Najlepsza odpowiedź
Węgiel ma liczbę atomową 6. A więc atom nazywany jest atomem węgla , musi mieć 6 protonów. Na przykład, jeśli atom ma 7 protonów, nie będzie już węglem, ale azotem. Każdy atom, który nie ma 6 protonów, nie jest węglem.
Aby atom był naładowany obojętnie, liczba elektronów musi być taka sama, jak liczba protonów w atomie. Zatem liczba elektronów również powinna wynosić 6 .
Jednak liczba neutrony mogą się różnić w zależności od izotopu. Izotop węgla to specyficzny rodzaj węgla. Na przykład możesz mieć węgiel-12, który ma 6 neutronów. Węgiel-13 miałby 7 neutronów, węgiel-14 miałby 8 neutronów i tak dalej.
Łatwym sposobem na znalezienie liczby neutronów w atomie byłoby przyjrzenie się masie atomowej i odjęcie liczby protonów z niego. Na przykład, jeśli twój atom ma masę atomową 11 i wiesz, że jest w nim 6 protonów, możesz odjąć 6 od 11, co daje 5. Możesz wtedy stwierdzić, że masz 5 neutronów. To działa, ponieważ zarówno protony, jak i neutrony mają po około 1 amu każdy, podczas gdy elektrony są bardzo lekkie, więc zwykle nie mają wpływu na wiele obliczeń.
Odpowiedź
Jest to wynikiem działania Zasada Aufbau . Jest to zasada, która określa, które orbitale będą zajmowane przez elektrony, w oparciu o liczbę tam elektronów. Sprowadza się to do stwierdzenia, że n elektronów będzie próbowało wypełnić n orbitali, które wymagają najmniejszej energii.
Węgiel jest pierwiastkiem o liczbie atomowej 6. Oznacza to, że niezjonizowany ma 6 elektronów. aby zrównoważyć ładunek jego 6 protonów.
Pierwsze dwa elektrony wypełniają 2-sekundowe orbitale w pierwszej (najbardziej wewnętrznej) powłoce.
To pozostawia cztery elektrony w drugiej powłoce, co ponieważ nie ma więcej, jest najbardziej zewnętrzną powłoką. Ponieważ te orbitale drugiej powłoki są najbardziej oddalone od jądra, są one dostępne dla innych atomów do interakcji podczas tworzenia wiązań chemicznych. Dlatego najbardziej zewnętrzną powłoką jest powłoka walencyjna, a elektrony, które ją w danym momencie zajmują, to elektrony walencyjne. („Walencja” oznacza „moc” w znaczeniu „łączącej siły” – zdolność tworzenia nowych kombinacji i wiązań).
Spójrz na ten diagram, który ilustruje, jak wewnętrzna powłoka jest całkowicie pochłonięta przez zewnętrzna powłoka, a zatem niedostępna dla interakcji chemicznych:
Ten diagram jest nieco mylący, ponieważ wydaje się sugerować, że Orbitale p są w jakiś sposób rozróżnialne lub że elektrony w jakiś sposób ograniczają się na zawsze do dokładnie jednej orbity. W rzeczywistości same elektrony są nie do odróżnienia i mogą swobodnie poruszać się między orbitalami, o ile robią to bez długotrwałego naruszenia zasady Aufbau. Innymi słowy, możemy powiedzieć, że niezjonizowany atom węgla w stanie podstawowym zawsze ma 2 2s elektrony i 2 2p elektrony, ale nie możemy powiedzieć , które Orbitale p są zajęte – elektrony po prostu nie zachowują się w sposób, który jest rozsądnym pytaniem.