CAPITOLUL 1. STRUCTURA NVELIULUI ELECTRONIC

Despre ce vom nva n acest capitol:

Orbital atomic Substrat Micare de spin Strat Configuraie electronic Element reprezentativ Element tranziional Principiul stabilitii Principiul lui Pauli Regula lui Hund

Materia are o structur discontinu; ea este alctuit din particule mici care nu pot fi observate cu ochiul liber numite atomi.

ATOMUL cea mai mic particul care prin

procedee chimice obinuite nu mai poate fi divizat, dar care particip la reaciile chimice.

PARTICULE ELEMENTARE electronul,protonul i neutronul

Atomul este caracterizat de NUMRUL ATOMIC (Z) i NUMRUL DE MAS (A).

NVELIUL ELECTRONIC totalitatea

electonilor care graviteaz n jurul nucleului

CONFIGURAIA ELECTRONIC A ATOMULUIStructura nveliului electronic comportarea chimic a atomilor reactivitatea substanelor Micarea electronului n jurul nucleului poate fi comparat cu un nor electronic, ncrcat negativ Orbital atomic zona din jurul nucleului n care exist probabilitatea maxim de a gsi electronul Micarea de spin micarea pe care o efectueaz electronul n jurul axei sale Micarea de spin n sensul acelor de ceasornic sau n sens invers

TIPURI DE ORBITALI

4 tipuri de orbitali Oritali de tip s Orbitali de tip p Orbitali de tip d Orbitali de tip f

ORBITAL DE TIP sform sferic nucleul este situat n centrul sferei 1 orbital / strat

ORBITALI DE TIP pform bilobar lobii sunt orientai de-a lungul axelor de simetrie 3 orbitali / strat

ORBITALI DE TIP dform complicat

5 orbitali / strat

ORBITALI DE TIP fform complicat 7 orbitali / strat

Orbitalii se deosebesc: Form Energie Orientare spaialexerciiu Noteaz n tabelul de mai jos numrul de orbitali corespunztori fiecrui substrat substrat Nr. orbitali crete energia orbitalilor

s

p

d

f

STRAT7 straturi 1....7; K...Q fiecare strat electronic unul sau mai multe substraturi Substrat totalitatea orbitalilor de acelai tip Modul de notare al stratului, substratului i al numrului de electroni: 4p2 4 numrul stratului p tipul substratului 2 numrul de electroni din orbital

CONFIGURAIA ELECTRONIC A ATOMULUI repartizarea electronilor pe straturi i substraturi

ocuparea cu electroni a orbitalilor atomici are la bazprincipiul stabilitii principiul de excluziune al lui Pauli regula lui Hund

Principiul stabilitaii sau al minimei energiin atomii multielectronici, electronii se plaseaz n orbitali n ordinea succesiv a creterii energiei lor. Altfel spus, electronul distinctiv tinde s ocupe orbitalul vacant cu energia cea mai sczut.

Principiul de excluziune al lui Pauli:Un orbital atomic poate fi ocupat cu maximum doi electroni cu spin opus.

Regula lui HundCompletarea orbitalilor aceluiai substrat cu electroni are loc astfel nct numrul de electroni necuplai (impari) s fie maxim. Dup semiocuparea orbitalilor aceluiai substrat urmeaz cuplarea cu al doilea electron de spin opus

Ordinea ocuprii cu electroni a orbitalilor atomici pentru primele 4 straturi:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4 p6 5s2 4d105 p6 6s2 5d10 4f14 6 p6 7s2 6d10 5 f14

CONFIGURAIA ELECTRONIC A ATOMILOR DIN PERIOADELE 1, 2 I 3Perioada 1

H (Z = 1) He (Z = 2)

1s1 2s2 = [He]are configuraie stabil de dublet

Perioada 2

Li (Z = 3) Be (Z = 4) B (Z = 5) C (Z = 6) N (Z = 7) O (Z = 8) F (Z = 9) Ne (Z = 10)

[He] 2s1Electronul distinctiv se afl intr-un orbital s

[He] 2s2 [He] 2s2 2p1Electronul distinctiv se afl intr-un orbital p

[He] 2s2 2p2 [He] 2s2 2p3 [He] 2s2 2p4 [He] 2s2 2p5 [He] 2s2 2p6 = [Ne]

Perioada 3

Na (Z = 11) Mg (Z = 12) Al (Z = 13) Si (Z = 14) P (Z = 15) S (Z = 16) Cl (Z = 17) Ar (Z = 18)

[Ne] 3s1 [Ne] 3s2 [Ne] 3s2 3p1 [Ne] 3s2 3p2 [Ne] 3s2 3p3 [Ne] 3s2 3p4 [Ne] 3s2 3p5 [Ne] 3s2 3p6 = [Ar]

CONFIGURAIA ELECTRONIC A ATOMILOR DIN PERIOADELE 1, 2 I 3

Ilustrarea principiului stabilitii, al lui Pauli a regulii lui Hund:Orbitalul = ptric Electronul = sgeat

C (Z = 6): 1s 2 2s 2 2p 2

N (Z = 7): 1s 2 2s 2 2p 3O (Z = 8): 1s 2 2s 2 2p 4

electron distinctiv ntr-un orbital de tip s blocul elementelor s grupele IA i IIA blocul elementelor s electron distinctiv ntr-un orbital de tip p blocul elementelor p grupele IIIA - VIIIA blocul elementelor p

CONFIGURAIA ELECTRONIC A ATOMILOR DIN PERIOADA 4Exerciiu 1: 1. Noteaz configuraia electronic a Sc, Z= 21 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 2. Explc de ce electronul distinctiv se afl n orbitalul 3d i nu n 4p.

Explicaie: substratul 3d are o energie mai joas dect substratul 4p

Elementele de la Sc pn la Zn, la care electronul distinctiv se plaseaz n substratul 3d elemente tranziionale de tip d

Exerciiu 2:

1. Noteaz configuraia electronic a Cr, Z= 241s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5

Observaie: substratul d semiocupat sau total ocupat cu electroni este mai stabilExerciiu 3: 1. Noteaz configuraia electronic a Cu, Z= 29

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10

RELAIA DINTRE STRUCTURA ATOMIC A ELEMENTELOR I POZIIA LOR N SISTEMUL PERIODICStructura nveliului electronic al atomului poziia elementului n sistemul periodic

Numrul grupei numrul electronilor de valen = electronii de peultimul strat n curs de completare

Numrul perioadei numrul de straturi electronice Blocul de elemente tipul orbitalului n care se afl electronul distinctiv Substrat totalitatea orbitalilor de acelai tip

PROF. LUIZA BRBUCEANU

LICEUL GEORGE CLINESCU BUCURETI