Câu trả lời từ Ksenia Gareeva[guru]
số kỳ

Câu trả lời từ Slava mikailov[thành viên mới]

Câu trả lời từ Cá cược[guru]
Mức năng lượng
Từ Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí
Mức năng lượng - các giá trị có thể có về năng lượng của hệ lượng tử, tức là hệ bao gồm các vi hạt (electron, proton và các hạt cơ bản khác, hạt nhân nguyên tử, nguyên tử, phân tử, v.v.) và tuân theo các định luật cơ học lượng tử. Nó đặc trưng cho một trạng thái nhất định của vi hạt. Có các mức năng lượng điện tử và nội hạt nhân.
[chỉnh sửa]
Mức năng lượng điện tử
Khái niệm hiện đại về mô hình quỹ đạo của nguyên tử, trong đó các điện tử di chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác và sự khác biệt giữa các mức năng lượng xác định kích thước của lượng tử phát ra hoặc hấp thụ. Trong trường hợp này, các electron không thể ở trong khoảng trống giữa các mức năng lượng. Những khoảng trống này được gọi là vùng năng lượng cấm.
Một ví dụ là một electron trong mô hình quỹ đạo của nguyên tử - tùy thuộc vào các giá trị của số lượng tử chính n và số lượng tử quỹ đạo l, mức năng lượng mà electron sở hữu sẽ thay đổi. Theo đó, mỗi cặp giá trị của số n và l tương ứng với một mức năng lượng nhất định.
[chỉnh sửa]
Mức năng lượng nội hạt nhân
Thuật ngữ này xuất hiện do nghiên cứu về hiện tượng phóng xạ. Bức xạ được chia thành ba phần: tia alpha, tia beta và tia gamma. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bức xạ alpha bao gồm các nguyên tử heli, bức xạ beta là một dòng electron chuyển động nhanh, và nghiên cứu về tia gamma cho thấy rằng năng lượng của các mức điện tử là không đủ cho sự xuất hiện của chúng. Rõ ràng rằng nguồn bức xạ phóng xạ (tia gamma) phải được tìm kiếm bên trong hạt nhân nguyên tử, tức là có các mức năng lượng nội hạt nhân, năng lượng của nó được chuyển đổi thành các photon của bức xạ gamma. Tia gamma đã mở rộng phổ của các sóng điện từ đã biết, và tất cả các sóng ngắn hơn 0,01 nm đều là tia gamma.

E.N.FRENKEL

Hướng dẫn hóa học

Hướng dẫn cho những ai chưa biết nhưng muốn tìm hiểu và hiểu sâu về hóa học

Phần I. Các yếu tố của Hóa học đại cương
(mức độ khó đầu tiên)

Sự tiếp tục. Xem đầu số 13, 18, 23/2007

Chương 3. Thông tin cơ bản về cấu trúc của nguyên tử.
Định luật tuần hoàn của D.I. Mendeleev

Hãy nhớ nguyên tử là gì, nguyên tử bao gồm những gì, nguyên tử có thay đổi trong các phản ứng hóa học hay không.

Nguyên tử là một hạt trung hòa về điện bao gồm hạt nhân mang điện tích dương và các êlectron mang điện tích âm.

Số lượng electron trong quá trình hóa học có thể thay đổi, nhưng điện tích hạt nhân luôn không đổi. Biết được sự phân bố của các electron trong nguyên tử (cấu tạo của nguyên tử), có thể dự đoán nhiều tính chất của nguyên tử nhất định, cũng như tính chất của các chất đơn giản và phức tạp mà nó được đưa vào.

Cấu trúc của nguyên tử, tức là thành phần của hạt nhân và sự phân bố của các electron xung quanh hạt nhân có thể được xác định dễ dàng bằng vị trí của nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn.

Trong hệ thống tuần hoàn của D.I. Mendeleev, các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo một trình tự nhất định. Dãy này liên quan chặt chẽ đến cấu trúc nguyên tử của các nguyên tố này. Mỗi nguyên tố hóa học trong hệ thống được chỉ định số seri Ngoài ra, đối với nó, bạn có thể chỉ định số chu kỳ, số nhóm, loại nhóm con.

Nhà tài trợ của việc xuất bản các bài báo cửa hàng trực tuyến "Megameh". Trong cửa hàng, bạn sẽ tìm thấy các sản phẩm lông thú cho mọi sở thích - áo khoác, áo vest và áo khoác lông làm từ cáo, nutria, thỏ, chồn, cáo bạc, cáo bắc cực. Công ty cũng cung cấp cho bạn mua các sản phẩm lông thú cao cấp và sử dụng các dịch vụ may đo cá nhân. Bán buôn và bán lẻ sản phẩm lông thú - từ loại bình dân đến cao cấp, chiết khấu lên đến 50%, bảo hành 1 năm, giao hàng tại Ukraine, Nga, các nước CIS và EU, nhận hàng từ phòng trưng bày ở Krivoy Rog, hàng từ các nhà sản xuất hàng đầu của Ukraine, Nga, Thổ Nhĩ Kỳ và Trung Quốc. Bạn có thể xem danh mục hàng hóa, giá cả, liên hệ và nhận tư vấn trên trang web có địa chỉ: "megameh.com".

Biết chính xác "địa chỉ" của một nguyên tố hóa học - một nhóm, phân nhóm và số chu kỳ, người ta có thể xác định rõ ràng cấu trúc của nguyên tử của nó.

Giai đoạn = Stage là một hàng ngang của các nguyên tố hóa học. Có bảy giai đoạn trong hệ thống tuần hoàn hiện đại. Ba kỳ đầu nhỏ bé, tại vì chúng chứa 2 hoặc 8 phần tử:

Tiết 1 - H, He - 2 nguyên tố;

Tiết thứ 2 - Li ... Ne - 8 nguyên tố;

Tiết 3 - Na ... Ar - 8 nguyên tố.

Các kỳ khác - lớn. Mỗi người trong số họ chứa 2-3 hàng phần tử:

Tiết 4 (2 hàng) - K ... Kr - 18 nguyên tố;

Tiết thứ 6 (3 hàng) - Cs ... Rn - 32 phần tử. Giai đoạn này bao gồm một số đèn lồng.

