Aatomi struktuur on keeruline ja detailirohke. Aastaid pühendasid mitmed teadlased kogu maailmas osa oma elust aatomi põhiseaduse uurimisele, mudelite ja teooriate loomisele. Tänu sellele on meil praegu teadmisi aatomi põhiseaduse mitme detaili kohta:
Prootonite ja neutronitega tuum - pakkusid välja vastavalt Rutherford ja Chadwick;
Energiatasemed või elektroonilised kihid - pakkus Bohr;
Energia alatasemed (energiataseme allpiirkonnad) - Sommerfeldi ettepanek;
Aatomorbitaalid (kõige tõenäolisem koht elektroni leidmiseks) - pakkus välja Erwin Schrödinger.
Piirkonnad tuuma ümber (tasemed, alatasemed ja orbitaalid) on väga asjakohased, sest nende valdkondade tundmise kaudu oli võimalik seda teada fluorestsentsi, fosforestsentsi nähtus, keemilise sideme tekkimise viis ja aine mõningane füüsikaline käitumine (magnetism).
Vaadake, kuidas aatomi piirkonnad on korraldatud:
█ tasemed
Aatomil on kokku seitse taset, mida tähistavad tähed K, L, M, N, O, P, Q, igaühel on kindel energiahulk.
█ alatasemed
Igal tasemel on kindel kogus alatasemeid, mida tähistatakse vaid nelja tähega: s, p, d, f.
K - 1 alamtase
L - 2 alataset (s, p)
M - 3 alataset (s, p, d)
N - 4 alataset (s, p, d, f)
O- 4 alatasemed (s, p, d, f)
P - 3 alataset (s, p, d)
Q - 2 alataset (s, p)
█ Orbitaalid
Iga alamtase esitab erineva summa orbitaalid:
s = 1orbiidil
p = 3orbitaalid
d = 5orbitaalid
f =7orbitaalid
Tähelepanek: Igast orbiidist võime leida kuni kaks elektroni. Seega on maksimaalne elektronide arv alatasemel:
s = 2elektronid
p = 6elektronid
d = 10elektronid
f = 14elektronid
Teades kogu seda teavet, Ameerika keemik Linus Carl Pauling töötanud välja tööriista jaotage elektronid praktiliselt paberil. Seda olulist tööriista kutsuti Linus Paulingi diagramm. Selles skeemis on meil ainult tasemed ja alatasemed. Vaadake ülevaadet:
lööki sisse roosa ja oranž nad loovad energiajärjestuse, mis läbib kogu skeemi. See järjestus algab läbiva kriipsuga 1s ja järgib a diagonaalne rada kuni jõudmiseni 7p. Iga järgnev diagonaaljoon tähistab eelmise joone omast suurema energiaga alamtasemeid. Alamastmel, mis asub allpool sama diagonaaljoont, on alati rohkem energiat kui eelmisel. Seega:
2-l on rohkem energiat et 1-d (esinevad erinevates diagonaaltõmmetes);
4p-l on rohkem energiat kui 3d (esineb samas diagonaaltõmbes).
Elektronide jaotuse teostamiseks Paulingi skeemi kaudu peab olema suvalise aatomi elektronide arv, järgige diagonaaljoone ja austage maksimaalset elektronide arvu igas alatasemes. Vaadake mõnda näidet:
— Elektrooniline jaotus alates Z = 20 (20 elektroni)
20 elektroniga aatomi elektrooniline jaotus
— Elektrooniline jaotus alates Z = 59 (59 elektroni)
59 aatomiga aatomi elektrooniline jaotus
Meeldib Linus Paulingi diagramm, on võimalik täita järgmisi ülesandeid:
Jaotage aatomis kõik elektronid;
Ennustada aatomi madalaima ja kõrgeima energiaga piirkondi (elektronid jaotuvad aatomis nii, et hõivaksid alati madalama energiaga alad);
Ennustada aatomi tasemete arv tema aatomnumbrist (Z);
Ennustada mis tahes aatomi klassifikatsiooni selle aatomnumbri (Z) järgi.
Pange paika sidemete arv, mille aatom peab stabiilsuse saavutamiseks tegema.
¹ Pildikrediidid: Shutterstock / catwalker
Minu poolt. Diogo Lopes Dias
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/diagrama-linus-pauling.htm