Maddelerin yapısı, yiyecekler hakkında endişelenmeme ve çevremizdeki dünyayı inceleme fırsatı ortaya çıktığından beri insanlar için ilginç olmuştur. Kuraklık, sel, yıldırım, dehşete düşmüş insanlık gibi fenomenler. Açıklamalarının cehaleti, fedakarlık gerektiren çeşitli kötü tanrılara inanmaya yol açtı. Bu yüzden insanlar doğal fenomenleri incelemeye, onları tahmin etmeye ve maddelerin yapısını araştırmaya başladılar. Atomun yapısını incelediler ve kimyada şu iki önemli kavramı tanıttılar: enerji seviyesi ve alt seviye.
En küçük kimyasalların keşfi için ön koşullar
Eski Yunanlılar, maddeleri oluşturan küçük parçacıkları tahmin ettiler. Garip bir keşifte bulundular: Pek çok insanın onlarca yıldır üzerinden geçtiği mermer basamaklar şekil değiştirdi! Bu, geçmişin ayağının beraberinde bir parça taş aldığı sonucuna yol açtı. Bu fenomen, kimyada bir enerji seviyesinin varlığını anlamaktan çok uzaktır, ancak tam olarakher şey başladı. Bilim, kimyasal elementlerin ve bunların bileşiklerinin yapısını aşamalı olarak geliştirmeye ve araştırmaya başladı.
Atomun yapısını incelemenin başlangıcı
Atom, 20. yüzyılın başında elektrikle yapılan deneylerle keşfedildi. Elektriksel olarak nötr olarak kabul edildi, ancak pozitif ve negatif bileşen parçacıklarına sahipti. Bilim adamları atom içindeki dağılımlarını bulmak istediler. Birkaç model önerildi, bunlardan biri "kuru üzümlü topuz" adını bile aldı. İngiliz fizikçi Ernest Rutherford, atomun merkezinde pozitif bir çekirdeğin bulunduğunu ve negatif yükün onun etrafında dönen küçük elektronlarda olduğunu gösteren bir deney yaptı.
Kimyada enerji seviyesinin keşfi, maddelerin ve olayların yapısının incelenmesinde büyük bir atılımdı.
Enerji seviyesi
Kimyasalların özelliklerinin incelenmesi sırasında, her elementin kendi seviyeleri olduğu ortaya çıktı. Örneğin oksijenin bir yapı şeması vardır, nitrojen ise tamamen farklı bir yapıya sahiptir, ancak atomlarının sayıları yalnızca bir farklılık gösterir. Peki enerji seviyesi nedir? Bunlar, bir atomun çekirdeğine olan çekim güçlerinin farklı olması nedeniyle oluşan elektronlardan oluşan elektronik katmanlardır. Bazıları daha yakın, diğerleri daha uzak. Yani, üst elektronlar alttakilere “bastırır”.
Kimyadaki enerji seviyelerinin sayısı, D. I. Mendeleev'in Periyodik tablosundaki periyot sayısına eşittir. Belirli bir enerji seviyesinde bulunan en büyük elektron sayısı aşağıdaki formülle belirlenir: 2n2, burada n seviye numarasıdır. Böylece, birinci enerji seviyesinde ikiden fazla elektron, ikinci enerji seviyesinde sekizden fazla, üçüncü enerji seviyesinde on sekizden fazla elektron yer alamaz.
Her atomun çekirdeğinden en uzak bir seviyesi vardır. Aşırı veya sondur ve dış enerji seviyesi olarak adlandırılır. Ana alt grupların elemanları için üzerindeki elektron sayısı grup numarasına eşittir.
Kimyada bir atomun ve onun enerji seviyelerinin bir diyagramını oluşturmak için şu planı uygulamanız gerekir:
- Seri numarasına eşit olan belirli bir elementin atomunun tüm elektronlarının sayısını belirler;
- periyot numarasına göre enerji seviyelerinin sayısını belirleyin;
- her enerji seviyesindeki elektron sayısını belirleyin.
Bazı elementlerin enerji seviyelerine ilişkin örnekler için aşağıya bakın.
Enerji alt seviyeleri
Atomlarda enerji seviyelerine ek olarak alt seviyeler de vardır. Her seviyede, üzerindeki elektron sayısına bağlı olarak belirli alt seviyeler doldurulur. Alt seviyenin doldurulma biçiminden dört tür öğe ayırt edilir:
- S-öğeleri. İkiden fazla elektron içeremeyen s- alt seviyeleri doldurulur. Bunlar, her dönemden ilk iki öğeyi içerir;
- P-öğeleri. Bu elementlerde, p- alt seviyesinde altıdan fazla elektron bulunamaz;
- D-öğeleri. Bunlar, s- ve arasında yer alan büyük dönemlerin (on yılların) unsurlarını içerir.p-elemanları;
- F-öğeleri. F- alt seviyesinin doldurulması, altıncı ve yedinci periyotlarda yer alan aktinit ve lantanitlerde gerçekleşir.
