Hogyan írjuk fel az elektronkonfigurációkat különböző elemek atomjaihoz

2024 Szerző: Jason Gerald | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-15 08:16

Az atom elektronkonfigurációja az elektronok pályáinak számszerű ábrázolása. Az elektronpályák az atommag körül lévő különböző régiók, ahol általában elektronok vannak jelen. Az elektronkonfiguráció megmondhatja az olvasónak, hogy hány elektronpálya van egy atomban, valamint az egyes pályákat elfoglaló elektronok száma. Miután megértette az elektronkonfigurációk mögött meghúzódó alapelveket, képes lesz saját konfigurációinak írására és a kémiai tesztek magabiztos kezelésére.

Lépés

1. módszer 2 -ből: Elektronok meghatározása a periódusos rendszer segítségével

1. lépés. Keresse meg az atomszámát

Minden atomnak meghatározott számú elektronja van. Keresse meg atomjának kémiai szimbólumát a fenti periódusos rendszerben. Az atomszám pozitív egész szám, amely 1 -től kezdődik (hidrogén esetén) és minden alkalommal 1 -gyel növekszik a következő atomok esetében. Ez az atomszám a protonok száma is egy atomban - tehát a nulla tartalmú atom elektronjainak számát is jelenti.

2. lépés. Határozza meg az atomtartalmat

A nulla tartalmú atomok pontos elektronszámmal rendelkeznek a fenti periódusos rendszerben. A tartalommal rendelkező atom azonban nagyobb vagy alacsonyabb elektronszámmal rendelkezik, a tartalom méretétől függően. Ha atomtartalommal van dolga, adjon hozzá vagy adjon hozzá elektronokat: adjon hozzá egy elektronot minden negatív töltéshez, és vonjon le egyet minden pozitív töltéshez.

Például a -1 -es tartalmú nátriumatomnak bázikus atomszáma mellett egy extra elektronja is lesz, ami 11. Tehát ennek a nátriumatomnak összesen 12 elektronja lesz

Lépés 3. Mentse a memóriába a szabványos pályák listáját

Amikor egy atom elektronokat nyer, meghatározott sorrendben kitölti a különböző pályákat. Ezeknek a pályáknak minden halmaza, ha teljesen elfoglalt, páros számú elektronot tartalmaz. Ezen pályák halmazai a következők:

• Az s pályák halmaza (az elektronkonfiguráció tetszőleges száma, amelyet egy "s" követ) egyetlen pályát tartalmaz, és Pauli kizárási elve szerint egyetlen pálya legfeljebb 2 elektronot tartalmazhat, így minden s pálya 2 elektronot tartalmaz.
• A p orbitális készlet 3 pályát tartalmaz, és összesen 6 elektronot tartalmazhat.
• A d orbitális halmaz 5 pályát tartalmaz, tehát ez a készlet 10 elektronot tartalmazhat.
• Az f pályakészlet 7 pályát tartalmaz, tehát 14 elektronot tartalmazhat.

4. lépés: Az elektronkonfiguráció jelölésének megértése

Az elektronkonfiguráció úgy van megírva, hogy egyértelműen megjelenítse az atomok és az egyes pályák elektronjainak számát. Minden pályát egymás után írnak, az egyes pályákon lévő elektronok számát kisbetűvel, és a pálya nevétől jobbra magasabb pozícióban (felső index) írják. A végső elektronkonfiguráció a pálya nevére és felső indexére vonatkozó adatok gyűjteménye.

Például itt van egy egyszerű elektronkonfiguráció: 1s² 2s² 2p⁶. Ez a konfiguráció azt mutatja, hogy két elektron van az 1s orbitális halmazban, két elektron a 2s orbitális halmazban és hat elektron a 2p orbitális készletben. 2 + 2 + 6 = 10 elektron. Ez az elektronkonfiguráció olyan neonatomokra vonatkozik, amelyek nem tartalmaznak tartalmat (a neon atomszáma 10.)

