KONFIGURACJA JĄDRA ELEKTRONICZNEGO: BUDOWA, PRZYKŁADY - CHEMIA

Kompaktowych lub jądra elektronów konfiguracja znajduje się jedno którego kwantowa oznaczenia dla liczby elektronów i ich podpoziomami energii są skrócone przez symbole gazów szlachetnych w nawiasach. Jest to bardzo przydatne podczas pisania konfiguracji elektronicznych dla danego elementu, ponieważ jest proste i szybkie.

Słowo „jądro” zwykle odnosi się do wewnętrznych powłok elektronicznych atomu; to znaczy takie, w których ich elektrony nie mają wartościowości i dlatego nie uczestniczą w wiązaniu chemicznym, chociaż określają właściwości pierwiastka. Mówiąc metaforycznie, jądro byłoby wnętrzem cebuli, z jej warstwami złożonymi z szeregu orbitali o rosnącej energii.

Konfiguracje elektroniczne w skrócie oznaczane symbolami gazu szlachetnego. Źródło: Gabriel Bolívar.

Powyższy obrazek przedstawia symbole chemiczne czterech gazów szlachetnych w nawiasach i w różnych kolorach: (zielony), (czerwony), (fioletowy) i (niebieski).

Każda z jego kropkowanych ramek zawiera pola reprezentujące orbitale. Im są większe, tym więcej zawierają elektronów; co z kolei będzie oznaczać, że konfiguracje elektroniczne większej liczby elementów można uprościć za pomocą tych symboli. Oszczędza to czas i energię przy zapisywaniu wszystkich notacji.

Buduj porządek

Przed użyciem konfiguracji elektronów jądra warto przejrzeć prawidłową kolejność tworzenia lub zapisywania takich konfiguracji. Kieruje się to zasadą przekątnych lub diagramem Moellera (nazywanym w niektórych częściach metodą deszczową). Mając ten diagram pod ręką, notacje kwantowe są następujące:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Ten ciąg notacji kwantowych wygląda na męczący; a byłoby jeszcze bardziej, gdyby musiało być zapisywane za każdym razem, gdy ma być reprezentowana konfiguracja elektronowa dowolnego elementu znalezionego w okresie 5 i później. Zauważ również, że struna jest pozbawiona elektronów; nie ma liczb w górnym prawym kącie (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Należy pamiętać, że orbitale s mogą „pomieścić” dwa elektrony (ns ² ). Orbitale p mają w sumie trzy (spójrz na trzy pola powyżej), więc mogą pomieścić sześć elektronów (np ⁶ ). I wreszcie, orbitale d mają pięć, a f - siedem, mając w sumie odpowiednio dziesięć (nd ¹⁰ ) i czternaście (nf ¹⁴ ) elektronów.

Skrót konfiguracji elektronicznej

Powiedziawszy powyższe, przystępujemy do wypełniania poprzedniego rzędu notacji kwantowych elektronami:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Ile elektronów jest we wszystkich? 118. A któremu pierwiastkowi odpowiada tak ogromna liczba elektronów w jego atomie? Oganesonowi gazu szlachetnego, Og.

Załóżmy, że istnieje pierwiastek o liczbie kwantowej Z równej 119. Wówczas jego konfiguracja elektronów walencyjnych wynosiłaby 8s ¹ ; ale jaka byłaby jego pełna konfiguracja elektroniczna?

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

Jaka byłaby Twoja konfiguracja jądra elektronicznego, ta kompaktowa? Jest:

8 s ¹

Zwróć uwagę na oczywiste uproszczenie lub skrót. W symbolu zliczonych jest wszystkie 118 elektronów zapisanych powyżej, więc ten niepewny pierwiastek ma 119 elektronów, z których tylko jeden jest walencyjny (znajdowałby się poniżej fransu w układzie okresowym).

Przykłady

generał

Załóżmy teraz, że chcesz stopniowo tworzyć skrót:

2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Zauważ, że 1s ² zostało zastąpione przez. Następnym gazem szlachetnym jest neon, który ma 10 elektronów. Wiedząc o tym, skrót kontynuuje:

3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Następnie następuje argon z 18 elektronami:

4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Ponieważ kolejnym gazem szlachetnym jest krypton, skrót jest przesuwany o kolejne 36 elektronów:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Xenon ma 54 elektrony, dlatego przenosimy skrót na orbital 5p:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Do tej pory zauważyłeś, że konfiguracja elektronów jest zawsze skracana do orbitalu np; to znaczy, gazy szlachetne mają te orbitale wypełnione elektronami. I wreszcie radon z 86 elektronami, więc skracamy do orbitalu 6p:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Tlen

Tlen ma osiem elektronów, a jego pełna konfiguracja elektroniczna to:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Jedynym skrótem, jakiego możemy użyć, jest 1s ² . W ten sposób twoja elektroniczna konfiguracja jądra staje się:

² s ^{2 2} p ⁴

Potas

Potas ma dziewiętnaście elektronów, a jego pełna konfiguracja elektroniczna to:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Zauważ, że możemy użyć symbolu, aby skrócić tę konfigurację; jak również i. Ten ostatni jest używany, ponieważ argon jest gazem szlachetnym najbliższym potasowi. Więc twoja konfiguracja elektroniki jądra wygląda następująco:

4 s ¹

indyjski

Ind ma czterdzieści dziewięć elektronów, a jego pełna konfiguracja elektroniczna to:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Ponieważ krypton jest najbliższym gazem szlachetnym poprzedzającym ind, symbol jest używany jako skrót i mamy jego konfigurację jądra elektronowego:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Chociaż orbitale 4d formalnie nie należą do jądra indu, ich elektrony nie są zaangażowane (przynajmniej w normalnych warunkach) w wiązaniu metalicznym, ale raczej w orbitale 5s i 5p.

Wolfram

Wolfram (lub wolfram) ma 74 elektrony, a jego pełna konfiguracja elektronowa to:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Ponownie szukamy najbliższego gazu szlachetnego, który go poprzedza. W twoim przypadku odpowiada to ksenonowi, który ma pełne orbitale 5p. Więc zamieniamy ciąg notacji kwantowych na symbol i ostatecznie otrzymamy jego konfigurację elektronową jądra:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Bibliografia

Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
Pat Thayer. (2016). Diagramy konfiguracji elektronów. Źródło: chemistryapp.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 grudnia 2018). Definicja rdzenia gazu szlachetnego. Odzyskane z: thinkco.com/
Wikipedia. (2019). Elektroniczna Konfiguracja. Odzyskane z: es.wikipedia.org

KONFIGURACJA JĄDRA ELEKTRONICZNEGO: BUDOWA, PRZYKŁADY - CHEMIA - 2025