Страница 72 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Что называют электронным слоем?

Электронным слоем (также известным как энергетический уровень) называют совокупность электронов в атоме, которые имеют близкие значения энергии. В планетарной модели атома электроны вращаются вокруг ядра по определенным орбитам. Эти орбиты группируются в слои или оболочки, расположенные на разных расстояниях от ядра.

Каждый электронный слой характеризуется главным квантовым числом $n$, которое может принимать целочисленные значения: $n = 1, 2, 3, ...$ и так далее. Чем больше значение $n$, тем дальше от ядра находится электронный слой и тем большей энергией обладают электроны на этом слое.

Максимальное количество электронов, которое может находиться на определенном электронном слое, вычисляется по формуле:

$N = 2n^2$

где $N$ – максимальное число электронов, а $n$ – номер слоя (главное квантовое число).

• Для первого слоя ($n=1$): $N = 2 \cdot 1^2 = 2$ электрона.
• Для второго слоя ($n=2$): $N = 2 \cdot 2^2 = 8$ электронов.
• Для третьего слоя ($n=3$): $N = 2 \cdot 3^2 = 18$ электронов.
• Для четвертого слоя ($n=4$): $N = 2 \cdot 4^2 = 32$ электрона.

Электроны заполняют слои последовательно, начиная с ближайшего к ядру. Слой, который является внешним для данного атома, называется валентным слоем. Электроны на этом слое (валентные электроны) определяют химические свойства элемента и его способность вступать в химические реакции.

В современной квантовой механике понятие «орбиты» заменено на «орбиталь» — область пространства, где вероятность нахождения электрона наиболее высока. Электронные слои в этой модели представляют собой совокупность орбиталей с близкими значениями энергии.

Ответ: Электронный слой — это совокупность электронов в атоме, обладающих близкими по значению энергиями и движущихся на примерно одинаковом расстоянии от ядра.

Как определяется ёмкость электронного слоя?

Ёмкость электронного слоя, то есть максимальное количество электронов, которое может находиться на данном энергетическом уровне, определяется его главным квантовым числом $n$. Главное квантовое число $n$ соответствует номеру электронного слоя (или энергетического уровня) и принимает целочисленные значения, начиная с 1 ($n = 1, 2, 3, ...$).

Максимальное число электронов $N_{max}$ на электронном слое с номером $n$ вычисляется по формуле:

$N_{max} = 2n^2$

где $N_{max}$ – максимальная ёмкость электронного слоя, а $n$ – главное квантовое число (номер слоя).

Эта формула вытекает из квантовой механики и принципа Паули. Количество орбиталей на $n$-ом уровне равно $n^2$. Поскольку на каждой орбитали может находиться не более двух электронов с противоположными спинами, максимальное число электронов удваивается.

Примеры расчёта ёмкости для первых четырёх электронных слоёв:
Для первого слоя (K-слой, $n=1$): $N_{max} = 2 \cdot 1^2 = 2$ электрона.
Для второго слоя (L-слой, $n=2$): $N_{max} = 2 \cdot 2^2 = 8$ электронов.
Для третьего слоя (M-слой, $n=3$): $N_{max} = 2 \cdot 3^2 = 18$ электронов.
Для четвертого слоя (N-слой, $n=4$): $N_{max} = 2 \cdot 4^2 = 32$ электрона.

Важно отметить, что если электронный слой является внешним (валентным), то на нём не может находиться более 8 электронов. Это правило связано с достижением стабильной электронной конфигурации, подобной конфигурации инертных газов (правило октета).

Ответ: Максимальная ёмкость электронного слоя ($N_{max}$) определяется его главным квантовым числом ($n$) и рассчитывается по формуле $N_{max} = 2n^2$.