Što je vanjska elektronička konfiguracija?



elektroničku konfiguraciju, Također se naziva elektronička struktura, raspored elektrona u energetskim razinama oko atomske jezgre.

Prema drevnom atomskom modelu Bohra, elektroni zauzimaju nekoliko razina u orbitama oko jezgre, od prvog sloja koji je najbliži jezgri, K, do sedmog sloja, Q, koji je najdalje od jezgre..

U pogledu rafiniranijeg kvantno-mehaničkog modela, K-Q slojevi su podijeljeni u skup orbitala, od kojih svaki može biti zauzet ne više od jednog para elektrona (Encyclopædia Britannica, 2011).

Obično se elektronska konfiguracija koristi za opisivanje orbitala atoma u svom osnovnom stanju, ali se također može koristiti za predstavljanje atoma koji je ioniziran u kationu ili anionu, kompenzirajući gubitak ili dobit elektrona u njihovim orbitalima..

Mnoga fizikalna i kemijska svojstva elemenata mogu se povezati s njihovim jedinstvenim elektroničkim konfiguracijama. Valentni elektroni, elektroni u vanjskom sloju, odlučujući su čimbenik za jedinstvenu kemiju elementa.

Osnovni pojmovi elektroničkih konfiguracija

Prije dodjeljivanja elektrona atoma orbitalima, mora se upoznati s osnovnim konceptima elektroničkih konfiguracija. Svaki element periodnog sustava sastoji se od atoma koji su sastavljeni od protona, neutrona i elektrona.

Elektroni pokazuju negativan naboj i nalaze se oko jezgre atoma u orbitali elektrona, definirani kao volumen prostora u kojem se elektron može naći unutar 95% vjerojatnosti..

Četiri različite vrste orbitala (s, p, d i f) imaju različite oblike, a orbitala može sadržavati najviše dva elektrona. Orbitale p, d i f imaju različite pod-razine, tako da mogu sadržavati više elektrona.

Kao što je naznačeno, elektronska konfiguracija svakog elementa je jedinstvena za svoj položaj u periodnom sustavu. Razina energije određena je razdobljem, a broj elektrona je dan atomskim brojem elementa.

Orbitale na različitim energetskim razinama su međusobno slične, ali zauzimaju različita područja u prostoru.

Orbitalna 1s i orbitalna 2s imaju karakteristike orbite s (radijalni čvorovi, sferne vjerojatnosti volumena, mogu sadržavati samo dva elektrona, itd.). No, kako se nalaze u različitim energetskim razinama, zauzimaju različite prostore oko jezgre. Svaka orbita može biti predstavljena posebnim blokovima u periodnom sustavu.

Blok s je područje alkalijskih metala uključujući helij (skupine 1 i 2), blok d su prijelazni metali (skupine 3 do 12), blok p su elementi glavne skupine skupina 13 do 18. , A blok f su serija lantanida i aktinida (Faizi, 2016).

Slika 1: elementi periodnog sustava i njihova razdoblja koja se razlikuju prema energetskim razinama orbitala.

Načelo Aufbaua

Aufbau dolazi od njemačke riječi "Aufbauen", što znači "graditi". U biti, prilikom pisanja elektronskih konfiguracija gradimo elektronske orbitale dok se krećemo od jednog atoma do drugog.

Dok pišemo elektronsku konfiguraciju atoma, ispunit ćemo orbitale u rastućem redoslijedu atomskog broja.

Princip Aufbaua proizlazi iz Paulijevog principa isključenja koji kaže da u atomu nema dva fermiona (npr. Elektrona). Oni mogu imati isti skup kvantnih brojeva, tako da se moraju "slagati" na višim razinama energije.

Kako se akumuliraju elektroni predmet je elektronskih konfiguracija (Aufbau princip, 2015).

Stabilni atomi imaju toliko elektrona koliko i protoni u jezgri. Elektroni se skupljaju oko jezgre u kvantnim orbitalima slijedeći četiri osnovna pravila koja se nazivaju Aufbau princip.

  1. U atomu nema dva elektrona koji dijele ista četiri kvantna broja n, l, m i s.
  2. Elektroni će najprije zauzeti orbitale najniže razine energije.
  3. Elektroni će uvijek ispuniti orbitale s istim brojem spina. Kada su orbite pune, započet će.
  4. Elektroni će ispuniti orbitale sumom kvantnih brojeva n i l. Orbitale s jednakim vrijednostima (n + l) prvo će se popuniti vrijednostima n niže.

Drugo i četvrto pravilo su u osnovi iste. Primjer pravila četiri bi bile orbitale 2p i 3s.

Orpital 2p je n = 2 i l = 2, a 3s orbital je n = 3 i l = 1. (N + l) = 4 u oba slučaja, ali orbitalna 2p ima najnižu energiju ili najnižu vrijednost n i napunit će se prije 3s layer.

Srećom, Moellerov dijagram prikazan na slici 2 može se koristiti za punjenje elektrona. Graf se očitava izvođenjem dijagonala iz 1s.

Slika 2: Moeller-ov dijagram punjenja elektroničke konfiguracije.

Na slici 2 prikazane su atomske orbite, a strelice slijede put koji slijedi.

Sada kada je poznato da je redoslijed orbitala pun, jedino što preostaje je zapamtiti veličinu svake orbite.

S orbitale imaju 1 moguću vrijednost ml da sadrži 2 elektrona

P orbitale imaju 3 moguće vrijednosti ml da sadrži 6 elektrona

D orbitale imaju 5 mogućih vrijednosti ml da sadrži 10 elektrona

F orbitale imaju 7 mogućih vrijednosti ml da sadrži 14 elektrona

To je sve što je potrebno za određivanje elektronske konfiguracije stabilnog atoma elementa.

Primjerice, uzmite element dušika. Dušik ima sedam protona i stoga sedam elektrona. Prva orbita koju treba ispuniti je orbitalna 1s.

Orbital ima dva elektrona, tako da ostaje pet elektrona. Sljedeća orbitalna orbitalna orbita sadrži sljedeće dvije. Tri konačna elektrona će ići u orbitalu 2p koja može sadržavati do šest elektrona (Helmenstine, 2017).

Važnost vanjske elektroničke konfiguracije

Elektronske konfiguracije igraju važnu ulogu u određivanju svojstava atoma.

Svi atomi iste skupine imaju istu vanjsku elektroničku konfiguraciju s izuzetkom atomskog broja n, zbog čega imaju slična kemijska svojstva..

Neki od ključnih čimbenika koji utječu na svojstva atoma uključuju veličinu najvećih okupiranih orbitala, energiju viših energetskih orbitala, broj orbitalnih slobodnih mjesta i broj elektrona u višim energetskim orbitalima (elektroničke konfiguracije i svojstva atoma, SF).

Većina atomskih svojstava može se odnositi na stupanj privlačnosti između elektrona više vanjskih na jezgru i broj elektrona u vanjskom sloju elektrona, broj valentnih elektrona.

Elektroni vanjskog sloja su oni koji mogu tvoriti kovalentne kemijske veze, oni koji imaju sposobnost ioniziranja u obliku kationa ili aniona i koji daju stanje oksidacije kemijskim elementima (Khan, 2014)..

Također će odrediti atomski radijus. Kako n raste, atomski polumjer se povećava. Kada atom izgubi elektron, doći će do kontrakcije polumjera atoma zbog smanjenja negativnog naboja oko jezgre..

Elektroni vanjskog sloja su oni koje se uzimaju u obzir teorijom valentnih veza, teorijom kristalnog polja i teorijom molekularne orbite da se dobiju svojstva molekula i hibridizacije veza (Bozeman Science, 2013).

reference

  1. Načelo Aufbau. (2015., 3. lipnja). Preuzeto iz chem.libretexts: chem.libretexts.org.
  2. Bozemanova znanost. (2013, Agoto 4). Elektronska konfiguracija. Preuzeto s youtube: youtube.com.
  3. Elektronske konfiguracije i svojstva atoma. (S.F.). Preuzeto iz oneonta.edu: oneonta.edu.
  4. Encyclopædia Britannica. (2011., 7. rujna). Elektronička konfiguracija. Preuzeto iz britannice: britannica.com.
  5. Faizi, S. (2016., 12. srpnja). Elektronske konfiguracije. Preuzeto iz chem.libretexts: chem.libretexts.org.
  6. Helmenstine, T. (2017., 7. ožujka). Aufbau princip - elektronička struktura i Aufbau načelo. Preuzeto iz misli: thoughtco.com.
  7. Khan, S. (2014., 8. lipnja). Valentni elektroni i vezivanje. Preuzeto iz khanacademy: khanacademy.org.