Dalībnieks:Wordsthink/Ķīmisko elementu periodiskā tabula un atomu uzbūve

Period. tab.

Ķīmisko elementu periodiskā tabula var dot samērā plašu informāciju par elementu atomu uzbūvi. Izmantojot šo tabulu, iespējams aprēķināt protonu un neitronu skaitu atoma kodolā, kopējo elektronu skaitu atomā un enerģijas līmeņu skaitu, kā arī elektronu skaitu ārējā enerģijas līmenī jeb vērtības elektronu skaitu.

Period. tab. grupas/periodi

Ārējo elektronu skaits A grupas elementiem ir vienāds ar grupas numuru (1 līdz 8). B grupu elementiem elektronu skaits ārējā enerģijas līmenī ir 1 vai 2. Izņēmums ir pallādijs Pd, kuram ārējā eneģijas līmenī nav elektronu.

Enerģ. līm.

Enerģijas līmeņus elektronu apvalkā apzīmē ar alfabēta lielajiem burtiem:

1	2	3	4	5	6	7
$K$	$L$	$M$	$N$	$O$	$P$	$Q$

Lai noteiktu maksimālo elektronu skaitu N katrā enerģijas līmenī, izmanto formulu

$N=2n^{2}$ ,

kur $n$ - enerģijas līmenis (perioda numurs). Piemēram, trešajā enerģijas līmenī var atrasties $N=2*3^{2}=18$ elektronu.

Elektronformulas

Sastādot elementu atomu elektronformulas, izmanto šādus apzīmējumus a) ar skaitli apzīmē enerģijas līmeni, b) ar alfabēta mazajiem burtiem $s,p,d,f$ apzīmē enerģijas apakšlīmeņus, c) ar kāpinātāju pie šī burta apzīmē elektronu skaitu apakšlīmenī, piemēram: $4d^{10}$ - ceturtais enerģijas līmenis, $d$ apakšlīmenis, kurā ir 10 elektronu.

Enerģijas apakšlīmeņu skaits ir vienāds ar enerģijas līmeņa numuru (jeb tā perioda numuru, kurā atrodas elements), piemēram, 4. enerģijas līmenī ir 4 apakšlīmeņi utt.

Whoops izskatās, ka kaut kur tieši šajā vietā viņi aizmirsa izskaidrot kā aprēķina to elektronu skaitu tajā apakšlīmenī!


Periods	Elektronu enerģijas līmenis	Elektronu	enerģijas	apakš	līmeņi	Elektronu orbitāļu skaits
1	$K-2e^{-}$	$1s^{2}$	-	-	-	1
2	$L-8e^{-}$	$2s^{2}$	$2p^{6}$	-	-	4
3	$M-18e^{-}$	$3s^{2}$	$3p^{6}$	$3d^{10}$	-	9
4	$N-32e^{-}$	$4s^{2}$	$4p^{6}$	$4d^{10}$	4 $f^{14}$	16

Elementus, kuriem kārējais elektrons aizpilda $s,p,d,f$ apakšlīmeni, sauc attiecīgi par $s,p,d$ vai $f$ elementiem, piemēram, Ca - $s$ elements, S - $p$ elements, Fe $d$ elements, U - $f$ elements.

Sastādot elementu atomu elektronformulas, jāņem vērā elektronu spins, ar ko nosacīti saprot elektronu griešanos ap savu asi.

Orbitāle

Lai parādītu elektronu izkārtojumu telpā, izmanto jēdzienu orbitāle. Orbitāle ir telpas daļa ap atoma kodolu, kurā elektrona atrašanās varbūtība ir ne mazāka par 90-95%. Orbitāļu nosaukumi ir vienādi ar apakšlīmeņu nosaukumiem. Elektronu orbitālēm ir atšķrīga forma, piemēram, $s$ orbitāle ir sfērsiska, $p$ orbitālei ir hanteles forma.

Orbitāļu skaitu katra perioda elementiem aprēķian pēc formulas

$n^{2}$ ,

kur $n$ ir tā perioda numurs, kurā atrodas elements, piemēram, 5. perioda elementiem ir $5^{2}=25$ orbitāles. Tā kā orbitāle ir telpas daļa, kas ir "rezervēta" elektroniem, tad orbitāļu skaits nav atkarīgs no tā, vai tās ir aizpildītas vai navaizpildītas.

Orbitāļu piepildīšanos ar elektroniem izskaidro šveiciešu fiziķa V. Pauli aizlieguma princips. Vienā orbitālē var atrasties tikai divi elektroni, un tiem jābūt ar pretēji vērstiem spiniem. V. Pauli aizlieguma principu var izmantot, lai noteiktu, cik orbitāļu ir katrā apakšlīmenī. Piemēram, $f$ apakšlīmenī maksimāli var būt $14e^{-}$ , tātad ir ${\frac {14}{2}}=7$ orbitāles.

