La structure des substances intéresse les gens depuis que l'occasion s'est présentée de ne pas se soucier de la nourriture et d'étudier le monde qui nous entoure. Des phénomènes tels que les sécheresses, les inondations, la foudre, l'humanité terrifiée. L'ignorance de leurs explications a donné lieu à la croyance en divers dieux maléfiques exigeant des sacrifices. C'est pourquoi les gens ont commencé à étudier les phénomènes naturels, s'efforçant de les prédire et de se plonger dans la structure des substances. Ils ont étudié la structure de l'atome et ont introduit les deux concepts importants suivants en chimie: le niveau d'énergie et le sous-niveau.
Prérequis pour la découverte des plus petits produits chimiques
Les anciens Grecs ont deviné les petites particules qui composent les substances. Ils ont fait une étrange découverte: les marches de marbre, sur lesquelles beaucoup de gens sont passés depuis plusieurs décennies, ont changé de forme ! Cela a conduit à la conclusion que le pied du passé emporte avec lui un morceau de pierre. Ce phénomène est loin de faire comprendre l'existence d'un niveau d'énergie en chimie, mais justement avectout a commencé. La science a commencé à se développer progressivement et à approfondir la structure des éléments chimiques et de leurs composés.
Le début de l'étude de la structure de l'atome
Atom a été découvert au début du XXe siècle grâce à des expériences sur l'électricité. Il était considéré comme électriquement neutre, mais avait des particules constitutives positives et négatives. Les scientifiques ont voulu connaître leur distribution à l'intérieur de l'atome. Plusieurs modèles ont été proposés, dont l'un portait même le nom de "raisin bun". Le physicien britannique Ernest Rutherford a mené une expérience qui a montré qu'un noyau positif est situé au centre de l'atome et que la charge négative se trouve dans les petits électrons qui tournent autour de lui.
La découverte du niveau d'énergie en chimie a été une grande percée dans l'étude de la structure des substances et des phénomènes.
Niveau d'énergie
Au cours de l'étude des propriétés des produits chimiques, il s'est avéré que chaque élément a ses propres niveaux. Par exemple, l'oxygène a un schéma de structure, tandis que l'azote en a un complètement différent, bien que le nombre de leurs atomes ne diffère que d'un. Alors qu'est-ce qu'un niveau d'énergie? Ce sont des couches électroniques, constituées d'électrons, qui se forment en raison de la force différente de leur attraction vers le noyau d'un atome. Certains sont plus proches, d'autres plus éloignés. C'est-à-dire que les électrons supérieurs « appuient » sur les électrons inférieurs.
Le nombre de niveaux d'énergie en chimie est égal au nombre de la période dans le tableau périodique de D. I. Mendeleïev. Le plus grand nombre d'électrons qui se trouvent dans un niveau d'énergie donné est déterminé par la formule suivante: 2n2, où n est le numéro du niveau. Ainsi, pas plus de deux électrons peuvent être localisés sur le premier niveau d'énergie, pas plus de huit sur le second, dix-huit sur le troisième, et ainsi de suite.
Chaque atome a un niveau le plus éloigné de son noyau. C'est l'extrême, ou le dernier, et s'appelle le niveau d'énergie externe. Le nombre d'électrons dessus pour les éléments des sous-groupes principaux est égal au numéro de groupe.
Pour construire un diagramme d'un atome et de ses niveaux d'énergie en chimie, vous devez suivre ce plan:
- déterminer le nombre de tous les électrons d'un atome d'un élément donné, qui est égal à son numéro de série;
- déterminer le nombre de niveaux d'énergie par numéro de période;
- déterminer le nombre d'électrons dans chaque niveau d'énergie.
Voir ci-dessous pour des exemples de niveaux d'énergie de certains éléments.
Sous-niveaux énergétiques
Dans les atomes, en plus des niveaux d'énergie, il existe également des sous-niveaux. A chaque niveau, en fonction du nombre d'électrons qu'il contient, certains sous-niveaux sont remplis. De la façon dont le sous-niveau est rempli, quatre types d'éléments sont distingués:
- Éléments S. Les sous-niveaux sont remplis, qui ne peuvent contenir plus de deux électrons. Ceux-ci incluent les deux premiers éléments de chaque période;
- Éléments P. Dans ces éléments, il ne peut y avoir plus de six électrons situés sur le sous-niveau p;
- D-éléments. Ceux-ci incluent des éléments de grandes périodes (décennies) situées entre s- etp-éléments;
- Éléments F. Le remplissage du sous-niveau f se produit dans les actinides et les lanthanides situés dans les sixième et septième périodes.
