Բարև սիրելի երեխաներ և ծնողներ: Երբեմն հեռուստատեսային լուրերը ոչ այնքան հաճելի պատմություններ են ցուցադրում աշխարհում տեղի ունեցած երկրաշարժերի մասին։ Սովորաբար հեռուստաէկրանին պատկերը հարվածում է իր սարսափելի բնավորությամբ՝ ավերված տներ, մարդկանց արցունքներ, կորստի դառնություն։ Ինչո՞ւ է մայր բնությունն այդքան վիրավորված մեզնից և հնարավո՞ր է ինչ-որ բան կանխել, եթե գիտեք, թե ինչու է երկրաշարժը տեղի ունենում: Փորձենք դա պարզել:

Այս տեղեկատվությունը կօգնի ձեզ նախագծի պատրաստման հարցում հետազոտական ​​աշխատանքնվիրված այս սարսափելի ու վտանգավոր բնական երեւույթին։

Դասի պլան:

Ի՞նչ է երկրաշարժը:

Համառոտ նկարագրեք բնական երեւույթ, ապա երկրաշարժ է ցնցումները և Երկրի մակերեսի շարժումը։ Այս տատանումները կործանարար բնույթ են կրում և տեղի են ունենում հանկարծակի, առանց մեծ նախազգուշացման:

Տարերային աղետ կարող է տեղի ունենալ ցանկացած երկրում և տարվա ցանկացած ժամանակ, նրա աշխարհագրությունը լայն է։ Երկրաշարժի ընթացքում երկրակեղևը պատռվում է, և դրա որոշ հատվածներ տեղահանվում են, ինչը հաճախ հանգեցնում է քաղաքների կործանման, իսկ երբեմն նույնիսկ ամբողջ քաղաքակրթություններ են ջնջվում Երկրից:

Ամեն տարի աշխարհում հարյուր հազարավոր երկրաշարժեր են տեղի ունենում, որոնցից միայն շատերն են աննկատ մնում հասարակ մարդկանց կողմից։ Դրանք ամրացվում են միայն մասնագետների կողմից՝ հատուկ տեխնիկայի օգնությամբ։ Միայն ամենաուժեղ ցնցումները և փոփոխությունները երկրի մակերեսըհետք թողնել մարդկանց վրա.

Ոչ ոք չի տեսել երկրաշարժեր, որոնք տեղի են ունենում օվկիանոսների հատակում, քանի որ դրանց գործողությունը մարվում է ջրով։ Եթե ​​օվկիանոսի ցնցումները չափազանց ուժեղ են, դրանք առաջացնում են հսկա ալիքներ, որոնք լվանում են ամեն ինչ իրենց ճանապարհին:

Երկրաշարժերի բնական պատճառները

Ցնցումները կարող են առաջանալ բնության նախաձեռնությամբ, առանց մարդու միջամտության:

Տեկտոնական շարժում

Դա պայմանավորված է այսպես կոչված տեկտոնական տեղաշարժերով ինչ-որ տեղ խորքում երկրի ընդերքը. Մակերեւույթ երկրագունդըոչ այնքան անշարժ, որքան մեզ թվում է առաջին հայացքից, ինչպես, օրինակ, սեղանի վրա դրված սեղանը: Այն բաղկացած է լիթոսֆերային թիթեղներից, որոնք դանդաղ, բայց անընդհատ տեղաշարժվում են տարեկան 7 սանտիմետրից ոչ ավելի արագությամբ:

Այս շարժումը բացատրվում է նրանով, որ մածուցիկ մագմա եռում է Երկիր մոլորակի աղիքներում, և թիթեղները լողում են դրա վրա, ինչպես սառույցի լողերը գետի երկայնքով սառույցի շեղման ժամանակ: Այն վայրերում, որտեղ թիթեղները հպվում են, դրանց մակերեսները դեֆորմացվում են: Դուք ձեր աչքով տեսաք սրա հետևանքները։ Այո՛, մի՛ զարմացիր։ Դուք երբեք սարեր չե՞ք տեսել:

Բայց երբ երկու կամ ավելի լիթոսֆերային թիթեղներնրանք քսվում են միմյանց և ոչ մի կերպ չեն կարողանում պայմանավորվել ու բաժանել տարածությունը, կառչում են ու վիճում, նրանց շարժումը կասեցվում է։ Նրանք կարող են այնքան ուժեղ վիճել միմյանց միջև, որ ուժեղ էներգիայով սեղմվելով միմյանց՝ տանում են դեպի հարվածային ալիք, ուռչում և կոտրում մակերեսը։

Այս պահերը երկրաշարժի սկիզբն են։ Նման լիթոսֆերային վեճը կարող է իր ուժը տարածել հարյուրավոր և հազարավոր կիլոմետրերի վրա՝ առաջացնելով երկրի մակերեսի թրթռումներ։

Ինչի համար է խթանը տեկտոնական շարժում? Գիտնականները այս երեւույթի մի քանի բացատրություն են գտել։ Երկրի մակերևույթի վիճակի վրա ազդում է տիեզերքը, որը մենք դեռևս չենք ուսումնասիրել, և Արև կոչվող աստղը, որը բերում է. մագնիսական փոթորիկներև արևի պայծառ բռնկումները:

Երկրաշարժերի մեղավորը կարող է լինել Լուսինը, ավելի ճիշտ՝ փոփոխությունները, որոնք տեղի են ունենում լուսնի մակերեսին։ Մասնագետները նկատել են, որ ամենահզոր երկրաշարժերը տեղի են ունենում գիշերը՝ լիալուսնի ժամանակ։

Հրաբխների, սողանքների և ջրի ազդեցությունը

Բացի տեկտոնական տեղաշարժերից, որոնք բերում են ամենաավերիչ վնասները, գիտնականները երկրաշարժի մեկ այլ պատճառ տեսնում են հրաբուխների, սողանքների և փլուզումների մեջ:

Առաջինները սարսափելի են իրենց գերլարման համար՝ աղիքներում հրաբխային գազի և լավայի կոնցենտրացիայի պատճառով, ինչի արդյունքում ժայթքման ժամանակ առաջանում են սեյսմիկ ալիքներ, որոնք զգացվում են Երկրի վրա։

Երկրորդը վտանգավոր է հարվածային ալիքծանր զանգվածի կուտակումից ժայռերդեպի երկրի մակերեսը:

Կան նաև փոքր ազդեցության ձախողման երկրաշարժեր, երբ ստորերկրյա ջրերն այնքան են քայքայում մակերեսի որոշ հատվածներ, որ հատվածներն ընկնում են դեպի ներս՝ առաջացնելով սեյսմիկ թրթռումներ։

Մարդու մեղքը երկրաշարժերի առաջացման մեջ

Ցավոք, ոչ միայն մայր բնությունը կարող է երկրաշարժերի պատճառ դառնալ։ Մարդն իր ձեռքերով ստեղծում է այնպիսի իրավիճակ, երբ մոլորակը սկսում է նեղանալ։

Իհարկե, նման տեխնածին ցնցումների ուժը (այսինքն՝ այսպես են կոչվում աղետները, որոնց աղբյուրը մարդն է), բայց դրանք կարող են հանգեցնել երկրի մակերեսի տատանումների։

Ինչպե՞ս է չափվում երկրաշարժերի ուժգնությունը:

Որքան ուժեղ են ցնցումները կարելի չափել հատուկ գործիքներով՝ սեյսմոգրաֆներով։

Նրանք որոշում են երկրաշարժերի ուժգնությունը և կազմում սանդղակ, որոնցից ամենահայտնին կոչվում է Ռիխտեր։

1 կամ 2 բալ ուժը մարդը չի զգում, բայց 3 կամ 4 բալանոց տատանումներն արդեն ճոճում են շրջակա ինտերիերի իրերը. ճաշատեսակները սկսում են զնգալ, առաստաղի վրա լամպերը ցնցվում են: Երբ հարվածների ուժգնությունը հասնում է 5 բալի, սենյակի պատերին սկսում են ճաքեր առաջանալ և սվաղը քանդվում է, 6-7 ցուցանիշից հետո ոչ միայն սենյակի միջնապատերը, այլև հենց շենքերի քարե պատերը քանդվում են։

Եթե ​​սեյսմոգրաֆները ֆիքսում են 8-10 բալային արժեքներ, կամուրջները, ճանապարհները, տները չեն դիմանում հարձակմանը, Երկրի մակերեսին ճաքեր են առաջանում, խողովակաշարերը ճեղքվում են, երկաթուղային ռելսերը վնասվում են։ Ամենամեծ վնասը պատճառում են ավելի քան 10 բալանոց ցնցումներով երկրաշարժերը, որոնք փոխում են լանդշաֆտը, ջնջում ամբողջ քաղաքները Երկրի երեսից՝ դրանք վերածելով ավերակների, անկումներ են առաջանում երկրի մեջ, իսկ ծովում կարող են հայտնվել նոր կղզիներ։

