Paano maintindihan ang Electronic Configuration ng mga Atom
Ang elektronikong konpigurasyon ng isang atomo ay isang paraan ng paglalarawan kung paano nakalagay ang mga elektron nito sa iba't ibang antas at sub-antas ng enerhiya paligid ng nucleus. Ang elektronikong konpigurasyon ng isang atomo ay nagpapahiwatig ng maraming pisikal at kimikal na katangian nito, tulad ng kung paano ito tumutugon sa iba pang atoms, kung paano ito nagdudulot ng kuryente, at kung paano ito umiiral sa isang magnetic field.
Ano ang Elektron?
Ang elektron ay isang negatibong na-charged na subatomic na partikulo na umuorbit sa nucleus ng isang atomo. Ang nucleus ay binubuo ng positibong na-charged na proton at neutrales na charged na neutron. Ang bilang ng mga proton sa nucleus ay nagtatakda ng atomic number ng isang elemento, at ang bilang ng mga elektron sa isang neutral na atomo ay kapareho ng bilang ng mga proton.
Ang mga elektron ay may kaunti na lang na masa kumpara sa mga proton at neutron, at sila ay lumilipad nang napakabilis sa kanilang mga orbit. Ang mga orbit ay hindi circular na ruta, kundi mga rehiyon ng espasyo kung saan malamang na makikita ang mga elektron. Ang mga rehiyong ito ay tinatawag na orbitals o subshells, at may iba't ibang hugis at laki depende sa kanilang antas ng enerhiya.
Ano ang Antas ng Enerhiya?
Ang antas ng enerhiya ay isang pangunahing shell o orbit na naglalaman ng isang o higit pang subshells o orbitals. Ang antas ng enerhiya ng isang orbital ay inilalarawan ng distansya nito mula sa nucleus: kung mas malapit ito, mas mababa ang enerhiya nito; kung mas malayo, mas mataas ang enerhiya nito.
Ang mga antas ng enerhiya ay numero mula 1 hanggang 7, nagsisimula sa pinakamalapit sa nucleus. Ang unang antas ng enerhiya ay maaaring maglaan ng hanggang 2 elektron, ang ikalawa ay hanggang 8, ang ikatlo ay hanggang 18, at iba pa. Ang formula para sa pagkalkula ng maksimum na bilang ng mga elektron sa isang antas ng enerhiya ay 2n^2, kung saan n ang numero ng antas ng enerhiya.
Ano ang Subshell?
Ang subshell ay isang subdivision ng isang antas ng enerhiya na naglalaman ng isang o higit pang orbitals na may parehong hugis at enerhiya. Ang mga subshells ay inilalarawan ng mga titik: s, p, d, f, g, atbp., na kumakatawan sa orbital quantum numbers 0, 1, 2, 3, 4, atbp. Ang bilang ng mga subshells sa isang antas ng enerhiya ay kapareho ng numero ng antas ng enerhiya: halimbawa, ang unang antas ng enerhiya ay may isang subshell (s), ang ikalawa ay may dalawa (s at p), ang ikatlo ay may tatlo (s, p, at d), at iba pa.
Ang maksimum na bilang ng mga elektron na maaaring ilagay sa isang subshell ay ibinibigay ng formula 2(2l + 1), kung saan l ang orbital quantum number. Halimbawa, ang s subshell ay maaaring maglaan ng hanggang 2 elektron, ang p subshell ay hanggang 6, ang d subshell ay hanggang 10, at ang f subshell ay hanggang 14.
Ano ang Orbital?
Ang orbital ay isang rehiyon ng espasyo sa loob ng isang subshell kung saan maaaring makita ang isang elektron na may tiyak na probabilidad. Ang hugis at laki ng isang orbital ay depende sa antas ng enerhiya at subshell nito: halimbawa, ang s orbitals ay spherical, ang p orbitals ay dumbbell-shaped, ang d orbitals ay clover-shaped o complex-shaped, at ang f orbitals ay mas komplikado pa.
Bawat orbital ay maaaring maglaan ng hanggang 2 elektron na may kabaligtarang spins: isa na clockwise at isa na counterclockwise. Ang spin ay isa pang katangian ng mga elektron na nakakaapekto sa kanilang magnetic behavior.
Paano Isulat ang Elektronikong Konpigurasyon ng isang Atomo?
