Aatomi elektronkonfiguratsioon on elektronide orbiitide arvuline esitus. Elektronide orbiidid on aatomituuma ümbritsevad erinevad piirkonnad, kus tavaliselt esinevad elektronid. Elektronkonfiguratsioon võib lugejale öelda aatomi elektriorbiitide arvu ja iga orbiidi hõivavate elektronide arvu. Kui olete elektronkonfiguratsioonide põhiprintsiipidest aru saanud, saate oma konfiguratsioone kirjutada ja oma keemiakatseid enesekindlalt käsitseda.
Samm
Meetod 1: 2: elektronide määramine perioodilisustabeli kaudu
Samm 1. Leidke oma aatomnumber
Igal aatomil on kindel arv elektrone. Leidke ülaltoodud perioodilisest tabelist oma aatomi keemiline sümbol. Aatomnumber on positiivne täisarv, mis algab 1 -st (vesiniku puhul) ja suureneb järgnevate aatomite korral iga kord 1 -ga. See aatomnumber on ka aatomi prootonite arv - seega tähistab see ka elektronide arvu nullisisaldusega aatomis.
Samm 2. Määrake aatomisisaldus
Nullisisaldusega aatomitel on täpne elektronide arv, mis on loetletud ülaltoodud perioodilises tabelis. Kuid sisu sisaldaval aatomil on sõltuvalt sisu suurusest suurem või väiksem elektronide arv. Kui tegelete aatomisisaldusega, lisage või lisage elektrone: lisage üks elektron iga negatiivse laengu kohta ja lahutage üks iga positiivse laengu kohta.
Näiteks naatriumiaatomil, mille sisaldus on -1, on lisaks alusele aatomnumbrile ka lisaelektron, mis on 11. Seega on sellel naatriumiaatomil kokku 12 elektroni
Samm 3. Salvestage standardmälestuste loend mällu
Kui aatom saab elektrone, täidab see teatud orbiidid kindlas järjekorras. Iga nende orbiitide komplekt, kui see on täielikult hõivatud, sisaldab paarisarvulisi elektrone. Nende orbiitide komplektid on järgmised:
- S -orbitaalide komplekt (mis tahes arv elektronide konfiguratsioonis, millele järgneb "s") sisaldab ühte orbiiti ja vastavalt Pauli välistamispõhimõttele võib üks orbiit sisaldada maksimaalselt 2 elektroni, nii et iga s -orbitaalide komplekt võib sisaldab 2 elektroni.
- P -orbitaalkomplekt sisaldab 3 orbiiti ja võib sisaldada kokku 6 elektroni.
- D -orbitaalkomplekt sisaldab 5 orbiiti, seega võib see komplekt sisaldada 10 elektroni.
- F -orbitaalkomplekt sisaldab 7 orbiiti, seega võib see sisaldada 14 elektroni.
Samm 4. Mõista elektronide konfiguratsiooni märgistust
Elektronide konfiguratsioon on kirjutatud viisil, mis näitab selgelt elektronide arvu aatomis ja igal orbiidil. Iga orbiit kirjutatakse järjestikku, elektronide arv igal orbiidil on kirjutatud väiksemate tähtedega ja kõrgemal positsioonil (ülaindeks) paremal orbiidi nimest. Lõplik elektronide konfiguratsioon on orbiidi nimede ja ülaindeksite andmete kogum.
Näiteks siin on lihtne elektronide konfiguratsioon: 1s2 2s2 2p6. See konfiguratsioon näitab, et 1s orbitaalkomplektis on kaks elektroni, 2s orbitaalkomplektis kaks elektroni ja 2p orbitaalkomplektis kuus elektroni. 2 + 2 + 6 = 10 elektroni. See elektronide konfiguratsioon kehtib neoon -aatomite kohta, millel pole sisu (neoonide aatomite arv on 10.)