Tập đoàn là một hàng dọc gồm các nguyên tố hóa học. Tổng cộng có tám nhóm. Mỗi nhóm bao gồm hai nhóm con: nhóm con chính và nhóm phụ. Ví dụ:

Phân nhóm chính được tạo thành bởi các nguyên tố hóa học thuộc chu kỳ nhỏ (ví dụ, N, P) và chu kỳ lớn (ví dụ, As, Sb, Bi).

Một phân nhóm phụ được hình thành bởi các nguyên tố hóa học chỉ có chu kỳ lớn (ví dụ, V, Nb,
Ta).

Nhìn bằng mắt thường, các nhóm con này rất dễ phân biệt. Phân nhóm chính là “cao”, nó bắt đầu từ thời kỳ thứ nhất hoặc thứ hai. Phân nhóm thứ cấp là "thấp", bắt đầu từ thời kỳ thứ 4.

Vì vậy, mỗi nguyên tố hóa học của hệ thống tuần hoàn đều có địa chỉ riêng: chu kỳ, nhóm, phân nhóm, số thứ tự.

Ví dụ, vanadi V là một nguyên tố hóa học thuộc chu kỳ 4, nhóm V, phân nhóm thứ cấp, số thứ tự 23.

Nhiệm vụ 3.1. Ghi rõ chu kỳ, nhóm và phân nhóm cho các nguyên tố hóa học có số thứ tự 8, 26, 31, 35, 54.

Nhiệm vụ 3.2. Ghi rõ số thứ tự và tên của nguyên tố hóa học, nếu biết nguyên tố hóa học đó:

a) ở tiết thứ 4, nhóm VI, phân nhóm thứ cấp;

b) ở tiết thứ 5, nhóm IV, phân nhóm chính.

Làm thế nào thông tin về vị trí của một nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn có thể liên quan đến cấu trúc của nguyên tử của nó?

Một nguyên tử được tạo thành từ một hạt nhân (tích điện dương) và các electron (tích điện âm). Nói chung, nguyên tử là trung hòa về điện.

Tích cực điện tích của hạt nhân nguyên tử bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố hoá học.

Hạt nhân của nguyên tử là một hạt phức tạp. Hầu như tất cả khối lượng của nguyên tử đều tập trung ở hạt nhân. Vì nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân nên các tọa độ sau đây được chỉ ra gần ký hiệu của nguyên tố:

Dựa trên những dữ liệu này, thành phần của hạt nhân có thể được xác định. Hạt nhân được tạo thành từ proton và neutron.

Proton P có khối lượng 1 (1,0073 amu) và điện tích +1. Nơtron N nó không có điện tích (trung hòa), và khối lượng của nó xấp xỉ bằng khối lượng của một proton (1,0087 amu).

Điện tích hạt nhân được xác định bởi các proton. Và số proton là(theo kích cỡ) điện tích của hạt nhân nguyên tử, I E. số seri.

Số nơtron Nđược xác định bằng hiệu giữa các đại lượng: "khối lượng của hạt nhân" NHƯNG và "số sê-ri" Z. Vì vậy, đối với một nguyên tử nhôm:

N = NHƯNG – Z = 27 –13 = 14N,

Nhiệm vụ 3.3. Xác định thành phần hạt nhân của các nguyên tử nếu nguyên tố hóa học đó thuộc:

a) Tiết thứ 3, nhóm VII, phân nhóm chính;

b) Tiết thứ 4, nhóm IV, phân nhóm thứ cấp;

c) Tiết thứ 5, nhóm I, phân nhóm chính.

Chú ý! Khi xác định số khối của hạt nhân nguyên tử, cần làm tròn số nguyên tử đã chỉ ra trong hệ thống tuần hoàn. Điều này được thực hiện bởi vì khối lượng của proton và neutron thực tế là số nguyên, và khối lượng của các electron có thể được bỏ qua.

Hãy xác định hạt nhân nào dưới đây thuộc cùng một nguyên tố hóa học:

A (20 R + 20N),

B (19 R + 20N),

TRONG 20 R + 19N).

Các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có hạt nhân A và B, vì chúng chứa cùng số proton, tức là điện tích của các hạt nhân này giống nhau. Các nghiên cứu cho thấy rằng khối lượng của một nguyên tử không ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất hóa học của nó.

Các đồng vị được gọi là các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học (cùng số proton), khác khối lượng (khác số nơtron).

Đồng vị và hợp chất hóa học của chúng khác nhau về tính chất vật lý, nhưng tính chất hóa học của các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học thì giống nhau. Do đó, đồng vị của cacbon-14 (14 C) có cùng tính chất hóa học với cacbon-12 (12 C), đi vào mô của bất kỳ sinh vật sống nào. Sự khác biệt chỉ thể hiện ở độ phóng xạ (đồng vị 14 C). Vì vậy, đồng vị được sử dụng để chẩn đoán và điều trị các bệnh khác nhau, cho nghiên cứu khoa học.

Chúng ta hãy trở lại mô tả cấu trúc của nguyên tử. Như bạn đã biết, hạt nhân của nguyên tử không thay đổi trong các quá trình hóa học. Điều gì đang thay đổi? Biến số là tổng số electron trong nguyên tử và sự phân bố của các electron. Chung số electron trong nguyên tử trung hòa rất dễ xác định - nó bằng số sê-ri, tức là điện tích của hạt nhân nguyên tử:

Electron có điện tích âm -1, và khối lượng của chúng không đáng kể: 1/1840 khối lượng của proton.

Các electron mang điện tích âm đẩy nhau và ở những khoảng cách khác nhau so với hạt nhân. Trong đó các electron có năng lượng xấp xỉ bằng nhau nằm cách hạt nhân một khoảng bằng nhau và tạo thành một mức năng lượng.

Số mức năng lượng trong nguyên tử bằng số chu kỳ mà nguyên tố hóa học đó nằm ở đâu. Các mức năng lượng được quy ước như sau (ví dụ: đối với Al):

Nhiệm vụ 3.4. Xác định số mức năng lượng trong các nguyên tử oxi, magie, canxi, chì.

Mỗi mức năng lượng có thể chứa một số electron giới hạn:

Trên đầu tiên - không có nhiều hơn hai điện tử;

Trên thứ hai - không nhiều hơn tám electron;

Trên thứ ba - không nhiều hơn mười tám electron.

