Introducere în chimie

Termeni

• coajă de electronistestările colective ale tuturor electronilor dintr-un atom având același număr cuantic principal (vizualizat ca o orbită în care electronii se mișcă).
• specificarea orbitalA a densitatii energiei si probabilitatii unui electron in orice punct al unui atom sau molecula.

deși util pentru a explica reactivitatea și legătura chimică a anumitor elemente, Modelul Bohr al atomului nu reflectă cu exactitate modul în care electronii sunt distribuiți spațial în jurul nucleului. Ele nu înconjoară nucleul așa cum pământul orbitează soarele, ci se găsesc mai degrabă în orbitalii electronilor. Aceste forme relativ complexe rezultă din faptul că electronii se comportă nu doar ca particule, ci și ca valuri. Ecuațiile matematice din mecanica cuantică cunoscute sub numele de funcții de undă pot prezice într-un anumit nivel de probabilitate unde un electron ar putea fi la un moment dat. Zona în care este cel mai probabil să se găsească un electron se numește orbitalul său.

primul înveliș de electroni

cel mai apropiat orbital de nucleu, numit orbital 1s, poate conține până la doi electroni. Acest orbital este echivalent cu cea mai interioară coajă de electroni a modelului Bohr al atomului. Se numește orbitalul 1s, deoarece este sferic în jurul nucleului. Orbitalul 1s este întotdeauna umplut înainte de orice alt orbital. Hidrogenul are un electron; prin urmare, are un singur loc în orbitalul 1s ocupat. Acesta este desemnat ca 1s1, unde superscriptat 1 se referă la un electron din orbitalul 1s. Heliul are doi electroni; prin urmare, poate umple complet orbitalul 1s cu cei doi electroni ai săi. Aceasta este desemnată ca 1s2, referindu-se la cei doi electroni ai heliului din orbitalul 1s. Pe tabelul periodic, hidrogenul și heliul sunt singurele două elemente din primul rând (perioadă); acest lucru se datorează faptului că sunt singurele elemente care au electroni doar în prima lor coajă, orbitalul 1s.

A doua coajă de electroni

a doua coajă de electroni poate conține opt electroni. Această coajă conține un alt orbital sferic s și trei orbitali p în formă de „dumbbell”, fiecare dintre care poate deține doi electroni . După ce orbitalul 1s este umplut, al doilea înveliș de electroni este umplut, umplând mai întâi orbitalul său 2S și apoi cei trei orbitali p. La umplerea orbitalilor p, fiecare ia un singur electron; odată ce fiecare orbital p are un electron, se poate adăuga o secundă. Litiul (Li) conține trei electroni care ocupă prima și a doua cochilie. Doi electroni umple orbitalul 1s, iar al treilea electron umple apoi orbitalul 2s. Configurația sa electronică este 1s22s1. Neonul (Ne), pe de altă parte, are un total de zece electroni: doi sunt în orbitalul său cel mai interior 1s, iar opt își umplu a doua coajă (câte două în 2S și trei orbitali p). Astfel, este un gaz inert și stabil din punct de vedere energetic: rareori formează o legătură chimică cu alți atomi.

A treia coajă de electroni

elementele mai mari au orbitali suplimentari, alcătuind a treia coajă de electroni. Subshells d și f au forme mai complexe și conțin cinci și șapte orbitali, respectiv. Carcasa principală 3n are sub-cochilii s, p și d și poate conține 18 electroni. Învelișul Principal 4N are orbitali s, p, d și f și poate conține 32 de electroni. Îndepărtându-se de nucleu, numărul de electroni și orbitali găsiți în nivelurile de energie crește. Progresând de la un atom la altul în tabelul periodic, structura electronilor poate fi elaborată prin montarea unui electron suplimentar în următorul orbital disponibil. În timp ce conceptele de cochilii de electroni și orbitali sunt strâns legate, orbitalii oferă o descriere mai precisă a configurației electronice a unui atom, deoarece modelul orbital specifică diferitele forme și orientări speciale ale tuturor locurilor pe care electronii le pot ocupa.