Struktura supstanci zanimljiva je ljudima otkako se ukazala prilika da ne brinu o hrani i proučavaju svijet oko sebe. Takve pojave kao što su suše, poplave, munje, užasnule su čovječanstvo. Nepoznavanje njihovih objašnjenja dovelo je do vjerovanja u razne zle bogove koji zahtijevaju žrtve. Zbog toga su ljudi počeli proučavati prirodne pojave, nastojeći ih predvidjeti i udubljivati se u strukturu tvari. Proučavali su strukturu atoma i uveli sljedeća dva važna koncepta u hemiji: energetski nivo i podnivo.
Preduvjeti za otkrivanje najmanjih hemikalija
Stari Grci su nagađali o malim česticama koje čine supstance. Došli su do čudnog otkrića: mermerne stepenice, kojima su mnogi ljudi prolazili tokom nekoliko decenija, promenili su svoj oblik! To je dovelo do zaključka da noga prošlosti sa sobom nosi i neki komad kamena. Ovaj fenomen je daleko od razumijevanja postojanja energetskog nivoa u hemiji, već upravo sasve je počelo. Nauka je počela progresivno da se razvija i ulazi u strukturu hemijskih elemenata i njihovih jedinjenja.
Početak proučavanja strukture atoma
Atom je otkriven početkom 20. veka kroz eksperimente sa elektricitetom. Smatrao se električno neutralnim, ali je imao pozitivne i negativne sastavne čestice. Naučnici su željeli otkriti njihovu distribuciju unutar atoma. Predloženo je nekoliko modela, od kojih je jedan čak imao i naziv "zemička s grožđicama". Britanski fizičar Ernest Rutherford izveo je eksperiment koji je pokazao da se pozitivno jezgro nalazi u centru atoma, a negativni naboj u malim elektronima koji se okreću oko njega.
Otkriće energetskog nivoa u hemiji bilo je veliki napredak u proučavanju strukture supstanci i fenomena.
energetski nivo
Tokom proučavanja svojstava hemikalija, pokazalo se da svaki element ima svoje nivoe. Na primjer, kisik ima jednu strukturnu shemu, dok dušik ima potpuno drugu, iako se brojevi njihovih atoma razlikuju samo za jedan. Dakle, šta je nivo energije? To su elektronski slojevi, koji se sastoje od elektrona, koji nastaju zbog različite jačine njihovog privlačenja prema jezgru atoma. Neki su bliže, dok su drugi dalje. Odnosno, gornji elektroni "pritišću" donje.
Broj energetskih nivoa u hemiji jednak je broju perioda u Periodnom sistemu D. I. Mendeljejeva. Najveći broj elektrona koji se nalaze na datom energetskom nivou određen je sljedećom formulom: 2n2, gdje je n broj nivoa. Dakle, na prvom energetskom nivou ne može biti locirano više od dva elektrona, na drugom ne više od osam, na trećem osamnaest i tako dalje.
Svaki atom ima nivo koji je najudaljeniji od svog jezgra. To je ekstremni, ili posljednji, i naziva se vanjski energetski nivo. Broj elektrona na njemu za elemente glavnih podgrupa jednak je broju grupe.
Da biste napravili dijagram atoma i njegovih energetskih nivoa u hemiji, morate slijediti ovaj plan:
- odredite broj svih elektrona atoma datog elementa, koji je jednak njegovom serijskom broju;
- odredite broj nivoa energije prema broju perioda;
- odredite broj elektrona na svakom energetskom nivou.
Pogledajte ispod za primjere energetskih nivoa nekih elemenata.
energetski podnivoi
U atomima, pored energetskih nivoa, postoje i podnivoi. Na svakom nivou, u zavisnosti od broja elektrona na njemu, ispunjavaju se određeni podnivoi. Od načina na koji se popunjava podnivo razlikuju se četiri tipa elemenata:
- S-elementi. Popunjeni su s-podnivoi koji ne mogu sadržavati više od dva elektrona. Ovo uključuje prve dvije stavke iz svakog perioda;
- P-elementi. U ovim elementima ne može biti više od šest elektrona koji se nalaze na p-podnivou;
- D-elementi. To uključuje elemente velikih perioda (decenijskih) koji se nalaze između s- ip-elementi;
- F-elementi. Popunjavanje f-podnivoa se dešava u aktinidima i lantanidima koji se nalaze u šestom i sedmom periodu.
