Строение атома: конфигурация, связи, таблица Менделеева

Атом: что означает каждое число
Порядковый номер $Z$ — это число протонов в ядре и, у нейтрального атома, число электронов. Массовое число $A$ — сумма протонов и нейтронов, поэтому $N = A - Z$.

• Изотопы одного элемента имеют одинаковый $Z$, но разное $A$: у них одинаковое число электронов и одинаковые химические свойства, различие только в числе нейтронов. У $^{51}\mathrm{V}$ и $^{50}\mathrm{V}$ по 23 электрона.
• Ион образуется при отдаче или присоединении электронов: у катиона электронов меньше, чем протонов ( 20 протонов, 18 электронов), у аниона больше ( 17 протонов, 18 электронов). Частицы с одинаковым числом электронов имеют одинаковую конфигурацию: у и конфигурация аргона.

Электронная оболочка
На уровне $n$ помещается не больше $2n^2$ электронов: 2, 8, 18, 32. Подуровни заполняются в порядке $1s\,2s\,2p\,3s\,3p\,4s\,3d\,4p$.

• Конфигурацию записывают по подуровням: $1s^22s^22p^63s^23p^2$ — это кремний, $Z=14$.

Место в периодической системе

• Номер периода равен числу занятых энергетических уровней.
• В главной подгруппе номер группы равен числу электронов на внешнем уровне. d-элементы образуют побочные подгруппы: ванадий, $Z=23$, стоит в IV периоде, V группе, побочной подгруппе.
• В группе сверху вниз усиливаются металлические, то есть восстановительные, свойства; в периоде слева направо растут неметаллические свойства и электроотрицательность. Поэтому цезий — более сильный восстановитель, чем калий, а в ряду $\mathrm{N} - \mathrm{P} - \mathrm{As}$ неметаллические свойства убывают.

Высший оксид, высший гидроксид, летучее водородное соединение
Для группы $n$ главной подгруппы высший оксид имеет состав $\mathrm{Э_2O_n}$, индексы сокращают: VI группа даёт $\mathrm{SO_3}$, а не V группа —

• У металлов высший гидроксид — основание, а растворимые основания называют щелочами: $\mathrm{KOH}$, $\mathrm{Ca(OH)_2}$. У неметаллов высший гидроксид — кислота: $\mathrm{H_2SO_4}$,

Химическая связь и кристаллическая решётка
Тип связи определяют по ряду электроотрицательности из приложения к тесту, через разность $\Delta ЭО$.

Атомная решётка — у кремния, алмаза, $\mathrm{SiO_2}$ — даёт очень твёрдые вещества с высокими температурами плавления. Между молекулами с группами $\mathrm{O} - \mathrm{H}$, $\mathrm{N} - \mathrm{H}$ или $\mathrm{F} - \mathrm{H}$ возникают ещё и водородные связи: поэтому вода и кипят при неожиданно высоких температурах.

Расчёты этого домена
$\nu = \dfrac{m}{M} = \dfrac{V}{22{,}4} = \dfrac{N}{6{,}02\cdot10^{23}}$, где — объём газа при нормальных условиях, в литрах.

• $12{,}04\cdot10^{23}$ молекул — это $2$ моль, и $44{,}8$ л газа (н.у.) — тоже $2$ моль.
• От молей к массе переходят по $m = \nu \cdot M$: моль весят г, а моль — только г.