Kā saprast atomu elektronisko konfigurāciju
Atoms elektronu konfigurācija ir veids, kā aprakstīt, kā tā elektroni ir izvietoti dažādos enerģijas līmeņos un apakšlīmeņos apkārt kodolam. Atoms elektronu konfigurācija nosaka daudzus tā fiziskos un ķīmiskos īpašības, piemēram, kā tas reaģē ar citiem atomiem, kā tas ved elektroenerģiju un kā tas uzvedas magnētiskā laukā.
Kas ir Elektrons?
Elektrons ir negatīvi slodināts subatomārs daudzums, kas aporbit kodolu atomā. Kodols sastāv no pozitīvi slodinātajiem protoniem un neitrāli slodinātajiem neutrōniem. Protonu skaits kodolā definē elementa atomskaitli, un neitrāla atoma elektronu skaits ir vienāds ar protonu skaitu.
Salīdzinājumā ar protoniem un neutrōniem elektronu masa ir ļoti maza, un tie pārvietojas ļoti ātri savos orbitājos. Orbiti nav apļas trajektorijas, bet gan telpas reģioni, kur elektronu varētu atrasties. Šie reģioni tiek saukti par orbitaliem vai apakškuģelīšiem, un to formas un izmēri atšķiras atkarībā no to enerģijas līmeņa.
Kas ir Enerģijas Līmenis?
Enerģijas līmenis ir galvenais kuģelīšs vai orbīta, kas satur vienu vai vairākus apakškuģelīšus vai orbitāļus. Orbitāļa enerģijas līmenis tiek noteikts tā attālumā no kodola: jo tuvāk tas ir, jo zemāka tā enerģija; jo tālāk tas ir, jo augstāka tā enerģija.
Enerģijas līmeņi tiek numurēti no 1 līdz 7, sākot no tuvākā kodolam. Pirmajā enerģijas līmenī var ietilpt līdz 2 elektroniem, otrajā līdz 8, trešajā līdz 18 utt. Formulas, ar ko aprēķina maksimālo elektronu skaitu enerģijas līmenī, ir 2n^2, kur n ir enerģijas līmeņa numurs.
Kas ir Apakškuģelīšs?
Apakškuģelīšs ir enerģijas līmeņa apakšdalījums, kas satur vienu vai vairākus orbitāļus ar vienādu formu un enerģiju. Apakškuģelīši tiek nosaukti ar burtiem: s, p, d, f, g utt., atbilstoši orbitālajiem kvantu skaitļiem 0, 1, 2, 3, 4 utt. Apakškuģelīšu skaits enerģijas līmenī ir vienāds ar enerģijas līmeņa numuru: piemēram, pirmajā enerģijas līmenī ir viens apakškuģelīšs (s), otrajā ir divi (s un p), trešajā ir trīs (s, p un d) utt.
Maksimālais elektronu skaits, kas var ietilpt apakškuģelīšā, tiek aprēķināts pēc formulas 2(2l + 1), kur l ir orbitālais kvantu skaitlis. Piemēram, s apakškuģelīšā var ietilpt līdz 2 elektroniem, p apakškuģelīšā līdz 6, d apakškuģelīšā līdz 10, f apakškuģelīšā līdz 14.
Kas ir Orbitālis?
Orbitālis ir telpas reģions apakškuģelīšā, kur elektronu var atrasties ar noteiktu varbūtību. Orbitāļa forma un izmērs atkarīgs no tā enerģijas līmeņa un apakškuģelīša: piemēram, s orbitāļi ir sfēriski, p orbitāļi ir dumbell-formed, d orbitāļi ir klaverformed vai sarežģīti formed, un f orbitāļi ir vēl sarežģītāki.
Katrā orbitālī var ietilpt līdz 2 elektroni ar pretējo spinnu: viens spinnēt pulksteņrādītāja virzienā un viens pret pulksteņrādītāja virzienā. Spins ir cits elektronu īpašība, kas ietekmē to magnētisko uzvedību.
Kā Uzrakstīt Atoma Elektronu Konfigurāciju?
