1s22s22p63s23p1;
15P 1s22s22p63s23p3;
17Cl 1s22s22p63s23p5;
19K 1s22s22p63s23p64s1.
Орбиталь с минимальной энергией – это s-орбиталь. У атома водорода она занята его единственным электроном.
На одной орбитали могут находиться два электрона, поэтому оба электрона атома гелия размещаются на 1s-орбитали. Электронная оболочка завершена и очень устойчива – это благородный газ.
У элементов второго периода заполняется L-уровень (n = 2), причем сначала орбиталь s-подуровня, а затем три орбитали р-подуровня. Третий электрон в атоме 3Li занимает 2s-орбиталь. Электрон 2s1 намного слабее связан с ядром атома, чем 1s-электроны, поэтому атом лития может его свободно терять, образуя ион лития Li+.
Далее у атомов C, N, F идет заполнение 2р-орбиталей, которое заканчивается у атома Ne.
Начиная с элементов третьего периода у атомов идет заполнение третьего M-уровня (n = 3), состоящего из 3s-, 3p-, 3d-подуровней.
Порядок заполнения электронами энергетических уровней и подуровней теоретически обосновывает периодическую систему элементов Д. И. Менделеева.
Теоретическое обоснование периодического закона
Современная формулировка периодического закона следующая:
свойства атомов химических элементов, а также состав и свойства образуемых ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер.
Сущность закона в свете современных представлений о строении атома
Период представляет собой последовательный ряд элементов, заряд ядер которых возрастает каждый раз на единицу. Очередной период начинается щелочным элементом (s-элементом) и заканчивается инертным (благородным) газом (р-элементом) с завершенной конфигурацией р-уровня.
В периодах с увеличением заряда ядра металлические свойства убывают и нарастают неметаллические свойства.
Первый период содержит два элемента: водород и гелий, у них заполняется первый электронный слой: 1Н 1s1, 2Не 1s2.
Во 2 периоде 8 элементов, и заполняется второй электронный слой:
6С 1s2222p2; 8O 1s22s22p4; 10Ne 1s22s22p5; 9F 1s22s22p5.
Третий период начинается с натрия (Na), электроны заполняют третий энергетический уровень: 11Na1s22s22p63s1. Завершается его заполнение у инертного газа аргона: 18Ar 1s22s22p63s23p6.
Четвертый период начинается калием (19К 1s22s22p63s23p64s1), его 19-й электрон занял 4s-подуровень, энергия которого ниже энергии 4d-подуровня.
В конце периода находится элемент, у которого внешний электронный слой атома заполнен. Его конфигурация включает восемь электронов.
Таким образом, с увеличением заряда ядра наблюдается периодическая повторяемость электронных конфигураций внешнего слоя атомов s- и р-элементов.
Малые периоды отличаются от больших прежде всего числом элементов, а значит и их строением. Разное число элементов в периодах объясняется закономерностью заполнения электронных оболочек атомов.
Первые три периода малые (1–2 электрона, 2 и 3–8 электронов).
В