Những con số này cho thấy, ví dụ, mức năng lượng thứ hai có thể có 2, 5 hoặc 7 electron, nhưng không phải là 9 hoặc 12 electron.

Điều quan trọng cần biết là bất kể số mức năng lượng trên cấp độ bên ngoài(cuối cùng) không được nhiều hơn tám electron. Mức năng lượng tám electron bên ngoài là mức ổn định nhất và được gọi là hoàn chỉnh. Các mức năng lượng như vậy được tìm thấy trong các nguyên tố không hoạt động nhất - khí quý.

Làm thế nào để xác định số electron ở phân lớp ngoài cùng của các nguyên tử còn lại? Có một quy tắc đơn giản cho điều này: số electron ngoài cùng bằng:

Đối với các phần tử của các phân nhóm chính - số lượng của nhóm;

Đối với các phần tử của nhóm con thứ cấp, nó không được nhiều hơn hai.

Ví dụ (Hình 5):

Nhiệm vụ 3.5. Ghi rõ số lớp electron ngoài cùng của các nguyên tố hóa học có số thứ tự 15, 25, 30, 53.

Nhiệm vụ 3.6. Tìm các nguyên tố hoá học trong bảng tuần hoàn, trong nguyên tử của chúng có một cấp độ ngoài hoàn chỉnh.

Điều rất quan trọng là xác định chính xác số lượng các electron bên ngoài, bởi vì Đó là với chúng mà các thuộc tính quan trọng nhất của nguyên tử được liên kết. Vì vậy, trong các phản ứng hóa học, các nguyên tử có xu hướng đạt được mức bên ngoài ổn định, hoàn thiện (8 e). Do đó, các nguyên tử, ở cấp độ ngoài cùng có ít electron, thích cho chúng đi.

Các nguyên tố hóa học mà nguyên tử của chúng chỉ có thể tặng electron được gọi là kim loại. Rõ ràng, phải có ít electron ở cấp độ ngoài cùng của nguyên tử kim loại: 1, 2, 3.

Nếu có nhiều điện tử ở mức năng lượng bên ngoài của một nguyên tử, thì những nguyên tử như vậy có xu hướng nhận điện tử trước khi hoàn thành mức năng lượng bên ngoài, tức là tối đa tám điện tử. Các phần tử như vậy được gọi là phi kim loại.

Câu hỏi. Các nguyên tố hóa học trong phân nhóm thứ cấp là kim loại hay phi kim loại? Tại sao?

Trả lời: Các kim loại và phi kim loại của các phân nhóm chính trong bảng tuần hoàn được phân cách bằng một đường kẻ có thể vẽ từ bo đến astatine. Trên dòng này (và trên dòng) là các phi kim loại, bên dưới - kim loại. Tất cả các phần tử của phân nhóm phụ đều nằm dưới dòng này.

Nhiệm vụ 3.7. Xác định xem kim loại hay phi kim loại bao gồm: photpho, vanadi, coban, selen, bitmut. Sử dụng vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và số electron ở lớp ngoài cùng.

Để tính toán sự phân bố của các electron trên các mức và mức phân chia lại còn lại, nên sử dụng thuật toán sau.

1. Xác định tổng số electron trong nguyên tử (theo số thứ tự).

2. Xác định số mức năng lượng (theo số chu kỳ).

3. Xác định số electron ngoài cùng (theo loại phân nhóm và số thứ tự của nhóm).

4. Cho biết số electron ở tất cả các bậc, trừ bậc áp chót.

Ví dụ, theo điểm 1–4 đối với nguyên tử mangan, nó được xác định:

Tổng 25 e; phân phối (2 + 8 + 2) = 12 e; vì vậy, ở mức thứ ba là: 25 - 12 = 13 e.

Sự phân bố của các electron trong nguyên tử mangan thu được:

Nhiệm vụ 3.8. Giải thuật toán bằng cách vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử cho các nguyên tố số 16, 26, 33, 37. Cho biết chúng là kim loại hay phi kim loại. Giải thích câu trả lời.

Khi biên soạn các sơ đồ trên về cấu trúc của nguyên tử, chúng tôi đã không tính đến việc các electron trong nguyên tử không chỉ chiếm các mức mà còn nhất định cấp lại mỗi cấp độ. Các loại cấp lại được biểu thị bằng các chữ cái Latinh: S, P, d.

Số lượng cấp độ lại có thể bằng số cấp độ. Cấp độ đầu tiên bao gồm một
S-cao tầng. Mức thứ hai bao gồm hai mức cấp lại - S và R. Cấp độ thứ ba - từ ba cấp độ bán lại - S, P và d.

Mỗi cấp độ bán lại có thể chứa một số lượng điện tử giới hạn nghiêm ngặt:

tại s-sublevel - không quá 2e;

ở mức p-sublevel - không quá 6e;

ở cấp d-sublevel - không quá 10e.

Các cấp độ lại của một cấp độ được điền theo một thứ tự được xác định nghiêm ngặt: SPd.

Bằng cách này, R- cấp độ bán lại không thể bắt đầu lấp đầy nếu không đầy S-sublevel của một mức năng lượng nhất định, v.v. Dựa trên quy tắc này, có thể dễ dàng lập cấu hình điện tử của nguyên tử mangan:

Nói chung là cấu hình điện tử của một nguyên tử mangan được viết như thế này:

25 triệu 1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 2 .

Nhiệm vụ 3.9. Lập cấu hình điện tử của nguyên tử các nguyên tố hóa học số 16, 26, 33, 37.

Tại sao cần lập cấu hình điện tử của nguyên tử? Để xác định tính chất của các nguyên tố hóa học này. Cần nhớ rằng chỉ điện tử hóa trị.

Các electron hóa trị nằm trong mức năng lượng ngoài cùng và không hoàn toàn
d-cấp lại của cấp trước bên ngoài.

Hãy xác định số electron hóa trị của mangan:

hoặc viết tắt: Mn ... 3 d 5 4S 2 .

Có thể xác định điều gì bằng công thức cấu hình điện tử của nguyên tử?

1. Đó là nguyên tố nào - kim loại hay phi kim loại?

Mangan là một kim loại, bởi vì lớp ngoài cùng (thứ tư) chứa hai electron.

