C (углерод) – элемент с прядковым номером 6 в периодической системе.
Находится во II периоде. Температура плавления: 3550 ℃. Плотность: 3.51 г/см3.
Электронная формула атома углерода:
1s2 2s2 2p2
Сокращенная электронная конфигурация C:
[He] 2s2 2p2
Ниже приведена электронно-графическая схема атома углерода
Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме C
1-й уровень (K): 2
2-й уровень (L): 4
Валентные электроны углерода
Количество валентных электронов в атоме углерода – 4.
Ниже приведены их квантовые числа (N – главное, L – орбитальное, M – магнитное, S – спин)
| Орбиталь | N | L | M | S |
|---|---|---|---|---|
| s | 2 | 0 | 0 | +1/2 |
| s | 2 | 0 | 0 | -1/2 |
| p | 2 | 1 | -1 | +1/2 |
| p | 2 | 1 | 0 | +1/2 |
Степени окисления, которые может проявлять углерод: -4, -3, -2, -1, +1, +2, +3, +4
Электронная формула химического элемента показывает то, как происходит распределение электронов на орбиталях в атоме по энергетическим уровням и подуровням.
Вот что нужно обязательно знать, чтобы правильно составить электронную формулу элемента:
I.
Все орбитали и находящееся на ней электроны характеризуют несколько квантовых чисел.
Среди них в первую очередь стоит выделить числа n и l.
- n – главное квантовое число, определяет общую энергию электрона на орбитали. Это число характеризует энергетический уровень и может принимать значение от 1 до 7.
- l – орбитальное квантовое число. Это число характеризует форму орбитали и энергетический подуровень.
Существует 4 вида орбиталей, различающихся своей формой и направленностью в пространстве.
- s-орбитали (l = 0),
- p-орбитали (l = 1),
- d-орбитали (l = 2),
- f-орбитали (l = 3).
Самое простое строение у s-орбитали, самое сложное – у f-орбитали.
II.
Каждый энергетический уровень содержит n подуровней (то есть чем больше главное квантовое число, тем больше подуровней).
Количество орбиталей, которое может быть на том или ином подуровне, определяется по формуле 2l + 1.
Согласно принципу Паули на одной орбитали может быть максимум 2 электрона (если находится 1 электрон, то он называется неспаренным, если 2 электрона – то это электронная пара).
Таким образом, будет нетрудно посчитать, сколько орбиталей и электронов может включать в себя каждый подуровень.
-
s-подуровень включает 2 * 0 + 1 = 1 орбиталь и 1 * 2 = 2 электрона.
-
p-подуровень включает 2 * 1 + 1 = 3 орбитали и 3 * 2 = 6 электронов.
-
d-подуровень включает 2 * 2 + 1 = 5 орбиталей и 5 * 2 = 10 электронов.
-
f-подуровень включает 2 * 3 + 1 = 7 орбиталей и 7 * 2 = 14 электронов.
III.
Заполнение орбиталей электронами осуществляется по правилу Клечковского (в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел (n + l), а при равных значениях этой суммы – в порядке возрастания n).
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d и т.д.
Здесь действует принцип минимума энергии, при котором электроны заполняют орбитали начиная с подуровня с наименьшей энергией.
IV.
Максимальное количество электронов на энергетическом уровне определяется по формуле N = 2n².
Эта формула вытекает из принципа из принципа Паули.
Исходя из формулы на первом уровне может быть максимум 2 электрона (s2), на втором уровне – максимум 8 электронов (2s2 2p6), на третьем уровне – максимум 18 электронов (3s2 3p6 3d10).
V.
Заполнение орбиталей внутри одного подуровня происходит по правилу Хунда.
Согласно этому правилу каждая орбиталь подуровня заполняется сначала одним электроном, а после исчерпания свободных орбиталей к имеющемуся электрону на орбитали добавляется парный электрон.
**
При составлении электронных формул элементов также понадобится периодическая система Д.И. Менделеева.
С её помощью можно определить:
-
Количество электронов в атоме – оно равно порядковому номеру элемента в периодической таблице.
-
Число энергетических уровней – оно равно номеру периода данного элемента.
-
Число электронов на последнем уровне – оно равно номеру группы.
**
Пример.
Сера (S).
Это 16 элемент по счёту: количество электронов в атоме будет равно 16.
Находится в 3 периоде: всего будет 3 уровня.
Сначала заполняем 1 уровень: 1s2, на нём будет только 2 электрона.
Далее заполняем 2 уровень: 2s2 2p6, на нём будет 8 электронов.
Оставшиеся 6 электронов будет на 3 уровне (а это как раз номер группы): 3s2 3p4.
В результате получаем следующее:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,655 -
гуманитарные
33,653 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,939 -
разное
16,901
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Электронное строение атома углерода
Электронное строение нейтрального атома углерода в основном состоянии.
Схема строения электронных оболочек
Распределение электронов по энергетическим уровням (или по электронным слоям) в атоме углерода.
C
+6
2
4
Электронно-графическая схема
Распределение электронов по атомным орбиталям в атоме углерода.
| 2 | ↑↓ | ↑ | ↑ | |||
| 1 | ↑↓ | |||||
| s | p |
Валентные орбитали атома углерода выделены фиолетовым цветом.
Электронная конфигурация
Полная электронная конфигурация атома углерода.
6C 1s2 2s2 2p2
Сокращённая электронная конфигурация атома углерода.
6C [He] 2s2 2p2
Квантовые числа валентных электронов
Главное (n), орбитальное (l), магнитное (m) и спиновое (s) квантовые числа валентных электронов атома углерода.
| Орбиталь | Квантовое число | |||
|---|---|---|---|---|
| n | l | m | s | |
| 2s | 2 | 0 | 0 | +½ |
| -½ | ||||
| 2p | 2 | 1 | -1 | +½ |
| 1 | +½ |
Углерод в таблице менделеева занимает 6 место, в 2 периоде.
| Символ | C |
| Номер | 6 |
| Атомный вес | 12.0096000 |
| Латинское название | Carboneum |
| Русское название | Углерод |
Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь
Электронная схема углерода
C: 1s2 2s2 2p2
Короткая запись:
C: [He]2s2 2p2
Одинаковую электронную конфигурацию имеют
атом углерода и
N+1, O+2
Порядок заполнения оболочек атома углерода (C) электронами:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d →
5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ – до 6, на
‘d’ – до 10 и на ‘f’ до 14
Углерод имеет 6 электронов,
заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
2 электрона на 2p-подуровне
Степень окисления углерода
Атомы углерода в соединениях имеют степени окисления 4, 3, 2, 1, -1, -2, -4.
Степень окисления – это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле
между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается
заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается,
то степень окисления положительная.
Ионы углерода
Валентность C
Атомы углерода в соединениях проявляют валентность IV, III, II, I.
Валентность углерода характеризует способность атома C к образованию хмических связей.
Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании
химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа C
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации,
для атома C эти числа имеют значение N = 2, L = 1, Ml = 0, Ms = +½
Видео заполнения электронной конфигурации (gif):
Результат:
Энергия ионизации
Чем ближе электрон к центру атома – тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать.
Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается Eo.
Если не указано иное, то энергия ионизации – это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии
ионизации для каждого последующего электрона.
Энергия ионизации C:
Eo = 1086 кДж/моль
— Что такое ион читайте в статье.
Перейти к другим элементам таблицы менделеева
Где C в таблице менделеева?
Таблица Менделеева
Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве
