Struktur bahan telah menarik minat orang ramai sejak peluang muncul untuk tidak bimbang tentang makanan dan mengkaji dunia di sekeliling kita. Fenomena seperti kemarau, banjir, kilat, ketakutan manusia. Kejahilan tentang penjelasan mereka menimbulkan kepercayaan kepada pelbagai tuhan jahat yang memerlukan pengorbanan. Itulah sebabnya orang mula mengkaji fenomena semula jadi, berusaha untuk meramalkannya, dan menyelidiki struktur bahan. Mereka mengkaji struktur atom dan memperkenalkan dua konsep penting berikut dalam kimia: aras tenaga dan subaras.
Prasyarat untuk penemuan bahan kimia terkecil
Orang Yunani purba meneka tentang zarah-zarah kecil yang membentuk bahan. Mereka membuat penemuan aneh: tangga marmar, yang telah dilalui ramai orang selama beberapa dekad, telah mengubah bentuknya! Ini membawa kepada kesimpulan bahawa kaki masa lalu mengambil sekeping batu bersamanya. Fenomena ini jauh dari memahami kewujudan tahap tenaga dalam kimia, tetapi tepat dengansemuanya bermula. Sains mula berkembang secara progresif dan mendalami struktur unsur kimia dan sebatiannya.
Permulaan kajian struktur atom
Atom ditemui pada awal abad ke-20 melalui eksperimen dengan elektrik. Ia dianggap neutral secara elektrik, tetapi mempunyai zarah konstituen positif dan negatif. Para saintis ingin mengetahui pengedaran mereka di dalam atom. Beberapa model telah dicadangkan, salah satunya mempunyai nama "raisin bun". Ahli fizik British, Ernest Rutherford menjalankan eksperimen yang menunjukkan bahawa nukleus positif terletak di tengah-tengah atom, dan cas negatif berada dalam elektron kecil yang beredar di sekelilingnya.
Penemuan tahap tenaga dalam kimia merupakan satu kejayaan besar dalam kajian struktur bahan dan fenomena.
Tahap tenaga
Semasa kajian sifat-sifat bahan kimia, ternyata setiap unsur mempunyai tahap yang tersendiri. Sebagai contoh, oksigen mempunyai satu skema struktur, manakala nitrogen mempunyai yang sama sekali berbeza, walaupun bilangan atom mereka berbeza hanya dengan satu. Jadi apakah tahap tenaga? Ini adalah lapisan elektronik, yang terdiri daripada elektron, yang terbentuk kerana kekuatan tarikan yang berbeza kepada nukleus atom. Ada yang lebih dekat, manakala yang lain lebih jauh. Iaitu, elektron atas "tekan" pada elektron bawah.
Bilangan aras tenaga dalam kimia adalah sama dengan bilangan tempoh dalam jadual Berkala D. I. Mendeleev. Bilangan terbesar elektron yang berada dalam tahap tenaga tertentu ditentukan oleh formula berikut: 2n2, dengan n ialah nombor tahap. Oleh itu, tidak lebih daripada dua elektron boleh terletak pada tahap tenaga pertama, tidak lebih daripada lapan pada tahap kedua, lapan belas pada tahap ketiga, dan seterusnya.
Setiap atom mempunyai tahap yang paling jauh dari nukleusnya. Ia adalah yang melampau, atau terakhir, dan dipanggil tahap tenaga luar. Bilangan elektron padanya untuk unsur subkumpulan utama adalah sama dengan nombor kumpulan.
Untuk membina gambar rajah atom dan tahap tenaganya dalam kimia, anda perlu mengikut pelan ini:
- tentukan bilangan semua elektron atom bagi unsur tertentu, yang sama dengan nombor sirinya;
- tentukan bilangan aras tenaga mengikut nombor tempoh;
- tentukan bilangan elektron dalam setiap aras tenaga.
Lihat di bawah untuk contoh tahap tenaga bagi sesetengah unsur.
Subperingkat tenaga
Dalam atom, sebagai tambahan kepada tahap tenaga, terdapat juga sublevel. Pada setiap peringkat, bergantung kepada bilangan elektron di atasnya, subperingkat tertentu diisi. Daripada cara subperingkat diisi, empat jenis elemen dibezakan:
- S-elemen. Subperingkat-s diisi, yang boleh mengandungi tidak lebih daripada dua elektron. Ini termasuk dua item pertama daripada setiap tempoh;
- P-elemen. Dalam unsur ini, tidak boleh ada lebih daripada enam elektron yang terletak pada subperingkat p;
- elemen D. Ini termasuk unsur-unsur tempoh besar (dekad) yang terletak di antara s- danelemen p;
- F-elemen. Pengisian subperingkat f berlaku dalam aktinida dan lantanida yang terletak dalam tempoh keenam dan ketujuh.