Ang elektronikong konpigurasyon ng isang atomo ay isinusulat sa pamamagitan ng pag-lista ng lahat ng okupadong subshells kasama ang kanilang bilang ng elektron sa superscript. Halimbawa, ang elektronikong konpigurasyon ng hydrogen (H) na may isang elektron ay 1s^1; ang elektronikong konpigurasyon ng helium (He) na may dalawang elektron ay 1s^2; ang elektronikong konpigurasyon ng lithium (Li) na may tatlong elektron ay 1s^2 2s^1; at iba pa.
Ang pagkakasunod-sunod kung saan ang mga subshells ay puno ay sumusunod sa isang tuntunin na tinatawag na Aufbau principle o building-up principle: ang mga elektron ay okupado sa mga orbital na may pinakamababang enerhiya bago lumipat sa mga mas mataas na enerhiya.
Paano Ipaglabas ang Aufbau Principle?
Upang isulat ang elektronikong konpigurasyon ng isang atomo gamit ang Aufbau principle, kailangan nating sundin ang mga sumusunod na hakbang:
Simulan sa pinakamababang-enerhiyang orbital, na ang 1s orbital, at punuan ito ng hanggang 2 elektron.
Lumipat sa susunod na pinakamababang-enerhiyang orbital, na ang 2s orbital, at punuan ito ng hanggang 2 elektron.
Lumipat sa susunod na pinakamababang-enerhiyang orbital, na ang 2p orbital, at punuan ito ng hanggang 6 elektron.
Magpatuloy sa proseso hanggang sa lahat ng elektron ng atomo ay na-assigned sa mga orbital.
Upang simplipikuhin ang pagsulat ng elektronikong konpigurasyon, maaari nating gamitin ang shorthand notation na gumagamit ng simbolo ng nakaraang noble gas sa brackets upang kumatawan sa mga inner elektron na nasa stable configuration. Halimbawa, sa halip na isulat 1s^2 2s^2 2p^6 para sa neon (Ne), maaari nating isulat [He] 2s^2 2p^6, kung saan [He] kumakatawan sa konpigurasyon ng helium (He).
Maaari rin nating gamitin ang isang diagram na tinatawag na orbital diagram o electron configuration diagram upang ipakita ang distribusyon ng mga elektron sa mga orbital gamit ang mga arrow o circles. Ang mga arrow ay kumakatawan sa spin ng mga elektron, at kailangan silang pairin ng opposite spins sa bawat orbital. Ang mga circles ay kumakatawan sa mga elektron nang walang pagpapakita ng kanilang spin.
Ano ang mga Paglabag sa Aufbau Principle?
Ang Aufbau principle ay gumagana nang maayos para sa maraming elemento, ngunit mayroong ilang paglabag kung saan ang mga elektron ay hindi puno ang mga orbital batay sa kanilang antas ng enerhiya. Ang mga paglabag na ito ay nangyayari dahil ang ilang atom ay mas matatag kung may half-filled o fully-filled na subshells, lalo na sa d at f blocks.
Halimbawa, ang chromium (Cr) ay may atomic number na 24, na ibig sabihin ito ay may 24 elektron. Batay sa Aufbau principle, ang elektronikong konpigurasyon nito ay dapat [Ar] 4s^2 3d^4, kung saan [Ar] kumakatawan sa konpigurasyon ng argon (Ar). Gayunpaman, ang konpigurasyong ito ay hindi masyadong matatag dahil ang 3d subshell ay partial filled lang ng apat na elektron. Ang mas matatag na konpigurasyon ay [Ar] 4s^1 3d^5, kung saan parehong 4s at 3d subshells ay half-filled ng isang at limang elektron, kasing-orden.
Iba pang halimbawa ay ang copper (Cu), na may atomic number na 29 at 29 elektron. Batay sa Aufbau principle, ang elektronikong konpigurasyon nito ay dapat [Ar] 4s^2 3d^9, kung saan [Ar] kumakatawan sa konpigurasyon ng argon (Ar). Gayunpaman, ang konpigurasyong ito ay hindi masyadong matatag dahil ang 3d subshell ay partial filled lang ng siyam na elektron. Ang mas matatag na konpigurasyon ay [Ar] 4s^1 3d^10, kung saan parehong 4s at 3d subshells ay fully filled ng isang at sampung elektron, kasing-orden.
Mayroon pa ibang paglabag sa Aufbau principle sa transition metals (d block) at sa lanthanides at actinides (f block). Upang matukoy ang mga paglabag na ito, kailangan nating tingnan ang kanilang observed electronic configurations at ikumpara ito sa kanilang predicted ones batay sa kanilang antas ng enerhiya.
Bakit Mahalaga ang Ele
