Нормальне і порушену стану атомів

Квантовий стан з найменшою енергією атома називається нормальним, або основним; інші квантові стану з бóльшим рівнями енергії називаються збудженими. Електрон в нормальному стані пов'язаний з ядром найбільш міцно. У збудженому стані атома зв'язок електрона з ядром слабшає (аж до відриву електрона від атома).

У нормальному стані атом може існувати необмежений час, в збудженому ж стані - незначні частки секунди (

Порушення атома відбувається при нагріванні, електричного розряду, поглинанні світла і т.д. і в будь-якому випадку атом поглинає лише певні порції - кванти енергії.

Можливі енергетичні стану атомів елементів можна наочно представити за допомогою графічних формул. Зазвичай враховують тільки валентні електрони, так як саме вони зумовлюють хімічні властивості і можливі перетворення атомів елементів. Розглянемо на конкретному прикладі.

Візьмемо два р-елементів VII групи - фтор і хлор. Скорочені формули їх атомів мають вигляд: F ... 2s 2 2p 5; Cl ... 3s 2 3p 5. Розподілимо ці електрони по атомним орбиталям рівня, представляючи електрони у вигляді стрілок.

Як ми бачимо, і атому фтору, і атому хлору досить прийняти один електрон до завершення р -подуровня і придбання стійкою восьміелектронной оболонки інертного газу ... ns 2 np 6. Беручи електрон, атоми набувають ступінь окислення, рівну -1. Ступінь окислення - це умовний заряд атома елемента в з'єднанні, який підраховують, виходячи з припущення, що речовини складаються з простих іонів. Ступінь окислювання дорівнює числу умовно прийнятих атомом електронів (зі знаком «-») або числу умовно відданих атомом електронів (зі знаком «+»).

В атомі хлору заповнюється електронами третій рівень, в межах якого енергетично можливий d -подуровень. Енергія його досить велика, тому заповнення його можливо лише для елементів 4-го періоду (ми це раніше пояснювали). Однак, якщо атому хлору повідомити додаткову енергію, він може перейти в збуджений стан, яке супроводжується поступовим розпарюванням р- і s- електронів і переходом їх на d -подуровень. Для атома хлору можливо кілька збуджених станів.

Атоми хлору в збудженому стані набувають позитивну ступінь окислення, рівну +3, +5, +7 (вищий ступінь окислення), відповідно.

Валентність, обумовлена ​​числом неспарених електронів, також різна у цих елементів. Фтор може бути тільки одновалентним, в той час як хлор за рахунок можливого переходу в збуджений стан може проявляти ще валентність, рівну трьом, п'яти і семи. Так, виходячи з електронної будови атомів, ми можемо пояснити різні можливості цих елементів в хімічних перетвореннях. Більш докладно залежність хімічних властивостей елементів і їх сполук від електронної будови атомів елементів розберемо нижче.