Vsebina

• Koraki
• Metoda 1 od 2: Porazdelitev elektronov po periodičnem sistemu D. I. Mendelejeva
• Metoda 2 od 2: Uporaba periodnega sistema ADOMAH
• Nasveti

Elektronska konfiguracija atom je numerična predstavitev njegovih elektronskih orbitalov. Elektronske orbitale so regije različnih oblik, ki se nahajajo okoli atomskega jedra, v katerih je elektron matematično verjeten. Elektronska konfiguracija pomaga bralcu hitro in enostavno povedati, koliko elektronskih orbitalov ima atom, ter določiti število elektronov v vsaki orbiti. Ko boste prebrali ta članek, boste obvladali način ustvarjanja elektronskih konfiguracij.

Koraki

Metoda 1 od 2: Porazdelitev elektronov po periodičnem sistemu D. I. Mendelejeva

1. 1 Poiščite atomsko številko svojega atoma. Vsak atom ima s seboj povezano določeno število elektronov. Poiščite simbol za svoj atom v periodnem sistemu. Atomsko število je pozitivno celo število, ki se začne pri 1 (za vodik) in se poveča za eno za vsak naslednji atom. Atomsko število je število protonov v atomu, zato je tudi število elektronov v atomu z ničelnim nabojem.
2. 2 Določite naboj atoma. Nevtralni atomi bodo imeli enako število elektronov, kot je prikazano v periodnem sistemu. Nabiti atomi pa bodo imeli več ali manj elektronov, odvisno od količine njihovega naboja. Če delate z nabitim atomom, dodajte ali odštejte elektrone na naslednji način: dodajte en elektron za vsak negativni naboj in odštejte enega za vsakega pozitivnega.
   • Na primer, natrijev atom z nabojem -1 bo imel dodaten elektron poleg tega do njegove osnovne atomske številke 11. Z drugimi besedami, skupni atom bo imel 12 elektronov.
   • Če govorimo o atomu natrija z nabojem +1, je treba od osnovne atomske številke 11 odšteti en elektron. Tako bo atom imel 10 elektronov.
3. 3 Zapomnite si osnovni seznam orbitalov. Ko se število elektronov povečuje, zapolnijo različne podnivoje elektronske lupine atoma po določenem zaporedju. Vsak podnivo elektronske lupine, ko je napolnjen, vsebuje sodo število elektronov. Na voljo so naslednji podnivoji:
   • s-podnivo (katera koli številka v elektronski konfiguraciji, ki je pred črko "s") vsebuje eno samo orbito in po Paulijevo načelo, lahko ena orbitala vsebuje največ 2 elektrona, zato sta lahko na vsakem s-podnivu elektronske lupine 2 elektrona.
   • p-podnivo vsebuje 3 orbitale, zato lahko vsebuje največ 6 elektronov.
   • d-podnivo vsebuje 5 orbitalov, zato ima lahko do 10 elektronov.
   • f-podnivo vsebuje 7 orbitalov, zato ima lahko do 14 elektronov.
   • g-, h-, i- in k-podravni so teoretične. Atomi, ki vsebujejo elektrone v teh orbitalah, niso znani. G-podnivo vsebuje 9 orbitalov, zato bi teoretično lahko imela 18 elektronov. H-podnivo ima lahko 11 orbitalov in največ 22 elektronov; v i -podnivo -13 orbitale in največ 26 elektronov; na k -podravni - 15 orbitalov in največ 30 elektronov.
   • Zapomnite si vrstni red orbital z mnemotehničnim trikom:
     Sober Phiziki Dna ne F.ind Giraffes Hiding jazn Kitchens (trezni fiziki ne najdejo žiraf, ki se skrivajo v kuhinjah).
4. 4 Razumeti elektronski konfiguracijski zapis. Zabeležene so elektronske konfiguracije, ki jasno odražajo število elektronov v vsaki orbiti. Orbitale so zapisane zaporedno, pri čemer je število atomov v vsaki orbiti navzgor desno od imena orbite. Dokončana elektronska konfiguracija je v obliki zaporedja oznak na podravni in nadnapisov.
   • Na primer, najpreprostejša elektronska konfiguracija: 1s 2s 2p. Ta konfiguracija kaže, da sta na podravni 1s dva elektrona, na podnivo 2s dva elektrona in na podnivo 2p šest elektronov. 2 + 2 + 6 = skupaj 10 elektronov. To je elektronska konfiguracija nevtralnega neonskega atoma (neonsko atomsko število je 10).
5. 5 Zapomnite si vrstni red orbital. Upoštevajte, da so elektronske orbitale oštevilčene v naraščajočem vrstnem redu številke elektronske lupine, vendar v naraščajočem vrstnem redu energije. Na primer, napolnjena 4s orbitala je manj energična (ali manj mobilna) kot delno napolnjena ali napolnjena 3d, zato se najprej zabeleži 4s orbitala. Ko poznate vrstni red orbitalov, jih lahko preprosto izpolnite glede na število elektronov v atomu. Vrstni red polnjenja orbitalov je naslednji: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.
