Nola ulertzeko atomuen konfigurazio elektronikoa
Atomaren elektron konfigurazioa modu bat da bere elektronak nukleoraren inguruan zehaztutako energia mailen eta azpimailen artean nola antolatzen diren deskribatzeko. Atomaren elektron konfigurazioak bere ezaugarri fisiko eta kimiko asko determinatzen ditu, hala nola beste atomoeiz itxaroten duen, nola elektrizitatea garaitzen duen eta nola jarduten duen magnetiko eremu batean.
Zer da Elektronoa?
Elektronoa negatiboki kargatutako subatomoikoa da, atomaren nukleoaren inguruan orbitatzen dena. Nukleoko osagaiak positiboki kargatutako protonak eta neurtasunez kargatutako neutronak dira. Nukleoko proton kopurua elementu baten zenbaki atomikoa definitzen du, eta elektron neutral baten kopurua proton kopuruarekin bat dator.
Elektronok proton eta neutronen aldean oso gutxi neuritzen duten pisua dute, eta orbitetan oso azkar mugitzen dira. Orbitak ez dira biziak, baino espazioko eremuen non elektronak gehien probabilitatea izan dezaten. Eremu horiek orbieta edo azpimahai deitzen dira, eta forma eta tamaina desberdinak dituzte energiaren mailaren arabera.
Zer da Energia Maila?
Energia maila mahai nagusi bat edo orbita da, zeinak azpimahai edo orbi bat edo gehiago ditu. Orbite baten energia maila nukleorekin dagoen distantziaren arabera zehazten da: hurbilago dago, energia txikiagoa du; urrunago dago, energia handiagoa du.
Energia mailak 1etik 7ra zenbatzen dira, nukleotik gertuenetik hasita. Lehen energia mailak 2 elektron gehienez konteneratu dezake, bigarrenak 8, hirugarrena 18, eta abar. Energiaren maila baten elektron kopuru gehienezko kalkulatzeko formula 2n^2 da, non n energia mailaren zenbakia baita.
Zer da Azpimahai?
Azpimahai energia maila batena da, zeinak orbi bat edo gehiago ditu formari eta energiari dagokionez. Azpimaheiek letrak izendatzen dituzte: s, p, d, f, g, etab., orbitalen zenbaki kuantikoaren (0, 1, 2, 3, 4, etab.) araberakoa. Azpimahai kopurua energia mailaren zenbakiaren berdina da: adibidez, lehen energia mailak azpimahai bat du (s), bigarrena bi (s eta p), hirugarrena hiru (s, p eta d), eta abar.
Azpimahaian konteneratu daitezkeen elektron kopuru gehienezkoa 2(2l + 1) formularen bidez ematen da, non l orbitalen zenbaki kuantiko baita. Adibidez, s azpimahai 2 elektron gehienez konteneratu dezake, p azpimahai 6, d azpimahai 10, eta f azpimahai 14.
Zer da Orbitala?
Orbitala azpimahai baten barruko espazio eremua da, non elektron bat zertarako probabilitate batekin aurkitu daiteke. Orbitalen forma eta tamaina energia mailaren eta azpimahairen arabera dute: adibidez, s orbitalak esferikak dira, p orbitalak barra-lurrekoak, d orbitalak koltxo-formakoak edo kompleksuak, eta f orbitalak oso kompleksuak dira.
Orbital bakoitzak 2 elektron gehienez konteneratu dezake, haien biraka alderantzizkoak direnean: bat biratzen da zirkuluarrean eta bestea alderantzikatik. Birak elektronen beste ezaugarri bat da, magnetismoarekin lotuta dagoena.
Atomaren Elektron Konfigurazioa Idatzitzeko Moduak
Atomaren elektron konfigurazioa idazteko, betetako azpimahai guztiak eta haien elektron kopurua superskribatuta zerrendatzen dira. Adibidez, hidrogenoaren (H) elektron konfigurazioa 1s^1 da; heliumaren (He) elektron konfigurazioa 1s^2 da; litioaren (Li) elektron konfigurazioa 1s^2 2s^1 da; eta abar.
Azpimaheiek betetzearen ordena Aufbau principiora jarraitzen dio: elektronak lehenengo energiaren orbital txikienean kokatzen dira, ondoren energiaren orbital handiagoetara joatea.
Aufbau Principioa Aplikatzeko Moduak
Atomaren elektron konfigurazioa idazteko Aufbau principiora jarraituz, honako pausu hauek jarraitu behar dira:
Hasierako orbitala, 1s orbitala, hartu eta haietan 2 elektron gehienez bete.
Hurrengo orbitala, 2s orbitala, hartu eta haietan 2 elektron gehienez bete.
Hurrengo orbitala, 2p orbitala, hartu eta haietan 6 elektron gehienez bete.
Prozesu hau jarraitu, elektron guztiak orbitalentzat esleitu arte.
Elektron konfigurazioak idazteko erraztasuna emateko, noble gas baten sinboloa parentesi artean erabil daiteke, elektron internoen konfigurazio estabila adierazteko. Adibidez, neonaren (Ne) 1s^2 2s^2 2p^6 idaztearen ordez, [He] 2s^2 2p^6 idatz daiteke, non [He] heliumaren (He) konfigurazioa adierazten duen.
Elektronen banaketa orbitalen artean adierazteko, elektronen birak edo zirkuluak erabiliz diagrama bat ere erabil daiteke, elektron konfigurazio diagrama bezala ezagutzen dena. Birketak elektronen biraka adierazten dituzte, eta haien birak alderantzizkoak izan behar dira harako orbital bakoitzan. Zirkuluak elektronak adierazten dituzte, binkopatua adierazgabeko.
Aufbau Principioaren Espedizioak
Aufbau principiora jarraituz, elektronak ez dituzte beti orbitalak betetzen energia mailen arabera. Espedizio horiek gertatzen dira, azpimahai batzuk erdibeteak edo betebeteak daudenean, atomak estabilitate handiagoa badute, batez ere d eta f blokeetan.
Adibidez, kromioaren (Cr) zenbaki atomikoa 24 da, hau da, 24 elektron ditu. Aufbau principiora jarraituz, elektron konfigurazioa [Ar] 4s^2 3d^4 izan beharko luke, non [Ar] argonaren (Ar) konfigurazioa adierazten duen. Hala ere, konfigurazio hori ez da oso estabilgarria, 3d azpimahai bakarrik 4 elektron dituelako. Estabilgarriagoa den konfigurazioa [Ar] 4s^1 3d^5 da, non 4s eta 3d azpimahaiak erdibeteak diren, 1 eta 5 elektron dituztelako hurrenez hurren.
Beste adibide bat kobre (Cu) da, zenbaki atomikoa 29 duena, eta 29 elektron. Aufbau principiora jarraituz, elektron konfigurazioa [Ar] 4s^2 3d^9 izan beharko luke, non [Ar] argonaren (Ar) konfigurazioa adierazten duen. Hala ere, konfigurazio hori ez da oso estabilgarria, 3d azpimahai bakarrik 9 elektron dituelako. Estabilgarriagoa den konfigurazioa [Ar] 4s^1 3d^10 da, non 4s eta 3d azpimahaiak betebeteak diren, 1 eta 10 elektron dituztelako hurrenez hurren.
Espedizio gehiago daude Aufbau principiora d-transition metalen (d blokea) eta lanthaniden eta aktiniden (f blokea) artean. Espedizio horiek identifikatzeko, elementuen elektron konfigurazio observatuak eta energia mailen arabera predikatutakoak alderatu behar dira.
Zer Garrantzitsu Dugu Atomaren Elektron Konfigurazioak?
