Энергетические уровни электронов и валентность — больше научных фактов на канале обучающих видеор...

В этом видео студенты узнают, что электронный энергетический уровень или энергетическая оболочка — это орбита, по которой электроны движутся вокруг ядра атома, и что количество электронов на этих оболочках или энергетических уровнях уравновешивает положительный заряд протонов. Используя диаграммы Льюиса и анимацию, студенты поймут валентность и то, что валентность электронов является ключом к пониманию того, как элементы взаимодействуют друг с другом. В химии и атомной физике электронная оболочка, или главный энергетический уровень [требуется уточнение], может рассматриваться как орбита, по которой электроны движутся вокруг ядра атома. Ближайшая к ядру оболочка называется «1-й оболочкой» (также называемой «K-оболочкой»), за ней следует «2-я оболочка» (или «L-оболочка»), затем «3-я оболочка» (или «M-оболочка») и так далее, все дальше и дальше от ядра. Оболочки соответствуют главным квантовым числам (n = 1, 2, 3, 4 ...) или обозначаются буквами, используемыми в рентгеновской нотации (K, L, M, …). Каждая электронная оболочка может содержать только фиксированное число электронов: первая оболочка может вмещать до двух электронов, вторая — до восьми (2 + 6) электронов, третья — до 18 (2 + 6 + 10) и так далее. Общая формула такова, что n-я оболочка в принципе может вмещать до 2 (n²) электронов. Поскольку электроны электрически притягиваются к ядру, электроны атома обычно занимают внешние оболочки только в том случае, если более внутренние оболочки уже полностью заполнены другими электронами. Однако это не является строгим требованием: атомы могут иметь две или даже три незаполненные внешние оболочки. (См. правило Маделунга для более подробной информации.) Объяснение того, почему электроны существуют в этих оболочках, см. в разделе «Электронная конфигурация». Электроны во внешней заполненной оболочке (или оболочках) определяют химические свойства атома; она называется валентной оболочкой. Каждая оболочка состоит из одной или нескольких подоболочек, и каждая подоболочка состоит из одной или нескольких атомных орбиталей. В химии валентный электрон — это электрон внешней оболочки, связанный с атомом и способный участвовать в образовании химической связи, если внешняя оболочка не замкнута; в одинарной ковалентной связи оба атома вносят по одному валентному электрону для образования общей пары. Наличие валентных электронов может определять химические свойства элемента, такие как его валентность — может ли он образовывать связи с другими элементами и, если да, то насколько легко и с каким количеством. Для элемента главной группы валентный электрон может существовать только во внешней электронной оболочке; у переходного металла валентный электрон может также находиться во внутренней оболочке. Атом с замкнутой оболочкой валентных электронов (соответствующей электронной конфигурации s2p6) склонен к химической инертности. Атомы с одним или двумя валентными электронами больше, чем замкнутая оболочка, обладают высокой реакционной способностью из-за относительно низкой энергии, необходимой для удаления лишних валентных электронов с образованием положительного иона. Атом с одним или двумя электронами меньше, чем на одной заполненной оболочке, является реактивным из-за своей склонности либо к получению недостающих валентных электронов и образованию отрицательного иона, либо к обмену валентными электронами и образованию ковалентной связи. Подобно электрону на внутренней оболочке, валентный электрон способен поглощать или выделять энергию в виде фотона. Получение энергии может привести к перемещению (перескоку) электрона на внешнюю оболочку; это называется атомным возбуждением. Или электрон может даже вырваться из валентной оболочки связанного с ним атома; это ионизация с образованием положительного иона. Когда электрон теряет энергию (тем самым испуская фотон), он может переместиться на внутреннюю оболочку, которая не полностью заполнена.