Ռիխտերի սանդղակը կարող է ֆիքսել առավելագույնը 10 բալ, ավելի ուժեղ ցնցումների համար օգտագործվում է ևս մեկը՝ Mercalli-ն, որն ունի 12 մակարդակ։ Կա ևս մեկը՝ Մեդվեդև-Սպոնհոյեր-Կառնիկ սանդղակը, որը նախկինում կիրառվում էր Խորհրդային Միությունում։ Նախատեսված է նաև 12 դիվիզիոնի համար։

Ամենից հաճախ երկրաշարժերը տեղի են ունենում Միջերկրական ծովի գոտում՝ անցնելով Հիմալայներով, Ալթայով, Կովկասով, ինչպես նաև Խաղաղ օվկիանոսի գոտում՝ ազդելով Ճապոնիայի, Հավայան կղզիների, Չիլիի և նույնիսկ Անտարկտիկայի վրա:

Մեր երկրի տարածքում կան նաև սեյսմիկ ակտիվ գոտիներ՝ օրինակ՝ Չուկոտկան, Պրիմորիեն, Բայկալը և Կամչատկան։ Հարևանները, ինչպիսիք են Ղազախստանը, Հայաստանը և Ղրղզստանը, նույնպես հաճախ են ենթարկվում բնական աղետների:

2016 թվականի օգոստոսին Իտալիայում 6,1 մագնիտուդ ուժգնությամբ երկրաշարժը խլեց տասնյակ մարդկանց կյանքեր, շատերն անհայտ կորած էին։

Գիտնականների կարծիքով՝ այսօր չկա այնպիսի երկիր, որին երկրաշարժերը չսպառնան։ Եվրոպայի հարավում դրանք են՝ Պորտուգալիան, Իսպանիան, Հունաստանը։ Եվրոպայի հյուսիսում ներս Ատլանտյան օվկիանոսկա մի անհանգիստ լեռնաշղթա, որը հասնում է հենց Հյուսիսային սառուցյալ օվկիանոս: Մեր հայրենի մայրաքաղաքի օրոք, ինչպես ցույց են տալիս ուսումնասիրությունները, ափսեի ակտիվ շարժում չկա, բայց մասնագետներն ասում են, որ դա մոսկվացիների համար հանգստանալու պատճառ չէ։

Երկրի բնակիչների շրջանում նույնպես հանգստանալու պատճառ չկա։ ծագող արև. Ճապոնիայում տարեկան ավելի քան 1000 երկրաշարժ է տեղի ունենում: Դրանցից մեկը, որը տեղի ունեցավ 2011 թվականի մարտի 11-ին, ամբողջ աշխարհում հայտնվեց լրահոսում։ Այս տարերային աղետից ցնցող կադրեր ու մանրամասներ կգտնեք տեսանյութում։

Այժմ դուք գիտեք, թե ինչու է տեղի ունենում այնպիսի բնական աղետ, ինչպիսին երկրաշարժն է: Ցավոք սրտի, նույնիսկ մոտալուտ վտանգի մասին տեղեկության դեպքում մարդը չի կարողանում կանխել բնական աղետները։

Կհանդիպենք շուտով նոր թեմաներով:

Եվգենյա Կլիմկովիչ.

Քիմիայի և ֆիզիկայի մեջ ատոմային օրբիտալները ֆունկցիա են, որը կոչվում է ալիքային ուղեծր, որը նկարագրում է այն հատկությունները, որոնք բնորոշ են հարևանությամբ գտնվող ոչ ավելի, քան երկու էլեկտրոններին կամ միջուկների համակարգին, ինչպես մոլեկուլում: Օրբիտալը հաճախ պատկերվում է որպես եռաչափ շրջան, որի ներսում էլեկտրոն գտնելու հավանականությունը 95 տոկոս է:

Օրբիտալներ և ուղեծրեր

Երբ մոլորակը շարժվում է Արեգակի շուրջը, այն անցնում է մի ճանապարհ, որը կոչվում է ուղեծիր: Նույն կերպատոմը կարող է ներկայացվել որպես էլեկտրոններ, որոնք պտտվում են միջուկի շուրջ ուղեծրերով: Իրականում, ամեն ինչ տարբեր է, և էլեկտրոնները գտնվում են տարածության շրջաններում, որոնք հայտնի են որպես ատոմային ուղեծրեր: Քիմիան բավարարվում է ատոմի պարզեցված մոդելով՝ Շրյոդինգերի ալիքի հավասարումը հաշվարկելու և, համապատասխանաբար, էլեկտրոնի հնարավոր վիճակները որոշելու համար։

Ուղեծրերն ու ուղեծրերը հնչում են նման, բայց դրանք բոլորովին այլ նշանակություն ունեն։ Չափազանց կարևոր է հասկանալ դրանց միջև եղած տարբերությունը։

Ուղեծրերի պատկերման անհնարինությունը

Ինչ-որ բանի հետագիծը գծագրելու համար պետք է հստակ իմանալ, թե որտեղ է գտնվում առարկան և կարողանալ պարզել, թե որտեղ կլինի այն մի պահ: Էլեկտրոնի համար դա անհնար է:

Ըստ նրա, չի կարելի հստակ իմանալ, թե տվյալ պահին որտեղ է գտնվում մասնիկը և որտեղ կլինի հետո։ (Իրականում սկզբունքն ասում է, որ հնարավոր չէ միաժամանակ և բացարձակ ճշգրտությամբ որոշել դրա թափն ու թափը):

Հետևաբար, անհնար է էլեկտրոնի ուղեծիր կառուցել միջուկի շուրջ: Սա անում է մեծ խնդիր? Ոչ Եթե ​​ինչ-որ բան հնարավոր չէ, այն պետք է ընդունել և ճանապարհներ գտնել:

Ջրածնի էլեկտրոն - 1s ուղեծր

Ենթադրենք, որ կա մեկ ջրածնի ատոմ և ժամանակի որոշակի կետում մեկ էլեկտրոնի դիրքը գրաֆիկորեն տպագրված է: Դրանից կարճ ժամանակ անց ընթացակարգը կրկնվում է, և դիտորդը գտնում է, որ մասնիկը նոր դիրքում է: Թե ինչպես է նա առաջին տեղից հասել երկրորդ, հայտնի չէ:

Եթե ​​դուք շարունակեք գործել այս կերպ, ապա աստիճանաբար կձևավորվի մի տեսակ 3D քարտեզ այն վայրերի, որտեղ ամենայն հավանականությամբ գտնվում է մասնիկը:

Այդ դեպքում էլեկտրոնը կարող է տեղակայվել միջուկը շրջապատող գնդաձև տարածության մեջ: Դիագրամը ցույց է տալիս այս գնդաձև տարածության խաչմերուկը:

Ժամանակի 95%-ը (կամ ցանկացած այլ տոկոս, քանի որ միայն տիեզերքի չափը կարող է ապահովել բացարձակ որոշակիություն) էլեկտրոնը գտնվում է տարածության բավականին հեշտությամբ որոշվող տարածքում՝ բավական մոտ միջուկին: Նման շրջանը կոչվում է ուղեծր: Ատոմային ուղեծրերը տարածության այն շրջաններն են, որոնցում գոյություն ունի էլեկտրոն:

Ի՞նչ է նա այնտեղ անում։ Մենք չգիտենք, մենք չենք կարող իմանալ, և, հետևաբար, մենք պարզապես անտեսում ենք այս խնդիրը: Կարող ենք միայն ասել, որ եթե էլեկտրոնը գտնվում է որոշակի ուղեծրում, ապա այն կունենա որոշակի էներգիա։

Յուրաքանչյուր ուղեծր ունի անուն:

Ջրածնի էլեկտրոնի զբաղեցրած տարածությունը կոչվում է 1s օրբիտալ։ Այստեղ միավորը նշանակում է, որ մասնիկը գտնվում է միջուկին ամենամոտ էներգիայի մակարդակում: Ս-ն պատմում է ուղեծրի ձևի մասին։ S-օրբիտալները գնդաձև սիմետրիկ են միջուկի նկատմամբ, առնվազն նման են բավականին խիտ նյութից բաղկացած սնամեջ գնդիկին, որի կենտրոնում միջուկն է:

2 վրկ

Հաջորդ ուղեծիրը 2 վրկ է։ Այն նման է 1-ին, բացառությամբ, որ էլեկտրոնի ամենահավանական գտնվելու վայրը միջուկից ավելի հեռու է։ Սա էներգիայի մակարդակի երկրորդ ուղեծիրն է:

