Struktur zat telah menarik bagi orang-orang sejak kesempatan muncul untuk tidak khawatir tentang makanan dan mempelajari dunia di sekitar kita. Fenomena seperti kekeringan, banjir, petir, menakutkan umat manusia. Ketidaktahuan akan penjelasan mereka memunculkan kepercayaan pada berbagai dewa jahat yang membutuhkan pengorbanan. Itulah sebabnya orang mulai mempelajari fenomena alam, berusaha untuk memprediksinya, dan mempelajari struktur zat. Mereka mempelajari struktur atom dan memperkenalkan dua konsep penting berikut dalam kimia: tingkat energi dan sublevel.
Prasyarat untuk penemuan bahan kimia terkecil
Orang Yunani kuno menebak partikel kecil yang menyusun zat. Mereka membuat penemuan aneh: tangga marmer, yang telah dilewati banyak orang selama beberapa dekade, telah berubah bentuknya! Ini mengarah pada kesimpulan bahwa kaki masa lalu membawa sepotong batu bersamanya. Fenomena ini jauh dari pemahaman keberadaan tingkat energi dalam kimia, tetapi justru dengansemua dimulai. Ilmu pengetahuan mulai semakin berkembang dan mendalami struktur unsur kimia dan senyawanya.
Awal dari studi tentang struktur atom
Atom ditemukan pada awal abad ke-20 melalui eksperimen dengan listrik. Itu dianggap netral secara listrik, tetapi memiliki partikel penyusun positif dan negatif. Para ilmuwan ingin mengetahui distribusi mereka di dalam atom. Beberapa model diajukan, salah satunya bahkan diberi nama "roti kismis". Fisikawan Inggris Ernest Rutherford melakukan percobaan yang menunjukkan bahwa inti positif terletak di pusat atom, dan muatan negatif ada di elektron kecil yang berputar di sekitarnya.
Penemuan tingkat energi dalam kimia merupakan terobosan besar dalam studi struktur zat dan fenomena.
Tingkat energi
Selama mempelajari sifat-sifat bahan kimia, ternyata setiap unsur memiliki kadarnya masing-masing. Misalnya, oksigen memiliki satu skema struktur, sedangkan nitrogen memiliki skema yang sama sekali berbeda, meskipun jumlah atomnya hanya berbeda satu. Jadi apa itu tingkat energi? Ini adalah lapisan elektronik, yang terdiri dari elektron, yang terbentuk karena kekuatan tarik yang berbeda dari inti atom. Beberapa lebih dekat, sementara yang lain lebih jauh. Artinya, elektron atas “menekan” elektron yang lebih rendah.
Jumlah tingkat energi dalam kimia sama dengan jumlah periode dalam tabel periodik D. I. Mendeleev. Jumlah elektron terbesar yang berada dalam tingkat energi tertentu ditentukan oleh rumus berikut: 2n2, di mana n adalah nomor tingkat. Jadi, tidak lebih dari dua elektron dapat ditempatkan pada tingkat energi pertama, tidak lebih dari delapan pada tingkat energi kedua, delapan belas pada tingkat energi ketiga, dan seterusnya.
Setiap atom memiliki tingkat terjauh dari intinya. Ini adalah ekstrim, atau terakhir, dan disebut tingkat energi luar. Jumlah elektron untuk unsur-unsur dari subkelompok utama sama dengan nomor golongan.
Untuk membuat diagram atom dan tingkat energinya dalam kimia, Anda harus mengikuti rencana ini:
- menentukan jumlah semua elektron dari atom suatu unsur tertentu, yang sama dengan nomor serinya;
- menentukan jumlah tingkat energi berdasarkan nomor periode;
- menentukan jumlah elektron pada setiap tingkat energi.
Lihat di bawah untuk contoh tingkat energi beberapa elemen.
Sublevel energi
Dalam atom, selain tingkat energi, ada juga sublevel. Pada setiap level, tergantung pada jumlah elektron di atasnya, sublevel tertentu diisi. Dari cara pengisian sublevel, empat jenis elemen dibedakan:
- S-elemen. Sublevel s terisi, yang dapat berisi tidak lebih dari dua elektron. Ini termasuk dua item pertama dari setiap periode;
- P-elemen. Dalam unsur-unsur ini, tidak boleh ada lebih dari enam elektron yang terletak di sublevel-p;
- D-elemen. Ini termasuk elemen periode besar (dekade) yang terletak antara s- danp-elemen;
- F-elemen. Pengisian sublevel f terjadi pada aktinida dan lantanida yang terletak pada periode keenam dan ketujuh.
