Structura atomului: configurație, legături, tabel periodic

Atomul: ce spune fiecare număr
Numărul atomic $Z$ este numărul de protoni din nucleu și, la atomul neutru, numărul de electroni. Numărul de masă $A$ este suma protonilor și neutronilor, deci $N=A-Z$.

• Izotopii aceluiași element au același $Z$, dar $A$ diferit: au același număr de electroni și aceleași proprietăți chimice, se deosebesc doar prin numărul de neutroni. ${}^{51}\mathrm{V}$ și ${}^{50}\mathrm{V}$ au amândoi 23 de electroni.
• Ionul apare prin cedare sau acceptare de electroni: cationul are mai puțini electroni decât protoni ($\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$: 20 protoni, 18 electroni), anionul mai mulți ($\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$: 17 protoni, 18 electroni). Particulele cu același număr de electroni au aceeași configurație: $\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}$, ${\mathrm{K}}^{+}$ și $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ au configurația argonului.

Învelișul electronic
Pe nivelul $n$ încap cel mult $2n^2$ electroni: 2, 8, 18, 32. Subnivelurile se completează în ordinea $1s2s2p3s3p4s3d4p$.

• Configurația se scrie pe subniveluri: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^2$ este siliciul, $Z=14$.
• Repartizarea pe niveluri se scrie scurt: fierul are $2\bar{e}8\bar{e}14\bar{e}2\bar{e}$, adică 26 de electroni.
• Elementul este de tip s, p sau d după subnivelul care se completează ultimul: kriptonul, $\dots 4s^{2}4p^6$, este element de tip p.

Poziția în sistemul periodic

• Perioada este numărul de niveluri energetice ocupate.
• La subgrupa principală, numărul grupei este numărul electronilor de pe ultimul nivel. Elementele de tip d formează subgrupele secundare: vanadiul, $Z=23$, este în perioada a IV-a, grupa a V-a, subgrupa secundară.
• În grupă, de sus în jos, crește caracterul metalic, deci și cel reducător; în perioadă, spre dreapta, cresc caracterul nemetalic și electronegativitatea. De aceea cesiul este reducător mai puternic decât potasiul, iar în șirul $\mathrm{N}-\mathrm{P}-\mathrm{As}$ proprietățile nemetalice descresc.

Oxidul superior, hidroxidul superior, compusul cu hidrogenul
Pentru grupa $n$ a subgrupei principale, oxidul superior are compoziția ${\mathrm{E}}_2{\mathrm{O}}_{\mathrm{n}}$, cu indicii simplificați: grupa a VI-a dă $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_3$, nu ${\mathrm{S}}_2{\mathrm{O}}_6$, iar grupa a V-a dă ${\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$.

• La metale, hidroxidul superior este o bază, iar hidroxizii solubili sunt baze alcaline: $\mathrm{KOH}$, $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$. La nemetale, hidroxidul superior este un acid: ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$, ${\mathrm{H}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$, $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3$.
• Compusul volatil cu hidrogenul apare la grupele IV–VII și are compoziția $\mathrm{E}{\mathrm{H}}_{8-\mathrm{n}}$: $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$, $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$, $\mathrm{HCl}$.
• Doi hidroxizi cu caracter acid nu se neutralizează între ei: neutralizarea cere un acid și o bază.

Legătura chimică și rețeaua cristalină
Tipul legăturii se stabilește cu seria electronegativității din anexa testului, prin diferența $\Delta EN$ dintre elemente.

Rețeaua atomică, la siliciu, diamant sau $\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2$, dă substanțe dure, cu temperaturi de topire foarte mari. Între moleculele care conțin $\mathrm{O}-\mathrm{H}$, $\mathrm{N}-\mathrm{H}$ sau $\mathrm{F}-\mathrm{H}$ apar în plus legături de hidrogen: de aceea apa și $\mathrm{HF}$ fierb la temperaturi neașteptat de mari.

Calculele care apar aici
$\nu =\frac{m}{M}=\frac{V}{22,4}=\frac{N}{6,02\cdot 10^{23}}$, unde $V$ este volumul gazului în condiții normale, în litri.

• $12,04\cdot 10^{23}$ molecule înseamnă $2$ mol, iar $44,8$ l de gaz (c.n.) tot $2$ mol.
• Din moli treci la masă cu $m=\nu \cdot M$: $2$ mol de ${\mathrm{N}}_2$ cântăresc $56$ g, iar $2$ mol de $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ doar $34$ g.
• Mase molare egale înseamnă număr egal de atomi: $10,2$ g de vanadiu ($M=51$ g/mol) și $6,4$ g de sulf ($M=32$ g/mol) sunt amândouă $0,2$ mol.