Եթե ​​ուշադիր նայեք, կնկատեք, որ միջուկին ավելի մոտ կա մեկ այլ շրջան՝ փոքր-ինչ ավելի մեծ: բարձր խտությանէլեկտրոն («խտությունը» մեկ այլ միջոց է վկայակոչելու հավանականությունը, որ այս մասնիկը առկա է որոշակի վայրում):

2s էլեկտրոնները (և 3s, 4s և այլն) իրենց ժամանակի մի մասը շատ ավելի մոտ են անցկացնում ատոմի կենտրոնին, քան կարելի էր ակնկալել: Դրա արդյունքը նրանց էներգիայի մի փոքր նվազում է s-օրբիտալներում: Որքան էլեկտրոնները մոտենում են միջուկին, այնքան նրանց էներգիան նվազում է:

3s-, 4s-օրբիտալները (և այլն) գտնվում են ատոմի կենտրոնից ավելի ու ավելի հեռու:

p-օրբիտալներ

Ոչ բոլոր էլեկտրոններն են ապրում ուղեծրերում (իրականում նրանցից շատ քչերն են ապրում): Առաջինում նրանց համար միակ հասանելի դիրքը 1-ն է, երկրորդում ավելացվում են 2-ները և 2p-ները:

Այս տիպի ուղեծրերը ավելի շատ նման են 2 նույնական փուչիկների՝ միջուկում միմյանց հետ կապված: Դիագրամը ցույց է տալիս տարածության եռաչափ շրջանի խաչմերուկը: Կրկին, ուղեծրը ցույց է տալիս միայն մեկ էլեկտրոն գտնելու 95 տոկոս հավանականություն ունեցող տարածքը:

Եթե ​​պատկերացնենք մի հորիզոնական հարթություն, որն անցնում է միջուկով այնպես, որ ուղեծրի մի մասը կլինի հարթությունից վեր, իսկ մյուսը՝ ներքեւում, ապա այս հարթության վրա էլեկտրոն գտնելու հավանականությունը զրոյական է։ Այսպիսով, ինչպե՞ս է մասնիկը անցնում մի մասից մյուսը, եթե այն երբեք չի կարող անցնել միջուկի հարթության միջով: Դա պայմանավորված է իր ալիքային բնույթով:

Ի տարբերություն s-ի, p- ուղեծրն ունի որոշակի ուղղություն։

Էներգիայի ցանկացած մակարդակում հնարավոր է ունենալ երեք բացարձակ համարժեք p-ուղիղներ, որոնք տեղակայված են միմյանց նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ։ Նրանք կամայականորեն նշվում են p x, p y և p z նշաններով: Սա ընդունված է հարմարության համար. այն, ինչ նշանակում է X, Y կամ Z ուղղություններով, անընդհատ փոխվում է, քանի որ ատոմը պատահականորեն շարժվում է տարածության մեջ:

Երկրորդ էներգետիկ մակարդակի P- ուղեծրերը կոչվում են 2p x, 2p y և 2p z: Նմանատիպ ուղեծրեր կան նաև հաջորդների վրա՝ 3p x, 3p y, 3p z, 4p x, 4p y, 4p z և այլն։

Բոլոր մակարդակները, բացառությամբ առաջինի, ունեն p-օրբիտալներ։ Ավելի բարձր մակարդակներում «ծաղկաթերթիկները» ավելի երկարացված են, էլեկտրոնի ամենահավանական տեղակայումը միջուկից ավելի մեծ հեռավորության վրա է:

d- և f- ուղեծրեր

Բացի s և p օրբիտալներից, էլեկտրոններին հասանելի են երկու այլ ուղեծրեր ավելի քան բարձր մակարդակներէներգիա. Երրորդում կարող են լինել հինգ d-օրբիտալներ (բարդ ձևերով և անուններով), ինչպես նաև 3s- և 3p- ուղեծրեր (3p x, 3p y, 3p z): Այստեղ ընդհանուր առմամբ 9-ն է։

Չորրորդում, 4s-ի և 4p-ի և 4d-ի հետ մեկտեղ, հայտնվում են 7 լրացուցիչ f-օրբիտալներ՝ ընդհանուր 16-ը, որոնք հասանելի են նաև էներգիայի բոլոր բարձր մակարդակներում:

Էլեկտրոնների տեղաբաշխումը ուղեծրերում

Ատոմը կարելի է համարել որպես շատ շքեղ տուն (ինչպես շրջված բուրգը), որի միջուկը ապրում է առաջին հարկում և տարբեր սենյակներ վերին հարկերում, որոնք զբաղեցնում են էլեկտրոնները.

• առաջին հարկում կա ընդամենը 1 սենյակ (1ս);
• երկրորդ սենյակում արդեն կա 4 (2s, 2p x, 2p y and 2p z);
• երրորդ հարկում կա 9 սենյակ (մեկ 3ս, երեք 3p և հինգ 3d ուղեծրեր) և այլն։

Բայց սենյակներն այնքան էլ մեծ չեն։ Նրանցից յուրաքանչյուրը կարող է պարունակել ընդամենը 2 էլեկտրոն։

Ատոմային ուղեծրերը ցույց տալու հարմար միջոց, որոնցում գտնվում են այս մասնիկները, «քվանտային բջիջներ» նկարելն է։

քվանտային բջիջներ

Ատոմային ուղեծրերը կարող են ներկայացվել որպես քառակուսիներ, որոնցում առկա էլեկտրոնները ցուցադրվում են որպես սլաքներ: Հաճախ վեր ու վար սլաքները ցույց են տալիս, որ այս մասնիկները տարբերվում են միմյանցից:

Ատոմում տարբեր էլեկտրոնների անհրաժեշտությունը քվանտային տեսության հետևանք է։ Եթե ​​նրանք գտնվում են տարբեր ուղեծրերում, դա լավ է, բայց եթե նրանք գտնվում են նույն ուղեծրում, ապա նրանց միջև պետք է լինի որոշակի նուրբ տարբերություն: Քվանտային տեսությունմասնիկներին օժտում է «սպին» կոչվող հատկությամբ - հենց դա է ցույց տալիս նետերի ուղղությունը:

Երկու էլեկտրոններով 1s ուղեծրը ցուցադրվում է որպես քառակուսի, որի երկու սլաքները ուղղված են վեր և վար, բայց այն կարող է նաև ավելի արագ գրվել որպես 1s 2: Այն կարդում է «մեկ ս երկու», ոչ թե «մեկ ս քառակուսի»: Այս նշումներում թվերը չպետք է շփոթել: Առաջինը էներգիայի մակարդակն է, իսկ երկրորդը՝ մեկ ուղեծրի մասնիկների քանակը։

Հիբրիդացում

Քիմիայի մեջ հիբրիդացումն ատոմային օրբիտալները նոր հիբրիդային ուղեծրերի մեջ խառնելու հասկացությունն է, որը կարող է զուգակցել էլեկտրոնները՝ քիմիական կապեր ձևավորելու համար: Sp հիբրիդացումը բացատրում է քիմիական կապերմիացություններ, ինչպիսիք են ալկինները: Այս մոդելում 2s և 2p ածխածնի ատոմային ուղեծրերը խառնվում են՝ ձևավորելով երկու sp ուղեծրեր։ Ացետիլեն C 2 H 2-ը բաղկացած է ածխածնի երկու ատոմների sp-sp խճճվելուց՝ σ-կապ և երկու լրացուցիչ π-կապերի ձևավորմամբ։

Հագեցած ածխաջրածիններում ածխածնի ատոմային ուղեծրերն ունեն նույն հիբրիդային sp 3-օրբիտալները, որոնք ունեն համրի ձև, որի մի մասը շատ ավելի մեծ է, քան մյուսը:

Sp 2 հիբրիդացումը նման է նախորդներին և ձևավորվում է մեկ s և երկու p ուղեծրեր խառնելով։ Օրինակ, էթիլենի մոլեկուլում ձևավորվում է երեք sp 2 - և մեկ p-օրբիտալ:

Ատոմային ուղեծրեր. լցման սկզբունք

Պատկերացրեք անցումներ մի ատոմից մյուսը պարբերական աղյուսակ քիմիական տարրեր, կարելի է հաստատել հաջորդ ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը՝ տեղադրելով լրացուցիչ մասնիկ հաջորդ հասանելի ուղեծրում։

Էլեկտրոնները, նախքան էներգիայի բարձր մակարդակները լրացնելը, զբաղեցնում են միջուկին ավելի մոտ գտնվող ստորինները։ Որտեղ կա ընտրություն, նրանք առանձին-առանձին լրացնում են ուղեծրերը։

Այս լրացման կարգը հայտնի է որպես Հունդի կանոն: Այն կիրառվում է միայն այն դեպքում, երբ ատոմային ուղեծրերն ունեն հավասար էներգիա, և այն նաև օգնում է նվազագույնի հասցնել էլեկտրոնների միջև հակահարվածը՝ դարձնելով ատոմը ավելի կայուն։

Նկատի ունեցեք, որ s ուղեծիրը միշտ մի փոքր ավելի քիչ էներգիա ունի, քան p ուղեծրը նույն էներգետիկ մակարդակում, ուստի առաջինը միշտ լցվում է երկրորդից առաջ:

Իսկապես տարօրինակը 3d ուղեծրերի դիրքն է: Նրանք ավելի բարձր մակարդակի վրա են, քան 4s-ը, և այսպիսով, առաջինը լցվում են 4s ուղեծրերը, որին հաջորդում են բոլոր 3d և 4p ուղեծրերը:

Նույն շփոթությունը տեղի է ունենում ավելի բարձր մակարդակներում, որոնց միջև ավելի շատ միահյուսումներ են տեղի ունենում: Հետևաբար, օրինակ, 4f ատոմային ուղեծրերը չեն լցվում այնքան ժամանակ, քանի դեռ 6s-ի բոլոր տեղերը չեն զբաղեցնում։

Լրացման կարգի իմացությունը առանցքային է էլեկտրոնային կառուցվածքները նկարագրելու համար:

մքվանտային թվեր.

