Kimyəvi reaksiyalar zamanı elementlərin atomları ilə nə baş verir? Elementlərin xüsusiyyətləri hansılardır? Bu sualların hər ikisinə bir cavab vermək olar: səbəb atomun xarici enerji səviyyəsinin strukturundadır. Məqaləmizdə metalların və qeyri-metalların atomlarının elektron quruluşunu nəzərdən keçirəcəyik və xarici səviyyənin quruluşu ilə elementlərin xassələri arasındakı əlaqəni öyrənəcəyik.
Elektronların xüsusi xassələri
İki və ya daha çox reagentin molekulları arasında kimyəvi reaksiya baş verdikdə atomların elektron qabıqlarının strukturunda dəyişikliklər baş verir, onların nüvələri isə dəyişməz qalır. Əvvəlcə atomun nüvədən ən uzaq səviyyələrində yerləşən elektronların xüsusiyyətləri ilə tanış olaq. Mənfi yüklü hissəciklər nüvədən və bir-birindən müəyyən məsafədə təbəqələr şəklində düzülür. Nüvə ətrafındakı elektronların ən çox tapıldığı boşluqelektron orbital adlanır. Mənfi yüklü elektron buludunun təqribən 90%-i orada qatılaşdırılmışdır. Atomdakı elektronun özü ikilik xüsusiyyətini nümayiş etdirir, o, eyni zamanda həm hissəcik, həm də dalğa kimi davrana bilər.
Atomun elektron qabığını doldurma qaydaları
Zərrəciklərin yerləşdiyi enerji səviyyələrinin sayı elementin yerləşdiyi dövrün sayına bərabərdir. Elektron kompozisiya nəyi göstərir? Məlum oldu ki, kiçik və böyük dövrlərin əsas yarımqruplarının s- və p-elementləri üçün xarici enerji səviyyəsində elektronların sayı qrup nömrəsinə uyğun gəlir. Məsələn, iki təbəqəyə malik olan birinci qrup litium atomlarının xarici qabıqda bir elektronu var. Kükürd atomları sonuncu enerji səviyyəsində altı elektrondan ibarətdir, çünki element altıncı qrupun əsas yarımqrupunda yerləşir və s. Əgər d-elementlərdən danışırıqsa, onda onlar üçün aşağıdakı qayda mövcuddur: xarici mənfi hissəciklərin sayı 1 (xrom və mis üçün) və ya 2-dir. Bu onunla izah olunur ki, atomların nüvəsinin yükü artdıqca əvvəlcə daxili d- alt səviyyə doldurulur və xarici enerji səviyyələri dəyişməz qalır.
Kiçik dövrlərin elementlərinin xassələri niyə dəyişir?
Dövri sistemdə 1, 2, 3 və 7-ci dövrlər kiçik hesab olunur. Nüvə yükləri artdıqca elementlərin xassələrində aktiv metallardan başlayaraq inert qazlarla bitən rəvan dəyişmə xarici səviyyədə elektronların sayının tədricən artması ilə izah olunur. Belə dövrlərdə ilk elementlər atomlarında yalnız bir və ya olan elementlərdirnüvədən asanlıqla ayrıla bilən iki elektron. Bu halda müsbət yüklü metal ionu əmələ gəlir.
Alüminium və ya sink kimi amfoter elementlər öz xarici enerji səviyyələrini az miqdarda elektronla doldururlar (sink üçün 1, alüminium üçün 3). Kimyəvi reaksiyanın şərtlərindən asılı olaraq, onlar həm metalların, həm də qeyri-metalların xüsusiyyətlərini nümayiş etdirə bilərlər. Kiçik dövrlərin qeyri-metal elementləri atomlarının xarici qabıqlarında 4-dən 7-ə qədər mənfi hissəcikləri ehtiva edir və onu digər atomlardan elektronları cəlb edərək oktetə qədər tamamlayır. Məsələn, ən yüksək elektronmənfilik indeksinə malik qeyri-metal - flüor, sonuncu təbəqədə 7 elektrona malikdir və həmişə yalnız metallardan deyil, həm də aktiv qeyri-metal elementlərdən: oksigen, xlor, azotdan bir elektron alır. Kiçik dövrlər, eləcə də böyük dövrlər inert qazlarla sona çatır, onların monoatomik molekulları 8 elektrona qədər tamamilə tamamlanmış xarici enerji səviyyələrinə malikdir.
Böyük dövrlərin atomlarının quruluşunun xüsusiyyətləri
4, 5 və 6 dövrlərdən ibarət hətta cərgələr xarici qabıqlarında yalnız bir və ya iki elektron saxlaya bilən elementlərdən ibarətdir. Daha əvvəl dediyimiz kimi, onlar sondan əvvəlki təbəqənin d- və ya f- alt səviyyələrini elektronlarla doldururlar. Adətən bunlar tipik metallardır. Onların fiziki və kimyəvi xassələri çox yavaş dəyişir. Tək sıralar belə elementləri ehtiva edir ki, onların xarici enerji səviyyələri aşağıdakı sxemə uyğun olaraq elektronlarla doldurulur: metallar - amfoter element - qeyri-metallar - inert qaz. Biz artıq bütün kiçik dövrlərdə onun təzahürünü müşahidə etmişik. Məsələn, 4 dövrlü tək sıra, mis bir metal, sink bir amfoterendir, sonra qalliumdan broma, qeyri-metal xüsusiyyətlər artır. Dövr atomları tamamilə tamamlanmış elektron qabığa malik kripton ilə bitir.
Elementlərin qruplara bölünməsini necə izah etmək olar?
Hər qrup - və cədvəlin qısa formasında onlardan səkkiz var, həmçinin əsas və ikinci dərəcəli adlanan alt qruplara bölünür. Bu təsnifat elementlərin atomlarının xarici enerji səviyyəsində elektronların müxtəlif mövqelərini əks etdirir. Məlum oldu ki, əsas alt qrupların elementləri, məsələn, litium, natrium, kalium, rubidium və sezium, sonuncu elektron s- alt səviyyədə yerləşir. Əsas altqrupun 7-ci qrupunun elementləri (halogenlər) öz p- alt səviyyəsini mənfi hissəciklərlə doldurur.
Xrom, molibden, volfram kimi ikinci dərəcəli alt qrupların nümayəndələri üçün d- alt səviyyəsinin elektronlarla doldurulması tipik olacaqdır. Lantanidlər və aktinidlər ailələrinə daxil olan elementlər üçün isə mənfi yüklərin yığılması sondan əvvəlki enerji səviyyəsinin f- alt səviyyəsində baş verir. Üstəlik, qrup nömrəsi, bir qayda olaraq, kimyəvi bağlar yarada bilən elektronların sayı ilə üst-üstə düşür.
Məqaləmizdə kimyəvi elementlərin atomlarının xarici enerji səviyyələrinin hansı quruluşa malik olduğunu öyrəndik və onların atomlararası qarşılıqlı təsirlərdə rolunu təyin etdik.
