Strukturen af stoffer har været interessant for folk, siden muligheden opstod for ikke at bekymre sig om mad og studere verden omkring os. Sådanne fænomener som tørke, oversvømmelser, lynnedslag, skrækslagen menneskehed. Uvidenhed om deres forklaringer gav anledning til troen på forskellige onde guder, der kræver ofre. Det er derfor, folk begyndte at studere naturfænomener, stræbte efter at forudsige dem og dykke ned i strukturen af stoffer. De studerede atomets struktur og introducerede følgende to vigtige begreber i kemi: energiniveau og underniveau.
Forudsætninger for opdagelsen af de mindste kemikalier
De gamle grækere gættede på de små partikler, der udgør stoffer. De gjorde en mærkelig opdagelse: Marmortrinene, som mange mennesker har passeret gennem flere årtier, har ændret deres form! Dette førte til den konklusion, at fortidens fod tager et stykke sten med sig. Dette fænomen er langt fra at forstå eksistensen af et energiniveau i kemi, men netop meddet hele startede. Videnskaben begyndte gradvist at udvikle sig og dykke ned i strukturen af kemiske grundstoffer og deres forbindelser.
Begyndelsen på studiet af atomets struktur
Atom blev opdaget i begyndelsen af det 20. århundrede gennem eksperimenter med elektricitet. Det blev betragtet som elektrisk neutr alt, men havde positive og negative partikler. Forskere ønskede at finde ud af deres fordeling inde i atomet. Der blev foreslået flere modeller, hvoraf den ene endda havde navnet "rosinbolle". Den britiske fysiker Ernest Rutherford udførte et eksperiment, der viste, at en positiv kerne er placeret i centrum af atomet, og den negative ladning er i de små elektroner, der kredser omkring den.
Opdagelsen af energiniveauet i kemi var et stort gennembrud i studiet af strukturen af stoffer og fænomener.
Energiniveau
Under undersøgelsen af kemikaliers egenskaber viste det sig, at hvert element har sine egne niveauer. For eksempel har oxygen et strukturskema, mens nitrogen har et helt andet, selvom antallet af deres atomer kun adskiller sig med én. Så hvad er et energiniveau? Disse er elektroniske lag, der består af elektroner, som er dannet på grund af den forskellige styrke af deres tiltrækning til kernen af et atom. Nogle er tættere på, mens andre er længere. Det vil sige, at de øverste elektroner "trykker" på de nederste.
Antallet af energiniveauer i kemi er lig med antallet af perioden i det periodiske system for D. I. Mendeleev. Det største antal elektroner, der er i et givet energiniveau, bestemmes af følgende formel: 2n2, hvor n er niveautallet. Der kan således ikke placeres mere end to elektroner på det første energiniveau, ikke mere end otte på det andet, atten på det tredje og så videre.
Hvert atom har et niveau længst væk fra sin kerne. Det er det ekstreme, eller sidste, og kaldes det ydre energiniveau. Antallet af elektroner på den for elementer i hovedundergrupperne er lig med gruppetallet.
For at bygge et diagram over et atom og dets energiniveauer i kemi, skal du følge denne plan:
- bestem antallet af alle elektroner i et atom i et givet grundstof, som er lig med dets serienummer;
- bestem antallet af energiniveauer efter periodenummer;
- bestem antallet af elektroner i hvert energiniveau.
Se nedenfor for eksempler på energiniveauer for nogle grundstoffer.
Energiunderniveauer
I atomer er der udover energiniveauer også underniveauer. På hvert niveau, afhængigt af antallet af elektroner på det, er visse underniveauer fyldt. Fra hvordan underniveauet er udfyldt, skelnes der mellem fire typer elementer:
- S-elementer. S-underniveauerne er fyldt, som ikke kan indeholde mere end to elektroner. Disse inkluderer de to første varer fra hver periode;
- P-elementer. I disse grundstoffer kan der ikke være mere end seks elektroner placeret på p-underniveauet;
- D-elementer. Disse omfatter elementer af store perioder (årtier) beliggende mellem s- ogp-elementer;
- F-elementer. Fyldningen af f-underniveauet forekommer i aktinider og lanthanider, der er placeret i den sjette og syvende periode.