Samm 5. Pidage meeles orbiitide järjekorda
Pange tähele, et kuigi orbiitide komplekt on nummerdatud elektronkihtide arvu järgi, on orbiidid järjestatud vastavalt nende energiale. Näiteks 4s2 mis sisaldavad madalamat energiataset (või potentsiaalselt lenduvamat) kui 3d aatom10 mis on osaliselt või täielikult täidetud, seega kirjutatakse kõigepealt veerg 4s. Kui teate orbiitide järjekorda, saate need täita iga aatomi elektronide arvu alusel. Orbiitide täitmise järjekord on järgmine: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- Iga täielikult täidetud orbiidiga aatomi elektronkonfiguratsioon näeks välja selline: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d107p68s2
- Ülaltoodud loend, kui kõik kihid on täidetud, on elektronide konfiguratsioon Uuo (Ununoctium) jaoks 118, mis on perioodilisustabeli kõrgeim nummerdatud aatom - seega sisaldab see elektronkonfiguratsioon kõiki praegu teadaolevalt elektronkihte neutraalne aatom.
Samm 6. Täitke orbiidid vastavalt oma aatomi elektronide arvule
Näiteks kui me sooviksime kirjutada elektronide konfiguratsiooni ilma sisuta kaltsiumiaatomi jaoks, alustaksime perioodilise tabeli kaltsiumi aatomnumbri määramisest. Arv on 20, seega kirjutame 20 elektroniga aatomi konfiguratsiooni ülaltoodud järjekorras.
- Täitke orbiidid ülaltoodud järjekorras, kuni jõuate kokku 20 elektronini. 1s orbiit sisaldab kahte elektroni, 2s orbiiti kaks, 2p orbiiti kuus, 3s orbiiti kaks, 3p orbiiti kuus ja 4s orbiiti kaks (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Niisiis, kaltsiumi elektronide konfiguratsioon on: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.
- Märkus: energiatase muutub, kui teie orbiit suureneb. Näiteks kui jõuate neljandale energiatasemele, on esimesed 4 sekundid, siis 3d. Pärast neljandat energiataset lähete viiendale tasemele, kus järjekord naaseb algusesse. See juhtub alles pärast kolmandat energiataset.
Samm 7. Kasutage perioodilist tabelit visuaalse otseteena
Võib -olla olete märganud, et perioodilise tabeli kuju esindab orbiitide komplekti järjekorda elektronide konfiguratsioonis. Näiteks lõpevad vasakpoolses teises veerus olevad aatomid alati tähega "s"2", lõpevad õhukese keskpunkti parempoolses piirkonnas aatomid alati tähega" d10, "jne. Kasutage perioodilist tabelit visuaalse abivahendina elektronide konfiguratsioonide üleskirjutamisel - orbiitidele kirjutatavate elektronide järjestus on otseselt seotud teie positsiooniga tabelis. Vaata allpool:
- Täpsemalt, kaks vasakpoolset veergu tähistavad aatomeid, mille elektronkonfiguratsioon lõpeb s orbiidiga, tabeli parem pool tähistab aatomeid, mille elektronkonfiguratsioon lõpeb s orbiidiga, keskmised lõigud tähistavad aatomit, mis lõpeb d orbiidiga, ja alumine pool aatomitega, mis lõpevad d orbitaalid. orbiidid f.
- Näiteks kui soovite kirjutada kloori elektronkonfiguratsiooni, mõelge: "See aatom asub perioodilise tabeli kolmandal real (või" perioodil "). See on ka p-orbiidi ploki viiendas veerus Nii et elektroni konfiguratsioon on lõpuks … 3p5
- Ettevaatust - tabeli d ja f orbitaalpiirkonnad tähistavad erinevat energiataset koos reaga, kus need asuvad. Näiteks d -orbitaalplokkide esimene rida tähistab 3D -orbiite, kuigi need asuvad perioodil 4, samas kui f -orbiitide esimene rida tähistab 4f -orbiiti, kuigi need on tegelikult perioodil 6.
Samm 8. Siit saate teada, kuidas kiiresti elektronkonfiguratsioone kirjutada
Periooditabeli paremal küljel olevaid aatomeid nimetatakse väärisgaasid. Need elemendid on keemiliselt väga stabiilsed. Elektronkonfiguratsioonide pika kirjutamisprotsessi lühendamiseks kirjutage sulgudesse lähima gaasilise elemendi keemiline sümbol, milles on vähem elektrone kui aatomid, ja jätkake järgneva orbiitide komplekti elektronkonfiguratsiooniga. Vaadake allolevat näidet:
- Selle kontseptsiooni mõistmise hõlbustamiseks on esitatud näite konfiguratsioon. Kirjutame tsingi konfiguratsiooni (aatomnumbriga 30), kasutades väärisgaasi kiiret meetodit. Tsingi üldine elektronide konfiguratsioon on: 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Pange siiski tähele, et 12 2s2 2p6 3s2 3p6 on väärisgaasi Argooni konfiguratsioon. Asendage see tsingielektronimärgi see osa sulgudes oleva keemilise sümboliga Argoon ([Ar]).