5. lépés. Emlékezzen a pályák sorrendjére

Vegye figyelembe, hogy bár a pályák halmaza az elektronrétegek száma szerint van számozva, a pályák az energiájuk szerint vannak rendezve. Például egy 4 -es² alacsonyabb energiaszintet (vagy potenciálisan illékonyabbat) tartalmaz, mint egy 3d atom¹⁰ amely részben vagy teljesen meg van töltve, ezért először a 4s oszlopot kell írni. Ha ismeri a pályák sorrendjét, kitöltheti őket az egyes atomokban lévő elektronok száma alapján. A pályák kitöltésének sorrendje a következő: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

• Egy atom elektronkonfigurációja minden pályával teljesen feltöltve így nézne ki: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰7p⁶8s²
• A fenti lista, ha minden réteget kitölt, az Uuo (Ununoctium) elektronkonfigurációja lesz, 118, amely a periódusos rendszer legmagasabb számú atomja - tehát ez az elektronkonfiguráció tartalmazza az összes jelenleg ismert elektronréteget semleges atom.

6. Töltse ki a pályákat az atom elektronjainak száma alapján

Például, ha a tartalom nélküli kalciumatom elektronkonfigurációját szeretnénk megírni, akkor először a kalcium atomszámának meghatározásával kezdenénk a periódusos rendszerben. A szám 20, ezért a fenti sorrendben írjuk le a 20 elektronos atom konfigurációját.

• Töltse ki a pályákat a fenti sorrend szerint, amíg el nem éri a 20 elektronot. Az 1s pálya két elektronot tartalmaz, 2s pálya kettőt, 2p hatos pályát, 3s pályát kettőt, 3p hatos pályát és 4s kettő pályát (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Tehát a kalcium elektronkonfigurációja az: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
• Megjegyzés: Az energiaszint változik, ahogy a pályája növekszik. Például, amikor eléri a 4. energiaszintet, akkor a 4s lesz az első, azután 3d. A negyedik energiaszint után az 5. szintre lép, ahol a rend visszatér az elejére. Ez csak a harmadik energiaszint után következik be.

7. lépés. Használja a periódusos rendszert vizuális parancsikonként

Talán észrevette, hogy a periódusos rendszer alakja az elektronkonfiguráció pályáinak sorrendjét képviseli. Például a bal oldali második oszlopban lévő atomok mindig "s" betűkkel végződnek²", a vékony középpont jobb oldali régiójának atomjai mindig" d "-vel végződnek¹⁰, "stb. Használja a periódusos rendszert vizuális segédeszközként az elektronok konfigurációjának leírásában - az elektronok pályára írt sorrendje közvetlenül kapcsolódik az asztalon elfoglalt pozíciójához. Lásd alább:

• Pontosabban, a két bal szélső oszlop az atomokat ábrázolja, amelyek elektronkonfigurációja s pályákra végződik, a táblázat jobb fele az atomokat, az elektron konfigurációkat pedig s pályákra végzi, a középső szakaszok a d pályákra végződő atomokat, az alsó fele pedig a d pályák.pályák f.
• Például, amikor a klór elektronkonfigurációját szeretné megírni, gondoljon arra: "Ez az atom a periódusos rendszer harmadik sorában (vagy" periódusában ") található. Ez is az ötödik oszlopban található a Tehát az elektron konfigurációja… 3p⁵
• Vigyázat - a táblázat d és f orbitális régiói különböző energiaszintet képviselnek azzal a sorral, amelyben elhelyezkednek. Például a d keringési blokkok első sora 3D pályákat képvisel, annak ellenére, hogy a 4. periódusban találhatók, míg az f pályák első sora 4f pályákat jelent, annak ellenére, hogy valójában a 6. periódusban vannak.

8. lépés. Ismerje meg az elektronkonfigurációk gyors írásának módját

A periódusos rendszer jobb oldalán lévő atomokat nevezzük nemesgázok. Ezek az elemek kémiailag nagyon stabilak. Az elektronkonfigurációk írásának hosszadalmas folyamatának lerövidítéséhez írja be a zárójelekbe a legközelebbi gáznemű elem kémiai szimbólumát, amelynek kevesebb elektronja van, mint az atomoké, majd folytassa a következő pályakészlet elektronkonfigurációjával. Lásd az alábbi példát:

• Annak érdekében, hogy könnyebben megértse ezt a koncepciót, egy példa konfigurációt adtunk meg. Írjuk fel a cink konfigurációját (30 -as atomszámmal) a nemesgáz gyors módszerrel. A cink teljes elektronkonfigurációja: 1 s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Azonban vegye figyelembe, hogy az 1² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ az Argon, a nemesgáz konfigurációja. Cserélje ki a cink elektron jelölésének ezt a részét zárójelben lévő Argon kémiai szimbólumra ([Ar]).
• Tehát a cink elektronkonfigurációja gyorsan írható [Ar] 4s² 3d¹⁰.

