Struktura tvari zanimljiva je ljudima otkako se ukazala prilika da ne brinu o hrani i proučavaju svijet oko sebe. Takve pojave kao što su suše, poplave, munje, prestrašile su čovječanstvo. Nepoznavanje njihovih objašnjenja dovelo je do vjerovanja u razne zle bogove koji zahtijevaju žrtve. Zato su ljudi počeli proučavati prirodne pojave, nastojeći ih predvidjeti i udubljivati se u strukturu tvari. Proučavali su strukturu atoma i uveli sljedeća dva važna pojma u kemiji: energetska razina i podrazina.
Preduvjeti za otkrivanje najmanjih kemikalija
Stari Grci su nagađali o malim česticama koje čine tvari. Došli su do čudnog otkrića: mramorne stepenice, koje su mnogi ljudi prošli kroz nekoliko desetljeća, promijenili su svoj oblik! To je dovelo do zaključka da noga prošlosti sa sobom nosi neki komad kamena. Ovaj fenomen je daleko od razumijevanja postojanja energetske razine u kemiji, već upravo ssve je počelo. Znanost se počela progresivno razvijati i udubljivati se u strukturu kemijskih elemenata i njihovih spojeva.
Početak proučavanja strukture atoma
Atom je otkriven početkom 20. stoljeća kroz eksperimente s elektricitetom. Smatrao se električno neutralnim, ali je imao pozitivne i negativne sastavne čestice. Znanstvenici su htjeli saznati njihovu distribuciju unutar atoma. Predloženo je nekoliko modela, od kojih je jedan imao čak i naziv "buflica s grožđicama". Britanski fizičar Ernest Rutherford proveo je eksperiment koji je pokazao da se pozitivna jezgra nalazi u središtu atoma, a negativni naboj u malim elektronima koji se okreću oko nje.
Otkriće razine energije u kemiji bilo je veliki napredak u proučavanju strukture tvari i fenomena.
Razina energije
Tijekom proučavanja svojstava kemikalija pokazalo se da svaki element ima svoje razine. Na primjer, kisik ima jednu strukturnu shemu, dok dušik ima potpuno drugu, iako se brojevi njihovih atoma razlikuju samo za jedan. Dakle, što je razina energije? To su elektronički slojevi, koji se sastoje od elektrona, koji nastaju zbog različite jačine njihovog privlačenja prema jezgri atoma. Neki su bliže, dok su drugi dalje. Odnosno, gornji elektroni "pritišću" donje.
Broj energetskih razina u kemiji jednak je broju razdoblja u periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva. Najveći broj elektrona koji se nalaze na danoj energetskoj razini određen je sljedećom formulom: 2n2, gdje je n broj razine. Dakle, na prvoj energetskoj razini ne može se nalaziti više od dva elektrona, na drugoj ne više od osam, na trećoj osamnaest i tako dalje.
Svaki atom ima razinu koja je najudaljenija od svoje jezgre. To je ekstremna, ili zadnja, i naziva se vanjska energetska razina. Broj elektrona na njemu za elemente glavnih podskupina jednak je broju grupe.
Da biste izgradili dijagram atoma i njegovih energetskih razina u kemiji, trebate slijediti ovaj plan:
- odredite broj svih elektrona atoma danog elementa, koji je jednak njegovom serijskom broju;
- odredite broj razina energije prema broju razdoblja;
- odredite broj elektrona na svakoj energetskoj razini.
Pogledajte dolje za primjere energetskih razina nekih elemenata.
energetske podrazine
U atomima, osim energetskih razina, postoje i podrazine. Na svakoj razini, ovisno o broju elektrona na njoj, ispunjavaju se određene podrazine. Od načina na koji se ispunjava podrazina razlikuju se četiri vrste elemenata:
- S-elementi. Popunjene su s-podrazine koje ne mogu sadržavati više od dva elektrona. To uključuje prve dvije stavke iz svakog razdoblja;
- P-elementi. U tim elementima ne može biti više od šest elektrona smještenih na p-podrazini;
- D-elementi. To uključuje elemente velikih razdoblja (dekada) koji se nalaze između s- ip-elementi;
- F-elementi. Popunjavanje f-podrazine događa se u aktinidima i lantanidima koji se nalaze u šestom i sedmom razdoblju.