2. Quá trình nào đặc trưng cho kim loại?

Nguyên tử mangan luôn tặng electron trong các phản ứng.

3. Những điện tử nào và bao nhiêu sẽ cung cấp cho một nguyên tử mangan?

Trong các phản ứng, nguyên tử mangan nhường hai điện tử ngoài cùng (chúng ở xa hạt nhân nhất và bị nó hút yếu hơn), cũng như năm điện tử trước ngoài cùng d-điện tử. Tổng số electron hóa trị là bảy (2 + 5). Trong trường hợp này, tám electron sẽ vẫn ở mức thứ ba của nguyên tử, tức là mức độ bên ngoài hoàn chỉnh được hình thành.

Tất cả những lý luận và kết luận này có thể được phản ánh bằng cách sử dụng lược đồ (Hình 6):

Các điện tích có điều kiện tạo thành của một nguyên tử được gọi là trạng thái oxy hóa.

Xem xét cấu trúc của nguyên tử, một cách tương tự, có thể chỉ ra rằng các trạng thái oxi hóa điển hình đối với oxi là -2 và đối với hiđro là +1.

Câu hỏi. Với những nguyên tố hóa học nào, mangan có thể tạo thành những hợp chất nào, nếu chúng ta tính đến mức độ oxi hóa của nó ở trên?

Trả lời: Chỉ với oxi, tk. nguyên tử của nó có điện tích ngược lại ở trạng thái oxi hóa. Công thức của các oxit mangan tương ứng (ở đây các trạng thái oxi hóa tương ứng với hóa trị của các nguyên tố hóa học này):

Cấu trúc của nguyên tử mangan gợi ý rằng mangan không thể có mức độ oxy hóa cao hơn, bởi vì trong trường hợp này, người ta sẽ phải chạm vào ổn định, hiện đã hoàn thành, cấp trước bên ngoài. Do đó, trạng thái oxi hóa +7 là cao nhất, và oxit Mn 2 O 7 tương ứng là oxit mangan cao nhất.

Để củng cố tất cả các khái niệm này, hãy xem xét cấu trúc của nguyên tử Tellurium và một số tính chất của nó:

Là một phi kim loại, nguyên tử Te có thể nhận 2 electron trước khi hoàn thành lớp ngoài cùng và tặng thêm 6 electron:

Nhiệm vụ 3.10. Vẽ cấu hình điện tử của các nguyên tử Na, Rb, Cl, I, Si, Sn. Xác định tính chất của các nguyên tố hóa học này, công thức của các hợp chất đơn giản nhất của chúng (với oxi và hiđro).

Kết luận thực tế

1. Chỉ có các electron hoá trị mới tham gia phản ứng hoá học, phản ứng này chỉ có thể ở hai bậc cuối cùng.

2. Nguyên tử kim loại chỉ có thể hiến các electron hóa trị (tất cả hoặc một số ít), nhận các trạng thái oxi hóa dương.

3. Nguyên tử phi kim loại có thể nhận electron (thiếu - tối đa tám), trong khi có được trạng thái oxy hóa âm, và tặng electron hóa trị (tất cả hoặc một số), trong khi chúng có được trạng thái oxy hóa dương.

Bây giờ chúng ta hãy so sánh các tính chất của các nguyên tố hóa học của một phân nhóm, ví dụ, natri và rubidi:
Na ... 3 S 1 và Rb ... 5 S 1 .

Điểm chung trong cấu tạo nguyên tử của các nguyên tố này là gì? Ở cấp độ ngoài cùng của mỗi nguyên tử, một electron là các kim loại hoạt động. hoạt động kim loại gắn với khả năng nhường electron: nguyên tử càng dễ nhường electron thì tính chất kim loại của nó càng rõ rệt.

Cái gì giữ electron trong nguyên tử? lực hút đối với hạt nhân. Các electron càng gần hạt nhân, chúng bị hạt nhân của nguyên tử hút càng mạnh, càng khó “xé nhỏ”.

Dựa vào đó, chúng ta sẽ trả lời câu hỏi: nguyên tố nào - Na hay Rb - nhường electron bên ngoài dễ dàng hơn? Nguyên tố nào là kim loại hoạt động hơn? Rõ ràng là rubidi, bởi vì các điện tử hóa trị của nó càng xa hạt nhân (và ít bị hạt nhân giữ chặt hơn).

Sự kết luận. Trong các phân nhóm chính, từ trên xuống dưới, tính chất kim loại được nâng cao, tại vì bán kính của nguyên tử tăng lên và các electron hóa trị bị hút vào hạt nhân yếu hơn.

Hãy so sánh tính chất của các nguyên tố hóa học nhóm VIIa: Cl… 3 S 2 3P 5 và tôi ... 5 S 2 5P 5 .

Cả hai nguyên tố hóa học đều là phi kim loại, bởi vì. thiếu một electron trước khi hoàn thành cấp độ ngoài cùng. Các nguyên tử này sẽ tích cực hút electron còn thiếu. Hơn nữa, nguyên tử phi kim loại bị thiếu electron càng mạnh thì tính phi kim (khả năng nhận electron) của nó càng mạnh.

Nguyên nhân nào gây ra lực hút của êlectron? Do hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương. Ngoài ra, electron càng gần hạt nhân thì lực hút lẫn nhau của chúng càng mạnh, phi kim hoạt động càng mạnh.

Câu hỏi. Nguyên tố nào có tính phi kim rõ rệt hơn: clo hay iot?

Trả lời: Rõ ràng là clo, vì. các electron hóa trị của nó gần hạt nhân hơn.

Sự kết luận. Hoạt độ của các phi kim trong phân nhóm giảm dần từ trên xuống dưới, tại vì bán kính của nguyên tử càng tăng thì hạt nhân càng khó hút các êlectron còn thiếu.

Hãy để chúng tôi so sánh các tính chất của silic và thiếc: Si… 3 S 2 3P 2 và Sn… 5 S 2 5P 2 .

