化学元素的原子序数表示该元素原子核中所含的质子数。在它是中性原子的情况下,那么原子序数将与所述元素的电子数一致。
众所周知,原子核由质子和中子组成。质子带正电,其值与电子负电荷的绝对值一致,以国际制单位为1.6 x 10 -19库仑。
图1.氦(He)原子的示意图。质子数是原子数。中子数加上质子数就是质量数。资料来源:维基共享资源。
由于质子和中子是原子核的粒子,因此被称为核子。这些粒子实际上决定了原子的质量,因为核子的质量大约是原子电子的2000倍。因此,原子中的核子数称为质量数。
但是,原子序数是决定原子元素化学亲和力的数,因为在中性原子中,该数与电子数一致。
原子数表示
在元素周期表中,化学元素的符号X在左下方带有代表该元素原子序数的数字Z,而在元素的化学符号的左上方则表示质量数至。
下图显示了该符号:
图2.根据元素周期表中使用的约定,化学元素X的原子数Z和化学元素X的质量数A。资料来源:维基共享资源。
然后,表1显示了一些化学元素的例子,它们分别带有符号和原子数与质量数:
表格1
元件 | 符号 | 原子数Z | 质量数A |
---|---|---|---|
氢 | 1 1小时 | 之一 | 之一 |
碳 | 12 6摄氏度 | 6 | 12 |
氧 | 16 8 O | 8 | 16 |
铀 | 238 92 U | 92 | 238 |
元素周期表中元素的原子数和顺序
化学元素周期表可以根据元素的原子序数顺序排列并以元素的升序排列。
其中至少有118种是已知的,从氢开始直至到达oganeson的元素118-在被称为un之前,其化学符号为Og,质量数为294。
原子序数递增的前10个化学元素更加熟悉。因此,例如,我们拥有最著名的:
- 氢,H
- 氦氦
- 锂锂
- 铍
- 硼
- 碳,碳
- 氮
- 氧气
- 氟F
- 霓虹灯
图3.简化的周期表,显示化学元素的符号及其原子序数。资料来源:
电子配置
原子序数表示化学元素原子核中的质子数,并且每个质子都具有1,602 x 10 -19 C的正电荷。
如果原子是中性的,则元素负电荷为-1.602 x10 -19 C 的电子数必须等于原子数。因此,知道化学元素在周期表中的数字位置,其电子数也是已知的。
这些电子在原子中占据一个称为轨道的区域,该区域取决于电子的能量和角动量。反过来,原子中电子的能量和角动量都被量化。这意味着它们只能采用一些离散值。
现在,遵循确定电子构型的某些规则,从低能量到高能量的电子中都充满了轨道。
这样,原子的最外层轨道或原子级中的电子数量建立了它可以与其他原子形成分子的键。该数目取决于电子构型和原子数。
量子数
原子中电子的能量由其主量子数n决定,其可以取整数值1,2,3…
原子中电子的角动量由次级量子数l(字母ele)决定,其值取决于n。
例如,对于n = 2,次级量子数取值从0到n-1,即:0和1.类似地,对于n = 1,这是最低能级,次级量子数l它只取值0。
次级量子数0、1、2、3用字母s,p,d和f交替表示。s轨道为球形,p轨道为小叶。
还有两个量子数:
- 磁量子数ml,其值从-l到+ l到零。
- 自旋量子数s仅取值+½和-½,是电子的特征。
最后是保利排除原理,该原理指出两个电子不能具有全部四个相同的量子数。由于这个原理,一个轨道最多可以有两个具有相反自旋的电子。
电子配置图
一旦知道化学元素的原子序数,电子构图将用于确定电子从最低能量轨道到最高能量轨道的填充顺序。图4显示了此图:
图4.电子配置。资料来源:维基共享资源。
概述的思想如下:第一个数字表示主量子数,然后字母表示第二量子数,最后上标数字表示该轨道上可能存在的最大电子数。
例
碳和硅的电子配置
如上所述,碳的原子序数为6,这意味着它具有6个电子,其分布如下:1s2 2s2 2p2。就其本身而言,硅的原子序数为14,其电子以另一种方式分布:1s2 2s2 2p6 3s2 3p2。
这两个元素都在元素周期表的同一列中,因为尽管它们的原子序数不同,但它们在最外层的轨道具有相同的电子构型。
参考文献
- Connor,N.什么是核子-原子核的结构-定义。从以下站点中恢复:periodic-table.org。
- 人民峰会。原子序数:是什么,怎么表示。从以下网站恢复:cumbrepuebloscop20.org
- 生命 什么是化学周期性?从以下网址恢复:lifeder.com
- 维基百科。电子配置。从以下位置恢复:es.wikipedia.com
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