Poziomy energii w układzie okresowym

Układ okresowy jest zorganizowany w kolumny i wiersze. Liczba protonów w jądrze wzrasta podczas czytania układu okresowego od prawej do lewej. Każdy rząd reprezentuje poziom energii. Pierwiastki w każdej kolumnie mają podobne właściwości i taką samą liczbę elektronów walencyjnych. Elektrony walencyjne to liczba elektronów na najbardziej zewnętrznym poziomie energii.

•••Tomasz Wyszoamirski/iStock/Getty Images

Liczba elektronów na każdym poziomie energii jest wyświetlana w układzie okresowym. Liczba elementów w każdym rzędzie pokazuje, ile elektronów potrzeba do wypełnienia każdego poziomu. Wodór i hel znajdują się w pierwszym rzędzie lub okresie w układzie okresowym. Dlatego pierwszy poziom energii może mieć w sumie dwa elektrony. Drugi poziom energii może mieć osiem elektronów. Trzeci poziom energii może mieć łącznie 18 elektronów. Czwarty poziom energii może mieć 32 elektrony. Zgodnie z zasadą Aufbau, elektrony najpierw wypełnią najniższy poziom energii, a wbudują się w wyższe poziomy tylko wtedy, gdy poziom energii przed jego zapełnieniem będzie pełny.

•••Roman Sigaev/iStock/Getty Images

Każdy poziom energii składa się z obszarów zwanych orbitalami. Orbital to obszar prawdopodobieństwa, w którym można znaleźć elektrony. Każdy poziom energii, z wyjątkiem pierwszego, ma więcej niż jeden orbital. Każdy orbital ma określony kształt. Kształt ten zależy od energii, jaką posiadają elektrony na orbicie. Elektrony mogą losowo poruszać się w dowolnym miejscu w kształcie orbity. Charakterystyki każdego pierwiastka są określane przez elektrony na orbicie.

•••Archeofoto/iStock/Getty Images

Orbital s ma kształt kuli. Orbital s jest zawsze pierwszym wypełnianym na każdym poziomie energetycznym. Pierwsze dwie kolumny układu okresowego są znane jako s-blok. Oznacza to, że elektrony walencyjne dla tych dwóch kolumn istnieją na orbicie s. Pierwszy poziom energii zawiera tylko orbital s. Na przykład wodór ma jeden elektron na orbicie s. Hel ma dwa elektrony na orbicie s, wypełniając poziom energetyczny. Ponieważ poziom energii helu jest wypełniony dwoma elektronami, atom jest stabilny i nie reaguje.

•••carloscastilla/iStock/Getty Images

Orbital p zaczyna się wypełniać, gdy orbital s zostanie wypełniony na każdym poziomie energii. Istnieją trzy orbitale p na poziom energii, każdy w kształcie łopaty śmigła. Każdy z orbitali p zawiera dwa elektrony, co daje w sumie sześć elektronów na orbitali p. Zgodnie z regułą Hunda, każdy orbital p na poziom energii musi otrzymać jeden elektron, zanim zdobędzie drugi elektron. Blok p rozpoczyna się od kolumny zawierającej bor, a kończy się na kolumnie gazów szlachetnych.

•••agsandrew/iStock/Getty Images

Orbitale d i f są bardzo złożone. Istnieje pięć orbitali d na poziom energetyczny, zaczynając od trzeciego poziomu energetycznego. Metale przejściowe tworzą orbitale d. Istnieje siedem orbitali f na poziom energii, począwszy od piątego poziomu energii. Lantanowce i aktynowce tworzą f-orbitale.