Cả hai nguyên tử đều có bốn electron ở cấp độ ngoài cùng. Tuy nhiên, các nguyên tố này trong bảng tuần hoàn nằm ở phía đối diện của đường nối boron và astatine. Do đó, đối với silicon, ký hiệu của nó nằm trên vạch B – At, các tính chất phi kim loại rõ ràng hơn. Ngược lại, thiếc, có ký hiệu bên dưới dòng B – At, có tính chất kim loại mạnh hơn. Đó là do trong nguyên tử thiếc đã bứt ra khỏi hạt nhân 4 electron hoá trị. Do đó, việc gắn 4 electron còn thiếu là rất khó. Đồng thời, sự quay trở lại của các electron từ mức năng lượng thứ năm xảy ra khá dễ dàng. Đối với silicon, cả hai quá trình đều có thể xảy ra, với sự chấp nhận đầu tiên (nhận electron) chiếm ưu thế.

Kết luận ở chương 3. Càng ít electron bên ngoài trong nguyên tử và càng xa hạt nhân thì tính kim loại càng mạnh.

Càng nhiều êlectron bên ngoài nguyên tử và càng gần hạt nhân thì tính phi kim càng biểu hiện rõ.

Dựa trên các kết luận được xây dựng trong chương này, đối với bất kỳ nguyên tố hóa học nào của hệ thống tuần hoàn, bạn có thể lập "đặc điểm".

Thuật toán mô tả tài sản
nguyên tố hóa học theo vị trí của nó
trong hệ thống tuần hoàn

1. Vẽ sơ đồ cấu trúc của nguyên tử, tức là xác định thành phần của hạt nhân và sự phân bố của các electron theo các mức năng lượng và mức phân chia lại:

Xác định tổng số hạt proton, electron và nơtron trong nguyên tử (theo số thứ tự và khối lượng nguyên tử tương đối);

Xác định số mức năng lượng (theo số chu kỳ);

Xác định số electron ngoài cùng (theo loại phân nhóm và số thứ tự của nhóm);

Cho biết số electron ở tất cả các mức năng lượng trừ mức áp chót;

2. Xác định số electron hóa trị.

3. Xác định tính chất nào - kim loại hay phi kim loại - rõ ràng hơn đối với một nguyên tố hóa học nhất định.

4. Xác định số electron đã cho (nhận).

5. Xác định trạng thái oxi hóa cao nhất và thấp nhất của nguyên tố hóa học.

6. Soạn cho các oxi hóa này nêu công thức hóa học của các hợp chất đơn giản nhất với oxi và hiđro.

7. Xác định tính chất của oxit và viết phương trình phản ứng của nó với nước.

8. Đối với các chất nêu trong đoạn 6, lập phương trình phản ứng đặc trưng (xem Chương 2).

Nhiệm vụ 3.11. Theo sơ đồ trên, hãy mô tả nguyên tử lưu huỳnh, selen, canxi, stronti và tính chất của các nguyên tố hóa học này. Tính chất chung của oxit và hiđroxit của chúng là gì?

Nếu làm xong các bài tập 3.10 và 3.11, chúng ta dễ dàng nhận thấy rằng không chỉ nguyên tử của các nguyên tố thuộc một phân nhóm mà các hợp chất của chúng đều có những tính chất chung và thành phần cấu tạo tương tự nhau.

Định luật tuần hoàn của D.I. Mendeleev:Tính chất của các nguyên tố hóa học, cũng như tính chất của các chất đơn giản và phức tạp do chúng tạo thành đều phụ thuộc tuần hoàn vào điện tích hạt nhân nguyên tử của chúng.

Ý nghĩa vật lý của định luật tuần hoàn: tính chất của các nguyên tố hóa học được lặp lại theo chu kỳ vì cấu hình của các electron hóa trị (sự phân bố của các electron ở mức ngoài cùng và áp chót) được lặp lại theo chu kỳ.

Vì vậy, các nguyên tố hóa học của cùng một phân nhóm có sự phân bố các electron hóa trị như nhau và do đó, các tính chất tương tự nhau.

Ví dụ, các nguyên tố hóa học của nhóm thứ năm có năm electron hóa trị. Đồng thời, trong các nguyên tử hóa học các phần tử của các nhóm con chính- tất cả các electron hóa trị đều ở lớp ngoài cùng: ... ns 2 np 3, ở đâu N- số kỳ.

Tại nguyên tử các yếu tố của phân nhóm phụ chỉ có 1 hoặc 2 electron ở lớp ngoài cùng, số còn lại ở d- cấp lại của cấp trước bên ngoài: ... ( N – 1)d 3 ns 2, ở đâu N- số kỳ.

Nhiệm vụ 3.12. Lập công thức điện tử ngắn gọn cho các nguyên tử của nguyên tố hóa học số 35 và 42, sau đó xác định sự phân bố của các electron trong các nguyên tử này theo thuật toán. Hãy chắc chắn rằng dự đoán của bạn trở thành sự thật.

Bài tập chương 3

1. Hình thành định nghĩa của các khái niệm "chu kỳ", "nhóm", "phân nhóm". Các nguyên tố hóa học tạo nên: a) chu kỳ; b) một nhóm; c) phân nhóm?

2. Đồng vị là gì? Những tính chất - vật lý hoặc hóa học - các đồng vị có điểm chung nào? Tại sao?

3. Xây dựng định luật tuần hoàn DIMendeleev. Giải thích ý nghĩa vật lý của nó và minh họa bằng các ví dụ.

4. Tính chất kim loại của các nguyên tố hóa học là gì? Chúng thay đổi như thế nào trong một nhóm và trong một khoảng thời gian? Tại sao?

5. Tính chất phi kim của nguyên tố hoá học là gì? Chúng thay đổi như thế nào trong một nhóm và trong một khoảng thời gian? Tại sao?

6. Lập công thức điện tử ngắn gọn của các nguyên tố hóa học số 43, 51, 38. Xác nhận giả thiết của bạn bằng cách mô tả cấu trúc nguyên tử của các nguyên tố này theo thuật toán trên. Chỉ định các thuộc tính của các phần tử này.

7. Bằng các công thức điện tử ngắn gọn

a) ... 4 S 2 4p 1;

B 4 d 1 5S 2 ;

tại 3 d 5 4s 1

xác định vị trí của các nguyên tố hóa học tương ứng trong hệ thống tuần hoàn của D.I. Mendeleev. Gọi tên các nguyên tố hóa học này. Xác nhận các giả thiết của bạn bằng mô tả cấu trúc nguyên tử của các nguyên tố hóa học này theo thuật toán. Nêu tính chất của các nguyên tố hóa học này.

