Moellerov dijagram u onome što se sastoji i riješio vježbe

Moellerov dijagram ili kišna metoda je grafička i mnemonička metoda za učenje Madelungove vladavine; to jest, kako napisati elektroničku konfiguraciju elementa. Karakterizira ga traganje dijagonala kroz stupce orbitala, a slijedeći smjer strelice određuje se njihov odgovarajući redoslijed..

U nekim dijelovima svijeta Moellerov dijagram je također poznat kao metoda kiše. Kroz njega se definira red u ispunjenju orbitala, koje su također definirane s tri kvantna broja n, l i ml.

U gornjoj slici prikazan je jednostavan Moeller-ov dijagram. Svaki stupac odgovara različitim orbitalima: s, p, d i f, s njihovim odgovarajućim razinama energije. Prva strelica pokazuje da punjenje bilo kojeg atoma mora započeti s 1s orbitalom.

Dakle, sljedeća strelica mora početi s 2s orbitalom, a zatim s 2p prolazi kroz 3s orbitalu. Na taj način, kao da je riječ o kiši, zabilježene su orbitale i broj elektrona koje drže (4l+2).

Moellerov dijagram predstavlja uvod za one koji proučavaju elektroničke konfiguracije.

indeks

• 1 Što je Moellerov dijagram?
  • 1,1 Madelung pravilo
  • 1.2 Koraci koje treba slijediti
• 2 Vježbe riješene
  • 2.1 Berilij
  • 2.2 Fosfor
  • 2.3 Cirkonij 
  • 2.4 Iridij
  • 2.5 Iznimke od Moellerovog dijagrama i Madelungove vladavine
• 3 Reference

Što je Moellerov dijagram?

Pravilo Madelunga

Budući da se Moellerov dijagram sastoji od grafičkog prikaza pravila Madelunga, potrebno je znati kako potonje djeluje. Ispunjavanje orbitala mora biti u skladu sa sljedeća dva pravila:

-Orbitale s najnižim vrijednostima n+l prvo se napune, biti n glavni kvantni broj i l Orbitalni kutni moment Primjerice, 3d orbitalu odgovara n= 3 i l= 2, dakle, n+l= 3 + 2 = 5; dok, orbital 4s odgovara n= 4 i l= 0, i n+l= 4 + 0 = 4. Iz navedenog je utvrđeno da elektroni najprije ispunjavaju orbitalu 4s od 3d.

-Ako dvije orbitale imaju istu vrijednost n+l, elektroni će najprije zauzeti onaj s najnižom vrijednošću n. Na primjer, 3d orbitalna vrijednost ima vrijednost n+l= 5, kao 4p orbitalna (4 + 1 = 5); ali budući da 3d ima najnižu vrijednost od n, prvo će ispuniti 4p.

Iz prethodna dva opažanja možete postići sljedeći redoslijed popunjavanja orbitala: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Slijedite iste korake za različite vrijednosti n+l za svaku orbitu dobivaju se elektronske konfiguracije drugih atoma; što se također može grafički odrediti Moeller-ovim dijagramom.

Koraci koje treba slijediti

Madelungovo pravilo uspostavlja formulu n+l, s kojima se elektronička konfiguracija može "naoružati". Međutim, kao što je navedeno, Moeller-ov dijagram već grafički predstavlja ovo; samo slijedite svoje stupce i nacrtajte dijagonalno korak po korak.

Kako onda započeti elektroničku konfiguraciju atoma? Da biste to učinili, najprije morate znati njegov atomski broj Z, koji je po definiciji za neutralni atom jednak broju elektrona.

Dakle, sa Z dobivamo broj elektrona, i s tim na umu počinjemo crtati dijagonale po Moeller-ovom dijagramu.

Orbitale mogu primiti dva elektrona (primjenom formule 4)l+2), p šest elektrona, deset d i f četrnaest. Zaustavlja se na orbiti gdje je zauzet posljednji elektron koji je dao Z.

Za daljnja pojašnjenja u nastavku slijedi niz riješenih vježbi.

Riješene vježbe

berilijum

Koristeći periodni sustav, element berilija nalazi se sa Z = 4; to jest, njegova četiri elektrona moraju biti smještena u orbitale.

