Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Konfiguracije elektrona
- Skraćenica za konfiguraciju
- Orbitalni dijagrami
- Točkasti dijagrami
Elektronski orbitalni dijagrami i pisane konfiguracije govore vam koje su orbite ispunjene, a koje djelomično ispunjene za bilo koji atom. Broj valentnih elektrona utječe na njihova kemijska svojstva, a specifični redoslijed i svojstva orbitala važni su u fizici, pa se mnogi studenti moraju upoznati sa osnovama. Dobra vijest je da su orbitalni dijagrami, konfiguracije elektrona (u skraćenom i potpunom obliku) i točkasti dijagrami za elektrone zaista lako razumjeti nakon što steknute nekoliko osnova.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Konfiguracije elektrona imaju oblik: 1s2 2s2 2p6 , Prvi broj je glavni kvantni broj (n), a slovo predstavlja vrijednost l (kutni broj zamaha; 1 = s, 2 = p, 3 = d i 4 = f) za orbitalu, a nadnapisni broj govori ti koliko je elektrona u toj orbitali. Orbitalni dijagrami koriste isti osnovni format, ali umjesto brojeva za elektrone, koriste ↑ i ↓ strelice, kao i dajući svakoj orbitali svoju liniju, kako bi prikazali i spinove elektrona.
Konfiguracije elektrona
Elektronske konfiguracije izražavaju se kroz zapis koji izgleda ovako: 1s2 2s2 2p1, Naučite tri glavna dijela ove bilješke da biste shvatili kako ona funkcionira. Prvi broj govori vam "energetska razina", odnosno glavni kvantni broj (n). Drugo slovo govori o vrijednosti (l), kvantnom broju zamaha zamaha. Za l = 1, slovo je s, za l = 2 to je p, za l = 3 to je d, za l = 4 to je f, a za veći broj ono se abecedno povećava od ove točke.Imajte na umu da s orbitale sadrže najviše dva elektrona, p orbitale maksimalno šest, d maksimalno 10, a f maksimalno 14.
Aufbau-ov princip govori kako se orbitale s najnižom energijom ispunjavaju najprije, ali određeni poredak nije slijedljiv na način koji je lako pamtiti. Pogledajte Resursi za dijagram koji prikazuje redoslijed punjenja. Imajte na umu da razina n = 1 ima samo s orbitale, n = 2 razina ima samo s i p orbitale, a n = 3 razina samo s, p i d orbitale.
S ovim je pravilima lako raditi, pa je oznaka za konfiguraciju skandija sljedeća:
1s2 2s2 2p6 3s2 3P6 4s2 3d1
Što pokazuje da su cijele razine n = 1 i n = 2 pune, da je započeta razina n = 4, ali 3d ljuska sadrži samo jedan elektron, dok ima maksimalnu zauzetost od 10. Ovaj elektron je valentni elektron.
Prepoznajte element iz bilješke jednostavnim brojenjem elektrona i pronalaskom elementa s odgovarajućim atomskim brojem.
Skraćenica za konfiguraciju
Pisanje svake pojedine orbitale za teže elemente je zamorno, pa fizičari često koriste kratki zapis. Ovo djeluje korištenjem plemenitih plinova (u krajnjem desnom stupcu periodične tablice) kao polazne točke i dodavanjem završnih orbitala na njih. Dakle, skandij ima istu konfiguraciju kao i argon, osim s elektronima u dvije dodatne orbitale. Skraćeni oblik je, dakle:
4s2 3d1
Jer konfiguracija argona je:
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3P6
Možete ga koristiti s bilo kojim drugim elementima, osim vodika i helija.
Orbitalni dijagrami
Orbitalni dijagrami su poput upravo uvedene konfiguracijske notacije, osim s naznačenim spinovima elektrona. Koristite Paulijevo načelo isključenja i Hundovo pravilo da biste odredili kako napuniti školjke. Načelo isključenja kaže da nijedna dva elektrona ne mogu dijeliti ista četiri kvantna broja, što u osnovi rezultira u parovima stanja koja sadrže elektrone sa suprotnim spinovima. Hundovo pravilo kaže da je najstabilnija konfiguracija ona s najvećim mogućim brojem paralelnih okreta. To znači da prilikom pisanja orbitalnih dijagrama za djelomično pune ljuske popunite sve up-spin elektrone prije dodavanja bilo kakvih down-spin elektrona.
Ovaj primjer pokazuje kako rade orbitalni dijagrami, koristeći argon kao primjer:
3p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
3s ↑ ↓
2p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
2s ↑ ↓
1s ↑ ↓
Elektroni su predstavljeni strelicama, koje također označavaju njihove vrtnje, a nota je na lijevoj strani uobičajena nota za konfiguraciju elektrona. Imajte na umu da su višeenergetske orbitale na vrhu dijagrama. Za djelomično punu ljusku, Hundovo pravilo zahtijeva da se na ovaj način ispune (koristeći dušik kao primjer).
2p ↑ ↑ ↑
2s ↑ ↓
1s ↑ ↓
Točkasti dijagrami
Točni dijagrami se vrlo razlikuju od orbitalnih dijagrama, ali još uvijek ih je vrlo lako razumjeti. Sastoje se od simbola za element u središtu, okružen točkicama koje označavaju broj valentnih elektrona. Na primjer, ugljik ima četiri valentna elektrona i simbol C, pa je predstavljen kao:
∙
∙ C ∙
∙
A kisika (O) ima šest, pa je predstavljen kao:
∙
∙∙ O ∙
∙∙
Kada se elektroni dijele između dva atoma (u kovalentnoj vezi), atomi dijele točku na dijagramu na isti način. To čini pristup vrlo koristan za razumijevanje kemijskog vezivanja.