Вопрос школьника
Как расположены электроны по энергетическим уровням и подуровням в атоме углерода? Почему в атоме углерода возможно распаривание 2s-электронов и какова у них форма электронных облаков?
Ответ от учителя
Электроны в атоме углерода расположены по энергетическим уровням и подуровням в соответствии с принципом заполнения электронных оболочек. Атом углерода имеет 6 электронов, которые распределяются по следующим энергетическим уровням и подуровням:
— 1s: 2 электрона
— 2s: 2 электрона
— 2p: 2 электрона
Энергетический уровень 1s находится ближе к ядру и имеет меньшую энергию, чем уровень 2s. Подуровень 2p имеет еще большую энергию, чем 2s.
В атоме углерода возможно распаривание 2s-электронов, потому что энергия 2p-подуровня меньше, чем энергия 2s-подуровня. Это означает, что электроны на 2p-подуровне имеют более высокую энергию и могут занять свободное место на 2s-подуровне, если имеется достаточно энергии для этого.
Форма электронных облаков для 2s-электронов в атоме углерода имеет сферическую форму, так как эти электроны находятся на сферическом энергетическом уровне. Форма электронных облаков для 2p-электронов имеет форму трехмерной фигуры, называемой шаровой гармоникой. Эта форма обусловлена тем, что 2p-подуровень имеет три орбитали, которые имеют форму плоских фигур, напоминающих фигуры в виде треугольника, квадрата и пятиугольника. Каждая орбиталь может содержать до двух электронов, которые могут находиться в разных точках внутри орбитали.
