Почему тема «Строение атома» так важна на ЕГЭ
Строение атома встречается почти в каждой задаче второй части. Экзаменатор проверяет, как выпускник связывает ядро, орбитали и свойства вещества. Если вы понимаете модель атома, вы быстрее решаете органику, неорганику и расчётные вопросы. Потраченные часы окупаются баллами. Главный лайфхак: тренируйте перевод формальной записи в наглядную картинку. Это снижает число ошибок и экономит время.
Система координат: модель Бора-Резерфорда
Начните с классики. Резерфорд доказал наличие плотного ядра. Бор уточнил: электроны движутся по стационарным орбитам. Модель устарела, но она проста и помогает «увидеть» энергетические уровни. Представьте лестницу. Каждый электрон стоит на конкретной ступени. Прыжок возможен лишь между ступенями. Отсюда вывод: спектр атома дискретен. При решении задач помните: чем выше уровень, тем больше энергия, но слабее притяжение к ядру.
Квантовые числа: фундамент строения атома
Пугаться не нужно. Квантовые числа всего четыре. Главное — понять их роли.
- Главное n задаёт уровень и размер орбитали.
- Орбитальное l определяет её форму.
- Магнитное ml показывает ориентацию в пространстве.
- Спиновое ms описывает собственное вращение электрона.
Запоминайте связку: l всегда меньше n, а число ml равно диапазону от −l до +l. На ЕГЭ часто дают электрон с конкретным набором чисел и просят назвать элемент. Действуйте так: найдите n, высчитайте общее число орбиталей на уровне, заполните их по Паули и Хунда. Ошибки возникают, если путать спиновые значения. Запишите: sp — это +½ или −½, других не существует.
Электронные конфигурации: быстрые схемы
Самая частая проверка — запись строения атома в основном и возбужденном состоянии. Ускоряет работу метод «клетки». Чертите ряд ячеек для s, p, d, f. Расставляйте стрелки-электроны, соблюдая правило Хунда. После заполнения подсчитайте суммарное число электронов. Сверьте с номером элемента. Не забудьте сохранить порядок: сначала 1s, затем 2s, 2p, 3s, 3p и так далее. Если время поджимает, держите в памяти конфигурации инертных газов. Начните запись с близкого газа, добавьте недостающие электроны. При переходных металлах проверьте d-оболочку. Медная и хромовая аномалии приносят половину штрафов за задание 6.
Правило Клечковского и энергия орбиталей
Правило звучит просто: заполняем орбитали в порядке возрастания суммы n + l. При равной сумме смотрим меньшее n. Вопросы на ЕГЭ формулируют так: «Какая орбиталь заполняется раньше: 4s или 3d?» Считаем: для 4s сумма равна 4 + 0 = 4; для 3d — 3 + 2 = 5. Следовательно, 4s ниже по энергии. Отсюда вытекает схема построения периодической системы. Ученики иногда путают, когда электрон снимают при ионизации. Запомните: удаляем с внешнего уровня, даже если d ниже по энергии. Поэтому Fe²⁺ теряет 4s-электроны, а не d. Схема «сначала заполняем, потом снимаем» спасёт вас от ошибок.
Свойства элементов через строение атома
Периодические тенденции легко выводить из конфигураций. Радиус растёт вниз группы, потому что добавляется новый энергетический уровень. Электроотрицательность увеличивается справа налево и снизу вверх, что логично: ядро сильнее притягивает электрон, когда радиус мал. Металлические свойства усиливаются при слабом притяжении. На ЕГЭ любят задачи «Сравните активность магния и бария». Откройте конфигурации: у Ba валентные электроны на шестом уровне, у Mg — на третьем. Дальше от ядра — легче отдать, значит барий активнее. Аналогичный подход помогает в органике: понимание, где электронная плотность, даёт ответ о реакционной способности.
Типичные ловушки экзамена
Задания на строение атома прячут подвохи. Часть встречается каждый год.
Первая ловушка: спутать номер периода с главным квантовым числом. У переходных элементов n меньше номера периода, поэтому проверяйте d-оболочку. Вторая ловушка: забыть о распаренных электронах в 3p у хлора, что важно при объяснении образования иона ClO⁻. Третья ловушка: неправильно посчитать суммарный спин, когда в конфигурации d⁵ или f⁷. Решение простое: рисуйте стрелки, а не считайте устно. Четвёртая ловушка: не учитывать возбужденное состояние, хотя в условии прямо сказано «атом находится в состоянии возбуждения». Потеряны баллы, хотя знание есть.
Как закрепить материал и не забыть
Десять минут ежедневно дают результат лучше, чем час раз в неделю. Составьте карточки: на одной стороне элемент, на другой — конфигурация. Меняйте направление. Сначала угадайте запись, потом восстанавливайте название. Прогоняйте квантовые числа с таймером. Две-три секунды на ответ тренируют скорость оформления. Используйте онлайн-тесты и короткие видео. Оптимальный режим — три-пять заданий после ужина. Если нужна системная подготовка, присмотритесь к курсу «ЕГЭ без стресса» в онлайн школе el-ed.ru. Обратная связь преподавателя закрывает пробелы раньше, чем они превращаются в проблему. Заканчивайте вечер быстрым повторением, и к экзамену вы будете щёлкать вопросы о строении атома как орешки.