   • Elektronska konfiguracija atoma, v katerem so zapolnjene vse orbitale, bo imela naslednjo obliko: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p
   • Upoštevajte, da je zgornji vnos, ko so vse orbitale zapolnjene, elektronska konfiguracija elementa Uuo (ununoctium) 118, najvišje oštevilčenega atoma v periodnem sistemu. Zato ta elektronska konfiguracija vsebuje vse trenutno znane elektronske podravni nevtralno nabitega atoma.
6. 6 Izpolnite orbitale glede na število elektronov v vašem atomu. Na primer, če želimo zapisati elektronsko konfiguracijo nevtralnega atoma kalcija, moramo začeti z iskanjem njegove atomske številke v periodnem sistemu. Njegovo atomsko število je 20, zato bomo po zgornjem vrstnem redu zapisali konfiguracijo atoma z 20 elektroni.
   • Izpolnite orbitale v zgornjem vrstnem redu, dokler ne dosežete dvajsetega elektrona. Prva 1s orbitala bo vsebovala dva elektrona, 2s orbitali pa tudi dva, 2p - šest, 3s - dva, 3p - 6 in 4s - 2 (2 + 2 + 6 +2 + 6 + 2 = 20). z drugimi besedami, elektronska konfiguracija kalcija je: 1s 2s 2p 3s 3p 4s.
   • Upoštevajte, da so orbitale v naraščajočem energetskem vrstnem redu. Ko se na primer pripravite premakniti na 4. raven energije, najprej zapišite orbito 4s in potem 3d. Po četrti energijski stopnji greš na peto, kjer se ponovi isti vrstni red. To se zgodi šele po tretji ravni energije.
7. 7 Periodni sistem uporabite kot vizualni namig. Verjetno ste že opazili, da oblika periodnega sistema ustreza vrstnemu redu elektronskih podnivov v elektronskih konfiguracijah. Na primer, atomi v drugem stolpcu z leve strani se vedno končajo na "s", medtem ko se atomi na desnem robu tankega srednjega odseka vedno končajo na "d" itd. Periodni sistem uporabite kot vizualni vodnik za pisanje konfiguracij - vrstni red, v katerem dodate orbite, ustreza vašemu položaju v tabeli. Glej spodaj:
   • Zlasti dva najbolj leva stolpca vsebujeta atome, katerih elektronske konfiguracije se končajo s s-orbitalami, desni blok tabele vsebuje atome, katerih konfiguracije se končajo s p-orbitalami, v spodnjem delu pa se atomi končajo s f-orbitalami.
   • Ko na primer zapišete elektronsko konfiguracijo klora, pomislite tako: "Ta atom se nahaja v tretji vrstici (ali" obdobju ") periodnega sistema. Nahaja se tudi v peti skupini p orbitalnega bloka periodičnega sistema. Zato se bo njegova elektronska konfiguracija končala v ... 3p
   • Upoštevajte: za elemente d in f orbitale tabele so značilne ravni energije, ki ne ustrezajo obdobju, v katerem se nahajajo. Na primer, prva vrstica bloka elementov z d-orbitalami ustreza 3d orbitalam, čeprav se nahaja v 4. obdobju, prva vrstica elementov s f-orbitalami pa ustreza orbiti 4f, kljub temu da je v 6. obdobju.
8. 8 Naučite se stenografije za pisanje dolgih elektronskih konfiguracij. Atomi na desnem robu periodnega sistema se imenujejo plemeniti plini. Ti elementi so kemično zelo stabilni. Če želite skrajšati postopek pisanja dolgih elektronskih konfiguracij, preprosto v oglate oklepaje napišite kemijski simbol najbližjega žlahtnega plina z manj elektroni kot vaš atom, nato pa nadaljujte s pisanjem elektronske konfiguracije naslednjih orbitalnih ravni. Glej spodaj:
   • Za razumevanje tega koncepta je koristno napisati primer konfiguracije. Zapišemo konfiguracijo za cink (atomska številka 30) z okrajšavo žlahtni plin. Celotna konfiguracija cinka izgleda tako: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. Vidimo pa, da je 1s 2s 2p 3s 3p elektronska konfiguracija argona, žlahtnega plina. Preprosto zamenjajte elektronski konfiguracijski del cinka s kemijskim simbolom argon v oglatih oklepajih ([Ar].)
   • Tako je elektronska konfiguracija cinka, napisana v skrajšani obliki, naslednja: [Ar] 4s 3d.
   • Upoštevajte, da če pišete elektronsko konfiguracijo žlahtnega plina, recimo argona, ne morete pisati [Ar]! Uporabiti je treba redukcijo žlahtnega plina, ki se sooča s tem elementom; za argon bo neon ([Ne]).

