Электронные уровни
Особенности строения электронных оболочек атомов элементов
На этой странице вы узнаете:- Чем общежития электронов отличаются от студенческих?
- В атомах химических элементов есть свои уровни комфортности?
- Химические элементы делятся на семейства? Это что, биология какая-то?
Сейчас в обществе все больше набирает оборот модный тренд — минималистичный образ жизни. Как в фильме «Сто вещей и ничего лишнего». Главные герои — два закадычных друга — решили на спор отказаться от всех своих вещей (абсолютно всех, включая одежду и телефон). Спустя время и преодолев череду проблем, они поняли, что вещи — это не главное в жизни.
Видимо, по такому принципу «живет» хорошо нам знакомый товарищ — водород. У него всего один электрон, который всегда на своем месте. А как быть, например, с атомом хлора, у которого их аж 17, ведь их надо содержать в порядке? Сейчас мы с вами узнаем, как располагаются электроны в электронной оболочке атома и многое другое.
Строение электронной оболочки атомаПредставим, что электрон — это студент, а электронная оболочка атома — общежитие. Как будет жить наш студент в общежитии?
Разберемся сначала с «планом помещения».
- В нём есть отдельные комнаты, которые называются атомными орбиталями — в них могут проживать максимум 2 электрона.
- Несколько комнат объединяются в блок с общей кухней — их мы назовем энергетическими подуровнями.
- Этажи общежития — энергетические уровни. Определенный этаж содержит определенное количество блоков.
Таким образом, все электроны «живут» на энергетических уровнях-этажах, каждый из которых имеет энергетические подуровни-блоки со своими орбиталями-комнатами.
То, что мы видим с вами на рисунке — электронно-графическая формула для отдельных атомов химических элементов — это расположение всех его электронов на орбиталях.
Чем общежития электронов отличаются от студенческих?
1. Энергетические уровни (этажи) имеют порядковую нумерацию. Причем на первом уровне располагается всего один подуровень (блок), на втором — два, на третьем — три, на четвертом и последующих — по 4. 2. Подуровни (блоки) обозначают в следующем порядке по мере отдаления от ядра: s (имеет одну орбиталь) → p (три орбитали) → d (пять орбиталей)→ f (семь орбиталей). 3. Орбиталь (комната) специального обозначения не имеет. Может содержать максимум 2 электрона (студента). |
Как нам поможет Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева при заполнении схемы строения электронных оболочек атомов?
- Число электронов в атоме химического элемента равно его порядковому номеру в Периодической системе Д. И. Менделеева.
- Количество уровней совпадает с номером периода, в котором располагается элемент: 1, 2, 3…
- Количество электронов на внешнем энергетическом уровне для элементов главных (A) подгрупп можно также легко узнать — в какой группе по номеру расположен химический элемент, столько электронов и будет находиться на его внешнем уровне.
- Для элементов побочных подгрупп количество электронов на внешнем энергетическом уровне равно двум. Исключениями являются медь, серебро, хром, золото и некоторые другие элементы.
- Количество валентных электронов для элементов главных (A) подгрупп равно номеру группы, для элементов побочных подгрупп — числу электронов на внешнем энергетическом уровне и незаполненном предвнешнем подуровне.
Это можно использовать для проверки своих действий при распределении электронов по уровням.
Уже сейчас, используя полученную информацию, мы можем решить задание №2 ОГЭ по химии.
На приведенном рисунке изображена модель атома химического элемента.
Запишите в таблицу порядковый номер в Периодической системе (Х) химического элемента, модель атома которого изображена на рисунке, и номер группы (Y), в которой этот элемент расположен в Периодической системе.
Решение:
1) Порядковый номер химического элемента в Периодической системе можно определить по числу электронов в атоме. Сосчитав все электроны, получаем, что их 14 штук, следовательно, X — 14.
2) Номер группы Периодической системы, в которой расположен химический, элемент можно узнать по числу электронов на его внешнем электронном уровне. Сосчитав их, получим, что их 4 штуки, следовательно, Y — 4.
