Особенности электронных оболочек атома: s-элементы

Фото: YandexArt

Описание и характеристика s-элементов

S-элементы — это химические элементы, у которых внешним энергетическим уровнем является s-орбиталь, которая в электронной конфигурации заполняется последней.

Для того чтобы разобраться с этим определением, нужно заглянуть в строение атома. Здесь, в ядре содержатся протоны, отвечающие за положительный заряд, и нейтроны, которые определяют массу атомов, а вокруг ядра на многочисленных электронных орбиталях вращаются электроны, которые несут отрицательный заряд и определяют химические свойства атомов.

Организация электронной оболочки атома выглядит следующим образом: электроны, количество которых определяется по атомному номеру элемента, находятся в квантовых ячейках, то есть в орбиталях, из орбиталей складываются подуровни (s,p,d,f), а подуровни становятся уровнями. Количество уровней определяются по номеру периода. Зная эти характеристики атома, можно составить электронно-графическую формулу и электронную конфигурацию, они отражают строение энергетических подуровней атома.

Различают s-, p-, d- и f-элементы. Именно на s-элементах мы остановимся конкретнее.

К s-элементам относят металлы 1А и 2А группы, а также гелий и водород. Внешние (валентные) электроны этих элементов располагаются на подуровне s- , электронная конфигурация заканчивается также на данном подуровне, отсюда и происходит название.

Металлы, относящиеся к s-элементам, обладают многими свойствами:

• степени окисления равны номеру группы: +1 или +2;
• щелочные и щелочноземельные металлы очень активны и легко вступают в реакции, а также обладают восстановительными свойствами;
• щелочные металлы более мягкие, чем остальные металлы, плавятся при низкой температуре. Щелочноземельные металлы плавятся при более высоких температурах и тверже, чем щелочные;
• s-металлы получают электролизом расплавов и хранят в изоляции от воздуха, так как они легко с ним реагируют. Большинство солей металлов 1 и 2 группы растворимо, некоторые из них (Li,Na,K) окрашивают пламя в разные цвета;
• на внешнем уровне s-элементов находится максимум 2 электрона (1 у 1А группы, 2 у 2А группы). Они отдают эти электроны и становятся катионами с зарядом 1+ или 2+;
• щелочные и щелочноземельные металлы при реакции с водой образуют гидроксиды, также они превращаются в  разнообразные оксиды при контакте с воздухом;
• в ряду активности металлов они стоят левее алюминия, поэтому способны вытеснять водород из воды;
• щелочные и щелочноземельные металлы вступают в реакции с галогенами, серой, азотом и водородом, образуя гидриды (исключение бериллий), галогениды, сульфиды, нитриты;
• соединения s-элементов имеют большое биологическое значение.

К s-элементам относят также гелий и водород. Они занимают второе и первое место по распространенности. Водород встречается в виде изотопов, которые из-за кратных увеличений массы имеют очень разные химические и физические свойства. Водород входит в состав воды. Гелий считается инертным газом, используется для создания среды без химической активности.