Электронные формулы кислорода и серы отражают распределение электронов по орбиталям в атомах этих элементов. Кислород и сера находятся в одной группе периодической таблицы (группа 16), поэтому их электронные конфигурации имеют сходства.
Кислород (O)
Атомный номер кислорода равен 8, что означает наличие 8 электронов в атоме. Электронная конфигурация кислорода описывается распределением этих 8 электронов по энергетическим уровням и подуровням:
- Основное состояние:
- Первый энергетический уровень (n=1): 1s²
- Второй энергетический уровень (n=2): 2s² 2p⁴
Таким образом, электронная формула кислорода в основном состоянии записывается как:
1s² 2s² 2p⁴
Электроны на 2p орбиталях могут быть распределены по следующим орбиталям: 2pₓ², 2p_y¹, 2p_z¹. Это соответствует правилу Хунда, согласно которому электроны сначала занимают все орбитали по одному, а затем начинают спариваться.
Сера (S)
Атомный номер серы равен 16, что означает наличие 16 электронов в атоме. Электронная конфигурация серы включает больше энергетических уровней и подуровней:
- Основное состояние:
- Первый энергетический уровень (n=1): 1s²
- Второй энергетический уровень (n=2): 2s² 2p⁶
- Третий энергетический уровень (n=3): 3s² 3p⁴
Таким образом, электронная формула серы в основном состоянии записывается как:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
Электроны на 3p орбиталях могут быть распределены следующим образом: 3pₓ², 3p_y¹, 3p_z¹.
Сравнение и важные аспекты
Валентные электроны:
- У кислорода и серы одинаковое количество валентных электронов (6 электронов).
- Для кислорода это электроны на уровне 2s² 2p⁴.
- Для серы это электроны на уровне 3s² 3p⁴.
Химическое поведение:
- Оба элемента имеют тенденцию к образованию двух ковалентных связей в соединениях, но сера может проявлять более разнообразные степени окисления (например, +4 и +6), чего не наблюдается у кислорода.
Энергетические уровни:
- Кислород завершает заполнение второго энергетического уровня, в то время как сера начинает заполнение третьего энергетического уровня.
Эти электронные конфигурации помогают понять химические свойства и реакционную способность этих элементов.