החוברת · דף לימוד
קליפות אלקטרונים
מדעים · כיתה ח׳ · פרק 1: המסע אל תוך האטום
למדו איך האלקטרונים מסתדרים בקליפות K, L ו-M, ולמה הקליפה החיצונית קובעת את התגובה הכימית.
האלקטרונים מסודרים בקליפות
האלקטרונים אינם נעים בכל מקום סביב הגרעין. הם נעים בקליפות (רמות אנרגיה) קבועות.
כל קליפה היא כמו "מסלול" סביב הגרעין, ויש לה כמות מקסימלית של אלקטרונים שהיא יכולה להכיל.
קליפות K, L, M - שלוש הקליפות הראשונות
בואו נלמד על שלוש הקליפות הראשונות של האטום.
(n = מספר הקליפה)
האלקטרונים ממלאים קודם את הקליפות הפנימיות, ורק אחר כך עוברים לקליפות חיצוניות.
דוגמאות: מבנה אלקטרוני
מימן (H) - Z=1
סה"כ: 1 אלקטרון
מבנה:
K: 1
מימן חסר 1 אלקטרון כדי למלא את קליפה K.
הליום (He) - Z=2
סה"כ: 2 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
קליפה K מלאה - הליום יציב מאוד!
ליתיום (Li) - Z=3
סה"כ: 3 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
L: 1
קליפה K מלאה, אלקטרון אחד בקליפה L.
פחמן (C) - Z=6
סה"כ: 6 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
L: 4
קליפה L חסרה 4 אלקטרונים למילוי.
חמצן (O) - Z=8
סה"כ: 8 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
L: 6
קליפה L חסרה 2 אלקטרונים למילוי.
ניאון (Ne) - Z=10
סה"כ: 10 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
L: 8
שתי הקליפות מלאות - ניאון יציב מאוד!
נתרן (Na) - Z=11
סה"כ: 11 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
L: 8
M: 1
קליפה M מכילה אלקטרון בודד.
כלור (Cl) - Z=17
סה"כ: 17 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
L: 8
M: 7
קליפה M חסרה אלקטרון אחד למילוי.
ארגון (Ar) - Z=18
סה"כ: 18 אלקטרונים
מבנה:
K: 2
L: 8
M: 8
שלוש הקליפות מלאות - ארגון יציב!
מבנה אלקטרוני של 20 היסודות הראשונים
| יסוד | Z | K | L | M | אלקטרוני ערכיות |
|---|---|---|---|---|---|
| H - מימן | 1 | 1 | - | - | 1 |
| He - הליום | 2 | 2 | - | - | 0 (מלא) |
| Li - ליתיום | 3 | 2 | 1 | - | 1 |
| Be - בריליום | 4 | 2 | 2 | - | 2 |
| B - בורון | 5 | 2 | 3 | - | 3 |
| C - פחמן | 6 | 2 | 4 | - | 4 |
| N - חנקן | 7 | 2 | 5 | - | 5 |
| O - חמצן | 8 | 2 | 6 | - | 6 |
| F - פלואור | 9 | 2 | 7 | - | 7 |
| Ne - ניאון | 10 | 2 | 8 | - | 0 (מלא) |
| Na - נתרן | 11 | 2 | 8 | 1 | 1 |
| Mg - מגנזיום | 12 | 2 | 8 | 2 | 2 |
| Al - אלומיניום | 13 | 2 | 8 | 3 | 3 |
| Si - סיליקון | 14 | 2 | 8 | 4 | 4 |
| P - זרחן | 15 | 2 | 8 | 5 | 5 |
| S - גופרית | 16 | 2 | 8 | 6 | 6 |
| Cl - כלור | 17 | 2 | 8 | 7 | 7 |
| Ar - ארגון | 18 | 2 | 8 | 8 | 0 (מלא) |
| K - אשלגן | 19 | 2 | 8 | 8 (1) | 1 |
| Ca - סידן | 20 | 2 | 8 | 8 (2) | 2 |
אלקטרוני ערכיות = מספר האלקטרונים בקליפה החיצונית (אשלגן וסידן מתחילים למלא קליפה רביעית)
אלקטרוני ערכיות - האלקטרונים החשובים
האלקטרונים בקליפה החיצונית הם המשמעותיים ביותר!
כלל זהב: אטומים עם קליפה חיצונית מלאה (2 או 8 אלקטרונים) הם יציבים ולא מגיבים כימית.
קליפה מלאה מול קליפה לא מלאה
קליפה חיצונית מלאה
אטום עם 2 או 8 אלקטרונים בקליפה החיצונית הוא יציב.
הליום (2), ניאון (2,8), ארגון (2,8,8) - גזים אצילים, לא מגיבים כימית
קליפה חיצונית לא מלאה
אטום עם קליפה חיצונית לא מלאה הוא לא יציב וינסה למלא אותה.
נתרן (2,8,1), כלור (2,8,7) - יגיבו כימית כדי למלא או לרוקן את הקליפה החיצונית
אטומים "רוצים" להגיע למצב של קליפה חיצונית מלאה - זה הכוח המניע תגובות כימיות!
לנתרן יש מבנה אלקטרוני 2,8,1 ולכלור 2,8,7. איך הם יכולים לעזור אחד לשני להגיע לקליפה מלאה?
למה אטומים מגיבים כימית?
מטרה: קליפה מלאה
אטומים שואפים להגיע למצב של קליפה חיצונית מלאה (2 או 8 אלקטרונים).
דרכים להשיג זאת
לתרום אלקטרונים, לקבל אלקטרונים, או לשתף אלקטרונים עם אטומים אחרים.
איפה רואים את זה בחיים?
שלטי ניאון
ניאון (2,8) - קליפה מלאה, גז אציל. כשמעבירים דרכו חשמל, הוא פולט אור אדום-כתום בלי להגיב כימית.
נתרן במים
נתרן (2,8,1) - אלקטרון ערכיות בודד. לכן הוא כל כך פעיל שהוא מתפוצץ כשנוגע במים!
בלוני הליום
הליום (2) - קליפה K מלאה. הוא קל מאוויר ולא דליק (בניגוד למימן) כי הוא לא מגיב כימית.
מדוע הגזים האצילים (הליום, ניאון, ארגון) לא מגיבים כימית?
מהם אלקטרוני ערכיות ולמה הם חשובים?
3 קליפות ראשונות
אלקטרוני ערכיות
יציבות = קליפה מלאה
למה יסודות באותה עמודה בטבלה המחזורית מתנהגים באופן דומה מבחינה כימית?