Štruktúra látok je pre ľudí zaujímavá, odkedy sa naskytla príležitosť nestarať sa o jedlo a študovať svet okolo nás. Také javy ako suchá, záplavy, blesky, vydesené ľudstvo. Z neznalosti ich vysvetlení vznikla viera v rôznych zlých bohov vyžadujúcich obete. Preto ľudia začali študovať prírodné javy, snažili sa ich predpovedať a ponorili sa do štruktúry látok. Študovali štruktúru atómu a zaviedli nasledujúce dva dôležité pojmy v chémii: energetickú úroveň a podúroveň.
Predpoklady na objavenie najmenších chemikálií
Starí Gréci hádali o malých časticiach, ktoré tvoria látky. Prišli na zvláštny objav: mramorové schody, po ktorých prešlo mnoho ľudí niekoľko desaťročí, zmenili svoj tvar! To viedlo k záveru, že noha minulosti si so sebou berie nejaký kus kameňa. Tento jav má ďaleko od pochopenia existencie energetickej úrovne v chémii, ale práve svšetko to začalo. Veda sa začala postupne rozvíjať a ponoriť sa do štruktúry chemických prvkov a ich zlúčenín.
Začiatok štúdia štruktúry atómu
Atóm bol objavený na začiatku 20. storočia prostredníctvom experimentov s elektrinou. Bol považovaný za elektricky neutrálny, ale mal pozitívne a negatívne častice. Vedci chceli zistiť ich rozloženie vo vnútri atómu. Bolo navrhnutých niekoľko modelov, z ktorých jeden mal dokonca názov „hrozienková buchta“. Britský fyzik Ernest Rutherford uskutočnil experiment, ktorý ukázal, že kladné jadro sa nachádza v strede atómu a záporný náboj je v malých elektrónoch, ktoré sa okolo neho otáčajú.
Objav úrovne energie v chémii bol veľkým prelomom v štúdiu štruktúry látok a javov.
Úroveň energie
Počas štúdia vlastností chemikálií sa ukázalo, že každý prvok má svoje vlastné hladiny. Napríklad kyslík má jednu štruktúrnu schému, zatiaľ čo dusík má úplne inú, hoci počet ich atómov sa líši iba o jeden. Čo je teda úroveň energie? Ide o elektronické vrstvy pozostávajúce z elektrónov, ktoré vznikajú v dôsledku rozdielnej sily ich príťažlivosti k jadru atómu. Niektoré sú bližšie, iné zase ďalej. To znamená, že horné elektróny „tlačia“na tie spodné.
Počet energetických úrovní v chémii sa rovná počtu periód v periodickej tabuľke D. I. Mendelejeva. Najväčší počet elektrónov, ktoré sú v danej energetickej hladine, je určený nasledujúcim vzorcom: 2n2, kde n je číslo hladiny. Na prvej energetickej hladine teda nemôžu byť umiestnené viac ako dva elektróny, na druhej najviac osem, na tretej osemnásť atď.
Každý atóm má úroveň najďalej od svojho jadra. Je to extrém alebo posledná a nazýva sa vonkajšia energetická úroveň. Počet elektrónov na ňom pre prvky hlavných podskupín sa rovná číslu skupiny.
Ak chcete zostaviť diagram atómu a jeho energetických hladín v chémii, musíte postupovať podľa tohto plánu:
- určte počet všetkých elektrónov atómu daného prvku, ktorý sa rovná jeho sériovému číslu;
- určte počet úrovní energie podľa čísla obdobia;
- určte počet elektrónov v každej energetickej úrovni.
Príklady energetických úrovní niektorých prvkov nájdete nižšie.
Podúrovne energie
V atómoch sú okrem energetických úrovní aj podúrovne. Na každej úrovni, v závislosti od počtu elektrónov na nej, sú vyplnené určité podúrovne. Podľa spôsobu naplnenia podúrovne sa rozlišujú štyri typy prvkov:
- S-prvky. Sú vyplnené s-podúrovne, ktoré môžu obsahovať najviac dva elektróny. Patria sem prvé dve položky z každého obdobia;
- P-prvky. V týchto prvkoch nemôže byť viac ako šesť elektrónov umiestnených na podúrovni p;
- D-prvky. Patria sem prvky veľkých periód (desaťročí) nachádzajúcich sa medzi s- ap-prvky;
- F-prvky. K naplneniu podúrovne f dochádza v aktinoidoch a lantanoidoch nachádzajúcich sa v šiestej a siedmej perióde.