Ալիքային ֆունկցիան հաշվարկվում է Շրյոդինգերի ալիքի հավասարման համաձայն՝ մեկ էլեկտրոնային մոտարկման շրջանակներում (Հարթրի-Ֆոկ մեթոդ) որպես ատոմի մյուս էլեկտրոնների հետ ատոմի միջուկի կողմից ստեղծված ինքնահաստատվող դաշտում էլեկտրոնի ալիքային ֆունկցիա։

Ինքը՝ Է.Շրոդինգերը, ատոմում էլեկտրոնը համարում էր բացասական լիցքավորված ամպ, որի խտությունը համաչափ է ատոմի համապատասխան կետում ալիքի ֆունկցիայի արժեքի քառակուսուն։ Այս տեսքով էլեկտրոնային ամպ հասկացությունն ընկալվել է նաև տեսական քիմիայում։

Այնուամենայնիվ, ֆիզիկոսների մեծ մասը չէր կիսում Է.Շրյոդինգերի համոզմունքները. չկար էլեկտրոնի գոյության ապացույց՝ որպես «բացասական լիցքավորված ամպ»: Մաքս Բորնը հիմնավորել է ալիքի ֆունկցիայի քառակուսու հավանական մեկնաբանությունը։ 1950 թվականին Է.Շրյոդինգերը «Ինչ է տարրական մասնիկ? ստիպել է համաձայնել Մ. Բորնի փաստարկների հետ, ով 1954թ Նոբելյան մրցանակֆիզիկայում՝ «Հանուն հիմնարար հետազոտությունքվանտային մեխանիկայում, հատկապես ալիքային ֆունկցիայի վիճակագրական մեկնաբանության համար»։

Քվանտային թվեր և ուղեծրային նոմենկլատուրա

Շառավղային հավանականության խտության բաշխում ատոմային ուղեծրերի համար տարբեր nև լ.

• Հիմնական քվանտային թիվը nկարող է վերցնել ցանկացած դրական ամբողջ արժեք՝ սկսած մեկից ( n= 1,2,3, … ∞) և որոշում է էլեկտրոնի ընդհանուր էներգիան տվյալ ուղեծրում (էներգիայի մակարդակ).

Էներգիա համար n= ∞ համապատասխանում է մեկ էլեկտրոնի իոնացման էներգիային տվյալ էներգիայի մակարդակի համար:

• Ուղեծրային քվանտային թիվը (նաև կոչվում է ազիմուտալ կամ լրացնող քվանտային թիվ) որոշում է էլեկտրոնի անկյունային իմպուլսը և կարող է վերցնել ամբողջ արժեքներ 0-ից մինչև n - 1 (լ = 0,1, …, n- մեկ): Անկյունային իմպուլսը այս դեպքում տրվում է կապով

Ատոմային ուղեծրերը կոչվում են տառի նշանակումըդրանց ուղեծրային համարը.

Ատոմային ուղեծրերի տառերի անվանումները առաջացել են ատոմային սպեկտրներում սպեկտրային գծերի նկարագրությունից. ս (սուր) ատոմային սպեկտրներում սուր շարք է, էջ (սկզբունքային)- տուն, դ (ցրված) - ցրված, զ (Հիմնարար) հիմնարար է:

• Մագնիսական քվանտային թիվ մ լորոշում է ուղեծրի անկյունային իմպուլսի պրոյեկցիան ուղղության վրա մագնիսական դաշտըև կարող է վերցնել ամբողջ թվեր՝ սկսած - լնախքան լներառյալ 0 ( մ լ = -լ … 0 … լ):

Գրականության մեջ ուղեծրերը նշանակվում են քվանտային թվերի համակցությամբ՝ հիմնական քվանտային թիվը նշանակվում է թվով, ուղեծրային քվանտային թիվը՝ համապատասխան տառով (տե՛ս ստորև բերված աղյուսակը) և մագնիսական քվանտային թիվը՝ ստորգետնյա արտահայտությամբ, որը ցույց է տալիս պրոյեկցիան։ ուղեծիրը դեկարտյան առանցքների վրա, օրինակ, x, y, z 2p x, 3d xy, 4f z (x²-y²). Արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի ուղեծրերի համար, այսինքն՝ վալենտային էլեկտրոնները նկարագրելու դեպքում, ուղեծրի գրառման մեջ հիմնական քվանտային թիվը, որպես կանոն, բաց է թողնվում։

Երկրաչափական ներկայացում

Ատոմային ուղեծրի երկրաչափական պատկերը տարածության տարածք է, որը սահմանափակված է հավանականության կամ լիցքի հավասար խտության (հավասարաչափության մակերեսով) մակերեսով։ Սահմանային մակերեսի վրա հավանականության խտությունը ընտրվում է լուծվող խնդրի հիման վրա, բայց սովորաբար այնպես, որ սահմանափակ տարածքում էլեկտրոն գտնելու հավանականությունը գտնվում է 0,9-0,99 միջակայքում:

Քանի որ էլեկտրոնի էներգիան որոշվում է Կուլոնի փոխազդեցությամբ և, հետևաբար, միջուկից հեռավորությամբ, հիմնական քվանտային թիվը. nսահմանում է ուղեծրի չափը.

Ուղեծրի ձևն ու համաչափությունը տրվում են ուղեծրային քվանտային թվերով լև մ: ս- ուղեծրերը գնդաձև սիմետրիկ են, էջ, դև զ-օրբիտալներն ունեն ավելի բարդ ձև, որը որոշվում է ալիքային ֆունկցիայի անկյունային մասերով՝ անկյունային ֆունկցիաներով: Անկյունային ֆունկցիաներ Y lm (φ , θ) - քառակուսի անկյունային իմպուլսի L² օպերատորի սեփական ֆունկցիաները՝ կախված քվանտային թվերից լև մ(տես Գնդային ֆունկցիաներ), բարդ են և գնդաձև կոորդինատներով (φ, θ) նկարագրում են ատոմի կենտրոնական դաշտում էլեկտրոն գտնելու հավանականության անկյունային կախվածությունը։ Այս ֆունկցիաների գծային համակցությունը որոշում է օրբիտալների դիրքը դեկարտյան կոորդինատային առանցքների նկատմամբ։

Y lm գծային համակցությունների համար ընդունված է հետևյալ նշումը.

Ուղեծրային քվանտային թվի արժեքը	0	1	1	1	2	2	2	2	2
Մագնիսական քվանտային թվի արժեքը	0	0			0
Գծային համակցություն
Նշանակում

Լրացուցիչ գործոն, որը երբեմն հաշվի է առնվում երկրաչափական ներկայացման ժամանակ, ալիքային ֆունկցիայի նշանն է (փուլ): Այս գործոնը էական նշանակություն ունի ուղեծրային քվանտային թվով ուղեծրերի համար լզրոյից տարբերվող, այսինքն՝ չունենալով գնդային համաչափություն՝ հանգուցային հարթության հակառակ կողմերում ընկած նրանց «ծաղկաթերթերի» ալիքային ֆունկցիայի նշանը հակադիր է։ Ալիքային ֆունկցիայի նշանը հաշվի է առնվում MO LCAO մոլեկուլային ուղեծրային մեթոդով (մոլեկուլային օրբիտալները որպես ատոմային օրբիտալների գծային համակցություն)։ Այսօր գիտությունը գիտի մաթեմատիկական հավասարումները, որոնք նկարագրում են երկրաչափական պատկերներ, որը ներկայացնում է ուղեծրեր (կախված ժամանակի էլեկտրոնային կոորդինատներից): Սրանք են հավասարումները ներդաշնակ թրթռումներարտացոլում է մասնիկների պտույտը ազատության բոլոր հասանելի աստիճաններում. ուղեծրի ռոտացիա, սպին,... Օրբիտալների հիբրիդացումը ներկայացված է որպես տատանումների միջամտություն։

Օրբիտալների լրացումը էլեկտրոններով և ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան

Յուրաքանչյուր ուղեծր կարող է ունենալ ոչ ավելի, քան երկու էլեկտրոն, որոնք տարբերվում են սպին քվանտային թվի արժեքով ս(ետ): Այս արգելքը որոշվում է Պաուլիի սկզբունքով։ Այն կարգը, որով էլեկտրոնները լրացնում են նույն մակարդակի ուղեծրերը (հիմնական քվանտային թվի նույն արժեքով ուղեծրերը nորոշվում է Կլեչկովսկու կանոնով, այն հերթականությամբ, որով էլեկտրոնները լրացնում են ուղեծրերը նույն ենթամակարդակի սահմաններում (օրբիտալներ՝ հիմնական քվանտային թվի նույն արժեքներով։ nև ուղեծրային քվանտային թիվը լ) որոշվում է Հունդի կանոնով։

Ատոմում էլեկտրոնների բաշխման համառոտ գրառումը ատոմի տարբեր էլեկտրոնային թաղանթների վրա՝ հաշվի առնելով դրանց հիմնական և ուղեծրային քվանտային թվերը nև լկանչեց

Էլեկտրոնն ունի երկակի բնույթ՝ տարբեր փորձերի ժամանակ այն կարող է դրսևորել մասնիկի և ալիքի հատկություններ։ Էլեկտրոնի որպես մասնիկի հատկությունները: զանգված, լիցք; ալիքի հատկությունները- շարժման, միջամտության և դիֆրակցիայի հատկանիշներով.

Էլեկտրոնի շարժումը ենթարկվում է օրենքներին քվանտային մեխանիկա .

Հիմնական բնութագրերը, որոնք որոշում են էլեկտրոնի շարժումը միջուկի շուրջ. համապատասխան ուղեծրի էներգիան և տարածական առանձնահատկությունները:

Երբ փոխազդում են (համընկնող) ատոմային ուղեծրեր(ԱՕ ) առաջանում են երկու կամ ավելի ատոմների պատկանող մոլեկուլային օրբիտալներ(MO).

Մոլեկուլային ուղեծրերը լցված են սոցիալականացված էլեկտրոններով և իրականացնում կովալենտային կապ.

Մինչև մոլեկուլային օրբիտալների ձևավորումը, մեկ ատոմի ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացում.

Հիբրիդացում -ձևավորման ընթացքում որոշ ուղեծրերի ձևի փոփոխություն կովալենտային կապավելի արդյունավետ ծածկույթի համար: Ձևավորվում են նույն հիբրիդները ԲԲԸովքեր զբաղվում են կրթության ոլորտում MO, համընկնելով այլ ատոմների ատոմային ուղեծրերը։ Հիբրիդացումը հնարավոր է միայն քիմիական կապեր կազմող ատոմների համար, բայց ոչ ազատ ատոմների համար։

ածխաջրածիններ

Հիմնական հարցեր.

1. Ածխաջրածիններ. Դասակարգում. Անվանակարգ.
2. Կառուցվածք. Հատկություններ.
3. Ածխաջրածինների օգտագործումը.

ածխաջրածիններ- Դասարան օրգանական միացություններորոնք կազմված են երկու տարրից՝ ածխածնից և ջրածնից։

Ընտրեք իզոմերներ և հոմոլոգներ.

Անվանեք ալկաններ.

____________________________________________

__________________________________________

Ä նիտրացիոն ռեակցիա (Կոնովալովի արձագանքը, 1889 թ) նիտրո խմբին ջրածնի փոխարինման ռեակցիան է։

Պայմանները 13% HNO 3, t \u003d 130 - 140 0 C, P \u003d 15 - 10 5 Pa: Արդյունաբերական մասշտաբով ալկանների նիտրացումն իրականացվում է գազային փուլում 150 - 170 0 C ջերմաստիճանում ազոտի օքսիդով (IV) կամ ազոտաթթվի գոլորշիով։

CH 4 + HO - NO 2 → CH 3 - NO 2 + H 2 O

նիտրոմեթան

@ Լուծել առաջադրանքները.

1. Ալկանների բաղադրությունը արտացոլում է ընդհանուր բանաձեւը.

ա) C n H 2 n +2; բ) C n H 2 n -2; գ) C n H 2 n; դ) C n H 2 n -6.

2. Ինչ ռեակտիվների հետ կարող են փոխազդել ալկանները.

ա) Br 2 (լուծույթ); բ) Br 2, t 0; մեջ) H2SO4; է) HNO 3 (նոսր), t 0; դ) KMnO 4; ե) CON?

Պատասխանները: 1) ռեակտիվներ ա, բ, դ, էլ; 2) ռեակտիվներ բ, գ, էլ;

3) ռեակտիվներ բ, դ; 4) ռեակտիվներ բ, դ, ե, զ.

1. Ստեղծեք համապատասխանություն ռեակցիայի տեսակի և ռեակցիայի սխեմայի (հավասարման) միջև.

1. Նշեք այն նյութը, որը ձևավորվում է մեթանի ամբողջական քլորացման ժամանակ.

ա) տրիքլորմեթան; բ) ածխածնի տետրաքլորիդ; գ) դիքլորմեթան; դ) տետրաքլորէթան.

1. Նշեք 2,2,3-տրիմեթիլբուտանի մոնոբրոմինացման ամենահավանական արտադրանքը.

ա) 2-բրոմ-2,3,3-տրիմեթիլբութան; բ) 1-բրոմ-2,2,3-տրիմեթիլբութան;

գ) 1-բրոմ-2,3,3-տրիմեթիլբութան; դ) 2-բրոմ-2,2,3-տրիմեթիլբութան.

Գրի՛ր ռեակցիայի հավասարումը։

Վուրցի ռեակցիա – մետաղական նատրիումի ազդեցությունը ածխաջրածինների հալոգեն ածանցյալների վրա: Երբ երկու տարբեր հալոգեն ածանցյալներ փոխազդում են, առաջանում է ածխաջրածինների խառնուրդ, որը կարելի է առանձնացնել թորման միջոցով։

CH 3 I + 2 Na + CH 3 I → C 2 H 6 + 2 NaI

@ Լուծել առաջադրանքները.

1. Նշեք ածխաջրածնի անվանումը, որը ձևավորվում է բրոմէթանը նատրիումի մետաղով տաքացնելիս.

ա) պրոպան; բ) բութան; գ) պենտան; դ) հեքսան; ե) հեպտան.

Գրի՛ր ռեակցիայի հավասարումը։

1. Ի՞նչ ածխաջրածիններ են առաջանում խառնուրդի վրա մետաղական նատրիումի ազդեցությամբ.

ա) յոդոմեթան և 1-բրոմ-2-մեթիլպրոպան; բ) 2-բրոմպրոպան և 2-բրոմոբութան.

Ցիկլոալկաններ

1. Փոքր ցիկլերի համար (C 3 - C 4) բնորոշ են ավելացման ռեակցիաներ ջրածին, հալոգեններ և ջրածնի հալոգենիդներ: Ռեակցիաներն ուղեկցվում են ցիկլի բացմամբ։

2. Այլ ցիկլերի համար (5-ից և բարձր) բնորոշ են փոխարինման ռեակցիաներ.

Չհագեցած ածխաջրածիններ (չհագեցած):

Ալկեններ (օլեֆիններ, կրկնակի կապով չհագեցած ածխաջրածիններ, էթիլենային ածխաջրածիններ). Կառուցվածքը: sp 2 հիբրիդացում, ուղեծրերի հարթ տեղակայում (հարթ քառակուսի): Արձագանքները:ավելացում (հիդրոգենացում, հալոգենացում, հիդրոհալոգենացում, պոլիմերացում), փոխարինում (ոչ բնորոշ), օքսիդացում (այրում, KMnO 4), քայքայում (առանց թթվածնի հասանելիության):

@ Լուծել առաջադրանքները.

1. Ո՞րն է ածխածնի ատոմների հիբրիդացումը ալկենի մոլեկուլում.

ա) 1 և 4 - sp 2, 2 և 3 - sp 3; բ) 1 և 4 - sp 3, 2 և 3 - sp 2;

գ) 1 և 4 - sp 3, 2 և 3 - sp; դ) 1 և 4 - ոչ հիբրիդացված, 2 և 3 - sp2:

2. Անվանեք ալկենը.

1. Բուտեն-1-ի օրինակով գրի՛ր ռեակցիայի հավասարումներ, անվանի՛ր ստացված արտադրանքները:

4. Ստորև բերված փոխակերպման սխեմայում էթիլենը ձևավորվում է ռեակցիայի մեջ.