Metoda 2 od 2: Uporaba periodnega sistema ADOMAH

1. 1 Naučite se periodnega sistema ADOMAH. Ta metoda beleženja elektronske konfiguracije ne zahteva zapomnitve, vendar zahteva revidirano periodično tabelo, saj v tradicionalni periodni tabeli, ki se začne od četrtega obdobja, številka obdobja ne ustreza elektronski lupini. Poiščite periodni sistem ADOMAH - posebno vrsto periodnega sistema, ki ga je razvil znanstvenik Valery Zimmerman. To je enostavno najti s kratkim iskanjem po internetu.
   • V periodnem sistemu ADOMAH vodoravne vrstice predstavljajo skupine elementov, kot so halogeni, žlahtni plini, alkalne kovine, zemeljskoalkalijske kovine itd. Navpični stolpci ustrezajo elektronskim nivojem, tako imenovane "kaskade" (diagonalne črte, ki povezujejo bloke s, p, d in f) pa obdobja.
   • Helij se premakne v vodik, saj imata oba elementa 1s orbital. Bloki obdobij (s, p, d in f) so prikazani na desni strani, številke ravni pa na dnu. Elementi so prikazani v poljih s številkami od 1 do 120. Te številke so skupne atomske številke, ki predstavljajo skupno število elektronov v nevtralnem atomu.
2. 2 Poiščite svoj atom v tabeli ADOMAH. Za zapis elektronske konfiguracije elementa poiščite njegov simbol v periodnem sistemu ADOMAH in prečrtajte vse elemente z večjo atomsko številko. Na primer, če morate zapisati elektronsko konfiguracijo erbija (68), prečrtajte vse elemente od 69 do 120.
   • Upoštevajte številke od 1 do 8 na dnu tabele. To so številke elektronskih ravni ali številke stolpcev. Prezri stolpce, ki vsebujejo samo prečrtane elemente.Za erbij ostanejo stolpci, oštevilčeni 1, 2, 3, 4, 5 in 6.
3. 3 Odštejte orbitalne podravni do svojega elementa. Če pogledate simbole blokov, prikazane desno od tabele (s, p, d in f), in številke stolpcev, prikazane na dnu, prezrite diagonalne črte med bloki in stolpce razdelite na stolpce po vrstnem redu od spodaj na vrh. Še enkrat, prezrite polja z vsemi prečrtanimi elementi. Zapišite bloke stolpcev, začenši s številko stolpca, ki ji sledi simbol bloka, tako: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (za erbij).
   • Opomba: Zgornja elektronska konfiguracija Er je zapisana v naraščajočem vrstnem redu številke elektronskega podnivoja. Lahko se zapiše tudi po vrstnem redu zapolnitve orbitalov. Če želite to narediti, sledite kaskadam od spodaj navzgor in ne stolpcem, ko pišete bloke stolpcev: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f.
4. 4 Preštejte elektrone za vsako elektronsko podnivo. Preštejte elemente v vsakem bloku-stolpcu, ki niso bili prečrtani, iz vsakega elementa pritrdite en elektron in napišite njihovo število poleg simbola bloka za vsak stolpec bloka na naslednji način: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s ... V našem primeru je to elektronska konfiguracija erbija.
5. 5 Upoštevajte napačne elektronske konfiguracije. Obstaja osemnajst tipičnih izjem, povezanih z elektronskimi konfiguracijami atomov v najnižjem energijskem stanju, imenovanem tudi osnovno energijsko stanje. Ne spoštujejo splošnega pravila le v zadnjih dveh ali treh položajih, ki jih zasedajo elektroni. V tem primeru dejanska elektronska konfiguracija predpostavlja, da so elektroni v stanju z nižjo energijo v primerjavi s standardno konfiguracijo atoma. Atomi izjeme vključujejo:
   • Kr (..., 3d5, 4s1); Cu (..., 3d10, 4s1); Nb (..., 4d4, 5s1); Mo (..., 4d5, 5s1); Ru (..., 4d7, 5s1); Rh (..., 4d8, 5s1); Pd (..., 4d10, 5s0); Ag (..., 4d10, 5s1); La (..., 5d1, 6s2); Ce (..., 4f1, 5d1, 6s2); Gd (..., 4f7, 5d1, 6s2); Au (..., 5d10, 6s1); Ac (..., 6d1, 7s2); Th (..., 6d2, 7s2); Pa (..., 5f2, 6d1, 7s2); U (..., 5f3, 6d1, 7s2); Np (..., 5f4, 6d1, 7s2) in Cm (..., 5f7, 6d1, 7s2).

