 2 вказують на наявність двох енергетичних рівнів. Запис 1s² означає, що на 1-му енергетичному рівні є 2 електрони, розміщені на підрівні s. Запис 2s²2p²інформує про існування на 2-му енергетичному рівні 4 електронів, розміщених на двох підрівнях, та кількість електронів на кожному з них.

Завдання. За зразком наведеної наукової інформації про розподіл електронів в електронній оболонці атома Карбону прочитай електронну формулу і прокоментуй розподіл електронів за рівнями і підрівнями в атомі Фосфору:

₁₅Р 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

ПРАВИЛА ЗАПОВНЕННЯ ЕЛЕКТРОНАМИ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РІВНІВ ТА ПІДРІВНІВ. Час навчитись самим писати електронні формули атомів перших 20 хімічних елементів періодичної таблиці. Для цього варто дотримуватись зазначених нижче правил.

1. Кількість електронів в електронній оболонці атома дорівнює порядковому / атомному номеру хімічного елемента.
2. Кількість енергетичних рівнів / електронних шарів в електронній оболонці атома відповідає номеру періоду, в якому хімічний елемент розміщений у періодичній таблиці.
3. У кожного атома заповнення енергетичних рівнів електронами починається з 1-го енергетичного рівня. Він має лише один s-підрівень, на якому не може бути більше 2 електронів.
4. Після заповнення 1-го енергетичного рівня електрони заповнюють 2-й енергетичний рівень. Спочатку двома електронами заповнюється s-підрівень другого енергетичного рівня, після чого електронами заповнюється р-підрівень, на якому можуть перебувати від 1 до 6 електронів.
5. Максимальна кількість електронів на другому енергетичному рівні — вісім.
6. За розглянутими вище правилами розпочинається заповнення електронами третього енергетичного рівня електронної оболонки атомів хімічних елементів 3-го періоду. У хімічних елементів 3-го періоду його d-підрівень лишається незаповненим електронами.

Пригадай, що на d-підрівні можуть перебувати від 1 до 10 електронів. Його заповнення починається у Скандію Sc (порядковий номер 21) і закінчується у Цинку Zn (порядковий номер 30). Усе це елементи 4-го періоду, будову атомів яких ти вивчатимеш у профільній школі.

ПЛІЧ-О-ПЛІЧ

Завдання. Потренуйтеся складати електронні формули атомів і застосовувати їх для характеристики будови електронної оболонки атома.

1. Дотримуючись розглянутих загальних правил, напишіть і прочитайте електронні формули Гідрогену, Гелію, Літію, Нітрогену, Оксигену, Натрію, Сульфуру й Аргону.
2. Назвіть, які з них мають однакову кількість енергетичних рівнів.
3. Назвіть елементи з однаковою кількістю електронів на р-підрівнях.
4. Назвіть кількість електронів на внутрішньому енергетичному рівні кожного атома. Чи відрізняються розглянуті елементи за їх кількістю?
5. Сформулюйте висновок про те, якою є кількість електронів на 1-му енергетичному рівні.
6. Проаналізуйте електронні формули та зазначте, в атомах яких елементів 2-й енергетичний рівень максимально заповнений.
7. З’ясуйте, у якого з досліджуваних елементів р-підрівень усіх енергетичних рівнів максимально заповнений електронами.

НУМО ДОСЛІДЖУВАТИ

РОЗПОДІЛ ЕЛЕКТРОНІВ ЗА ЕНЕРГЕТИЧНИМИ РІВНЯМИ

Завдання 1. Перевір правильність відповідей учнів на завдання, наведені в таблиці 23. Порівняй їх зі своїми відповідями.

Таблиця 23

Номер	Запитання й завдання	Відповідь гіпотетичного учня/учениці	Твоя відповідь
1	Як, користуючись періодичною таблицею, визначити кількість енергетичних рівнів в електронній оболонці атома?	Потрібно подивитись, у якій групі періодичної таблиці розташований елемент
2	Як дізнатись про кількість електронів в електронній оболонці атома?	Потрібно подивитись, який порядковий номер хімічного елемента у періодичній таблиці
3	На якому енергетичному рівні перебувають електрони з більшим запасом енергії — на другому чи на третьому?	Електрони з більшим запасом енергії перебувають на другому енергетичному рівні
4	Скільки електронів на р-орбіталях в атома Фосфору?	Дев’ять
5	Напиши електронну формулу атома Магнію	₁₂Mg 1s²2s³2p⁵3s¹3p¹

Завдання 2. Доведи відповідями на запитання, що вмієш характеризувати розподіл електронів в атомах перших 20 хімічних елементів періодичної таблиці. Відповіді супроводжуй записом відповідних електронних формул.

2.1. У Літію чи Натрію всі електрони розташовані лише на s-підрівнях?
2.2. Атом Гідрогену чи Нітрогену має один енергетичний рівень?
2.3. Однакову чи різну кількість енергетичних рівнів мають Оксиген і Неон?
2.4. Електронна конфігурація якого хімічного елемента має закінчення ...3s²3p⁴?

ТОБІ ДО СНАГИ

1. Сформулюй визначення понять: атомна орбіталь, енергетичний рівень, енергетичний підрівень, електронна формула.

2. Яку інформацію про будову електронної оболонки атома можна отримати з електронної формули атома?

3. В електронній оболонці атома три енергетичні рівні. На зовнішньому енергетичному рівні знаходиться 8 електронів. Назви хімічний елемент, напиши його електронну формулу.

4. В електронній конфігурації атома 6 електронів розміщені на s-орбіталях і 8 на р-орбіталях. За цією інформацією віднови і запиши електронну формулу атома. Назви хімічний елемент.

5. Електронна формула має закінчення ...4s¹ у атома з порядковим номером...