A estrutura das substâncias tem sido interessante para as pessoas desde que surgiu a oportunidade de não se preocupar com comida e estudar o mundo ao nosso redor. Fenômenos como secas, inundações, raios, aterrorizavam a humanidade. A ignorância de suas explicações deu origem à crença em vários deuses malignos exigindo sacrifícios. É por isso que as pessoas começaram a estudar os fenômenos naturais, esforçando-se para predizê-los e mergulhar na estrutura das substâncias. Eles estudaram a estrutura do átomo e introduziram os seguintes dois conceitos importantes em química: nível de energia e subnível.
Pré-requisitos para a descoberta dos menores químicos
Os antigos gregos adivinhavam sobre as pequenas partículas que compõem as substâncias. Eles fizeram uma descoberta estranha: os degraus de mármore, pelos quais muitas pessoas passaram ao longo de várias décadas, mudaram de forma! Isso levou à conclusão de que o pé do passado leva consigo algum pedaço de pedra. Este fenômeno está longe de compreender a existência de um nível de energia na química, mas precisamente comTudo comecou. A ciência começou a desenvolver e aprofundar progressivamente a estrutura dos elementos químicos e seus compostos.
O início do estudo da estrutura do átomo
Atom foi descoberto no início do século 20 através de experimentos com eletricidade. Foi considerado eletricamente neutro, mas tinha partículas constituintes positivas e negativas. Os cientistas queriam descobrir sua distribuição dentro do átomo. Vários modelos foram propostos, um dos quais até tinha o nome de “pão de passas”. O físico britânico Ernest Rutherford realizou um experimento que mostrou que um núcleo positivo está localizado no centro do átomo, e a carga negativa está nos pequenos elétrons que giram em torno dele.
A descoberta do nível de energia na química foi um grande avanço no estudo da estrutura de substâncias e fenômenos.
Nível de energia
Durante o estudo das propriedades dos produtos químicos, descobriu-se que cada elemento tem seus próprios níveis. Por exemplo, o oxigênio tem um esquema de estrutura, enquanto o nitrogênio tem um completamente diferente, embora os números de seus átomos diferem apenas por um. Então, o que é um nível de energia? Estas são camadas eletrônicas, compostas por elétrons, que são formadas devido à força diferente de sua atração ao núcleo de um átomo. Alguns estão mais perto, enquanto outros estão mais longe. Ou seja, os elétrons superiores “pressionam” os inferiores.
O número de níveis de energia em química é igual ao número do período na tabela periódica de D. I. Mendeleev. O maior número de elétrons que estão em um determinado nível de energia é determinado pela seguinte fórmula: 2n2, onde n é o número do nível. Assim, não mais do que dois elétrons podem ser localizados no primeiro nível de energia, não mais do que oito no segundo, dezoito no terceiro e assim por diante.
Cada átomo tem um nível mais distante de seu núcleo. É o extremo, ou último, e é chamado de nível de energia externa. O número de elétrons nele para elementos dos subgrupos principais é igual ao número do grupo.
Para construir um diagrama de um átomo e seus níveis de energia em química, você precisa seguir este plano:
- determinar o número de todos os elétrons de um átomo de um dado elemento, que é igual ao seu número de série;
- determine o número de níveis de energia pelo número do período;
- determine o número de elétrons em cada nível de energia.
Veja abaixo exemplos de níveis de energia de alguns elementos.
Subníveis de energia
Nos átomos, além dos níveis de energia, também existem subníveis. Em cada nível, dependendo do número de elétrons, certos subníveis são preenchidos. De como o subnível é preenchido, distinguem-se quatro tipos de elementos:
- S-elementos. Os subníveis s são preenchidos, que não podem conter mais do que dois elétrons. Estes incluem os dois primeiros itens de cada período;
- P-elementos. Nesses elementos, não pode haver mais de seis elétrons localizados no subnível p;
- D-elementos. Estes incluem elementos de grandes períodos (décadas) localizados entre s- eelementos p;
- F-elementos. O preenchimento do subnível f ocorre em actinídeos e lantanídeos localizados no sexto e sétimo períodos.