- Niisiis, tsingi elektronide konfiguratsiooni saab kiiresti kirjutada järgmiselt [Ar] 4s2 3d10.
Meetod 2/2: ADOMAH perioodilise tabeli kasutamine
Samm 1. Mõistke ADOMAH perioodilist tabelit
See elektronkonfiguratsioonide kirjutamise meetod ei nõua nende meeldejätmist. Siiski on vaja perioodilist tabelit ümber korraldada, sest traditsioonilises perioodilisustabelis alates neljandast reast ei esinda perioodiarv elektronkihti. Otsige ADOMAH perioodilist tabelit, mis on perioodiline tabel, mille on spetsiaalselt välja töötanud teadlane Valery Tsimmerman. Selle leiate hõlpsalt Interneti -otsingu kaudu.
- ADOMAH perioodilises tabelis tähistavad horisontaalsed read elementide rühmi, nagu halogeenid, nõrgad gaasid, leelismetallid, leelismuldmetallid jne. Vertikaalsed veerud tähistavad elektronikihte ja neid nimetatakse kaskaadideks (diagonaaljooned, mis ühendavad plokke s, p, d ja f), mis vastavad perioodile.
- Heelium liigutatakse vesiniku kõrvale, sest mõlemal on 1s orbiit. Paremal on näidatud mitu perioodi (s, p, d ja f) ning allpool on kihtide numbrid. Elemendid on näidatud ristkülikukujulistes kastides, mis on nummerdatud vahemikus 1 kuni 120. Need numbrid on tavalised aatomnumbrid, mis esindavad neutraalse aatomi elektronide koguarvu.
Samm 2. Leidke oma aatom ADOMAH tabelist
Elemendi elektronkonfiguratsiooni kirjutamiseks leidke selle sümbol ADOMAH perioodilisustabelist ja kriipsutage läbi kõik kõrgema aatomnumbriga elemendid. Näiteks kui soovite kirjutada Erbiumi elektronkonfiguratsiooni (68), kriipsutage läbi elemendid 69 kuni 120.
Pange tähele tabeli allosas olevaid numbreid 1 kuni 8. Need numbrid on elektronkihtide numbrid või veergude numbrid. Ignoreerige veerge, mis sisaldavad ainult läbi kriipsutatud elemente. Erbiumi puhul on ülejäänud veerud veerunumbrid 1, 2, 3, 4, 5 ja 6
Samm 3. Arvutage oma aatomite piiratud orbiitide komplekt
Vaadates tabeli paremal küljel olevaid plokkide sümboleid (s, p, d ja f) ja veerunumbreid tabeli allosas ning ignoreerides plokkide vahelisi diagonaaljooni, jagage veerud veergudeks. ja kirjutage need alt üles. Jällegi ignoreerige veeruplokke, mis sisaldavad kõiki läbikriipsutatud elemente. Kirjutage plokkveergude algus üles, alustades veeru numbrist ja seejärel ploki sümbolile järgmiselt: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (Erbiumi puhul).
Märkus: ülaltoodud Er elektronkonfiguratsioonid on kirjutatud kihtide arvu kasvavas järjekorras. Võite kirjutada ka orbiitide täitmise järjekorras. Veeruplokkide kirjutamisel järgige kaskaadi ülalt alla (mitte veerge): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12.
Samm 4. Loendage iga orbiidi komplekti elektronid
Loendage lahtriteta elemendid igas veeruplokis, sisestades elemendi kohta ühe elektroni, seejärel kirjutage iga veeruploki jaoks ploki sümboli järel number järgmiselt: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f12 5s2 5p6 6s2. Meie näites on see Erbiumi elektronide konfiguratsioon.
