Elektronskeem

  • Miks on aatomi väliskihi elektronid olulised?
  • Kuidas kirjeldada lihtsustatult aatomi elektronkatet?

Väliskihi elektronide füüsikud

Füüsikud nimetavad keemikuid mõni­kord naljatledes aatomi väliskihi elektronide füüsikuteks. Ega see tõest väga kaugel olegi, sest keemilise reaktsiooni toimumise seisu­kohast on oluline just aatomi elektron­kihtides, täpsemalt välises elektron­kihis toimuv. Elektronide paiknemist elektronkihtides kirjeldab elektron­skeem.

Naatrium reageerib veega väga energiliselt, loovutades oma väliskihi üksiku elektroni. Reaktsiooni käigus eralduv vesinik süttib.

Elektronskeem

Elektronskeem on aatomi elektron­katte mudel. See näitab aatomi tuuma­laengut, elektron­kihte ja nendes liikuvate elektronide arvu. Elektron­skeem on kõige lihtsam aatomi ehituse kujutus, kuid sisaldab palju vajalikku informatsiooni. Elektron­skeemi saab koostada perioodilisustabeli põhjal.

Tutvume elektronskeemi koostamisega väävliaatomi näitel.

Väävli (S) aatomnumber perioodilisustabelis on 16, seega on väävliaatomis 16 prootonit ja tuumalaeng +16. Tuumalaeng kirjutatakse elemendi tähise järele.

S: +16|

Väävel asub perioodilisus­tabeli 3. perioodis, seega on väävli­aatomil 3 elektron­kihti. Elektronkihid kujutatakse elektron­skeemis sulgudena.

S: +16|  )   )   )

Väävli elektronkattes on kokku 16 elektroni, sest aatom on tervikuna neutraalne ja elektronide arv on võrdne prootonite arvuga. Elektronide märkimist elektron­kihtidesse alustatakse 1. kihist, kuhu mahub kuni kaks elektroni.

S: +16| 2)   )   )

Märkida on vaja veel 14 elektroni. 2. elektron­kihti mahub kuni 8 elektroni.

S: +16| 2) 8)  )

Alles on veel 6 elektroni, mis paigutuvad viimasesse, 3. elektron­kihti.

S: +16| 2) 8) 6)

Väävliaatomi (S) planetaarne mudel (üleval) näitab aatomi tuumalaengut ja elektronkatte kihilist ehitust ja elektronskeem (all) näitab aatomi tuuma­laengut, elektronkihte ja nendes liikuvate elektronide arvu.

Kui element asub perioodilisustabeli A-rühmas, saab kontrollida välisesse elektron­kihti paigutatud elektronide arvu, mis vastab rühma numbrile. Väävel asub VIA rühmas ja seega on väävli­aatomi väliskihis 6 elektroni.

  • Ca: +12| 2) 8) 8) 2)
  • Mg: +12| 2) 8) 2)
  • S: +12| 2) 8) 6)
  • Na: +11| 2) 8) 1)

Selgituseks

4. perioodi elementide elektronskeemi koostamine

Alates 4. perioodi elementidest leitakse eelviimase elektronkihi elektronide arv arvutades. Elektronskeemi koostades pannakse kirja 1. ja 2. kihi elektronid ning väliskihi (4. elektron­kihi) elektronid rühma numbri järgi. Eelviimase elektronkihi (3. elektronkihi) elektronide arvu leidmiseks liidetakse kirja pandud elektronide arv ning saadud summa lahutatakse elektronide koguarvust. Vaatame näitena kaaliumiaatomi elektron­skeemi koostamist

Kaaliumi (K) aatomnumber perioodilisustabelis on 19, seega on kaaliumiaatomis 19 prootonit ja tuumalaeng +19. Tuumalaeng kirjutatakse elemendi tähise järele.

K: +19|

Kaalium asub perioodilisus­tabeli 4. perioodis, seega on kaaliumi­aatomil 4 elektron­kihti. Elektron­kihid kujutatakse elektron­skeemis sulgudena.

K: +19|   )   )   )   )

Kaaliumi elektronkattes on kokku 19 elektroni, sest aatom on tervikuna neutraalne ja elektronide arv on võrdne prootonite arvuga. Elektronide märkimist elektron­kihtidesse alustatakse 1. kihist, kuhu mahub kuni 2 elektroni.

K: +19| 2)   )   )   )

2. kihti mahub kuni 8 elektroni.

K: +19| 2) 8)  )   )

Kaalium asub perioodilisustabeli IA rühmas ja seega on kaaliumiaatomi 4. ehk välises elektronkihis 1 elektron.

K: +19| 2) 8)  ) 1)

3. elektronkihi elektronide arvu leidmiseks lahutatakse elektronide koguarvust juba kirja pandud elektronide summa. Seega on 3. elektron­kihis 19 – (2 + 8 + 1) = 8 elektroni.

K: +19| 2) 8) 8) 1)

Ma tean, et

  • Elektronskeem on aatomi elektron­katte mudel, mis näitab aatomi tuumalanegut, elektronkihte ja nendes liikuvate elektronide arvu.
  • Kui element asub perioodilisustabeli A-rühmas, saab kontrollida välisesse elektron­kihti paigutatud elektronide arvu, mis vastab rühma numbrile.

Küsimused ja ülesanded

1. Mis on elektronskeem?

2. Koosta järgmiste elementide elektronskeemid: a) räni, b) broom, c) berüllium, d) kaalium.