Còn tiếp

2. Cấu tạo của hạt nhân và lớp vỏ electron của nguyên tử

2.6. Mức năng lượng và cấp độ lại

Đặc điểm quan trọng nhất của trạng thái electron trong nguyên tử là năng lượng của electron, theo định luật cơ học lượng tử, không thay đổi liên tục mà đột ngột, tức là. chỉ có thể nhận các giá trị được xác định rõ. Do đó, chúng ta có thể nói về sự hiện diện của một tập hợp các mức năng lượng trong nguyên tử.

Mức năng lượng- tập hợp các AO có giá trị năng lượng gần nhau.

Các mức năng lượng được đánh số bằng số lượng tử chính n, chỉ có thể nhận các giá trị nguyên dương (n = 1, 2, 3, ...). Giá trị của n càng lớn thì năng lượng của êlectron và mức năng lượng đã cho càng cao. Mỗi nguyên tử chứa vô số mức năng lượng, một số mức năng lượng được tạo bởi các electron ở trạng thái cơ bản của nguyên tử và một số thì không (các mức năng lượng này được tạo ra ở trạng thái kích thích của nguyên tử).

Lớp điện tử- một tập hợp các electron ở một mức năng lượng nhất định.

Nói cách khác, lớp electron là mức năng lượng chứa các electron.

Tập hợp các lớp electron tạo nên lớp vỏ electron của nguyên tử.

Trong cùng một lớp điện tử, các điện tử có thể khác nhau phần nào về năng lượng, và do đó chúng nói rằng mức năng lượng được chia thành các mức năng lượng(lớp con). Số lượng phân chia lại trong đó một mức năng lượng nhất định được phân chia bằng số lượng tử chính của mức năng lượng:

N (ngoại ô) \ u003d n (cấp). (2.4)

Các mức phân chia lại được mô tả bằng cách sử dụng các con số và chữ cái: con số tương ứng với số của mức năng lượng (lớp điện tử), chữ cái tương ứng với bản chất của AO tạo thành các mức phân chia lại (s -, p -, d -, f -), ví dụ: 2p - sublevel (2p -AO, 2p -electron).

Do đó, mức năng lượng đầu tiên (Hình 2.5) bao gồm một mức năng lượng lại (1s), mức thứ hai - trong số hai (2s và 2p), mức thứ ba - trong số ba (3s, 3p và 3d), mức thứ tư trong bốn (4s, 4p, 4d và 4f), v.v. Mỗi cấp độ lại chứa một số AO nhất định:

N (AO) = n 2. (2,5)

Cơm. 2.5. Sơ đồ các mức năng lượng và mức phân chia lại cho ba lớp electron đầu tiên

1. AO loại s có ở mọi mức năng lượng, loại p xuất hiện bắt đầu từ mức năng lượng thứ hai, loại d - từ mức thứ ba, loại f - từ mức thứ tư, v.v.

2. Ở một mức năng lượng nhất định, có thể có một s -, ba p -, năm d -, bảy f -orbitals.

3. Số lượng tử chính càng lớn thì kích thước của AO càng lớn.

Vì không thể có nhiều hơn hai electron trên một AO nên tổng số electron (tối đa) ở một mức năng lượng nhất định lớn hơn 2 lần số AO và bằng:

N (e) = 2n 2. (2,6)

Như vậy, ở một mức năng lượng đã cho, có thể có tối đa 2 electron loại s, 6 electron loại p và 10 electron loại d. Tổng cộng, ở mức năng lượng đầu tiên, số electron tối đa là 2, ở mức thứ hai - 8 (2 loại s và 6 loại p), ở mức thứ ba - 18 (2 loại s, 6 loại p và 10 loại d). Những phát hiện này được tóm tắt thuận tiện trong Bảng 1. 2.2.

Bảng 2.2

Mối quan hệ giữa số lượng tử chính, số e

Điều gì xảy ra với nguyên tử của các nguyên tố trong các phản ứng hoá học? Tính chất của các nguyên tố là gì? Một câu trả lời có thể được đưa ra cho cả hai câu hỏi này: nguyên nhân nằm ở cấu tạo bên ngoài Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét điện tử của kim loại và phi kim và tìm ra mối quan hệ giữa cấu trúc của mức độ bên ngoài và tính chất của các yếu tố.

Tính chất đặc biệt của electron

Khi phản ứng hóa học xảy ra giữa các phân tử của hai hay nhiều thuốc thử, cấu trúc của lớp vỏ electron của nguyên tử xảy ra thay đổi, trong khi hạt nhân của chúng không thay đổi. Đầu tiên, chúng ta hãy làm quen với đặc điểm của các electron nằm ở các mức xa nhất của nguyên tử so với hạt nhân. Các hạt mang điện âm được sắp xếp thành từng lớp ở một khoảng cách nhất định từ hạt nhân và với nhau. Không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó các điện tử có nhiều khả năng được tìm thấy nhất được gọi là quỹ đạo điện tử. Khoảng 90% đám mây electron mang điện tích âm được ngưng tụ trong đó. Bản thân electron trong nguyên tử thể hiện tính chất lưỡng tính, nó có thể đồng thời hoạt động như một hạt và một sóng.

Quy tắc điền đầy lớp vỏ electron của nguyên tử

Số mức năng lượng mà các hạt nằm trên đó bằng số chu kì mà nguyên tố đó nằm ở đâu. Thành phần cấu tạo điện tử cho biết điều gì? Hóa ra rằng trên mức năng lượng bên ngoài cho các nguyên tố s- và p của các phân nhóm chính của chu kỳ nhỏ và lớn tương ứng với số lượng của nhóm. Ví dụ, các nguyên tử liti của nhóm thứ nhất, có hai lớp, có một điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử lưu huỳnh chứa sáu electron ở mức năng lượng cuối cùng, vì nguyên tố này nằm ở phân nhóm chính của nhóm thứ sáu, v.v ... Nếu chúng ta đang nói về các nguyên tố d, thì quy luật sau đây tồn tại đối với chúng: số hạt âm bên ngoài là 1 (đối với crom và đồng) hoặc 2. Điều này được giải thích là do điện tích của hạt nhân nguyên tử tăng lên, mức d-sublevel bên trong đầu tiên được lấp đầy và mức năng lượng bên ngoài không thay đổi.

