Как да разберете електронската конфигурација на атомите
Електронската конфигурација на атом е начин за опишување како неговите електрони се распоредени во различни енергетски нивоа и поднивоа околу јадрото. Електронската конфигурација на атомот одредува многу од неговите физички и хемиски својства, како што е како реагира со други атоми, како проводи струја, и како се однесува во магнетно поле.
Што е електрон?
Електронот е податомска честичка со негативна наелектрисана која орбитира околу јадрото на атомот. Јадрото се состои од позитивно наелектрисани протони и неутрални неутрони. Бројот на протони во јадрото дефинира атомскиот број на елементот, а бројот на електрони во неутрален атом е еднаков на бројот на протони.
Електроните имаат многу мал маса врз основа на протоните и неутроните, и се движеат многу брзо во нивните орбити. Орбитите не се кружни патеки, туку региони на простор каде што е најверојатно да се најдат електроните. Овие региони се нарекуваат орбитали или подлошки, и имаат различни форми и големини во зависност од нивното енергетско ниво.
Што е енергетско ниво?
Енергетското ниво е главна обвивка или орбита која содржи една или повеќе подобвивки или орбитали. Енергетското ниво на орбита се одредува по неговата растојание од јадрото: колку е поблизу, толку е помала неговата енергија; колку е подалеч, толку е повисока неговата енергија.
Енергетските нивоа се бројат од 1 до 7, започнувајќи од најблиското до јадрото. Првото енергетско ниво може да ги содржи до 2 електрона, второто до 8, третото до 18, итн. Формулата за пресметување на максималниот број на електрони во енергетско ниво е 2n^2, каде што n е бројот на енергетското ниво.
Што е подлошка?
Подлошката е подделение на енергетско ниво што содржи една или повеќе орбитали со иста форма и енергија. Подлошките се именувани со букви: s, p, d, f, g, итн., кои соодветствуваат на квантификациони броеви на орбитали 0, 1, 2, 3, 4, итн. Бројот на подлошки во енергетско ниво е еднаков на бројот на енергетското ниво: на пример, првото енергетско ниво има една подлошка (s), второто има две (s и p), третото има три (s, p, и d), итн.
Максималниот број на електрони кои можат да се сместат во подлошка се дава со формулата 2(2l + 1), каде што l е квантификациониот број на орбитали. На пример, s подлошката може да содржи до 2 електрона, p подлошката до 6, d подлошката до 10, а f подлошката до 14.
Што е орбитал?
Орбиталот е регион на простор во подлошка каде што електронот може да се најде со одредена веројатност. Формата и големината на орбиталот зависат од неговото енергетско ниво и подлошка: на пример, s орбиталите се сферични, p орбиталите се с формата на думбал, d орбиталите се со формата на клевер или комплексни, а f орбиталите се уште повеќе комплексни.
Секој орбитал може да содржи до 2 електрона со спротивни ротации: еден со ротација во насока на часовникот и еден со ротација против часна стрелка. Ротацијата е друга својство на електроните што влијае на нивното магнетно однесување.
Како да напишете електронската конфигурација на атом?
Електронската конфигурација на атом се пиши со листање на сите заети подлошки со нивниот број на електрони во надворешен индекс. На пример, електронската конфигурација на водород (H) со еден електрон е 1s^1; електронската конфигурација на хелиум (He) со два електрона е 1s^2; електронската конфигурација на литиум (Li) со три електрона е 1s^2 2s^1; итн.
Редоследот во кој подлошките се пополнуваат следи правило наречено принцип на Aufbau или принцип на изградба: електроните заемаат најмало-енергетските орбитали достапни прво пред да се преместат на повисоко-енергетски.
Како да примените принципот на Aufbau?
За да напишете електронската конфигурација на атом користејќи принципот на Aufbau, треба да следите овие чекори:
Започнете со најмало-енергетскиот орбитал, кој е 1s орбитал, и го пополнете со до два електрона.
Преминете на следниот најмало-енергетски орбитал, кој е 2s орбитал, и го пополнете со до два електрона.
Преминете на следниот најмало-енергетски орбитал, кој е 2p орбитал, и го пополнете со до шест електрона.
Наставете со овој процес додека сите електрони на атомот не се доделени на орбитали.
За да ја поедноставите написувањето на електронски конфигурации, може да користите скратена нотација која користи симболот на претходниот благороден гас во загради за да ги претстави внатрешните електрони што се во стабилна конфигурација. На пример, наместо да напишете 1s^2 2s^2 2p^6 за неон (Ne), може да напишете [He] 2s^2 2p^6, каде што [He] претставува конфигурацијата на хелиум (He).
Такоѓе може да користите дијаграм наречен орбитален дијаграм или дијаграм на електронска конфигурација за да покажете распределбата на електрони во орбитали користејќи стрелки или круници. Стрелките претставуваат ротацијата на електроните, и мора да се парираат со спротивни ротации во секој орбитал. Круниците претставуваат електроните без да покажуваат нивната ротација.
Кои се изузетоците од принципот на Aufbau?
Принципот на Aufbau работи добре за повеќето елементи, но има некои изузетоци каде што електроните не пополнуваат орбитали според нивните енергетски нивоа. Овие изузетоци се случуваат затоа што некои атоми се повеќе стабилни кога имаат половински или целосно пополнети подлошки, особено во d и f блоковите.
На пример, хром (Cr) има атомски број 24, што значи дека има 24 електрона. Според принципот на Aufbau, неговата електронска конфигурација треба да биде [Ar] 4s^2 3d^4, каде што [Ar] претставува конфигурацијата на аргон (Ar). Меѓутоа, оваа конфигурација не е многу стабилна затоа што 3d подлошката е само делично пополнета со четири електрона. Повеќе стабилна конфигурација е [Ar] 4s^1 3d^5, каде што и 4s и 3d подлошките се половински пополнети со еден и пет електрони, соодветно.
Друг пример е медиум (Cu), кој има атомски број 29 и 29 електрони. Според принципот на Aufbau, неговата електронска конфигурација треба да биде [Ar] 4s^2 3d^9, каде што [Ar] претставува конфигурацијата на аргон (Ar). Меѓутоа, оваа конфигурација не е многу стабил