Nasveti

• Če želite najti atomsko številko atoma, ko je zapisano v elektronski konfiguraciji, preprosto seštejte vse številke, ki sledijo črkam (s, p, d in f). To deluje le pri nevtralnih atomih, če imate opravka z ionom, potem nič ne bo delovalo - morate dodati ali odšteti število dodatnih ali izgubljenih elektronov.
• Številka, ki sledi črki, je nadpisana, ne naredite napake pri preverjanju.
• Ni "stabilnosti napol napolnjenega" podniva. To je poenostavitev. Vsaka stabilnost, ki se nanaša na "napol napolnjene" podravni, je posledica dejstva, da vsako orbito zaseda en elektron, zato je odboj med elektroni minimalen.
• Vsak atom teži k stabilnemu stanju, najbolj stabilne konfiguracije pa so zapolnile podravni s in p (s2 in p6). Plemeniti plini imajo takšno konfiguracijo, zato redko vstopajo v reakcije in se nahajajo na desni v periodnem sistemu. Če se torej konfiguracija konča pri 3p, potem za stabilno stanje potrebujeta dva elektrona (za izgubo šestih, vključno z elektroni s-podnivoja, je potrebna več energije, zato je lažje izgubiti štiri). In če se konfiguracija konča na 4d, potem mora izgubiti tri elektrone, da doseže stabilno stanje. Poleg tega so polovično napolnjene podravni (s1, p3, d5 ..) bolj stabilne kot na primer p4 ali p2; vendar bosta s2 in p6 še bolj robustna.
• Ko imate opravka z ionom, to pomeni, da število protonov ni enako številu elektronov. V tem primeru bo naboj atoma prikazan zgoraj desno (praviloma) kemijskega simbola. Zato ima antimonov atom z nabojem +2 elektronsko konfiguracijo 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. Upoštevajte, da se je 5p spremenilo v 5p. Bodite previdni, ko se konfiguracija nevtralnega atoma konča na podravni, razen s in p. Ko poberete elektrone, jih lahko poberete samo iz valentnih orbitalov (s in p orbitale).Če se torej konfiguracija konča pri 4s 3d in atom pridobi naboj +2, se bo konfiguracija končala pri 4s 3d. Upoštevajte, da 3d ne spreminja, namesto da izgubi s-orbitalne elektrone.
• Obstajajo pogoji, ko je elektron prisiljen "iti na višjo raven energije". Ko na podravni manjka en elektron do polovice ali do polnosti, vzemite en elektron z najbližje s-ali p-podnivoja in ga premaknite na podnivo, ki potrebuje elektron.
• Obstajata dve možnosti za snemanje elektronske konfiguracije. Lahko jih zapišemo v naraščajočem vrstnem redu energijskih ravni ali po vrstnem redu zapolnitve elektronskih orbitalov, kot je prikazano zgoraj za erbij.
• Elektronsko konfiguracijo elementa lahko zapišete tudi tako, da zapišete samo valenčno konfiguracijo, ki je zadnja s in p podravni. Tako bo valentna konfiguracija antimona imela obliko 5s 5p.
• Jonah ni isti. Z njimi je veliko težje. Preskočite dve stopnji in sledite istemu vzorcu, odvisno od tega, kje ste začeli in kako veliko je število elektronov.