Ответ: 144
Электронная конфигурация атомаДля изображения строения электронных слоев атома (электронной конфигурации) пользуются условной записью.
Удобно представлять атомные орбитали в виде ячеек, в которых располагаются два электрона, их обозначаем в виде двух стрелочек, первая направлена вверх, а вторая — вниз. Это называется принципом Паули.
Он гласит, что два электрона не могут иметь одинаковые спины. Спин — характеристика электрона, проще всего его можно представить как вращение электрона по часовой стрелке и против часовой, поэтому в ячейке они расположены в противоположном направлении (то есть +1/2 и -1/2).
При заполнении этих ячеек удобно пользоваться правилом Хунда (или правилом «трамвайного вагона»):
При наличии свободных орбиталей на подуровне электроны занимают именно их, а не «подсаживаются» к другим электронам: Ты приглядись, решив присесть, |
В нашем с вами примере студентов заселяют по одному в комнату пока это возможно.
Важное замечание: в комнате не больше двух студентов — атомная орбиталь вмещает максимально два электрона. |
Например, на изображении представлена электронно-графическая формула атома углерода. Стрелочками обозначены электроны, которые занимают атомные орбитали. Несколько атомных орбиталей на одном энергетическом уровне образуют подуровни.
Можно составить общую табличку с информацией о том, как распределяются электроны по энергетическим уровням и подуровням электронно-графической формулы:
В атомах химических элементов есть свои уровни комфортности? Да, проанализировав таблицу, мы увидим, что на s-подуровне (блоке) может находиться не больше двух электронов, на p-подуровне — не больше шести электронов, на d-подуровне — не больше десяти электронов, на f-подуровне — не больше четырнадцати электронов. Электроны, как и студенты, стремятся занять более комфортные места, так система стремится к минимуму энергии. Порядок заполнения подуровней в атомах химических элементов следующий: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → … Согласитесь, если студентам заселиться в блок вдвоем, им будет проще найти друг с другом общий язык, чем если бы их было в блоке четырнадцать. |
Схематично порядок заполнения энергетических подуровней электронно-графической формулы представлен на картинке:
После того, как мы расположили все электроны по своим местам, мы можем составить электронную конфигурацию атома, которая будет отражать порядок заполнения электронов по подуровням в текстовом виде.
Потренируемся в написании электронной конфигурации на примере атомов хлора и титана.
Химический элемент титан располагается в IVB группе IV периода, имеет порядковый номер, равный 22. Исходя из этого, мы можем сказать, что в его атоме:
— четыре энергетических уровня (IV период), из которых первый и второй уровни полностью заполнены;
— четыре электрона на внешнем энергетическом уровне и предвнешнем подуровне;
— всего двадцать два электрона (порядковый номер).
В соответствии с порядком заполнения орбиталей распределим электроны:
22Ti 1s22s22p63s23p64s23d2 — как мы видим, сначала заполняется 4s-подуровень, а затем 3d-подуровень, это соответствует порядку заполнения орбиталей, описанному выше.
Проверим себя. В сумме все верхние цифры (обозначающие число электронов на подуровне), должны образовать ровно 22: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 2 = 22, следовательно, электронная конфигурация атома хлора составлена верно.
Химические элементы делятся на семейства? Это что, биология какая-то? К счастью, с биологией у атомов химических элементов мало общего, иначе, представьте, что в качестве домашнего питомца у вас был бы атом хлора, а в зоопарке бы показывали семью атомов золота. Что-то из области фантастики, не так ли? — s-элементы — это элементы IA и IIA групп, в их атомах последний электрон занимает место на s-подуровне внешнего энергетического уровня; |
Таким образом, мы с вами узнали, что электроны располагаются в атомах химических элементов в определенном порядке и выявили связь между положением химического элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева и строением его атома. Теперь для нас не составит труда описать строение атома любого химического элемента.
Фактчек- Электроны располагаются на электронных уровнях, причем их число определяется положением элемента в Периодической системе (по номеру периода).
- Энергетические уровни, в свою очередь, состоят из подуровней.
- Энергетические подуровни состоят из атомных орбиталей, которые для удобства обозначаются ячейками.
- По принципу Паули на каждой атомной орбитали могут располагаться максимально два электрона, причем их спины должны быть противонаправлены.
- Электроны располагаются по подуровням так, чтобы энергия системы была минимальна.
- Химические элементы делятся на s-, p-, d- и f-семейства по тому, на какой подуровень пишем последний электрон при составлении электронной конфигурации атома.
Задание 1.
Сколько электронов может максимально располагаться на орбитали?
- 1 электрон
- 2 электрона
- 3 электрона
- 4 электрона
Задание 2.
Как атомные подуровни заполняются электронами?
- в порядке увеличения их энергии
- в порядке уменьшения их энергии
- в периодическом порядке
Задание 3.
Сколько атомных орбиталей содержит d-подуровень?
- 1
- 3
- 5
- 7
Задание 4.
Какую форму имеет s-орбиталь?
- шара
- гантели
- эллипса
- нескольких гантелей
Ответы: 1. — 2; 2. — 1; 3. — 3; 4. (**)` и распарить свои электронные пары с `3s`- и `3p`-подуровней на более высокий по энергии `3d`-подуровень:
Подробное руководство Учебный центр Tiger Supplies
Полное руководство по выбору цифрового нивелира
Тогда вам понравится это руководство.
Кто использует цифровые уровни?
Традиционно экскаваторы, геодезисты и инженеры были единственными пользователями цифрового уровня. Однако по мере развития технологий этот список растет.
Сегодня в этот список входят:
- Плотники
- Металлисты
- ГЕО-техники
- Строители
- Каменщики
- Домашние мастера
Что ТОЧНО такое цифровой уровень?
Цифровой нивелир измеряет высоту и расстояние с помощью электронной обработки изображений. Прежде чем мы перейдем к нашему руководству по выбору цифрового уровня, давайте обсудим различные уровни и их использование. Как только мы поймем различные уровни и их назначение, мы сможем определить правильный цифровой уровень для вас.
Пузырьковые уровни
Пузырьковые уровни, или спиртовые уровни, как некоторые их называют, представляют собой простые инструменты, предназначенные для определения того, является ли поверхность горизонтальной (уровень) или вертикальной (отвес). Вы, наверное, хорошо знакомы с пузырьковыми уровнями. Скорее всего, у вас дома есть один или два из них.
В этом уровне используется трубка с пузырьком воздуха, который находится в центре, когда уровень находится в горизонтальном или вертикальном положении. По мере того как уровень становится менее сбалансированным, пузырек смещается от центра, что позволяет пользователю проводить измерения невооруженным глазом.
Пузырьковые уровни выглядят примерно так:
Пузырьковые уровни отлично подходят для выравнивания столов дома, но не для геодезистов, инженеров или землекопов, которым нужны высокоточные данные. Одним из основных недостатков пузырьковых уровней является то, что вы не можете передавать данные с пузырькового уровня на компьютеры или другие устройства, что заставляет вас перемещать данные вручную, оставляя место для ошибки.
Электронные инклинометры
Электронные инклинометры измеряют углы наклона и наклона объекта к его силе тяжести. Это похоже на датчики наклона, индикаторы наклона, измерители уклона, измерители уклона, измерители градиента, градиентометры, уровнемеры и измерители уровня.
Электронный инклинометр обычно используется в авиации и гражданском строительстве. Электронные инклинометры имеют гироскопы и выглядят примерно так:
Мы уверены, что ни один из них не завалялся у вас дома.
Но что такое цифровой уровень?
Или, точнее, что такое цифровой спиртовой инклинометр?
Короче говоря, это комбинация пузырькового уровня и электронного уклономера. Кроме того, цифровые нивелиры позволяют геодезистам, инженерам и экскаваторщикам выполнять быстрые и точные угловые измерения для быстрой передачи данных на компьютер или другое устройство. Эти уровни портативны и их легко перемещать с места работы на место работы.
Почему цифровой уровень?
В то время как нивелиры на основе пузырьков отлично подходят для плотников и домашних работ, а электронные инклинометры используются в авиации и в армии, ограничения каждого из них делают их непрактичными для большинства геодезических, земляных и инженерных задач.
Быстрые и точные данные
Лучше всего использовать уровень, который быстро передает точные данные на компьютеры или другие устройства, что невозможно при использовании пузырькового уровня или электронного уклономера.
Быстрая калибровка в полевых условиях
Иногда пузырьковые уровни выходят из строя, и их необходимо вернуть производителю для ремонта. Продолжительность процесса ремонта варьируется и может привести к дорогостоящим задержкам в вашем графике работы. Если ваш цифровой нивелир теряет отвес, вы можете мгновенно выполнить калибровку в полевых условиях практически без задержек в рабочем графике, сэкономив деньги и сохранив производительность.
Минимизация человеческих ошибок
Использование цифрового уровня сводит к минимуму человеческие ошибки, которые могут привести к неверным данным и расчетам. Ошибки в данных, которые приводят к повторению вашей работы, убивают моральный дух, тратят время и приводят к финансовым потерям. Использование цифрового уровня для получения точных данных изначально избавляет вас от головной боли.
Работает в условиях низкой освещенности
Если вы когда-либо использовали пузырьковый уровень в условиях низкой освещенности, вы знаете, как трудно получить показания с него. Благодаря цифровому дисплею уровня с подсветкой у вас больше никогда не возникнет проблем с получением необходимых данных в темных условиях.
Поправка на кривизну Земли
Если бы Земля была плоской, у геодезистов никогда не было бы проблем со слишком высокими показаниями вех или ошибками данных, которые возрастали бы с увеличением расстояния. Но, к сожалению, земля круглая, и эти проблемы для геодезистов вполне реальны. Хорошей новостью является то, что цифровые нивелиры автоматически учитывают кривизну земли, поэтому ваши данные всегда точны.
Насколько точны цифровые уровни?
Разница в точности между цифровым уровнем и пузырьковым уровнем невидима для человеческого глаза.
Так зачем его покупать?
Цифровые уровни легче читать и использовать. Их дисплеи идентифицируют точные расчеты до миллиметра. Хотя спиртовые уровни могут быть точными, цифровой уровень лучше подходит для точности и переноса данных в другое место.
Чтобы добиться еще большей точности, рассмотрите лазерные уровни. Но это тема, выходящая за рамки данного руководства.
Какие функции доступны на цифровых уровнях?
Принимая решение о том, какой цифровой уровень вам подходит, важно знать, какие функции лучше всего удовлетворят ваши потребности.
Вот некоторые из них.
Звук цифрового уровня
С помощью этой функции вы можете настроить цифровой уровень на подачу звукового сигнала, когда вы приближаетесь к отвесу и не видите дисплей. Это сэкономит вам огромное количество времени при работе в условиях низкой освещенности или в местах, где плохо видно дисплей.
Подсветка цифрового уровня для удобного чтения в условиях слабого освещения
Работа в условиях слабого освещения создает дополнительные проблемы, и получение необходимых показаний с цифрового уровня больше не является одной из них. Как упоминалось ранее в этом руководстве, цифровые уровни имеют легко читаемую подсветку, поэтому вы можете использовать лазер при любом освещении.
Цифровой нивелир с вращающимся ЖК-экраном для удобного считывания показаний сверху
Если вам часто приходится работать в ограниченном пространстве, обязательно приобретите цифровой нивелир с вращающимся ЖК-экраном. Вы не всегда можете разместить уровень в легкодоступном месте. Благодаря вращающемуся ЖК-экрану вы можете поворачивать дисплей под углом, под которым вы можете его видеть. Так легко и удобно!
Калибровка цифрового уровня с помощью кнопки
Калибровка цифрового уровня в полевых условиях упрощается благодаря возможностям калибровки с помощью кнопки. Прошли те времена, когда вы отправляли свой нивелир обратно производителю, чтобы он снова стал ровным. Просто нажмите кнопку для мгновенной калибровки.
Мощные редкоземельные магниты GripTight
(только продукты Johnson Level)
Ваши данные ничего не будут стоить, если ваш нивелир продолжает скользить по поверхности при использовании. Наши продукты Johnson Level (только) имеют редкоземельные магниты GripTight, которые надежно удерживают уровни на месте. Вы будете поражены силой магнитов.
Лазерный луч для переноса контрольных точек
Наличие цифрового уровня с лазерным лучом для переноса контрольных точек делает работу быстрой и эффективной. Однако имейте в виду, что не все уровни имеют эту функцию. Убедитесь, что он вам нужен, прежде чем покупать его, потому что эта функция может быть дорогой.
Автоматическое отключение через 10 минут
Все мы время от времени забываем выключать наши инструменты. В результате разряженные батареи могут привести к дорогостоящим задержкам проектов. Но теперь, если вам не удастся выключить цифровой нивелир, функция автоматического отключения отключит его для вас через 10 минут бездействия, что позволит вам продуктивно работать и сэкономить деньги на батареях.
Выберите цифровой нивелир, подходящий для ваших нужд
Выбор цифрового нивелира, который лучше всего подходит для вас, потребует от вас определенных размышлений. Вот несколько советов, которые помогут вам не ошибиться при покупке.
Рассмотрите свой бюджет
Хорошей новостью является то, что существует цифровой уровень практически для любого бюджета.
Зная, сколько вы можете позволить себе потратить заранее, вы сэкономите время на этом процессе. Однако, пожалуйста, не поддавайтесь желанию потратить больше, чем вы можете себе позволить, потому что сегодняшние недорогие модели — это феноменальное технологическое оборудование.
Подумайте, какие функции вам нужны
Какие функции вам нужны на цифровом уровне?
Описание сценариев работы и определение необходимых функций поможет вам определить, какой цифровой уровень лучше всего соответствует вашим потребностям. Твердое понимание того, что вам нужно на уровне, избавит вас от головной боли в будущем.
Учитывайте пространство, отведенное для вашего проекта
Другим важным фактором при выборе правильного цифрового уровня является объем доступного рабочего пространства. Цифровые уровни бывают всех размеров, поэтому выберите тот, который соответствует вашим требованиям к пространству.
Прочтите множество отзывов и отзывов
Изучение отзывов пользователей — отличный способ выяснить, подходит ли вам цифровой нивелир.
Различные типы цифровых уровней
Уровень Johnson Level 40-6250 Электронный уровень, монтируемый на станке, с Bluetooth
Этот цифровой уровень является технологическим прорывом компании Johnson Level.
Использование: Установка и перемещение машин.
Он поставляется с пультом дистанционного управления с большим ЖК-экраном с зеленой подсветкой, на котором в цифровом и графическом виде отображается уровень по оси X или Y. Он измеряет отвес с максимальной точностью 0,01 градуса.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше.
Уровень SmartTool 92500 Gen3
Электронный цифровой нивелир SmartTool Gen3 обеспечивает точность и аккуратность. Он также очень прочный и обладает множеством функций.
Доступно в трех размерах: 24 ", 48", и 72 ".
Нажмите здесь, чтобы узнать больше.
Уровень Johnson Bull's-Eye Level
. является ценным и точным инструментом измерения уклона, который определяет угол наклона, высоту, наклон объекта и угол наклона плитки к силе тяжести. больше
Уровень Johnson 40-6080 12-дюймовый цифровой магнитный лазерный уровень
Цифровой магнитный лазерный уровень Johnson 12" с вращающимся ЖК-экраном для удобного чтения сверху и точечным лазером удобен в широком диапазоне диапазон ситуаций.
Включает: градусов, процентов, мм/м, дюйм/фут в десятичном формате и дюйм/фут в дробном числе.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше.
Stabila 36524 196-2 TECH Digital Уровень
Цифровой нивелир Stabila 196-2 TECH — это прочный и многофункциональный измерительный инструмент, обеспечивающий эффективность и точность для широкого спектра строительных работ.
Доступно в четырех размерах: 14 ”, 24", 48 "и 72".
Нажмите здесь, чтобы узнать больше. Магнитный цифровой нивелир Stabila 96M-2 TECH — идеальный измерительный инструмент для производства и металлообработки.0003
Доступен в двух размерах: 24" и 48"
Нажмите здесь, чтобы узнать больше.
Цифровой коробчатый нивелир Sola LSB48DM
Цифровой коробчатый нивелир Sola использует встроенный электронный модуль уклономера, точно измеряет наклон и углы и имеет цифровой дисплей в °, %, дюймах/футах. . и мм/м.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше.
Уровень Johnson 40–6060 6 дюймов, магнитный цифровой уровень
Этот магнитный цифровой уровень Johnson Level 6 дюймов используется для установки машин, установки пандусов и измерения наклона. Он оснащен мощными редкоземельными магнитами GripTight, которые крепятся к поверхностям из черных металлов, что позволяет использовать его без помощи рук.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше. Свободные измерения и показания высоты и расстояния
Цифровой автоматический нивелир Leica Sprinter имеет 2-летнюю гарантию и поставляется с различными вариантами комплектации и доступными моделями.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше.
В заключение
Итак, это наше исчерпывающее руководство по выбору цифрового уровня. Дайте нам знать в комментариях, что вы думаете об этом!
Выбор цифровых и электронных уровней | Выбор правильного инструмента
- Как выбрать цифровой электронный уровень
- Как пользоваться цифровым электронным уровнем
- Как откалибровать электронный уровень
Посмотреть все цифровые и электронные уровни от Johnson Level.
Эта статья поможет вам сделать выбор между цифровыми и электронными уровнями. Некоторые цифровые нивелиры напоминают традиционные нивелиры коробчатого сечения, за исключением того, что они включают наклономер и ЖК-дисплей. В то время как другие цифровые уровни включают в себя угломеры и лазеры для расширения линии или угла.
Как выбрать цифровой электронный уровень
- Учитывайте свободное место в вашем проекте. Нужно попасть в труднодоступные места? Используйте портативный инклинометр для труднодоступных мест.
- Для более длинных металлов или вертикальных магнитных поверхностей используйте цифровой магнитный лазерный уровень, чтобы ваши руки были свободны.
- Работаете в темноте? Используйте цифровые уровни со светящимися в темноте пузырьками или жидкокристаллическими экранами с подсветкой.
- Если вам нужно найти точные углы в стенах или потолках, используйте цифровой угловой локатор.
- Для установки нового оборудования используйте устанавливаемый на машине электронный уровень с возможностью Bluetooth.
Как пользоваться цифровым электронным уровнем
- Поместите цифровой электронный уровень на измеряемую поверхность.
- Подождите немного, пока уровень не остановится на показаниях градусов.
- Отрегулируйте поверхность соответствующим образом, чтобы довести показания градусов до 0,0 градусов или уровня.
- Дважды проверьте показания уровня, сверившись с пузырьковыми пузырьками, если они имеются. Если флаконы и ЖК-экран не совпадают, электронный уровень необходимо откалибровать повторно.
Как откалибровать электронный уровень
- Найдите стол или другую ровную поверхность.
- Дождитесь стабилизации уровня.
- Некоторые электронные уровни отображают градусы. Если это не так, перейдите к шагу 7. Если да, перейдите к шагу 4.
- Запишите градусный рейтинг. Поверните уровень на 180 градусов и еще раз запишите рейтинг.
- Переверните уровень и запишите рейтинг в градусах. Повернитесь на 180 градусов еще раз и запишите окончательный рейтинг.
- Если любые два значения отличаются более чем на 0,2 градуса, уровень необходимо откалибровать заново.
Learn more