ա) 1 և 2; բ) 1 և 3; գ) 2 և 3;

դ) ոչ մի ռեակցիայի ժամանակ էթիլեն չի առաջանում.

1. Որ արձագանքը հակասում է Մարկովնիկովի կանոնին.

ա) CH 3 - CH \u003d CH 2 + HBr →; բ) CH 3 - CH \u003d CH 2 + H 2 O →;;

գ) CH 3 - CH \u003d CH - CH 2 + HCI →; դ) CCI 3 - CH \u003d CH 2 + HCI →?

þ Դիեններ՝ խոնարհված կապերով.խոնավացում 1,3-բուտադիեն - ձևավորվում է 2-բութեն (1,4-հավելում).

þ հիդրոգենացում 1,3-բուտադիեն Ni-butane կատալիզատորի առկայության դեպքում.

þ հալոգենացում 1,3-butadiene - 1,4-լրացում (1,4 - dibromo-2-butene):

þ դիենի պոլիմերացում.

Պոլիենա(չհագեցած ածխաջրածիններ՝ բազմաթիվ կրկնակի կապերով) ածխաջրածիններ են, որոնց մոլեկուլները պարունակում են առնվազն երեք կրկնակի կապ։

Դիենների ստացում.

Ø Ալկալիի ալկոհոլային լուծույթի ազդեցությունը.

Ø Լեբեդևի մեթոդը (դիվինիլային սինթեզ).

Ø գլիկոլների ջրազրկում (ալկանեդիոլներ):

Ալկիններ (ացետիլենային ածխաջրածիններ, ածխաջրածիններ մեկ եռակի կապով). Կառուցվածքը: sp հիբրիդացում, ուղեծրերի գծային տեղադրում։ Արձագանքները:ավելացում (հիդրոգենացում, հալոգենացում, հիդրոհալոգենացում, պոլիմերացում), փոխարինում (աղերի առաջացում), օքսիդացում (այրում, KMnO 4), քայքայում (առանց թթվածնի հասանելիության):	5-մեթիլհեքսին-2 1-Pentyne 3-methylbutyne-1
	1. Ո՞ր ածխաջրածիններն են համապատասխանում ընդհանուր բանաձեւ C n H 2n-2. ա) ացետիլեն, դիեն; բ) էթիլեն, դիեն; գ) ցիկլոալկաններ, ալկեններ; դ) ացետիլեն, անուշաբույր. 2. Եռակի կապը համակցված է՝ ա) երեք σ-կապերի. բ) մեկ σ-կապ և երկու π-կապ. գ) երկու σ-կապ և մեկ π-կապ; դ) երեք π-կապ. 3. Կազմե՛ք 3-մեթիլպենտին -3 բանաձեւը.
Ի. Ավելացման ռեակցիաներ
v հիդրոգենացումտեղի է ունենում ալկենների ձևավորման փուլում.
v Հալոգենների ավելացումտեղի է ունենում ավելի վատ, քան ալկեններում. ալկինները գունաթափվում են բրոմ ջուր (որակական ռեակցիա).
v Ջրածնի հալոգենիդների ավելացում.
Որոշվում են անհամաչափ ալկինների հավելյալ արտադրանքները Մարկովնիկովի կանոն.
v Ջրի միացում (հիդրացիա)- Մ.Գ.Կուչերովի արձագանքը, 1881 թ.
Ացետիլենի հոմոլոգների համար ջրի ավելացման արդյունքը կետոն է.
III. աղի ձևավորում ( թթվային հատկություններ) - փոխարինման ռեակցիաներ
ð Փոխազդեցություն ակտիվ մետաղներ Ացետիլիդները օգտագործվում են հոմոլոգների սինթեզի համար:
ð Ալկինների փոխազդեցությունը արծաթի օքսիդի կամ պղնձի (I) քլորիդի ամոնիակային լուծույթների հետ:
Որակական արձագանք վերջնական եռակի կապին.արծաթի ացետիլենիդի կամ կարմիր-շագանակագույն - պղնձի (I) ացետիլենիդի մոխրագույն-սպիտակ նստվածքի ձևավորում.	HC ≡ CH + СuCI → СuC ≡ ССu ↓ + 2HCI Ռեակցիան չի առաջանում
IV. Օքսիդացման ռեակցիաներ
Ÿ մեղմ օքսիդացում- գունաթափում ջրային լուծույթկալիումի պերմանգանատ ( բազմակի կապի որակական ռեակցիա):	Երբ ացետիլենը փոխազդում է KMnO 4-ի նոսր լուծույթի հետ (սենյակային ջերմաստիճան) - oxalic թթու.

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաատոմը իր էլեկտրոնային ուղեծրերի թվային ներկայացումն է: Էլեկտրոնային ուղեծրերը տարածքներ են տարբեր ձևերգտնվում է շուրջը ատոմային միջուկ, որում մաթեմատիկորեն հավանական է գտնել էլեկտրոն։ Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան օգնում է արագ և հեշտությամբ ընթերցողին ասել, թե քանի էլեկտրոնի ուղեծր ունի ատոմը, ինչպես նաև որոշել էլեկտրոնների քանակը յուրաքանչյուր ուղեծրում: Այս հոդվածը կարդալուց հետո դուք կյուրացնեք էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների կազմման մեթոդը։

Քայլեր

Էլեկտրոնների բաշխում Դ.Ի.Մենդելեևի պարբերական համակարգի միջոցով

Գտեք ատոմային համարըձեր ատոմը.Յուրաքանչյուր ատոմ ունի իր հետ կապված էլեկտրոնների որոշակի քանակություն: Պարբերական աղյուսակում գտեք ձեր ատոմի խորհրդանիշը: Ատոմային թիվը ամբողջ թիվ է դրական թիվ, սկսած 1-ից (ջրածնի համար) և ավելանալով մեկով յուրաքանչյուր հաջորդ ատոմի համար։ Ատոմային թիվը ատոմի պրոտոնների թիվն է, հետևաբար այն նաև զրոյական լիցք ունեցող ատոմի էլեկտրոնների թիվն է։

Որոշեք ատոմի լիցքը.Չեզոք ատոմները կունենան նույն թվով էլեկտրոններ, ինչպես ցույց է տրված պարբերական աղյուսակում: Այնուամենայնիվ, լիցքավորված ատոմները կունենան ավելի կամ քիչ էլեկտրոններ՝ կախված դրանց լիցքի մեծությունից։ Եթե ​​դուք աշխատում եք լիցքավորված ատոմի հետ, ապա ավելացրեք կամ հանեք էլեկտրոնները հետևյալ կերպ. յուրաքանչյուր բացասական լիցքի համար ավելացրեք մեկ էլեկտրոն և յուրաքանչյուր դրական լիցքի համար հանեք մեկը:

• Օրինակ՝ -1 լիցք ունեցող նատրիումի ատոմը լրացուցիչ էլեկտրոն կունենա ի հավելումնիր բազային ատոմային համարին` 11: Այլ կերպ ասած, ատոմն ընդհանուր առմամբ կունենա 12 էլեկտրոն:
• Եթե ​​խոսքը +1 լիցք ունեցող նատրիումի ատոմի մասին է, ապա 11 բազային ատոմային թվից պետք է հանել մեկ էլեկտրոն։ Այսպիսով, ատոմը կունենա 10 էլեկտրոն:

1. Անգիր սովորիր ուղեծրերի հիմնական ցանկը:Ատոմում էլեկտրոնների քանակի ավելացման հետ մեկտեղ նրանք լրացնում են ատոմի էլեկտրոնային թաղանթի տարբեր ենթամակարդակներ՝ ըստ որոշակի հաջորդականության։ Էլեկտրոնային թաղանթի յուրաքանչյուր ենթամակարդակ, երբ լցված է, պարունակում է զույգ թիվէլեկտրոններ։ Կան հետևյալ ենթամակարդակները.

