Будова атома, електронна конфігурація, періодичний закон і періодична система; закономірності зміни властивостей елементів (радіус, електронегативність)

📌 Про що ця тема

Тут перевіряють, чи вмієш ти визначати склад атома (протони, нейтрони, електрони), записувати електронну конфігурацію та пов'язувати положення елемента в періодичній системі з його властивостями. Ключове поняття — залежність будови й властивостей елемента від заряду ядра.

📖 Головне

• Атом складається з ядра (протони p⁺ і нейтрони n⁰) та електронів e⁻. Число протонів = порядковому номеру Z = заряду ядра. У нейтральному атомі число e⁻ = числу p⁺.

• Нуклонне (масове) число A = Z + N, де N — число нейтронів. Отже N = A − Z.

• Ізотопи — атоми одного елемента з однаковим Z, але різним числом нейтронів (різне A).

• Електрони розподіляються по енергетичних рівнях (n = номер періоду) і підрівнях s, p, d, f. Максимум електронів на рівні = 2n². На s — 2, на p — 6, на d — 10, на f — 14.

• Порядок заповнення: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s… (принцип найменшої енергії).

• Номер періоду = число енергетичних рівнів. Номер групи (для головних підгруп, А) = число валентних (зовнішніх) електронів.

• Періодичний закон: властивості елементів періодично залежать від заряду ядра атома.

• У ПЕРІОДІ зліва направо: заряд ядра зростає, радіус атома ЗМЕНШУЄТЬСЯ (притягання сильніше), електронегативність і неметалічні властивості ЗРОСТАЮТЬ, металічні — спадають.

• У ГРУПІ (головній підгрупі) згори вниз: додаються рівні, радіус ЗРОСТАЄ, електронегативність спадає, металічні властивості ЗРОСТАЮТЬ.

• Найелектронегативніший елемент — Флуор; найактивніший метал — Францій (з реальних — Цезій).

• Вищий оксид: валентність = номер групи. Летка сполука з Гідрогеном для неметалів: валентність = 8 − номер групи.

🔢 Як це працює на прикладі

Приклад 1. Атом Сульфуру: Z = 16, A = 32. Тоді p⁺ = 16, e⁻ = 16, n⁰ = 32 − 16 = 16. Конфігурація: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. Зовнішніх електронів 6 → VI група, 3 рівні → 3-й період.

Приклад 2. Порівняти радіуси Na, Mg, Cl. Усі в 3-му періоді. Зліва направо радіус зменшується, тому Na > Mg > Cl. Найелектронегативніший — Cl.

⚠️ Типові помилки

• Плутають масове число з відносною атомною масою — для підрахунку нейтронів беруть цілі A (округлену масу), а не дробову масу з таблиці.

• Забувають, що радіус у періоді ЗМЕНшується (заряд ядра «стягує» оболонку), і пишуть навпаки.

• Плутають напрям зміни металічних і неметалічних властивостей — вони протилежні.

• Помилково рахують електрони, не враховуючи заряд йона (у катіоні e⁻ менше, в аніоні — більше).

• Порушують порядок заповнення: пишуть 3d раніше 4s.

🎯 Що завчити напам'ять

• Z = p⁺ = e⁻ (нейтральний атом); N = A − Z.

• Максимум на рівні 2n²; s-2, p-6, d-10, f-14.

• Порядок: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s.

• У періоді → радіус ↓, ЕН ↑, неметалічність ↑.

• У групі ↓ радіус ↑, ЕН ↓, металічність ↑.

• Флуор — найбільша ЕН; вища валентність = № групи.

🧠 Перевір себе

1. Скільки нейтронів у атомі ³⁹K (Z=19)?

2. Запиши електронну конфігурацію атома Ca (Z=20).

3. У кого більший радіус: у O чи Se?

4. У кого вища електронегативність: у N чи P?

Відповіді: 1 — 39−19 = 20 нейтронів; 2 — 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²; 3 — Se (нижче в групі, більший радіус); 4 — N (вище в групі, ЕН більша).