გაკვეთილი N 30

საშინაო დავალების შემოწმება:

+6 2 4

K L

C

+7 2 5

K L

N

+8 2 6

K L

O

+9 2 7

K L

F

+12 2 8

K L

2

M

Mg

+13 2 8

K L

3

M

Al

+14 2 8

K L

4

M

Si

+15 2 8

K L

5

M

P

+16 2 8

K L

6

M

S

+17 2 8

K L

7

M

Cl ელექტრონული გარსების აღნაგობა (გაგრძელება)

განვიხილოთ ყველაზე მარტივი შემთხვევა – წყალბადის ატომის ელექტრონული

გარსის აღნაგობა. წყალბადის ატომგულის მუხტია +1. ატომგულის გარშემო მოძრაობს ერთი

ელექტრონი. ეს ელექტრონი ატომგულის გარშემო მოძრაობისას შეიძლება მოხვდეს ატომგულის გარშემო სივრცის ნებისმიერ წერტილში, მაგრამ ყველაზე ხშირად გვხვდება ატომგულიდან 0,053ნმ მანძილზე (1ნმ = 10-9მ). სწრაფი მოძრაობის გამო შეიძლება ითქვას, რომ ელექტრონის მუხტი არის განთრხმული მისი მოძრაობის ტრაექტორიის გასწვრივ და ის ქმნის ე.წ. ელექტრულ ღრუბელს. ამ ღრუბლის სიმკვრივე იქ არის მეტი, სადაც ყველაზე ხშირად გვხვდება ეს ელექტრონი

ზედაპირს, სადაც ელექტრონის მოხვედრის ალბათობა ყველაზე მაღალია ორბიტალი ეწოდება.

წყალბადის ატომის შემთხვევაში ორბიტალს სფეროს ფორმა აქვს და მისი რადიუსი 0,053მნ-ია.

ნებისმიერ ორბიტალზე შეიძლება ერთი (გაუწყვილებელი) ან ორი (გაწყვილებული) ელექტრონი მოძრაობდეს. პირველ ენერგეტიკულ დონეზე მხოლოდ ერთი ორბიტალია, რომელსაც როგორც ავღნიშნეთ სფეროს ფორმა აქვს და მას s-ორბიტალი ქვია.

Z

X

Y s-ორბიტალი. მეორე ენერგეტიკულ დონეზე 4 ორბიტალია. ერთერთი მათგანი ისევ სფეროს

ფორმისაა, ოღონდ პირველი ენერგეტიკული დონის s-ორბიტალზე უფრო დიდი რადიუსი აქვს. დანარჩენი სამი კი სივრცითი რვიანის (ჰანტელის) ფორმისაა და ურთიერთპერპენდიკულარულად არიან განლაგებულნი სივრცეში. .ამ ორბიტალებს p-ორბიტალები ეწოდებათ.

Z

X

Y

Z

X

Y

Z

X

Y

Z

X

Y s-ორბიტალზე მოძრავი ელექტრონები s-ელექტრონებია, ხოლო p-ორბიტალზე

მოძრავი ელექტრონები p-ელექტრონებია. აღმოჩნდა, რომ ერთიდაიგივე ენერგეტიკულ დონეზე მოძრავ s- და p-ელექტრონებს ერთმანეთისგან ოდნავ განსხვავებული ენერგიის მარაგი გააჩნიათ: p-ელექტრონების ენერგიის მარაგი მცირედ, მაგრამ მაინც უფრო მეტია, ვიდრე s-ელექტრონების ენერგიის მარაგი. ამიტომ ამბობენ, რომ მეორე ენერგეტიკულ დონეზე 2 ქვედონე: s და p ქვედონეებია.

ეს ქვედონეები შესაბამისად 1 და 3 ორბიტალისაგან შედგება. როგორც ვიცით ნებისმიერ ორბიტალზე მაქსიმუმ ორი ელექტრონი თავსდება. ასე რომ II ენერგეტიკულ დონეზე, s და p ქვედონეებზე შესაბამისად 2 და 6 ელექტრონი თავსდება.

