Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Elektronide konfiguratsioonid
- Konfiguratsiooni lühinumber
- Orbitaalskeemid
- Punktiskeemid
Elektronide orbitaalskeemid ja kirjalikud konfiguratsioonid ütlevad teile, millised orbitaalid on täidetud ja millised on mõne aatomi jaoks osaliselt täidetud. Valentselektronite arv mõjutab nende keemilisi omadusi ning orbitaalide konkreetne järjestamine ja omadused on füüsikas olulised, seetõttu peavad paljud õpilased hakkama saama põhitõdedega. Hea uudis on see, et orbitaaldiagrammid, elektronide konfiguratsioonid (nii lühis kui ka täisvormis) ja elektronide punktdiagrammid on tõesti hõlpsasti arusaadavad, kui olete neist mõne põhiteadmise omandanud.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Elektronkonfiguratsioonide vorming on 1 s2 2 s2 2p6 . Esimene number on peamine kvantarv (n) ja täht tähistab orbiidi jaoks väärtust l (nurkkiirguse kvantarv; 1 = s, 2 = p, 3 = d ja 4 = f) ja ülaindeksi number näitab sina, kui palju elektrone selles orbiidis on. Orbitaaldiagrammid kasutavad sama põhivormingut, kuid elektronide numbrite asemel kasutavad nad ↑ ja ↓ nooli ning annavad igale orbitaalile ka oma rea, et näidata ka elektronide pöördeid.
Elektronide konfiguratsioonid
Elektronide konfiguratsioone väljendatakse märkusega, mis näeb välja järgmine: 1s2 2 s2 2p1. Siit saate teada selle märkuse kolm peamist osa, et mõista, kuidas see töötab. Esimene number näitab teile energiataset ehk peamist kvantarvu (n). Teine täht näitab väärtust (l), nurkkiiruse kvantarvu. L = 1 puhul on täht s, l = 2 on p, l = 3 on d, l = 4 on f ja suuremate numbrite korral suureneb sellest hetkest tähestiku järjekorras.Pidage meeles, et s orbitaalides on maksimaalselt kaks elektroni, p orbitaali maksimaalselt kuus, d maksimaalselt 10 ja f maksimaalselt 14.
Aufbau põhimõte ütleb teile, et kõigepealt täituvad madalaima energiaga orbitaalid, kuid konkreetne järjekord pole järjestikune viisil, mida on lihtne meelde jätta. Täitmisjärjestuse diagrammi leiate ressurssidest. Pange tähele, et n = 1 tasemel on ainult s orbitaalid, n = 2 tasemel on ainult s ja p orbitaalid ja n = 3 tasemel on ainult s, p ja d orbitaalid.
Neid reegleid on lihtne kasutada, nii et skandaali konfiguratsiooni märkus on järgmine:
1 s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4 s2 3d1
Mis näitab, et kogu n = 1 ja n = 2 tase on täis, n = 4 tase on käivitatud, kuid 3d kest sisaldab ainult ühte elektroni, samas kui selle maksimaalne täituvus on 10. See elektron on valentselektron.
Identifitseerige element tähistuse järgi, lugedes lihtsalt elektronid ja leiddes vastava aatomnumbriga elemendi.
Konfiguratsiooni lühinumber
Iga üksiku orbitaali väljakirjutamine raskemate elementide jaoks on tüütu, seetõttu kasutavad füüsikud sageli lühendit. Selleks kasutatakse lähtepunktina väärisgaase (perioodilise tabeli paremas servas) ja lisatakse neile lõplikud orbitaalid. Seega on skandiumil sama konfiguratsioon kui argoonil, välja arvatud elektronide korral kahes lisaorbitaalis. Seetõttu on lühendvorm:
4 s2 3d1
Kuna argooni konfiguratsioon on:
= 1 s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6
Saate seda kasutada mis tahes muude elementidega peale vesiniku ja heeliumi.
Orbitaalskeemid
Orbitaaldiagrammid on nagu äsja kasutusele võetud konfiguratsioonimärked, välja arvatud juhul, kui näidatud elektronide spinnid. Kasutage Pauli välistamise põhimõtet ja Hundi reeglit, et välja töötada kestad. Välistamispõhimõte väidab, et ühelgi kahel elektronil ei ole sama neli kvantarvu, mille tulemuseks on põhimõtteliselt olekute paarid, mis sisaldavad vastassuunaliste keerudega elektrone. Hundi reegli kohaselt on kõige stabiilsem konfiguratsioon, kus on võimalikult palju paralleelseid keerutusi. See tähendab, et osaliselt täiskestade orbitaaldiagrammide kirjutamisel täitke kõik üles-pöörlevad elektronid, enne kui lisate alla pöörlevaid elektrone.
See näide näitab orbitaaldiagrammide toimimist, kasutades näitena argooni:
3p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
3s ↑ ↓
2p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
2 s ↑ ↓
1s ↑ ↓
Elektrone tähistavad nooled, mis tähistavad ka nende spinne, ja vasakul olev märk on standardne elektronide konfiguratsiooni märge. Pange tähele, et kõrgema energiaga orbitaalid asuvad diagrammi ülaosas. Osaliselt täis koore puhul nõuab Hundi reegel, et need tuleb sellisel viisil täita (kasutades näitena lämmastikku).
2p ↑ ↑ ↑
2 s ↑ ↓
1s ↑ ↓
Punktiskeemid
Punktdiagrammid on väga erinevad orbitaaldiagrammidest, kuid neist on siiski väga lihtne aru saada. Need koosnevad elemendi sümbolist keskel, ümbritsetud punktidega, mis näitavad valentselektronite arvu. Näiteks on süsinikul neli valentselektroni ja sümbol C, nii et see on tähistatud järgmiselt:
∙
∙ C ∙
∙
Ja hapnikku (O) on kuus, seega tähistatakse seda järgmiselt:
∙
O ∙
∙∙
Kui elektronid jagunevad kahe aatomi vahel (kovalentses ühenduses), siis aatomid jagavad skeemi punkti samal viisil. See muudab lähenemise keemilise sidumise mõistmiseks väga kasulikuks.