2. módszer 2 -ből: Az ADOMAH periódusos rendszer használata

1. lépés: Ismerje meg az ADOMAH periódusos rendszert

Az elektronkonfigurációk írásának ez a módja nem igényli azok memorizálását. A periódusos rendszert azonban át kell rendezni, mert a hagyományos periódusos rendszerben a negyedik sorból kiindulva a periódusszám nem reprezentálja az elektronréteget. Keresse meg az ADOMAH Periodic Table -t, amely egy periodikus táblázat, amelyet Valery Tsimmerman tudós tervezett. Könnyen megtalálhatja online kereséssel.

• Az ADOMAH periódusos rendszerben a vízszintes sorok elemcsoportokat jelentenek, például halogéneket, gyenge gázokat, alkálifémeket, alkáliföldeket stb. A függőleges oszlopok az elektronrétegeket jelképezik, és kaszkádoknak (átlós vonalak, amelyek összekötik az s, p, d és f blokkokat) nevezik a periódust.
• A hélium a hidrogén mellé kerül, mert mindkettő 1 -es pályával rendelkezik. Számos pont (s, p, d és f) látható a jobb oldalon, a rétegek száma pedig alatta. Az elemeket téglalap alakú dobozokban tüntetik fel 1 -től 120 -ig. Ezek a számok normál atomszámok, amelyek a semleges atom összes elektronjának számát jelzik.

2. lépés. Keresse meg atomját az ADOMAH táblázatban

Egy elem elektronkonfigurációjának leírásához keresse meg szimbólumát az ADOMAH Periodikus Táblázatban, és húzza át az összes nagyobb atomszámú elemet. Például, ha Erbium (68) elektronkonfigurációját szeretné írni, húzza át a 69–120 elemeket.

Figyelje meg a táblázat alján található 1-8 számokat. Ezek a számok az elektronréteg -számok vagy az oszlopszámok. Hagyja figyelmen kívül azokat az oszlopokat, amelyek csak az áthúzott elemeket tartalmazzák. Erbium esetében a többi oszlop az 1, 2, 3, 4, 5 és 6 oszlopszám

Lépés 3. Számítsa ki az atomvéges pályák halmazát

Ha megnézi a táblázat jobb oldalán található blokk szimbólumokat (s, p, d és f) és az oszlopszámokat a táblázat alján, és figyelmen kívül hagyja a blokkok közötti átlós vonalakat, ossza fel az oszlopokat oszlopokra. és sorrendben írja le őket alulról felfelé. Ismét figyelmen kívül hagyja az összes áthúzott elemet tartalmazó oszlopblokkokat. Írja le a blokk-oszlop kezdetét az oszlopszámmal kezdve, majd a blokk szimbólummal, így: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (Erbium esetén).

Megjegyzés: Az Er fenti elektronkonfigurációi a rétegszám növekvő sorrendjében vannak írva. A pályák kitöltésének sorrendjében is írhat. Oszlopblokkok írása közben kövesse a lépcsőt fentről lefelé (nem oszlopokat): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹².

4. lépés. Számolja meg az elektronokat az egyes pályákon

Számolja össze a oszlopblokkban lévő csupaszított elemeket, elemenként egy-egy elektronot beírva, majd írja be a számot a blokk szimbólum után minden oszlopblokkba, így: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5s² 5p⁶ 6s². Példánkban ez az Erbium elektronkonfigurációja.