Atoma elektronu konfigurācija tiek uzrakstīta, uzskaitot visus aizņemtos apakškuģelīšus ar to elektronu skaitu superskriptā. Piemēram, viena elektronu hidrogena (H) elektronu konfigurācija ir 1s^1; divu elektronu hēlija (He) elektronu konfigurācija ir 1s^2; trīs elektronu litija (Li) elektronu konfigurācija ir 1s^2 2s^1 utt.
Apakškuģelīšu aizpildīšanas secība sekolo normu, kas sauc par Aufbau principu vai uzbūves principu: elektroni aizņem pieejamos zemāko enerģijas orbitāļus, pirms pārvietojas uz augstāko enerģijas orbitāļiem.
Kā Izmantot Aufbau Principu?
Lai uzrakstītu atoma elektronu konfigurāciju, izmantojot Aufbau principu, mums jāievēro šādi soļi:
Sāciet ar zemāko enerģijas orbitāli, kas ir 1s orbitālis, un aizpildiet to līdz diviem elektroniem.
Pāriet uz nākamo zemāko enerģijas orbitāli, kas ir 2s orbitālis, un aizpildiet to līdz diviem elektroniem.
Pāriet uz nākamo zemāko enerģijas orbitāli, kas ir 2p orbitālis, un aizpildiet to līdz sešiem elektroniem.
Turpiniet šo procesu, līdz visi atoma elektroni ir piešķirti orbitāļiem.
Lai vienkāršotu elektronu konfigurāciju uzrakstīšanu, mēs varam izmantot saīsināto notāciju, kas izmanto iepriekšējā nobla gasa simbolu iekavās, lai pārstāvētu iekšējos elektronus, kas atrodas stabila konfigurācijā. Piemēram, vietā 1s^2 2s^2 2p^6 neona (Ne) mēs varam uzrakstīt [He] 2s^2 2p^6, kur [He] pārstāv heliuma (He) konfigurāciju.
Mēs varam arī izmantot diagrammu, kas sauc par orbitāles diagrammu vai elektronu konfigurācijas diagrammu, lai rādītu elektronu sadalījumu orbitāļos, izmantojot bultas vai riņķus. Bultas pārstāv elektronu spinu, un tām jābūt pārdabūtām ar pretējo spinu katrā orbitālī. Riņķi pārstāv elektronus bez to spinu rādīšanas.
Kādas Ir Izņēmumi No Aufbau Principa?
Aufbau princips labi darbojas lielākajai daļai elementiem, bet ir daži izņēmumi, kad elektroni neatbilst enerģijas līmeņiem. Šie izņēmumi notiek, jo daži atomi ir stabilitātā, ja viņi ir pusapcilpas vai pilnapcilpas apakškuģelīšos, īpaši d un f blokos.
Piemēram, khroms (Cr) ir atomskaitlis 24, kas nozīmē, ka tam ir 24 elektroni. Pēc Aufbau principa, tā elektronu konfigurācija vajadzētu būt [Ar] 4s^2 3d^4, kur [Ar] pārstāv argona (Ar) konfigurāciju. Tomēr šī konfigurācija nav ļoti stabila, jo 3d apakškuģelīšs ir tikai daļēji aizpildīts ar četriem elektroniem. Stabilāka konfigurācija ir [Ar] 4s^1 3d^5, kur abiem 4s un 3d apakškuģelīšiem ir pusapcilpas ar vienu un pieciem elektroniem attiecīgi.
Cits piemērs ir dzelzs (Cu), kam ir atomskaitlis 29 un 29 elektroni. Pēc Aufbau principa, tā elektronu konfigurācija vajadzētu būt [Ar] 4s^2 3d^9, kur [Ar] pārstāv argona (Ar) konfigurāciju. Tomēr šī konfigurācija nav ļoti stabila, jo 3d apakškuģelīšs ir tikai daļēji aizpildīts ar deviņiem elektroniem. Stabilāka konfigurācija ir [Ar] 4s^1 3d^10, kur abiem 4s un 3d apakškuģelīšiem ir pilnopcilpas ar vienu un desmit elektroniem attiecīgi.
Ir vēl citi iz
