Zgradba snovi je ljudem zanimiva odkar se je pojavila priložnost, da ne skrbimo za hrano in preučujemo svet okoli nas. Takšni pojavi, kot so suše, poplave, strele, so prestrašile človeštvo. Nepoznavanje njihovih razlag je povzročilo verovanje v različne zle bogove, ki zahtevajo žrtvovanje. Zato so ljudje začeli preučevati naravne pojave, jih poskušati napovedati in se poglobiti v strukturo snovi. Preučevali so strukturo atoma in uvedli naslednja dva pomembna pojma v kemiji: energijski nivo in podnivo.
Predpogoji za odkritje najmanjših kemikalij
Stari Grki so ugibali o majhnih delcih, ki sestavljajo snovi. Prišli so do nenavadnega odkritja: marmorne stopnice, po katerih je marsikdo prehodil več desetletij, so spremenile svojo obliko! To je privedlo do zaključka, da noga preteklosti odnese s seboj kakšen kos kamna. Ta pojav je daleč od razumevanja obstoja energijske ravni v kemiji, ampak natančno zvse se je začelo. Znanost se je začela postopoma razvijati in se poglabljati v strukturo kemičnih elementov in njihovih spojin.
Začetek študija strukture atoma
Atom so odkrili na začetku 20. stoletja s poskusi z elektriko. Veljal je za električno nevtralen, vendar je imel pozitivne in negativne sestavne delce. Znanstveniki so želeli ugotoviti njihovo porazdelitev znotraj atoma. Predlaganih je bilo več modelov, eden od njih je imel celo ime "rozin bun". Britanski fizik Ernest Rutherford je izvedel poskus, ki je pokazal, da se pozitivno jedro nahaja v središču atoma, negativni naboj pa v majhnih elektronih, ki se vrtijo okoli njega.
Odkritje energetske ravni v kemiji je bil velik preboj v preučevanju strukture snovi in pojavov.
Raven energije
Med preučevanjem lastnosti kemikalij se je izkazalo, da ima vsak element svoje ravni. Na primer, kisik ima eno strukturno shemo, dušik pa popolnoma drugo, čeprav se število njihovih atomov razlikuje le za eno. Kaj je torej energijska raven? To so elektronske plasti, sestavljene iz elektronov, ki nastanejo zaradi različne moči njihove privlačnosti do jedra atoma. Nekateri so bližje, drugi pa dlje. To pomeni, da zgornji elektroni "pritiskajo" na spodnje.
Število energijskih nivojev v kemiji je enako številu obdobja v periodnem sistemu D. I. Mendelejeva. Največje število elektronov, ki so na dani energijski ravni, je določeno z naslednjo formulo: 2n2, kjer je n številka nivoja. Tako se na prvi energetski ravni ne moreta nahajati več kot dva elektrona, na drugi ne več kot osem, na tretji osemnajst in tako naprej.
Vsak atom ima raven, ki je najbolj oddaljena od svojega jedra. Je skrajna ali zadnja in se imenuje zunanja energijska raven. Število elektronov na njem za elemente glavnih podskupin je enako številki skupine.
Če želite zgraditi diagram atoma in njegovih energijskih nivojev v kemiji, morate upoštevati ta načrt:
- določi število vseh elektronov atoma danega elementa, ki je enako njegovi zaporedni številki;
- določite število energijskih nivojev po številki obdobja;
- določite število elektronov na vsaki energijski ravni.
Spodaj si oglejte primere energijskih nivojev nekaterih elementov.
energetske podravni
V atomih poleg energijskih nivojev obstajajo tudi podravni. Na vsaki ravni se, odvisno od števila elektronov na njej, zapolnijo določene podnivoji. Glede na to, kako je podnivo zapolnjen, se razlikujejo štiri vrste elementov:
- S-elementi. Napolnjene so s-podnivoji, ki lahko vsebujejo največ dva elektrona. Ti vključujejo prva dva elementa iz vsakega obdobja;
- P-elementi. V teh elementih ne sme biti več kot šest elektronov, ki se nahajajo na p-podravni;
- D-elementi. Sem spadajo elementi velikih obdobij (desetletja), ki se nahajajo med s- inp-elementi;
- F-elementi. Polnjenje f-podravni se pojavi v aktinidih in lantanidih, ki se nahajajo v šestem in sedmem obdobju.
