CAPITOLUL 1. STRUCTURA NVELI ULUI ELECTRONIC

Despre ce vom nv

a n acest capitol:

Orbital atomic Substrat Mi care de spin Strat Configura ie electronic Element reprezentativ Element tranzi ional Principiul stabilit ii Principiul lui Pauli Regula lui Hund

Materia are o structur discontinu ; ea este alc tuit din particule mici care nu pot fi observate cu ochiul liber numite atomi. ATOMUL cea mai mic particul care prin procedee chimice obi nuite nu mai poate fi divizat , dar care particip la reac iile chimice. PARTICULE ELEMENTARE protonul i neutronul electronul,

Atomul este caracterizat de NUM RUL ATOMIC (Z) i NUM RUL DE MAS (A). NVELI UL ELECTRONIC totalitatea electonilor care graviteaz n jurul nucleului

CONFIGURA IA ELECTRONIC A ATOMULUIStructura nveli ului electronic comportarea chimic a atomilor reactivitatea substan elor Mi carea electronului n jurul nucleului poate fi comparat cu un nor electronic, nc rcat negativ Orbital atomic zona din jurul nucleului n care exist probabilitatea maxim de a g si electronul Mi carea de spin mi carea pe care o efectueaz electronul n jurul axei sale Mi carea 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 3 orbitali / strat lobii sunt orienta i de-a lungul axelor de simetrie

ORBITALI DE TIP dform complicat 5 orbitali / strat

ORBITALI DE TIP fform complicat 7 orbitali / strat

Orbitalii se deosebesc: Form Energie Orientare spa ial exerci iu Noteaz n tabelul de mai jos num rul de orbitali corespunz tori fiec rui substrat substrat Nr. orbitali cre te energia orbitalilor

s

p

d

f

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

CONFIGURA IA ELECTRONIC A ATOMULUI repartizarea electronilor pe straturi i substraturi

ocuparea cu electroni a orbitalilor atomici are la baz principiul stabilit ii principiul de excluziune al lui Pauli regula lui Hund

Principiul stabilita ii sau al minimei energiin atomii multielectronici, electronii se plaseaz n orbitali n ordinea succesiv a cre terii energiei lor. Altfel spus, electronul distinctiv tinde s ocupe orbitalul vacant cu energia cea mai sc zut .

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

Regula lui HundCompletarea orbitalilor aceluia i substrat cu electroni are loc astfel nct num rul de electroni necupla i (impari) s fie maxim. Dup semiocuparea orbitalilor aceluia i substrat urmeaz cuplarea cu al doilea electron de spin opus

Ordinea ocup rii cu electroni a orbitalilor atomici pentru primele 4 straturi:

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

CONFIGURA IA ELECTRONIC A ATOMILOR DIN PERIOADELE 1, 2 I 3Perioada 1

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

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

Perioada 2

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

[He] 2s1 2sElectronul distinctiv se afl intr-un orbital s intr-

[He] 2s2 2s [He] 2s2 2p1 2sElectronul distinctiv se afl intr-un orbital p intr-

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

Perioada 3

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

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

CONFIGURA IA ELECTRONIC A ATOMILOR DIN PERIOADELE 1, 2 I 3

Ilustrarea principiului stabilit ii, al lui Pauli a regulii lui Hund:Orbitalul = p tr ic Electronul = s geat

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

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

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

CONFIGURA IA ELECTRONIC A ATOMILOR DIN PERIOADA 4Exerci iu 1: 1. Noteaz configura ia 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. Explica ie: 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 tranzi ionale de tip d

Exerci iu 2: 1. Noteaz configura ia electronic a Cr, Z= 24 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5

Observa ie: substratul d semiocupat sau total ocupat cu electroni este mai stabilExerci iu 3: 1. Noteaz configura ia electronic a Cu, Z= 29 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10

RELA IA DINTRE STRUCTURA ATOMIC A ELEMENTELOR I POZI IA LOR N SISTEMUL PERIODICStructura nveli ului electronic al atomului pozi ia elementului n sistemul periodic

Num rul grupei

num rul electronilor de valen

= electronii de pe

ultimul strat n curs de completare

Num rul perioadei Blocul de elemente Substrat

num rul de straturi electronice tipul orbitalului n care se afl electronul distinctiv

totalitatea orbitalilor de acela i tip

PROF. LUIZA B RBUCEANU

LICEUL GEORGE C LINESCU BUCURE TI