Tại sao tính chất của các nguyên tố có chu kỳ nhỏ lại thay đổi?

Khoảng thời gian 1, 2, 3 và 7 được coi là nhỏ. Sự thay đổi nhịp nhàng trong tính chất của các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng lên, bắt đầu từ kim loại hoạt động và kết thúc bằng khí trơ, được giải thích bằng sự tăng dần số lượng electron ở cấp độ bên ngoài. Những nguyên tố đầu tiên trong những giai đoạn như vậy là những nguyên tố mà nguyên tử của chúng chỉ có một hoặc hai electron có thể dễ dàng bứt ra khỏi hạt nhân. Trong trường hợp này, một ion kim loại tích điện dương được hình thành.

Các nguyên tố lưỡng tính, chẳng hạn như nhôm hoặc kẽm, lấp đầy các mức năng lượng bên ngoài của chúng bằng một lượng nhỏ electron (1 đối với kẽm, 3 đối với nhôm). Tùy thuộc vào điều kiện của phản ứng hóa học, chúng có thể thể hiện cả tính chất của kim loại và phi kim loại. Các nguyên tố phi kim có chu kỳ nhỏ chứa từ 4 đến 7 hạt âm trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử và hoàn thiện nó đến một octet, thu hút các điện tử từ các nguyên tử khác. Ví dụ, một phi kim loại có chỉ số độ âm điện lớn nhất - flo, có 7 electron ở lớp cuối cùng và luôn lấy một electron không chỉ từ kim loại mà còn từ các nguyên tố phi kim hoạt động: oxi, clo, nitơ. Các chu kỳ nhỏ cũng như chu kỳ lớn kết thúc bằng khí trơ mà các phân tử cấu trúc của chúng đã hoàn thành hoàn toàn các mức năng lượng bên ngoài lên đến 8 điện tử.

Đặc điểm cấu tạo của nguyên tử ở chu kỳ lớn

Các hàng chẵn của chu kỳ 4, 5 và 6 bao gồm các nguyên tố mà vỏ ngoài của chúng chỉ chứa một hoặc hai electron. Như chúng ta đã nói trước đó, chúng lấp đầy các mức d- hoặc f của lớp áp chót bằng các electron. Thông thường đây là những kim loại điển hình. Tính chất vật lý và hóa học của chúng thay đổi rất chậm. Các hàng lẻ chứa các nguyên tố như vậy, trong đó các mức năng lượng bên ngoài chứa đầy electron theo sơ đồ sau: kim loại - nguyên tố lưỡng tính - phi kim loại - khí trơ. Chúng tôi đã quan sát thấy biểu hiện của nó trong tất cả các giai đoạn nhỏ. Ví dụ, trong một dãy số lẻ gồm 4 tiết, đồng là kim loại, kẽm là amphoteren, thì từ gali đến brom, tính phi kim được nâng cao. Chu kỳ kết thúc với krypton, các nguyên tử của chúng có lớp vỏ electron hoàn chỉnh.

Làm thế nào để giải thích sự phân chia các nguyên tố thành các nhóm?

Mỗi nhóm - và có 8 nhóm trong số đó ở dạng ngắn gọn của bảng, cũng được chia thành các nhóm con, được gọi là nhóm chính và nhóm phụ. Sự phân loại này phản ánh vị trí khác nhau của các electron trên mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử các nguyên tố. Hóa ra là các nguyên tố của các phân nhóm chính, ví dụ, liti, natri, kali, rubidi và xêzi, electron cuối cùng nằm trên s-sublevel. Các nguyên tố thuộc nhóm thứ 7 của phân nhóm chính (halogen) lấp đầy cấp độ p của chúng bằng các hạt âm.

Đối với các đại diện của phân nhóm phụ, chẳng hạn như crom, việc lấp đầy phân chia lại d bằng các electron sẽ là điển hình. Và đối với các nguyên tố trong họ, sự tích tụ các điện tích âm xảy ra ở mức f của mức năng lượng áp chót. Hơn nữa, số nhóm, theo quy luật, trùng với số electron có khả năng hình thành liên kết hóa học.

Trong bài báo của chúng tôi, chúng tôi đã tìm hiểu cấu trúc các mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử các nguyên tố hóa học và xác định vai trò của chúng trong các tương tác giữa các nguyên tử.

Hôm nay chúng tôi sẽ cho bạn biết về mức năng lượng của nguyên tử là gì, khi một người bắt gặp khái niệm này và nó được áp dụng ở đâu.

vật lý trường học

Mọi người lần đầu tiên gặp gỡ các môn khoa học tự nhiên ở trường. Và nếu ở năm học thứ bảy, các em vẫn thấy thú vị với những kiến ​​thức mới về sinh học, hóa học thì ở các lớp cuối cấp các em bắt đầu sợ hãi. Khi bước ngoặt của vật lý nguyên tử đến, các bài học trong lĩnh vực này chỉ truyền cảm hứng cho sự ghê tởm đối với những nhiệm vụ không thể hiểu được. Tuy nhiên, điều đáng nhớ là tất cả những khám phá giờ đã trở thành những môn học nhàm chán ở trường đều có một lịch sử không hề tầm thường và cả một kho các ứng dụng hữu ích. Tìm hiểu cách thức vận hành của thế giới cũng giống như mở một chiếc hộp với thứ gì đó thú vị bên trong: bạn luôn muốn tìm một ngăn bí mật và tìm một kho báu khác ở đó. Hôm nay chúng ta sẽ nói về một trong những vật lý cơ bản, cấu trúc của vật chất.

Không thể phân chia, hỗn hợp, lượng tử

Từ tiếng Hy Lạp cổ đại, từ "nguyên tử" được dịch là "không thể phân chia, nhỏ nhất." Quan điểm này là hệ quả của lịch sử khoa học. Một số người Hy Lạp và Ấn Độ cổ đại tin rằng mọi thứ trên thế giới đều được tạo thành từ các hạt nhỏ.

Trong lịch sử hiện đại, chúng được sản xuất sớm hơn nhiều so với nghiên cứu vật lý. Các học giả của thế kỷ XVII và XVIII chủ yếu làm việc để tăng sức mạnh quân sự của một quốc gia, vua hoặc công tước. Và để tạo ra chất nổ và thuốc súng, cần phải hiểu chúng bao gồm những gì. Kết quả là, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một số nguyên tố không thể tách rời khỏi một mức độ nhất định. Điều này có nghĩa là có những chất mang đặc tính hóa học nhỏ nhất.