Samm 5. Teadke ebaregulaarset elektronide konfiguratsiooni
Madalaima energiatasemega aatomite elektronide konfiguratsioonis on kaheksateist erandit, mida tavaliselt nimetatakse elementaarseks tasemeks. See erand rikub üldreeglit viimase kahe kuni kolme elektroni positsioonides. Sellisel juhul hoiab elektronide tegelik konfiguratsioon elektroni madalama energiaga olekus kui aatomi standardkonfiguratsioonis. Need ebakorrektsed aatomid on:
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); Konditsioneer (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) ja cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).
Näpunäiteid
-
Kui aatom on ioon, tähendab see, et prootonite arv ei võrdu elektronide arvuga. Aatomisisaldus kuvatakse (tavaliselt) keemilise sümboli paremas ülanurgas. Seega on antimoni aatomi +2 sisaldusega elektronide konfiguratsioon 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1. Pange tähele, et 5p3 muudetud 5p -ks1. Olge ettevaatlik, kui elektronide konfiguratsioon lõpeb muu orbiidiga kui s- ja p -orbiitide komplekt.
Kui eemaldate elektroni, saate selle eemaldada ainult selle valentsorbiidilt (s ja p orbiidilt). Nii et kui konfiguratsioon lõpeb 4 sekundiga2 3d7ja aatom saab +2 sisu, siis muutub konfiguratsioon 4s lõpuni0 3d7. Pange tähele, et 3d7ei muutub, kuid elektronide orbiit kaob.
- Iga aatom tahab olla stabiilne ja kõige stabiilsemad konfiguratsioonid sisaldavad kõiki s- ja p -orbiite (s2 ja p6). Gaasidel on selline konfiguratsioon, mistõttu nad on harva reaktiivsed ja asuvad perioodilise tabeli paremal küljel. Nii et kui konfiguratsioon lõpeb 3p -ga4, seega vajab see konfiguratsioon stabiilseks muutumiseks ainult kahte lisaelektroni (kuue, sealhulgas elektronide orbitaalkomplekti elektronide eemaldamine nõuab rohkem energiat, seega on nelja eemaldamine lihtsam). Ja kui konfiguratsioon lõpeb kell 4d3, siis peab see konfiguratsioon stabiilse oleku saavutamiseks kaotama ainult kolm elektroni. Samuti on poole sisuga (s1, p3, d5..) kihid stabiilsemad kui (näiteks) p4 või p2; s2 ja p6 on aga veelgi stabiilsemad.
- Sellist asja nagu "poole sisu tasakaal" ei ole olemas. See on lihtsustus. Kõik "pooltäidetud" alamtasemetega seotud tasakaalud põhinevad asjaolul, et igal orbiidil on ainult üks elektron, nii et elektronide vaheline tõrjumine on viidud miinimumini.
- Samuti saate elemendi elektronkonfiguratsiooni kirjutada, kirjutades lihtsalt selle valentskonfiguratsiooni, st viimase s- ja p -orbiidi komplekti. Seega on antimoni aatomi valentskonfiguratsioon 5s2 5p3.
- Sama ei kehti ioonide kohta. Ioone on raskem kirjutada. Jätke kaks taset vahele ja järgige sama mustrit, sõltuvalt sellest, kust kirjutama hakkate, sõltuvalt sellest, kui suur või madal on elektronide arv.
- Aatomnumbri leidmiseks, kui see on elektronkonfiguratsiooni kujul, liida kokku kõik tähed (s, p, d ja f) järgnevad numbrid. See põhimõte kehtib ainult neutraalsete aatomite kohta, kui see aatom on ioon, peate elektronid lisama või eemaldama vastavalt lisatud või eemaldatud arvule.
- Elektronkonfiguratsioonide kirjutamiseks on kaks erinevat võimalust. Saate need kirjutada kihtide arvu ülespoole või orbiitide täitumise järjekorras, nagu ülaltoodud näites elemendi Erbium kohta.
- On teatud asjaolusid, mille korral tuleb elektrone "edendada". Kui orbiidikomplekti täielikuks või pooleks täitmiseks on vaja ainult ühte elektroni, eemaldage üks elektron lähimatest s- või p -orbiitide komplektist ja viige see seda elektroni vajavatele orbiitide kogumile.
- Tähtedele järgnevad numbrid on ülaindeksid, nii et ärge neid testile kirjutage.