Vācu ķīmiķa F. Hunda likums savukārt norāda, kādā secībā elektroni izvietojas apakšlīmeņos. Vispirms katrā apakšlīmeņa orbitālē novietojas pa vienam elektronasm ar vienādi vērstiem spiniem, un tikai tad, kad visas orbitāles ir aizņemtas, notiek elektronu sapārošanās pa divi vienā orbitālē. Pārus veido tikai elektroni ar pretēji vērstiem spiniem.

Skatīt arī

elektronu mākonis

Piemēri

Elektronu skaitu priekšpēdējā līmenī nosaka šādi (diezgan miglains skaidrojums), piemēram,

${}_{23}^{51}V$ - $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d$ ... $4s^{2}$

$\Sigma e^{-}=23$ , bet ir izvietojušies $20e^{-}$ . Pāri paliek $23-20=3e^{-}$ , kuri izvietojas $3d$ apakšlīmenī.

Tātad ${}_{23}^{51}V$ - $1s^{2}2s^{2}p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{3}4s^{2}$

Piemēri

${}_{7}^{14}N$ - $1s^{2}2s^{2}2p^{3}$ p elements

${}_{12}^{24}Mg$ - $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}$ s elements

${}_{40}^{91}Zr$ - $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}sp^{6}3d^{1}04s^{2}4p^{6}4d^{2}4f^{0}5s^{2}$ $d$ elements

Elektronu izkartojums enerģijas līmeņos, apakšlīmeņos un orbitālēs ${}_{28}^{59}Ni$ atomos

$K-2e^{-}$	$L-8e^{-}$	$M-16e^{-}$	$N-2e^{-}$
$1s^{2}$	$2s^{2}2p^{6}$	$3s^{2}3p^{6}3d^{8}$	$4s^{2}4p^{0}4d^{0}4f^{0}$
↑↓	↑↓ ↑↓↑↓↑↓	↑↓ ↑↓↑↓↑↓ ↑↓↑↓↑↓↑↑	↑↓

^[1]

LR nodokļi 2008. gadā (to aprēķināšanas secība)

Piemērs:

Uldis saņem bruto algu 560,- Ls,viņam ir divi apgādājamie. Aprēķini:

a) Ulda maksāto sociālo nodokli?

b) Ulda maksāto iedzīvotāju ienākuma nodokli?

c) Ulda neto algu?

Atrisinājums

560,- Ls, 2 apg.

)soc. nod. 9%
1. 0,09 * 560 = 50,40 Ls (maksātais soc. nodoklis)
)ar ien. nod. apliekamo ienāk.
1. 560 - 50,40 - 80(neapl. min.) - (2 * 56(apg.)) = 317,60 Ls (ar ien. nod apl. ienāk.)
)ien. nod. - 25%
1. 0,25 * 317,60 = 79,40 Ls (maksātais ien. nod.)
)Neto alga
1. (560 - 50,40) - 79,40 = 430,20 Ls

Ķīmisko elementu periodiskā sistēma un atoma uzbūve

Ķīmiskā elementa vietu periodiskajā sistēmā nosaka tā atoma uzbūve.
Katram elementam novērojama šāda sakarība:

Period. tab. lielums	Sērs	Ko no tā var secināt	Sērs
Kārtas skaitlis	16	= Protonu skaits = Kodola lādiņš =Elektronu skaits	16 16 16
galvenās apakšgrupas elementam Galvenās apakšgrupas numurs	VI	= Ārējo elektronu skaits	6
Perioda numurs	3	= Enerģijas līmeņu skaits	3

^[2]

(Summarizē to, kas augstāk teikts vairākās rindkopās). (Ar galveno apakšgrupu ir domāta A grupa).

Pamatstāvoklis, ierosināts stāvoklis, elektronu

Atoma apvalks

Atoma apvalkā ietilpst visi atomam piederošie elektroni; tie izvietojušies atbilstoši to enerģijai. Elektroni, kuriem ir aptuveni vienāda enerģija, ietilpst vienā enerģijas līmenī. Enerģijas līmeņus apzīmē ar arābu cipariem. Telpas daļu, kurā elektrona atrašanās varbūtība ir vislielākā, sauc par elektrona mākoni. Katrā enerģijas līmenī var atrasties noteikts maksimālais elektronu skaits: $2n^{2}$ .

Enerģijas līmenis n	Maksimalais elektronu skaits
1	2 * 1^2 = 2
2	2 * 2^2 = 8
3	2*3^2 = 18
4	2 * 4^2 = 32

Enerģijas līmeņus savukārt iedala $s$ , $p$ , $d$ un $f$ apakšlīmeņos. Elektronus, kas ietilpst šajos enerģijas apakšlīmeņos, sauc attiecīgi par $s$ , $p$ , $d$ un $f$ elektroniem.