Nhưng họ đã nhầm. Nguyên tử hóa ra là một hạt tổng hợp, và khả năng thay đổi của nó có bản chất lượng tử. Điều này cũng được chứng minh bằng sự chuyển đổi các mức năng lượng của nguyên tử.

tích cực và tiêu cực

Vào cuối thế kỷ 19, các nhà khoa học đã tiến gần đến việc nghiên cứu các hạt vật chất nhỏ nhất. Ví dụ, rõ ràng là một nguyên tử chứa cả thành phần tích điện dương và âm. Nhưng người ta không biết: vị trí, tương tác, tỷ lệ trọng lượng của các nguyên tố của nó vẫn còn là một bí ẩn.

Rutherford đã thiết lập một thí nghiệm về sự tán xạ của các hạt alpha mỏng. Ông phát hiện ra rằng các phần tử dương nặng nằm ở trung tâm của nguyên tử, và các phần tử âm rất nhẹ nằm ở các cạnh. Điều này có nghĩa là các hạt mang điện tích khác nhau là các hạt không tương đồng với nhau. Điều này giải thích điện tích của nguyên tử: một nguyên tố có thể được thêm vào hoặc loại bỏ chúng. Sự cân bằng duy trì tính trung lập của toàn bộ hệ thống đã bị phá vỡ, và nguyên tử nhận được một điện tích.

Electron, proton, neutron

Sau đó hóa ra: các hạt âm nhẹ là các electron, và một hạt nhân dương nặng bao gồm hai loại nucleon (proton và neutron). Các proton chỉ khác neutron ở chỗ cái trước mang điện tích dương và nặng, trong khi cái sau chỉ có khối lượng. Việc thay đổi thành phần và điện tích của hạt nhân là rất khó: nó đòi hỏi những năng lượng đáng kinh ngạc. Nhưng một nguyên tử dễ dàng hơn nhiều để phân chia bởi một electron. Có nhiều nguyên tử âm điện hơn, có nhiều khả năng "lấy đi" một điện tử hơn, và những nguyên tử có độ âm điện thấp hơn, có nhiều khả năng "cho đi" nó hơn. Đây là cách điện tích của một nguyên tử được hình thành: nếu thừa electron thì nó là âm, và nếu thiếu thì nó là dương.

cuộc sống lâu dài của vũ trụ

Nhưng cấu trúc này của nguyên tử khiến các nhà khoa học bối rối. Theo vật lý cổ điển thịnh hành lúc bấy giờ, một electron, liên tục chuyển động xung quanh hạt nhân, phải liên tục bức xạ sóng điện từ. Vì quá trình này có nghĩa là mất năng lượng, nên tất cả các hạt âm sẽ sớm mất tốc độ và rơi vào hạt nhân. Tuy nhiên, vũ trụ đã tồn tại trong một thời gian rất dài, và thảm họa toàn cầu vẫn chưa xảy ra. Nghịch lý của vật chất quá cũ đã được tạo ra.

Định đề của Bohr

Các định đề của Bohr đã có thể giải thích sự khác biệt. Khi đó chúng chỉ là những khẳng định, những bước nhảy vào cái chưa biết, không được hỗ trợ bởi tính toán hay lý thuyết. Theo các định đề, có các mức năng lượng của các electron trong nguyên tử. Mỗi hạt tích điện âm chỉ có thể ở các mức này. Sự chuyển đổi giữa các obitan (được gọi là mức) được thực hiện bằng một bước nhảy, trong khi một lượng tử năng lượng điện từ được giải phóng hoặc hấp thụ.

Sau đó, khám phá của Planck về lượng tử đã giải thích hành vi này của các electron.

Ánh sáng và nguyên tử

Mức năng lượng cần thiết cho quá trình chuyển đổi phụ thuộc vào khoảng cách giữa các mức năng lượng của nguyên tử. Chúng càng xa nhau, lượng tử phát xạ hoặc hấp thụ càng nhiều.

Như bạn đã biết, ánh sáng là lượng tử của trường điện từ. Do đó, khi một electron trong nguyên tử di chuyển từ mức cao hơn xuống mức thấp hơn, nó sẽ tạo ra ánh sáng. Trong trường hợp này, định luật ngược lại cũng được áp dụng: khi một sóng điện từ rơi vào một vật thể, nó sẽ kích thích các electron của nó và chúng chuyển động lên một quỹ đạo cao hơn.

Ngoài ra, các mức năng lượng của nguyên tử là riêng lẻ đối với từng loại nguyên tố hóa học. Mô hình khoảng cách giữa các obitan là khác nhau đối với hydro và vàng, vonfram và đồng, brom và lưu huỳnh. Do đó, việc phân tích quang phổ phát xạ của bất kỳ vật thể nào (kể cả các ngôi sao) sẽ xác định rõ ràng những chất nào và số lượng bao nhiêu hiện diện trong nó.

Phương pháp này được sử dụng vô cùng rộng rãi. Phân tích quang phổ được sử dụng:

• trong hình sự học;
• trong kiểm soát chất lượng thực phẩm và nước;
• trong sản xuất hàng hóa;
• trong việc tạo ra các vật liệu mới;
• cải tiến công nghệ;
• trong các thí nghiệm khoa học;
• trong việc khám phá các vì sao.

Danh sách này chỉ cho thấy một cách đại khái việc khám phá các mức điện tử trong nguyên tử đã hữu ích như thế nào. Mức điện tử là thô nhất, lớn nhất. Có các mức độ rung nhỏ hơn và thậm chí còn tốt hơn. Nhưng chúng chỉ liên quan đến các hợp chất phức tạp - phân tử và chất rắn.

Phải nói rằng cấu trúc của hạt nhân vẫn chưa được khám phá đầy đủ. Ví dụ, không có câu trả lời cho câu hỏi tại sao một số lượng neutron như vậy lại tương ứng với một số lượng proton nhất định. Các nhà khoa học cho rằng hạt nhân nguyên tử cũng chứa một số mức điện tử tương tự. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa được chứng minh.