III ენერგეტიკულ დონეზე გარდა s ქვედონისა, რომელიც ერთი ორბიტალისგან შედგება და p ქვედონისა, რომელიც 3 ორბიტალისგან შედგება, ჩნდება ახალი, 5 ორბიტალისგან შემდგარი d ქვედონე. ასე რომ მესამე ენერგეტიკულ დონეზე s, p და d ქვედონეებზე შესაბამისად 2, 6 და 10 ელექტრონი თავსდება.

IV ენერგეტიკულ დონეზე კი s, p და d ქვედონეებს ემატება f ქვედონე, რომელიც 7 ორბიტალისგან შედგება და მასზე 14 ელექტრონი თავსდება.

d და f ქვედონეების შემადგენელ ორბიტალების ფორმას არ განვიხილავთ, რადგან მათი ცოდნა თქვენთვის სავალდებულო არ არის.

ელემენტის ატომის ელექტრონული გარსის, ენერგეტიკული დონეების, ქვედონეების, შესაბამისი ორბიტალებისა და ელექტრონების რაოდენობა მოცემულია ცხრილში.

ენეგრეტიკული დონე

ქვედონე ორბიტალის რაოდენობა

ელექტრონების მაქსიმალური რაოდენობა

K (n=1) s 1 2

L (n= 2) s p

1 3

26

M (n = 3) s p d

1 3 5

26

1018

N (n=4) s

p d f

1 3 5 7

26

10 32

14

ელექტრონული გარსების აღნაგობის ჩასაწერად შემოღებულია ე.წ. ქვანტური უჯრედების მეთოდი. ამ მეთოდის შესაბამისად თითოეულ ორბიტალს შეესაბამება უჯრა, რომელშიც ჩაიწერება ერთი ისარი, თუ ორბიტალზე ერთი ელექტრონია მოთავსებული და ანტიპარალელური ისრები, თუ ორბიტალზე გაწყვილებული ელექტრონებია.

ორბიტალზე ორბიტალზე ორბიტალი გაუწყვილებელი გაწყვილებული თავისუფალია ელექტრონია ელექტრონებია

ელექტრონები გარდა იმისა, რომ მოძრაობენ ატომგულის ირგვლივ, თითოეული მათგანი ბრუნავს საკუთარი ღერძის გარშემო. ეს ბრუნვა ხორციელდება საათის ისრის ან მის საწინააღმდეგო მიმართულებით.

ერთ ორბიტალზე მოძრავ ორ ელექტრონს საკუთარი ღერძის გარშემო მოძრაობისას საწინააღმდეგო მიმართულებები (საწინააღმდეგო სპინები) უნდა ქონდეთ. საწინააღმდეგო სპინების აღსანიშნავად შემოგვაქვს ანტიპარალელეური ისრები.

I პერიოდის ელემენტებს, როგორც გვახსოვს 1 ენერგეტიკული დონე აქვთ. ამ დონეზე კი ერთი ორბიტალია.

+1 1

K

H

s

ანუ n=1 1s1 და ტოლფასია (როცა ორბიტალზე გაუწყვილებელი ელექტრონია ისრის მიმართულებას

მნიშვნელობა არ აქვს)

2

K

He +2

S

ანუ n=1 1s2 ჩანაწერი 1s1 (იკითხება “ერთი-ეს-ერთი”) გვიჩვენებს, რომ პირველ ენერგეტიკულ

დონეზე s-ქვედონეზე ერთი ელექტრონია. ხოლო 1s2 (ერთი-ეს-ორი) გვიჩვენებს, რომ პირველ ენერგეტიკულ დონეზე s-ქვედონეზე ორი ელექტრონია.

მეორე პერიოდის ელემენტებს ორი ენერგეტიკული დონე აქვთ. პირველ დონეზე ერთი s ორბიტალია. მეორეზე ერთი s და სამი p ორბიტალია.