Počevši od prve strelice u Moeller-ovom dijagramu, orbita 1s zauzima dva elektrona: 1s²; slijedi orbitalna 2s, s dva dodatna elektrona za dodavanje ukupno 4: 2s².

Dakle, elektronska konfiguracija berilija, izražena kao [Be] je 1s²2s². Napominjemo da je superskript suma jednak broju ukupnih elektrona.

fosfor

Fosforni element ima Z = 15 i stoga ima ukupno 15 elektrona koji moraju zauzeti orbitale. Da biste se pomaknuli naprijed, odmah započnite s konfiguracijom od 1s²2s², koja sadrži 4 elektrona. Tada bi nedostajalo još 9 elektrona.

Nakon orbite 2s, sljedeća strelica "ulazi" kroz orbitalu 2p, i na kraju pada u orbitalu 3s. Budući da 2p orbitale zauzimaju 6 elektrona, a 3s 2 elektrona, imamo: 1s²2s²2p⁶3S².

Još uvijek nedostaju još tri elektrona, koji zauzimaju sljedeću 3p orbitalu prema Moeller-ovom dijagramu: 1s²2s²2p⁶3S²3P³, elektronička fosforna konfiguracija [P].

cirkonij

Cirkonijev element ima Z = 40. Put skraćivanja s 1s konfiguracijom²2s²2p⁶3S²3P⁶, s 18 elektrona (od argona plemenitog plina), nedostajalo bi 22 elektrona. Nakon orbite 3p, slijedeće u popunjavanju prema Moeller-ovom dijagramu su 4s, 3d, 4p i 5s orbitale.

Popunjavam ih u potpunosti, to jest, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ i 5s², dodano je ukupno 20 elektrona. Preostala 2 elektrona su stoga smještena u sljedećoj orbiti: 4d. Dakle, elektronska konfiguracija cirkonija, [Zr] je: 1s²2s²2p⁶3S²3P⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d².

iridijum

Iridij ima Z = 77, pa ima 37 dodatnih elektrona u odnosu na cirkonij. Počevši od [Cd], tj. 1s²2s²2p⁶3S²3P⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰, morate dodati 29 elektrona sa sljedećim orbitalima Moeller-ova dijagrama.

Prateći nove dijagonale, nove orbitale su: 5p, 6s, 4f i 5d. Popunjavanjem prvih triju orbitala u potpunosti imamo: 5p⁶, 6s² i 4f¹⁴, dati ukupno 22 elektrona.

Dakle, nedostaje 7 elektrona, koji su u orbiti 5d: 1s²2s²2p⁶3S²3P⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Prethodna je elektronička konfiguracija iridija, [Go]. Imajte na umu da 6s orbitals² i 5d⁷ oni su istaknuti podebljanim slovima kako bi ukazali na to da oni odgovaraju valentnom sloju ovog metala.

Iznimke od Moellerovog dijagrama i Madelungove vladavine

U periodnom sustavu postoji mnogo elemenata koji ne poštuju ono što je upravo objašnjeno. Njihove elektroničke konfiguracije eksperimentalno se razlikuju od onih predviđenih za kvantne razloge.

Među elementima koji ukazuju na ove neusklađenosti su: krom (Z = 24), bakar (Z = 29), srebro (Z = 47), rodij (Z = 45), cerij (Z = 58), niobij (Z = 41). i još mnogo toga.

Iznimke su vrlo česte u popunjavanju d i f orbitala. Na primjer, krom bi trebao imati konfiguraciju valencije od 4 s²3d⁴ prema Moeller-ovom dijagramu i Madelungovom pravilu, ali to je stvarno 4s¹3d⁵.

I konačno, valentna konfiguracija srebra trebala bi biti 5s²4d⁹; ali stvarno je 5s¹4d¹⁰.

reference

1. Gavira J. Vallejo M. (6. kolovoza 2013.). Iznimke od pravila Madelung i Moellerov dijagram u elektronskoj konfiguraciji kemijskih elemenata. Oporavio se od: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Što je elektronička konfiguracija? Dobavljeno iz: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018.). Moellerov dijagram. Preuzeto s: en.wikipedia.org
4. Lutke. (2018.). Kako prikazati elektrone u dijagramu energetske razine. Preuzeto s: dummies.com
5. Brod R. (2016). Redoslijed popunjavanja elektroničkih država. Preuzeto s: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu