Заполнение орбиталей в не возбужденном атоме осуществляется таким образом, чтобы энергия атома была минимальной (принцип минимума энергии). Сначала заполняются орбитали первого энергетического уровня, затем второго, причем сначала заполняется орбиталь s-подуровня и лишь затем орбитали p-подуровня. В 1925 г. швейцарский физик В. Паули установил фундаментальный квантово-механический принцип естествознания (принцип Паули, называемый также принципом запрета или принципом исключения). В соответствии с принципом Паули:
в атоме не может быть двух электронов, имеющих одинаковый набор всех четырех квантовых чисел.
Электронную конфигурацию атома передают формулой, в которой указывают заполненные орбитали комбинацией цифры, равной главному квантовому числу, и буквы, соответствующей орбитальному квантовому числу. Верхним индексом указывают число электронов на Данных орбиталях.
Свойства углерода. реакционная способность повышается в ряду алмаз – графит – карбин – аморфный углерод. алмаз и графит инертны, устойчивы к действию кислот и щелочей. 1.алмаз и графит сгорают в чистом кислороде при высоких температурах с образованием углекислого газа: c + o2 (800° c)® co2. аморфные модификации сгорают уже на воздухе. при недостатке кислорода образуется угарный газ: 2c + o2 ® 2co. 2.непосредственно из галогенов с аморфным углеродом реагирует лишь фтор: c + 2f2 ® cf4. с остальными галогенами реакция происходит лишь при нагревании. 3.при температуре 500° с на никелевом катализаторе идет реакция с водородом: c + 2h2 (500° c ni)® ch4. 4.при высоких температурах углерод взаимодействует также с такими неметаллами, как сера, при пропускании ее паров через уголь: c + 2s (900° c)® cs2, а также с азотом с образованием бесцветного ядовитого газа дициана: 2c + n2 (2000° c)® c2n2. 5.с металлами, и некоторых металлов углерод образует соответствующие карбиды: 2c + ca (550° с) ® cac2, 4 al + 3c (1500-1700° с) ® al4c3, si + c (1200-1300° с) ® sic + q, 3c + cao (1900-1950° с) ® cac2 + 2co. 6.однако наиболее характерные реакции для углерода со сложными веществами – реакции восстановления, применимые в металлургии для получения металлов из их руд: 2c + sio2 (1300° с, вак.) ® si + 2co, c + feo (> 1000° c)® fe + co, c + 2cuo (1200° c)® 2cu + co2, c + h2o (800-1000° c)« co + h2, 2c + na2so4 (600° c)® na2s + 2co2, 2c + na2co3 (900-1000° c)® 2na + 3co, c + co2 (> 1000° c)« 2co. концентрированные серная и азотная кислоты при нагревании окисляют углерод до углекислого газа: c + 2 h2so4 (t )® co2 + 2 so2 + h2o, c + 4hno3 (t )® 3co2 + 4no2 + 2h2o. 7.порох сгорает по реакции: 2kno3 + s + 3c ® k2s + n2 + 3co2. 8.углерод взаимодействует с раствором дихромата калия в концентрированной серной кислоте:3c + 8h2so4 + 2k2cr2o7 ® 3co2 + 2cr2(so4)3 + 2k2so4 + 8h2o.
в атоме не может быть двух электронов, имеющих одинаковый набор всех четырех квантовых чисел.
Электронную конфигурацию атома передают формулой, в которой указывают заполненные орбитали комбинацией цифры, равной главному квантовому числу, и буквы, соответствующей орбитальному квантовому числу. Верхним индексом указывают число электронов на Данных орбиталях.