PS

n = 2

n = 1

II პერიოდის ყველა ელემენტს პირველ ენერგეტიკულ დონეზე ორი ელექტრონი აქვთ. მეორე დონეზე კი ჯერ ხდება s ქვედონის შევსება ორი ელექტრონით, ხოლო შემდეგ p ქვედონისა, ამასთან p ქვედონის სამივე ორბიტალზე ჩნდება თითო-თითო ელექტრონი და შემდეგ ხდება მათი გაწყვილება. მაგ:

+8 2 6

LK PS

n = 2

n = 1

O 1s2 2s2 2p4

(ერთი-ეს-ორი-ორი-ეს- ორი-ორი-პე-ოთხი)

(პირველ ენერგეტიკული დონის s ქვედონეზე 2 ელექტრონია, მეორე ენერგეტიკული დონის s ქვედონეზე 2 ელექტრონია, ხოლო p ქვედონეზე 4 ელექტრონია)

როგორც ვხედავთ ელექტრული გარსების აღნაგობის ჩაწერა შეიძლება როგორც კვანტური უჯრედების საშუალებით, ისე შესაბამისი ფორმულის, რომელშიც მითითებულია როგორც ენერგეტიკული დონეები, ისე ქვედონეები და ქვედონეებზე ელექტრონების რაოდენობაც. კიდევ ერთხელ:

+8 2 6

LK

O

1 s 2 2 s 2 2 p 4

energetikuli donis nomeri

qvedone qvedonezeeleqtronebis raodenoba

მიღებული ფორმულიდან ჩანს, რომ ელექტრონების საერთო რაოდენობაა 2+2+4= 8. მოვიყვანოთ სხვა მაგალითებიც:

+3 2 1

LK PS

n = 2

n = 1

Li 1s2 2s1

+4 2 2

LK PS

n = 2

n = 1

Be 1s2 2s2

+5 2 3

LK PS

n = 2

n = 1

B 1s2 2s2 2p1

+6 2 4

LK PS

n = 2

n = 1

C 1s2 2s2 2p2

რადგან მეორე პერიოდის ყველა ელემენტის ატომს პირველ ენერგეტიკულ

დონეზე ორი ელექტრონი აქვს, ელექტრული გარსის აღნაგობის ჩაწერისას განიხილავენ მხოლოდ მეორე ენერგეტიკულ დონეს, პირველი ენერგეტიკული დონის აღნაგობა კი ამ დროს იგულისხმება.

2p 2s

[1s2] 2s22p2 [1s2] იგულისხმება III პერიოდის ელემენტებისთვის ქვანტური უჯრედების მეთოდის მიხედვით

ელექტრონული გარსის აღნაგობის ჩაწერის სქემა შემდეგი სახისაა:

ps

n = 2n = 1

n = 3

d

მაგ:

+15 2 8

LK

P

5

M

ps

n = 2n = 1

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

n = 3

d

რადგან III პერიოდის ყველა ელემენტის ატომის I და II ენერგეტიკულ დონეზე 2 და 8 ელექტრონია, შეიძლება ჩაიწეროს მხოლოდ III ენერგეტიკული დონის აღნაგობა, I და II კი ვიგულისხმოთ.

p

sn = 3

d

[1s2 2s2 2p6] 3s2 3p3

p

n = 3

d

[1s2 2s2 2p6] 3s2 3p3

იგულისხმება

s ქვედონესთან შედარებით p ქვედონის ორბიტალები ოდნავ წამოწეულია ზემოთ. სიმბოლურად ამით იმის ჩვენება ხდება, რომ p ქვედონის ელექტრონებს ენერგიის უფრო დიდი მარაგი ახასიათებთ, ვიდრე იმავე დონის s ელექტრონებს. ამავე მიზეზითაა “წამოწეული ზემოთ” d ქვედონის ორბიტალებიც.

ენერგეტიკული ქვედონეების შევსების რიგი “umciresi energiis principis” Sesabamisad xorcieldeba. eleqtroni ikavebs adgils im orbitalze sadac mas minamaluri energiis maragi eqneba. amasTanave jer qvedoneze ivseba yvela orbitali da mxolod Semdeg xdeba eleqtronebis gawyvileba. qvedoneebis Sevseba xdeba Semdegi rigis mixedviT:

1s2

2s2

3s2

4s2

2p6

3p6 3d10

4p6 4d10 4f14

5s2 5p6 5d10 5f14

6s2 6p6 6d10

7s2 7p6

1s2 2s2 3s2

4s2

2p6 3p6

3d10 4p6 5s2 da a.S.

sxvagvarad

saSinao davaleba: 1. ra aris eleqtronis orbitali? 2. rogori formisaa s da p orbitalebi? 3. CavweroT yvela SesaZlo formiT II da III periodis elementTa

atomebis eleqtruli garsis aRnagoba.