3. Строеж на електронната обвивка на атомите на елементите в периодичната система. Класификация на химичните елементи.

Използвайки принципа на Паули, правилото на Хунд и Клечковски може да се разглежда изграждането на електронната обвивка на атомите на елементите с нарастване на заряда на ядрото или атомния номер.

Първи период-започва с водород. Атомен номер 1, има един протон; n=1;е=0. Единствения електрон се разполага в енергетично най-бедната 1s орбита. Електронна формула 1s¹ с квантови клетки n=1. Според принципа на Паули може да се разположи още един електрон с противоположен спин. Това става при хелий z=2 (атомен N) електронна формула 1s², структурна n=1. Така се изгражда най-близката до ядрото орбита това съответства на най-малкия период в периодичната система първият.

Втори период-третия електрон се разполага в 2s орбиталата на втора орбита (n=2;e=0,1) Това е при литий z=3 (атом номер) С него започва втория период. Електронната ф-ла 1s² 2s¹ квант.клетки. Заради свободния електрон, той може да взаимодейства с други едновалентни елементи LiH; LiF.

Берилий z=4 (атомен номер) електр.ф-ла - 1s² 2s² (Be) има 4 електрона.

Може и така 1s² 2s¹ 1p_x¹

Трети период-(n=3;e=0,1,2)

Натрий (Na) z=11 1s² 2s² 2p_x² 2p_y² 2p_z² 3s¹

Mg z=12 3s² 3s¹ 3p_x¹ n=3

Al z=13 3s² 3p_x¹ 3s¹ 3p_x¹ 3p_y¹ n=2

Разликата м/у втория и третия период е, че те имат свободни, не заети с електрони 3p-орбитали. При елементите P (фосфор) S (сяра) Cl (хлор) става разкъсване на електр.двойки и прескачане в свободните 3d орбитали.

P 3s² 3p_x¹ 3p_y¹ 3p_z¹ (IIIв.) 3s¹ 3p_x¹ 3p_y¹ 3p_z¹ 3d¹ (Vв.)

S 3s² 3p_x² 3p_y¹ 3p_z¹ (IIв.) 3s¹ 3p_x¹ 3p_y¹ 3p_z¹ 3d² (IVв.)

Третия период завършва с Ar (аргентум)

Ar (Ne) 3s² 3p_x² 3p_y² 3p_z² 18 електрона

Четвърти период (първи голям) (n=4; e=0(s), 1(p), 2(d), 3(f))

Започва с K (калий) 19 електрона z=19

Тук започва изграждането на четвъртата орбита и електроните се разполагат не в 3d орбиталата, а в 4s орбиталата. 4 период има 18 елемента.

K (Ar) 4s¹

Елементите от Скандия (z=21) до Zn (цинк) z=30, десетте електрона доизграждат петте 3d изродени орбитали като се използва правилото на Клечковски, че електрона се разполага на орбитала с по-малко главно квантово число n.

4p сумата от n+e=4+1=5

3d сумата n+e=3+2=5 n на 3d е < от 4p

В останалите 6 елемента Галия (z=21) до Криптона z=36 се запълват трите изродени 4p орбитали Ga (Ar) 4s² 3d¹⁰ 4p_x¹

Степените на окисление на Скандия до Zn са твърде разнообразни и се дължи на енергетичната близост на 4s и 3d орбиталите.

Елементите Германий, Арсен, Селен, Бром и Криптон, които изграждат 4p орбиталите имат същата степен на окисление като елем. хлор, фосфор, сяра, които изграждат 3p орбиталата.

Пети период (втори голям) до тук са изградени 3s, 3p и 3d нивата напълно изграден третия електронен слой, както и 4s и 4p нивата. Остават свободни 4d и 4f нивата. Тук има също 18 елемента. От Рубидия до Ксенона (Rb-Xe) Първо се запълват 5s, 4d и 5p