5. lépés. Ismerje a szabálytalan elektronkonfigurációt

Tizennyolc kivétel van az elektronkonfiguráció alól a legalacsonyabb energiaszintű atomok vagy az úgynevezett elemi szint között. Ez a kivétel megsérti az általános szabályt az utolsó két -három elektron helyzetében. Ilyen esetben a tényleges elektronkonfiguráció alacsonyabb energiaállapotban tartja az elektronot, mint az atom standard konfigurációjában. Ezek a szabálytalan atomok a következők:

Cr (…, 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); Légkondíciónálás (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) és cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).

Tippek

• Ha egy atom ion, ez azt jelenti, hogy a protonok száma nem egyenlő az elektronok számával. Az atomtartalom (általában) a kémiai szimbólum jobb felső sarkában jelenik meg. Így a +2 tartalmú antimonatom elektronkonfigurációja 1s lesz² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹. Vegye figyelembe, hogy 5p³ 5p -re módosítva¹. Legyen óvatos, ha az elektronkonfiguráció az s és p pályák halmazától eltérő pályán végződik.

  Amikor eltávolít egy elektronot, csak azt távolíthatja el a vegyértékpályájáról (s és p pályájáról). Tehát ha egy konfiguráció 4 másodpercen belül ér véget² 3d⁷, és az atom +2 tartalmat kap, akkor a konfiguráció 4 másodpercre végződik⁰ 3d⁷. Vegye figyelembe, hogy a 3d⁷nem változik, azonban az s elektronpályája elvész.

• Minden atom stabil akar lenni, és a legstabilabb konfigurációk az s és p pályák teljes készletét tartalmazzák (s2 és p6). A gázok ilyen konfigurációjúak, ezért ritkán reagálnak, és a periódusos rendszer jobb oldalán találhatók. Tehát ha egy konfiguráció 3p -vel végződik⁴, így ehhez a konfigurációhoz mindössze két további elektronra van szükség ahhoz, hogy stabilizálódjon (hat eltávolítása, beleértve az elektronokat is az orbitális halmazban, több energiát igényel, így négy eltávolítása könnyebb). És ha egy konfiguráció 4d -nél ér véget³, akkor ennek a konfigurációnak csak három elektronját kell elveszítenie a stabil állapot eléréséhez. Ezenkívül a féltartalmú rétegek (s1, p3, d5..) stabilabbak, mint (például) p4 vagy p2; az s2 és a p6 azonban még stabilabb lesz.
• Nincs olyan, hogy "féltartalmi egyensúly" alszint. Ez egyszerűsítés. A "félig töltött" alszintekhez kapcsolódó összes mérleg azon a tényen alapul, hogy minden pályán csak egy elektron van, így az elektronok közötti taszítás minimálisra csökken.
• Egy elem elektronkonfigurációját is megírhatja, egyszerűen írva annak vegyértékkonfigurációját, azaz az s és p pályák utolsó halmazát. Tehát az antimon vegyérték -konfigurációja 5s lesz² 5p³.
• Ugyanez nem igaz az ionokra. Az ionokat nehezebb írni. Hagyjon ki két szintet, és kövesse ugyanazt a mintát, attól függően, hogy hol kezdi el írni, attól függően, hogy milyen magas vagy alacsony az elektronok száma.
• Ha meg szeretné találni az atomszámot, amikor az elektronkonfiguráció formájában van, adja össze az összes betűt (s, p, d és f) követő számot. Ez az elv csak a semleges atomokra vonatkozik, ha ez az atom ion, akkor a hozzáadott vagy eltávolított számnak megfelelően kell hozzáadni vagy eltávolítani az elektronokat.
• Kétféle módon lehet elektronkonfigurációkat írni. Ezeket a rétegek számának felfelé vagy a pályák kitöltésének sorrendjében írhatja le, ahogy az Erbium elem fenti példájában.
• Vannak bizonyos körülmények, amikor az elektronokat "elő kell mozdítani". Ha a pályák halmazának csak egy elektronja szükséges ahhoz, hogy teljesen vagy félig tele legyen, távolítson el egy elektronot a legközelebbi s vagy p pályahalmazból, és helyezze át arra a pályára, amelyhez az adott elektron szükséges.
• A betűket követő számok felső indexek, ezért ne írja le őket a tesztre.