ČO SÚ ENERGETICKÉ ÚROVNE A AKO SÚ ZASTÚPENÉ? - VEDA - 2026

K podhladiny energie v atóme sú spôsob, akým sú elektróny organizované v elektronických škrupiny, ich distribúciu v molekule alebo atómu. Tieto energetické úrovne sa nazývajú orbitály.

Organizácia elektrónov v nižších úrovniach umožňuje chemické kombinácie rôznych atómov a tiež definuje ich polohu v periodickej tabuľke prvkov.

Elektróny sú usporiadané v elektronických škrupinách atómu určitým spôsobom kombináciou kvantových stavov. V okamihu, keď je jeden z týchto štátov obsadený elektrónom, ostatné elektróny musia byť v inom stave.

úvod

Každý chemický prvok v periodickej tabuľke pozostáva z atómov, ktoré sú zase tvorené neutrónmi, protónmi a elektrónmi. Elektróny sú záporne nabité častice, ktoré sa nachádzajú okolo jadra ktoréhokoľvek atómu, distribuované v orbitaloch elektrónov.

Elektrónové orbitaly sú objemom priestoru, v ktorom má elektrón 95% šancu na stretnutie. Existujú rôzne typy orbitálov s rôznymi tvarmi. V každom orbitále môžu byť umiestnené maximálne dva elektróny. Prvý orbitál atómu je tam, kde je najväčšia pravdepodobnosť nájdenia elektrónov.

Orbitály sú označené písmenami s, p, d a f, to znamená Sharp, Princíp, Difúzia a Základ, a spájajú sa, keď sa atómy spoja, aby vytvorili väčšiu molekulu. V každom obale atómu sú tieto kombinácie orbitálov.

Napríklad vo vrstve 1 atómu sú orbitály S, vo vrstve 2 sú orbitaly S a P, vo vrstve 3 atómu sú orbitaly S, P a D a nakoniec vo vrstve 4 atómu sú všetky Orbitaly S, P, D a F.

Na obežných dráhach nájdeme aj rôzne podúrovne, ktoré zase dokážu uložiť viac elektrónov. Orbitály na rôznych úrovniach energie sú si navzájom podobné, ale zaberajú rôzne oblasti vo vesmíre.

Prvý orbitál a druhý orbitál majú rovnaké vlastnosti ako orbitál S, majú radiálne uzly, majú väčšiu pravdepodobnosť sférického objemu a môžu držať iba dva elektróny. Sú však umiestnené na rôznych úrovniach energie, a preto zaberajú rôzne priestory okolo jadra.

Miesto v periodickej tabuľke prvkov

Každá z elektronických konfigurácií prvkov je jedinečná, a preto určujú svoju pozíciu v periodickej tabuľke prvkov. Táto pozícia je definovaná periódou každého prvku a jeho atómovým číslom počtom elektrónov, ktoré má atóm prvku.

Kľúčom je teda použitie periodickej tabuľky na určenie konfigurácie elektrónov v atómoch. Elementy sú rozdelené do skupín podľa ich elektronických konfigurácií nasledovne:

Každý orbitál je zastúpený v špecifických blokoch v periodickej tabuľke prvkov. Napríklad blok S orbitálov je oblasť alkalických kovov, prvá skupina v tabuľke, v ktorej sa nachádza šesť prvkov: lítium (Li), rubídium (Rb), draslík (K), sodík (Na), francium ( Fr) a Cesium (Cs) a tiež vodík (H), ktorý nie je kov, ale plyn.

Táto skupina prvkov má elektrón, ktorý sa často ľahko stráca a vytvára kladne nabitý ión. Sú to najaktívnejšie kovy a najreaktívnejšie.

Vodík je v tomto prípade plyn, ale patrí do skupiny 1 periodickej tabuľky prvkov, pretože má iba jeden elektrón. Vodík môže tvoriť ióny s jediným pozitívnym nábojom, ale vytiahnutie jeho jedného elektrónu vyžaduje oveľa viac energie ako odstránenie elektrónov z iných alkalických kovov. Pri tvorbe zlúčenín vodík obvykle vytvára kovalentné väzby.

Pri extrémne vysokých tlakoch sa však vodík stáva kovovým a správa sa ako zvyšok prvkov vo svojej skupine. Deje sa to napríklad vo vnútri jadra planéty Jupiter.

Skupina 2 zodpovedá kovom alkalických zemín, pretože ich oxidy majú alkalické vlastnosti. Medzi prvky tejto skupiny nájdeme horčík (Mg) a vápnik (Ca). Jeho obežné kolesá tiež patria do úrovne S.

Prechodné kovy, ktoré zodpovedajú skupinám 3 až 12 v periodickej tabuľke, majú orbitály typu D.

Prvky, ktoré idú zo skupiny 13 až 18 v tabuľke, zodpovedajú orbitálom P. A nakoniec prvky známe ako lanthanidy a aktinidy majú orbitaly s názvom F.

Elektrónové umiestnenie na obežných dráhach

Elektróny sa nachádzajú na obežných dráhach atómu ako spôsob, ako znížiť energiu. Preto, ak sa snažia zvýšiť energiu, elektróny zaplnia hlavné orbitálne úrovne a vzdialia sa od jadra atómu.

Je potrebné vziať do úvahy, že elektróny majú vnútornú vlastnosť známu ako spin. Toto je kvantový koncept, ktorý okrem iného určuje rotáciu elektrónu v obežnej dráhe. Čo je nevyhnutné na určenie vašej pozície v energetických úrovniach.

Pravidlá, ktoré určujú polohu elektrónov na obežných dráhach atómu, sú nasledujúce:

• Princíp Aufbaua: Elektróny vstúpia najskôr na obežnú dráhu s najnižšou energiou. Tento princíp je založený na schémach energetických hladín určitých atómov.

• Princíp vylúčenia Pauliho: Atómový orbitál môže opísať najmenej dva elektróny. To znamená, že iba dva elektróny s rôznym elektrónovým spinom môžu obsadzovať atómový orbitál.

To znamená, že atómový orbitál je energetický stav.

• Hundovo pravidlo: Keď elektróny zaberajú orbity rovnakej energie, elektróny vstúpia najskôr do prázdnych orbitálov. To znamená, že elektróny uprednostňujú paralelné točenia v samostatných obežných dráhach energetických úrovní.

Elektróny vyplnia všetky obežné dráhy v nižších úrovniach predtým, ako sa stretnú s protiľahlými otáčaniami.

Špeciálne elektronické konfigurácie

Existujú tiež atómy so špeciálnymi prípadmi energetických nižších úrovní. Keď dva elektróny zaberajú ten istý orbitál, musia mať nielen rôzne točenia (ako sa uvádza v Pauliho vylučovacom princípe), ale spojenie elektrónov mierne zvyšuje energiu.

V prípade energetických úrovní, polovica plná a plná plná úroveň znižuje energiu atómu. To vedie k väčšej stabilite atómu.

Referencie

1. Elektrónová konfigurácia. Obnovené z Wikipedia.com.
2. Úvod do elektronických konfigurácií. Získané z chem.libretexts.org.
3. Orbitály a dlhopisy. Získané z chem.fsu.edu.
4. Periodická tabuľka, hlavné prvky skupiny. Obnovené z lokality newworldencyclopedia.org.
5. Zásady elektro konfigurácie. Obnovené zo stránky sartep.com.
6. Elektronická konfigurácia prvkov. Získané z science.uwaterloo.ca.
7. Electron Spin. Získané z hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.