Enerģijas līmeņa apzīmējums	Maksimalais elektrinu skaits enerģijas līmenī	Elektronu skaits apakšlīmeņos	Elektronu apzīmējumi
1	2	2	1s
2	8	2 6	2s 2p
3	18	2 6 10	3s 3p 3d
4	32	2 6 10 14	4s 4p 4d 4f

Enerģijas līmeņu iedalījums apakšlīmeņos --attēls-- Enerģijas līmeņus var attēlot ar enerģijas līmeņu shēmu. Enerģijas līmenu shēmas izmanto, lai attēlotu elektronu apvalku atoma pamatstāvoklī, t.i., ja atoms no ārienes papildus nav saņēmis enerģiju. Saņemot enerģiju papildus, atomi pāriet ierosinātā stāvoklī.^[2]

Janga dubultsprauga

Lielākā izmērā ir redzams labāk. Ar sarkaniem punktiem ir domāti interferences ainas maksimumi un ar melniem punktiem - interferences ainas minimumi.
Ir jāņem vērā, ka šis zīmējums attēlo gaismas interferenci kopumā nevis dubultspraugas eksperimentu.

Augšējā attēlā ir bijusi atvērta viena sprauga, bet apakšējā ir bijušas atvērtas divas spraugas no kurām gaisma ir spīdējusi uz vienu un to pašu vietu.

Dubultspraugas eksperiments (angliski double-slit experiment) apskata gaismas viļņu interferenci un ir uzskatāms pierādījums gaismas viļņveidīgajai dabai.

Eksperimenta veikšanai izmantoto ierīci latviski sauc par Janga dubultspraugu.^[3]

Raksturlielumi

Interferences ainai (tāda ir, piemēram, eksperimanta attēlā nofotografētā strīpa, kur pārklājas caur Janga dubultspraugu spīdinātie divi gaismas stari) mēra divas lietas: interferences ainas minimumu(s) un interferences ainas maksimumu(s).

Interferences ainas maksimums

Interferences ainas maksimumus novēro vietās, kur gaismas staru ģeometrisko ceļu starpība no avota līdz novērošanas vietai ir vienāda ar nulli vai vienāda ar gaismas viļņa garuma daudzkārtni.

$\Delta x=k\lambda ,k=0,1,2\!,...$

$\Delta x\!$ — gaismas staru ģeometrisko ceļu starpība
$\lambda \!$ — gaismas viļņa garums

Interferences ainas minimums

Interferences ainas minimumus novēro vietās, kur gaismas staru ģeometrisko ceļu starpība no avota līdz novērošanas vietai ir vienāda ar gaismas viļņa garuma pusi vai viļņa garuma puses daudzkārtni.

$\Delta x=(2k+1){\frac {\lambda }{2}},\!$
$k=0,1,2,...\!$

$\Delta x\!$ — gaismas staru ģeometrisko ceļu starpība
$\lambda \!$ — gaismas viļņa garums

Skaidrojums

Gaismas viļņu interferencē ir novērojami tieši tādi paši procesi kā ikdienišķu, piemēram, ūdens viļnu interferencē, kur, ja attālums no viļņa avotiem ir 0 vai viļņa garuma tiesa vai viļņa garuma tiesas daudzkārtnis (reiz 2, reiz 3, ...) tad veidojas interferences ainas maksimums, taču, ja attālums starp viļņu avotiem (šajā gadījumā gaismas avotiem) ir tieši viena puse vai puses daudzkārtnis (reiz 3, reiz 5, ...), tad viļņi savstarpēji "pašiznīcinās" un veidojas interferences ainas minimums, ko Janga dubultspraugas eksperimentā redz kā sašaurinājumus projicētajā gaismas joslā.

Literatūra

↑ Dz. Nātra, E. Nātra, Ķīmijas uzdevumi ar risinājumu piemēriem vidusskolai, Apgāds Zvaigzne ABC, 2001, Rīga, ISBN 9984-17-752-1
↑ ^2,0 ^2,1 Клаус Зоммер СПРАВОЧНИК ПО ХИМИИ Основные понятия, усваиваемые в школъном курсе по химии, Рига "Звайгзне" 1981, На латышском языке с немецкого языка перевел Улдис Бергманис, 46. lpp.
↑ http://www.lielvards.lv/files/Fiz/fiz12_5.pdf 152. lpp.

[1] Dz. Nātra, E. Nātra, Ķīmijas uzdevumi ar risinājumu piemēriem vidusskolai, Apgāds Zvaigzne ABC, 2001, Rīga, ISBN 9984-17-752-1

[zommers-2] 2,0 ^2,1 Клаус Зоммер СПРАВОЧНИК ПО ХИМИИ Основные понятия, усваиваемые в школъном курсе по химии, Рига "Звайгзне" 1981, На латышском языке с немецкого языка перевел Улдис Бергманис, 46. lpp.

[3] ttp://www.lielvards.lv/files/Fiz/fiz12_5.pdf 152. lpp.

[1]

[2]

[3]