La estructura de las sustancias ha sido interesante para las personas desde que surgió la oportunidad de no preocuparse por la comida y estudiar el mundo que nos rodea. Fenómenos como sequías, inundaciones, relámpagos aterrorizaron a la humanidad. La ignorancia de sus explicaciones dio lugar a la creencia en varios dioses malignos que requerían sacrificios. Es por eso que las personas comenzaron a estudiar los fenómenos naturales, esforzándose por predecirlos y profundizar en la estructura de las sustancias. Estudiaron la estructura del átomo e introdujeron los siguientes dos conceptos importantes en química: nivel y subnivel de energía.
Requisitos previos para el descubrimiento de las sustancias químicas más pequeñas
Los antiguos griegos adivinaron las pequeñas partículas que forman las sustancias. Hicieron un descubrimiento extraño: los escalones de mármol, por los que muchas personas han pasado durante varias décadas, ¡han cambiado de forma! Esto llevó a la conclusión de que el pie del pasado lleva consigo algún trozo de piedra. Este fenómeno está lejos de comprender la existencia de un nivel de energía en química, pero precisamente contodo comenzó. La ciencia comenzó a desarrollarse y profundizar progresivamente en la estructura de los elementos químicos y sus compuestos.
El comienzo del estudio de la estructura del átomo
Atom fue descubierto a principios del siglo XX a través de experimentos con electricidad. Se consideraba eléctricamente neutro, pero tenía partículas constituyentes positivas y negativas. Los científicos querían averiguar su distribución dentro del átomo. Se propusieron varios modelos, uno de los cuales incluso tenía el nombre de "bollo de pasas". El físico británico Ernest Rutherford realizó un experimento que demostró que un núcleo positivo está ubicado en el centro del átomo y la carga negativa está en los pequeños electrones que giran a su alrededor.
El descubrimiento del nivel de energía en química fue un gran avance en el estudio de la estructura de sustancias y fenómenos.
Nivel de energía
Durante el estudio de las propiedades de los productos químicos, resultó que cada elemento tiene sus propios niveles. Por ejemplo, el oxígeno tiene un esquema de estructura, mientras que el nitrógeno tiene uno completamente diferente, aunque el número de sus átomos difiere solo en uno. Entonces, ¿qué es un nivel de energía? Estas son capas electrónicas, que consisten en electrones, que se forman debido a la diferente fuerza de su atracción hacia el núcleo de un átomo. Algunos están más cerca, mientras que otros están más lejos. Es decir, los electrones superiores “presionan” a los inferiores.
El número de niveles de energía en química es igual al número del período en la tabla periódica de D. I. Mendeleev. La mayor cantidad de electrones que se encuentran en un nivel de energía dado se determina mediante la siguiente fórmula: 2n2, donde n es el número de nivel. Por lo tanto, no se pueden ubicar más de dos electrones en el primer nivel de energía, no más de ocho en el segundo, dieciocho en el tercero, y así sucesivamente.
Cada átomo tiene un nivel más alejado de su núcleo. Es el extremo, o último, y se llama el nivel de energía exterior. El número de electrones de los elementos de los subgrupos principales es igual al número del grupo.
Para construir un diagrama de un átomo y sus niveles de energía en química, debes seguir este plan:
- determinar el número de todos los electrones de un átomo de un elemento dado, que es igual a su número de serie;
- determinar el número de niveles de energía por número de período;
- determina el número de electrones en cada nivel de energía.
Vea a continuación ejemplos de niveles de energía de algunos elementos.
Subniveles de energía
En los átomos, además de los niveles de energía, también hay subniveles. En cada nivel, dependiendo de la cantidad de electrones en él, se llenan ciertos subniveles. A partir de cómo se llena el subnivel, se distinguen cuatro tipos de elementos:
- S-elementos. Los subniveles s están llenos, que no pueden contener más de dos electrones. Estos incluyen los dos primeros elementos de cada período;
- P-elementos. En estos elementos, no puede haber más de seis electrones ubicados en el subnivel p;
- D-elementos. Estos incluyen elementos de grandes períodos (décadas) ubicados entre s- yp-elementos;
- F-elementos. El llenado del subnivel f ocurre en actínidos y lantánidos ubicados en los períodos sexto y séptimo.
