- Miks uuritakse eri elementide puhul üldjuhul just elektronkatet?
- Millise elektronide arvu puhul on aatom kõige stabiilsem?
Erilised elektronid
Kuigi aatomi liigi määrab prootonite arv, siis huvitab keemikuid mõnevõrra enam, mis toimub tuumast väljaspool. Elektronid on ülipisikesed, prootonist ligi 2000 korda väiksema massiga osakesed. Need liiguvad suurel kiirusel ümber tuuma ja moodustavad elektronkatte. Elektronide olulisus seisneb selles, et nende vahendusel toimuvad kõik keemilised reaktsioonid.
Elektronkihid
Elektronkatte moodustavad kiiresti liikuvad elektronid. Kuigi need liiguvad peamiselt juhuslikult, järgivad need siiski mingeid reegleid: kindlal kaugusel tuumast saab liikuda teatud arv elektrone, mitte rohkem.
Elektronid paiknevad tuuma ümber elektronkihtides. Aatomil võib olla kuni 7 elektronkihti. Esimeses, tuumale lähimas kihis on maksimaalselt kaks elektroni. Vaid vesiniku (H) ja heeliumi (He) aatomitel on seega ainult üks elektronkiht. Teises elektronkihis saab olla kuni 8 elektroni. Näiteks liitiumil (Li) ja hapnikul (O) on kaks elektronkihti. Kolmandas elektronkihis on maksimaalselt 18 elektroni.
Element |
Vesinik |
Heelium |
Hapnik |
Magneesium |
Elektronkihtide arv |
1 |
1 |
2 |
3 |
Elektronide arv |
1 |
2 |
8 |
12 |
Planetaarne mudel |
 |
 |
 |
 |
Aatomis on elektronkihid täitunud seestpoolt väljapoole, st kõigepealt 1. kiht, seejärel 2. kiht ja nii edasi. Tuumast kõige kaugemal asuvat elektronkihti nimetatakse väliseks elektronkihiks ehk väliskihiks. Selles saab olla kuni 8 elektroni, erandiks on olukord, kus väliskihiks on 1. elektronkiht (sinna mahub maksimaalselt 2 elektroni).
Väliskihi ehitus määrab aatomi võime osaleda keemilises reaktsioonis
Selleks et mõista ainete käitumist, peab uurima selle koostises olevate aatomite ehitust. Üksikaatomitena esinevad vaid väärisgaasid (nt heelium, neoon ja argoon), nende aatomid ei ühine omavahel ega reageeri teiste elementide aatomitega. Väärisgaaside aatomite eraklikkuse saladus peitub nende väliskihi 8 elektronis – elektronoktetis (v.a heelium, mille väliskihis on 2 elektroni). Väärisgaaside aatomite väline elektronkiht on elektronidega täielikult täitunud, mistõttu on need aatomid äärmiselt püsivad.
Kõigi ülejäänud elementide aatomid püüavad saavutada väärisgaasidele omast püsivat olekut. See on võimalik vaid väliskihi elektrone liites, loovutades või teiste aatomitega jagades.
Naatrium on aktiivne metall. Naatriumi aatomi välises, s.o 3. elektronkihis on 1 elektron. Selline olek on väga ebapüsiv, mistõttu osaleb naatrium aktiivselt keemilistes reaktsioonides, loovutades oma üksiku väliskihi elektroni. Ka kloori aatom astub kergelt reaktsiooni, kuid erinevalt naatriumist vajab kloori aatom ühte elektroni juurde (kloori aatomi väliskihis on 7 elektroni).
 Naatrium loovutab oma väliskihi ainsa elektroni. Selle tulemusel jääb aatomi väliseks kihiks 2. elektronkiht, millel on 8 elektroni |  Kloor võtab juurde 1 elektroni. Selle tulemusel on aatomi välises kihis 8 elektroni |
Keemiline reaktsioon põhineb väliskihi elektronide jagamisel või ümberpaigutumisel.
Elektronokteti korral on aatomi väliskiht täielikult täitunud elektroniga. Sellise aatomi ehitusega on argoon, ksenoon ja teised . Heeliumi väliskiht on samuti täielikult täitunud, kuid selles on elektroni. Elektronokteti tõttu on need aatomid väga . Teiste elementide aatomid tahavad saavutada samuti täitunud väliskihti ning osalevad seetõttu.
Ma tean, et ...
- Elektronkiht on elektronkatte osa, millel tiirlevad elektronid.
- Väliskiht ehk väline elektronkiht on elektronkiht, mille moodustavad aatomi tuumast kõige kaugemal paiknevad elektronid.
- Väärisgaasid on VIIIA (18.) rühma elemendid, mille aatomite väline elektronkiht on täielikult täidetud.
- Elektronoktett on aatomi välise elektronkihi 8 elektroni.
Küsimused
- Mitu elektroni mahub maksimaalselt 1., 2. ja 3. elektronkihile (kui see pole väline elektronkiht)?
- Mitu elektroni maksimaalselt saab väliskihil olla?
- Mille poolest on väärisgaaside aatomid erilised?
- Nimeta elemendid, millel on ainult üks elektronkiht.
- Miks on keemilises reaktsioonis olulisemad elektronid, mitte prootonid või neutronid?