   Հասկացեք էլեկտրոնային կազմաձևման գրառումը:Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները գրված են, որպեսզի հստակ արտացոլեն յուրաքանչյուր ուղեծրի էլեկտրոնների թիվը: Օրբիտալները գրվում են հաջորդաբար, յուրաքանչյուր ուղեծրի ատոմների թիվը գրվում է ուղեծրի անվան աջ կողմում որպես վերնագիր: Ավարտված էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ունի ենթամակարդակի նշանակումների և վերնագրերի հաջորդականության ձև:

   • Ահա, օրինակ, ամենապարզ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան. 1s 2 2s 2 2p 6.Այս կոնֆիգուրացիան ցույց է տալիս, որ 1s ենթամակարդակում կա երկու էլեկտրոն, 2s ենթամակարդակում՝ երկու էլեկտրոն և 2p ենթամակարդակում՝ վեց էլեկտրոն: 2 + 2 + 6 = 10 էլեկտրոն ընդհանուր: Սա չեզոք նեոնային ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է (նեոնի ատոմային թիվը 10 է):

2. Հիշեք ուղեծրերի հերթականությունը:Հիշեք, որ էլեկտրոնային ուղեծրերը համարակալված են էլեկտրոնային թաղանթի թվի աճման կարգով, բայց դասավորված են էներգիայի աճման կարգով: Օրինակ, լցված 4s 2 ուղեծրն ունի ավելի քիչ էներգիա (կամ ավելի քիչ շարժունակություն), քան մասամբ լցված կամ լցված 3d 10-ը, ուստի առաջինը գրվում է 4s ուղեծիրը: Երբ իմանաք ուղեծրերի հերթականությունը, կարող եք հեշտությամբ լրացնել դրանք՝ ըստ ատոմի էլեկտրոնների քանակի: Օրբիտալների լրացման հերթականությունը հետևյալն է. 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

   • Ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, որում լրացված են բոլոր ուղեծրերը, կունենա հետևյալ ձևը՝ 10 7p 6
   • Նկատի ունեցեք, որ վերը նշված նշումը, երբ բոլոր ուղեծրերը լցված են, Uuo (ununoctium) 118 տարրի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է՝ Պարբերական աղյուսակի ամենաբարձր համարակալված ատոմը: Հետևաբար, այս էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան պարունակում է չեզոք լիցքավորված ատոմի բոլոր ներկայումս հայտնի էլեկտրոնային ենթամակարդակները:

3. Լրացրե՛ք ուղեծրերը՝ ըստ ձեր ատոմի էլեկտրոնների քանակի:Օրինակ, եթե մենք ուզում ենք գրել չեզոք կալցիումի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, մենք պետք է սկսենք պարբերական աղյուսակում փնտրել նրա ատոմային թիվը։ Նրա ատոմային թիվը 20 է, ուստի 20 էլեկտրոն ունեցող ատոմի կոնֆիգուրացիան կգրենք վերը նշված կարգով։

   • Լրացրե՛ք ուղեծրերը վերը նշված հերթականությամբ, մինչև հասնեք քսաներորդ էլեկտրոնին: Առաջին 1s ուղեծրը կունենա երկու էլեկտրոն, 2s օրբիտալը կունենա նաև երկու, 2p ուղեծրը կունենա վեց, 3s ուղեծրը՝ երկու, 3p ուղեծրը՝ 6, իսկ 4s ուղեծրը՝ 2 (2 + 2 +): 6 +2 +6 + 2 = 20 ։) Այլ կերպ ասած, կալցիումի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ունի ձևը. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2:
   • Նշենք, որ ուղեծրերը էներգիայի աճման կարգով են։ Օրինակ, երբ դուք պատրաստ եք անցնել 4-րդ էներգետիկ մակարդակ, ապա նախ գրեք 4s ուղեծիրը և ապա 3d. Չորրորդ էներգետիկ մակարդակից հետո դուք անցնում եք հինգերորդին, որտեղ կրկնվում է նույն կարգը։ Դա տեղի է ունենում միայն երրորդ էներգիայի մակարդակից հետո:

4. Օգտագործեք պարբերական աղյուսակը որպես տեսողական ազդանշան:Դուք հավանաբար արդեն նկատել եք, որ պարբերական աղյուսակի ձևը համապատասխանում է էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներում էլեկտրոնային ենթամակարդակների կարգին: Օրինակ, ձախից երկրորդ սյունակի ատոմները միշտ ավարտվում են «s 2»-ով, մինչդեռ բարակ միջին հատվածի աջ եզրի ատոմները միշտ ավարտվում են «d 10»-ով և այլն: Օգտագործեք պարբերական աղյուսակը որպես կոնֆիգուրացիաներ գրելու տեսողական ուղեցույց, քանի որ ուղեծրերին ավելացնելու հերթականությունը համապատասխանում է աղյուսակում ձեր դիրքին: Տես ներքեւում:

   • Մասնավորապես, ձախակողմյան երկու սյունակները պարունակում են ատոմներ, որոնց էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ավարտվում է s օրբիտալներով, աղյուսակի աջ բլոկում պարունակում են ատոմներ, որոնց կոնֆիգուրացիաները ավարտվում են p օրբիտալներով, իսկ ատոմների ներքևում ավարտվում են f օրբիտալներով:
   • Օրինակ, երբ գրում եք քլորի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, մտածեք այսպես. «Այս ատոմը գտնվում է պարբերական աղյուսակի երրորդ շարքում (կամ «ժամանակաշրջանում»): Այն նաև գտնվում է p ուղեծրային բլոկի հինգերորդ խմբում: Պարբերական աղյուսակի: Հետևաբար, դրա էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան կավարտվի ..3p 5
   • Նկատի ունեցեք, որ աղյուսակի d և f ուղեծրային շրջանների տարրերն ունեն էներգիայի մակարդակներ, որոնք չեն համապատասխանում այն ​​ժամանակաշրջանին, որում գտնվում են: Օրինակ՝ d-օրբիտալներով տարրերի բլոկի առաջին շարքը համապատասխանում է 3d ուղեծրերին, չնայած այն գտնվում է 4-րդ շրջանում, իսկ f- ուղեծրերով տարրերի առաջին շարքը համապատասխանում է 4f ուղեծրին, չնայած այն հանգամանքին, որ այն գտնվում է 6-րդ շրջանում։

5. Իմացեք երկար էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ գրելու հապավումները:Պարբերական համակարգի աջ կողմի ատոմները կոչվում են ազնիվ գազեր.Այս տարրերը քիմիապես շատ կայուն են։ Երկար էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներ գրելու գործընթացը կրճատելու համար պարզապես քառակուսի փակագծերում գրեք ձեր ատոմից ավելի քիչ էլեկտրոններով մոտակա ազնիվ գազի քիմիական նշանը, այնուհետև շարունակեք գրել հաջորդ ուղեծրային մակարդակների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան: Տես ներքեւում:

   • Այս հայեցակարգը հասկանալու համար օգտակար կլինի գրել կոնֆիգուրացիայի օրինակ: Գրենք ցինկի կոնֆիգուրացիան (ատոմային թիվ 30)՝ օգտագործելով ազնիվ գազի հապավումը։ Ցինկի ամբողջական կոնֆիգուրացիան այսպիսի տեսք ունի՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10: Այնուամենայնիվ, մենք տեսնում ենք, որ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6-ը ազնիվ գազի արգոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է: Պարզապես փոխարինեք ցինկի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի մասը քառակուսի փակագծերում գտնվող արգոնի քիմիական նշանով (.)
   • Այսպիսով, ցինկի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, որը գրված է կրճատ ձևով, հետևյալն է. 4s 2 3d 10.
   • Նկատի ունեցեք, որ եթե գրում եք ազնիվ գազի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան, ասեք արգոն, չեք կարող գրել: Այս տարրի դիմաց պետք է օգտագործել ազնիվ գազի հապավումը. արգոնի համար դա կլինի նեոն ():

   Օգտագործելով ADOMAH պարբերական աղյուսակը

   1. Վարպետեք ADOMAH պարբերական աղյուսակը:Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի գրանցման այս մեթոդը անգիր չի պահանջում, սակայն այն պահանջում է վերանախագծված պարբերական աղյուսակ, քանի որ ավանդական պարբերական աղյուսակում, սկսած չորրորդ շրջանից, ժամանակաշրջանի թիվը չի համապատասխանում: էլեկտրոնային թաղանթ. Գտեք ADOMAH պարբերական աղյուսակը, պարբերական աղյուսակի հատուկ տեսակ, որը մշակվել է գիտնական Վալերի Զիմերմանի կողմից: Հեշտ է գտնել ինտերնետի կարճ որոնման միջոցով:

      • ADOMAH պարբերական աղյուսակում հորիզոնական տողերը ներկայացնում են տարրերի խմբեր, ինչպիսիք են հալոգենները, ազնիվ գազերը, ալկալիական մետաղները, հողալկալային մետաղներև այլն: Ուղղահայաց սյուները համապատասխանում են էլեկտրոնային մակարդակներին, և այսպես կոչված «կասկադներին» (կապող շեղանկյուն գծեր. բլոկներ s,p,dզ) համապատասխանում են ժամանակաշրջաններին:
      • Հելիումը տեղափոխվում է ջրածին, քանի որ այս երկու տարրերն էլ բնութագրվում են 1s ուղեծրով։ Ժամանակահատվածի բլոկները (s, p,d և f) ցուցադրված են աջ կողմում, իսկ մակարդակի համարները՝ ներքևում: Տարրերը ներկայացված են 1-ից 120 համարակալված վանդակներում: Այս թվերը սովորական ատոմային թվերն են, որոնք ներկայացնում են. ընդհանուրէլեկտրոններ չեզոք ատոմում:

   2. Գտեք ձեր ատոմը ADOMAH աղյուսակում:Տարրի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան գրելու համար գտեք նրա խորհրդանիշը ADOMAH պարբերական աղյուսակում և հատեք ավելի բարձր ատոմային թվով բոլոր տարրերը: Օրինակ, եթե դուք պետք է գրեք էրբիումի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան (68), անցեք բոլոր տարրերը 69-ից մինչև 120:

      • Ուշադրություն դարձրեք աղյուսակի հիմքում գտնվող 1-ից 8 թվերին: Սրանք էլեկտրոնային մակարդակի համարներն են կամ սյունակների համարները: Անտեսեք այն սյունակները, որոնք պարունակում են միայն հատված տարրեր: Էրբիումի համար մնում են 1,2,3,4,5 և 6 համարներով սյունակներ։

   3. Հաշվեք ուղեծրի ենթամակարդակները մինչև ձեր տարրը:Նայելով աղյուսակի աջ կողմում ցուցադրված բլոկի նշաններին (s, p, d և f) և ներքևում ցուցադրված սյունակների համարներին, անտեսեք բլոկների միջև եղած անկյունագծերը և սյունակները բաժանեք բլոկ-սյուների՝ թվարկելով դրանք. պատվիրել ներքևից վեր. Եվ կրկին, անտեսեք այն բլոկները, որոնցում բոլոր տարրերը խաչված են: Գրեք սյունակների բլոկները՝ սկսած սյունակի համարից, որին հաջորդում է բլոկի նշանը, այսպես՝ 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (էրբիումի համար):

      • Խնդրում ենք նկատի ունենալ. վերը նշված էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան գրված է էլեկտրոնային ենթամակարդակի համարի աճման կարգով: Կարելի է գրել նաև ուղեծրերի լրացման հերթականությամբ։ Դա անելու համար սյունակների բլոկներ գրելիս հետևեք կասկադներին ներքևից վերև, ոչ թե սյունակներին.

   4. Հաշվեք էլեկտրոնները յուրաքանչյուր էլեկտրոնային ենթամակարդակի համար:Հաշվե՛ք յուրաքանչյուր սյունակի բլոկի այն տարրերը, որոնք չեն հատվել՝ յուրաքանչյուր տարրից մեկական էլեկտրոն կցելով և յուրաքանչյուր սյունակի բլոկի բլոկի նշանի կողքին գրել դրանց թիվը հետևյալ կերպ. 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2: Մեր օրինակում սա էրբիումի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան է:

   5. Ուշադիր եղեք սխալ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների մասին:Կան տասնութ տիպիկ բացառություններ՝ կապված ամենացածր էներգիայի վիճակում գտնվող ատոմների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաների հետ, որոնք նաև կոչվում են հիմնական էներգիայի վիճակ: Նրանք չեն ենթարկվում ընդհանուր կանոնին միայն էլեկտրոնների զբաղեցրած վերջին երկու-երեք դիրքերում։ Այս դեպքում իրական էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ենթադրում է, որ էլեկտրոնները գտնվում են ավելի ցածր էներգիայի վիճակում՝ համեմատած ատոմի ստանդարտ կոնֆիգուրացիայի հետ։ Բացառության ատոմները ներառում են.

      • Քր(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Նբ(..., 4d4, 5s1); Մո(..., 4d5, 5s1); Ռու(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); Pd(..., 4d10, 5s0); Ագ(..., 4d10, 5s1); Լա(..., 5d1, 6s2); Կ(..., 4f1, 5d1, 6s2); Գդ(..., 4f7, 5d1, 6s2); Ավ(..., 5d10, 6s1); AC(..., 6d1, 7s2); Թ(..., 6d2, 7s2); Պա(..., 5f2, 6d1, 7s2); U(..., 5f3, 6d1, 7s2); Նպ(..., 5f4, 6d1, 7s2) և սմ(..., 5f7, 6d1, 7s2):
   • Ատոմի ատոմային թիվը գտնելու համար, երբ այն գրված է էլեկտրոնային ձևով, պարզապես գումարեք բոլոր այն թվերը, որոնք հաջորդում են տառերին (s, p, d և f): Սա աշխատում է միայն չեզոք ատոմների դեպքում, եթե գործ ունեք իոնի հետ, ապա ոչինչ չի ստացվի՝ դուք պետք է ավելացնեք կամ հանեք ավելորդ կամ կորցրած էլեկտրոնների թիվը։
   • Տառին հաջորդող համարը վերնագիր է, հսկողության մեջ մի սխալվեք։
   • «Կիսալցված» ենթամակարդակի կայունությունը գոյություն չունի։ Սա պարզեցում է։ Ցանկացած կայունություն, որը վերաբերում է «կիսալիցք» ենթամակարդակներին, պայմանավորված է նրանով, որ յուրաքանչյուր ուղեծրը զբաղեցնում է մեկ էլեկտրոն, ուստի էլեկտրոնների միջև վանողականությունը նվազագույնի է հասցվում։
   • Յուրաքանչյուր ատոմ ձգտում է կայուն վիճակի, և ամենակայուն կոնֆիգուրացիաները լրացրել են s և p ենթամակարդակները (s2 և p6): Ազնիվ գազերն ունեն այս կոնֆիգուրացիան, ուստի նրանք հազվադեպ են արձագանքում և գտնվում են պարբերական աղյուսակի աջ կողմում: Հետևաբար, եթե կոնֆիգուրացիան ավարտվում է 3p 4-ով, ապա կայուն վիճակի հասնելու համար նրան անհրաժեշտ է երկու էլեկտրոն (վեցը կորցնելու համար ավելի շատ էներգիա է պահանջվում, ներառյալ s մակարդակի էլեկտրոնները, ուստի չորսն ավելի հեշտ է կորցնել): Եվ եթե կոնֆիգուրացիան ավարտվում է 4d 3-ով, ապա այն պետք է կորցնի երեք էլեկտրոն կայուն վիճակի հասնելու համար: Բացի այդ, կիսով չափ լցված ենթամակարդակները (s1, p3, d5..) ավելի կայուն են, քան, օրինակ, p4 կամ p2; սակայն, s2-ը և p6-ն էլ ավելի կայուն կլինեն:
   • Երբ գործ ունես իոնի հետ, դա նշանակում է, որ պրոտոնների թիվը նույնը չէ, ինչ էլեկտրոնների թիվը: Ատոմի լիցքը այս դեպքում կցուցադրվի վերևի աջ մասում (սովորաբար): քիմիական նշան. Հետևաբար, +2 լիցք ունեցող անտիմոնի ատոմն ունի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1: Նշենք, որ 5p 3-ը փոխվել է 5p 1-ի: Զգույշ եղեք, երբ չեզոք ատոմի կոնֆիգուրացիան ավարտվում է ենթամակարդակներով, բացի s-ից և p-ից:Երբ վերցնում եք էլեկտրոնները, դրանք կարող եք վերցնել միայն վալենտային օրբիտալներից (s և p օրբիտալներից): Հետևաբար, եթե կոնֆիգուրացիան ավարտվում է 4s 2 3d 7-ով, և ատոմը ստանում է +2 լիցք, ապա կոնֆիգուրացիան կավարտվի 4s 0 3d 7-ով: Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ 3d 7 ոչփոխվում է, փոխարենը կորչում են s-օրբիտալի էլեկտրոնները։
   • Կան պայմաններ, երբ էլեկտրոնը ստիպված է «տեղափոխվել ավելի բարձր էներգիայի մակարդակ»: Երբ ենթամակարդակին պակասում է մեկ էլեկտրոն՝ կիսով չափ կամ լրիվ լինելու համար, վերցրեք մեկ էլեկտրոն մոտակա s կամ p ենթամակարդակից և տեղափոխեք այն ենթամակարդակ, որը էլեկտրոնի կարիք ունի:
   • Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա գրելու երկու տարբերակ կա. Դրանք կարող են գրվել էներգիայի մակարդակների թվերի աճման կարգով կամ էլեկտրոնային ուղեծրերի լրացման կարգով, ինչպես վերը նշված էր էրբիումի համար:
   • Կարող եք նաև գրել տարրի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան՝ գրելով միայն վալենտային կոնֆիգուրացիան, որը վերջին s և p ենթամակարդակն է։ Այսպիսով, անտիմոնի վալենտային կոնֆիգուրացիան կլինի 5s 2 5p 3:
   • Իոնները նույնը չեն: Նրանց հետ շատ ավելի դժվար է: Բաց թողեք երկու մակարդակ և հետևեք նույն օրինակին, կախված նրանից, թե որտեղ եք սկսել և որքան մեծ է էլեկտրոնների թիվը: