TechCodeview

Elektroninė konfigūracija

The elektronų pasiskirstymas atome ar molekulėje vadinamas jo „elektronine konfigūracija“. kuri apibrėžia energijos lygius ir orbitales, kurias užima elektronai. Elemento atominis skaičius, atitinkantis protonų skaičių atomo branduolyje, lemia elemento elektroninę konfigūraciją.

Elektronų kiekis kiekviename apvalkale ir posluoksnyje paprastai nurodomas skaičių ir raidžių seka, pvz., 1s 2s²2p⁶, kai aprašoma elektroninė atomo konfigūracija. Pagrindinis kvantinis skaičius, koreliuojantis su elektrono energijos lygiu arba apvalkalu, vaizduojamas pirmuoju sekos skaičiumi. Kampinio momento kvantinis skaičius nustato, kuri raidė po pagrindinio kvantinio skaičiaus žymi elektrono posluoksnį arba orbitą.

Orbitinė diagrama arba elektronų apvalkalo diagrama, parodanti elektronų išsidėstymą atomo energijos lygiuose ir orbitalėse, taip pat gali būti naudojama atomo elektroninei konfigūracijai pavaizduoti. Kiekviena orbitalė orbitinėje diagramoje simbolizuojama langeliu arba apskritimu, o kiekvienas elektronas – rodyklė, einanti aukštyn arba žemyn, žyminčia jo sukimąsi.

Atomo elektroninė struktūra atlieka svarbų vaidmenį nustatant daugelį elemento cheminių ir fizinių savybių. Pavyzdžiui, atomo reaktyvumą, jungimosi charakteristikas ir gebėjimą dalyvauti cheminėse reakcijose įtakoja jo elektronų kiekis ir išsidėstymas. Energijos kiekis, reikalingas elektronui iš atomo išskirti, yra žinomas kaip jo jonizacijos energija, kurią taip pat lemia elektroninė atomo konfigūracija.

žiniatinklio tvarkyklės

Elemento vietą periodinėje lentelėje, kuri yra elementų, išdėstytų didėjančia atominio skaičiaus tvarka, sąrašas, taip pat galima numatyti naudojant elemento elektroninę konfigūraciją. Periodinė lentelė sugrupuoja elementus, kurie turi panašias elektronines konfigūracijas ir lygiavertes savybes.

Pauli išskyrimo principas, teigiantis, kad atomo du elektronai negali turėti vienodų kvantinių skaičių rinkinio, diktuoja elektroninę atomo konfigūraciją. Atitinkamai, kiekvienas atomo elektronas turi gyventi tam tikrame energijos lygyje ir orbitoje, o kiekviena orbita gali tilpti tik porą elektronų su priešingu sukiniu.

Norint tiesiogiai nustatyti elektroninę atomo konfigūraciją, gali būti naudojami įvairūs spektroskopiniai metodai. Pavyzdžiui, atomo elektrinę konfigūraciją jo pagrindinėje būsenoje galima nustatyti naudojant elemento emisijos spektrą, o elektronų energijos lygius atome galima nustatyti naudojant elemento sugerties spektrą.

Apibendrinant galima pasakyti, kad atomo elektroninė konfigūracija yra pagrindinė jo struktūros sudedamoji dalis ir turi įtakos daugeliui jo cheminių ir fizinių savybių. Elemento atominis skaičius lemia jo elektroninę konfigūraciją, kuri gali būti parodyta kaip skaičių ir simbolių serija, orbitinė diagrama arba elektronų apvalkalo diagrama. Pauli išskyrimo principas, kurį galima eksperimentiškai rasti naudojant spektroskopinius metodus, diktuoja elektroninę atomo konfigūraciją.

kas yra uri

Elektroninės konfigūracijos naudingos:

• Elemento valentingumo nustatymas.
• Elementų grupės charakteristikų numatymas (panašios elektronų konfigūracijos elementų savybės dažnai būna identiškos).
• Atominio spektro analizė.

Kaip parašyti elektroninę konfigūraciją

Kriauklės

Remiantis pagrindiniu kvantiniu skaičiumi, galima apskaičiuoti didžiausią elektronų skaičių, kuris gali tilpti į apvalkalą (n). Jo formulė yra 2n², kur n yra apvalkalo numeris. Toliau pateiktose lentelėse išvardyti apvalkalai, n reikšmės ir bendras telpančių elektronų skaičius.

Apvalkalai

• Azimutinis kvantinis skaičius (pavaizduotas raide 'l') nustato posluoksnius, į kuriuos skirstomi elektronai.
• Pagrindinio kvantinio skaičiaus reikšmė n lemia šio kvantinio skaičiaus reikšmę. Dėl to yra keturi skirtingi subapvalkalai, kurie gali egzistuoti, kai n yra lygus 4.
• Kai n=4. s, p, d ir f subapvalkalai atitinkamai yra l=0, l=1, l=2 ir l=3.
• Lygtis 2*(2l+1) nurodo, kiek elektronų gali tilpti poapvalkalas maksimalioje talpoje.
• Todėl didžiausias elektronų skaičius, kuris gali tilpti į s, p, d ir f posluoksnius, yra atitinkamai 2, 6, 10 ir 14.

Žymėjimas

• Naudojant subshell etiketes, aprašoma atomo elektronų konfigūracija. Šiose etiketėse yra subshell numeris ir apvalkalo numeris, kuris nustatomas pagal pagrindinį kvantinį skaičių.
• žymėjimas (pateikiamas azimutiniu kvantiniu skaičiumi) ir viršutiniame indekse – bendras elektronų skaičius posluoksnyje.
• Pavyzdžiui, žymėjimas būtų „1s²' jei pirmojo apvalkalo s posluoksnyje būtų du elektronai.
• Aliuminio elektronų konfigūracija (atominis skaičius 13) gali būti išreikštas 1s²2s²2p⁶3s²3p¹naudojant šias subshell etiketes.

Atominėms orbitoms užpildyti naudojamas Aufbau principas, Pauli išskyrimo principas ir Hundo taisyklė. Šios gairės padeda nuspręsti, kaip elektronai užima prieinamas orbitas.

Struktūros principas:

Pagal Aufbau principą elektronai užima orbitas energijos didėjimo kryptimi. Tai rodo, kad prieš užpildydami didesnės energijos orbitas, elektronai pirmiausia užpildys žemesnės energijos orbitas. Periodinė lentelė gali būti naudojama norint nustatyti orbitų energijos lygius. Orbitalių etiketės yra raidžių ir skaičių derinys: raidė žymi orbitos formą arba posluoksnį (s, p, d, f), o skaičius – pagrindinį kvantinį skaičių (n), kuris apibrėžia orbitos energijos lygį. orbitos.

char į int java

Pauli išskyrimo principas:

Pagal Pauli išskyrimo principą, jokie du elektronai atome negali turėti vienodos keturių kvantinių skaičių (n, l, ml ir ms) rinkinio. Didžiausias elektronų skaičius, telpantis į kiekvieną orbitą, yra du, ir jie turi turėti priešingus sukinius.

Šuns taisyklė:

Pagal Hundo taisyklę, elektronai pirmiausia apsigyvens atskirose orbitalėse, turinčiose tą patį sukimąsi, užpildydami išsigimusias orbitas (orbitales, kurių energija yra tokia pati). Atitinkamai, elektronai išsigimusiose orbitose nuolat stengsis maksimaliai padidinti savo bendrą sukimąsi.

Remiantis šiais principais, galima nustatyti atominių orbitų užpildymo tvarką.

Orbitos užpildomos tokia tvarka:

• 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p ir tt
• Norėdami tai įrodyti, paimkite anglies įkrovą (atominis skaičius 6). Anglyje yra šeši elektronai ir jie užims prieinamas orbitales aukščiau nurodytu būdu.
• 1s orbitą užpildys pirmieji du elektronai. 2s orbitą užpildys kiti du elektronai. Dvi iš trijų galimų 2p orbitalių bus užimtos po vieną elektroną, likusieji du elektronai. Dabar anglis turi elektronų struktūrą 1s²2s²2p².

Apibendrinant galima pasakyti, kad Aufbau principas, Pauli išskyrimo principas ir Hundo taisyklė kontroliuoja, kaip atominės orbitalės prisipildo. Kiekvienas elementas turi skirtingą elektronų konfigūraciją dėl šių taisyklių, kurios padeda nustatyti, kokia tvarka elektronai užima turimas orbitas.

dvigubai java

Pirmųjų 30 elementų elektroninė konfigūracija atominio skaičiaus didėjimo tvarka:

Štai keletas priežasčių, kodėl elektroninė konfigūracija yra būtina:

1. Cheminis reaktyvumas

Atomo cheminę reakciją lemia jo elektroninė konfigūracija. Elektroninė konfigūracija lemia, kad reakcijos tarp elementų sukelia junginius. Tai, kaip lengvai atomas gali įgyti, prarasti ar dalytis elektronais, kad sudarytų cheminius ryšius su kitais atomais, priklauso nuo elektronų skaičiaus ir išsidėstymo atokiausiame energijos lygyje, vadinamame valentiniu apvalkalu. Pavyzdžiui, norint pasiekti stabilią konfigūraciją, elementai, kurių atokiausiame apvalkale yra vienas ar du elektronai, paprastai praranda tuos elektronus, o elementai, kurių išoriniame apvalkale yra penki, šeši ar septyni elektronai, linkę įgyti tuos elektronus. Tai padeda numatyti junginių, kuriuos gali sukurti įvairūs elementai, rūšis.

2. Klijavimo savybės

Cheminių jungčių, kurios gali išsivystyti tarp atomų, rūšis taip pat lemia jų elektroninė konfigūracija. Kovalentiniai ryšiai paprastai susidaro tarp panašių elektroninių konfigūracijų atomų, o joniniai ryšiai paprastai susidaro tarp skirtingos konfigūracijos atomų. Susidarančių cheminių jungčių intensyvumui ir stabilumui įtakos turi ir elektroninė konfigūracija. Pavyzdžiui, keturi anglies atomo elektroninės konfigūracijos valentiniai elektronai leidžia sudaryti stabilius kovalentinius ryšius su kitais anglies atomais, todėl susidaro daug įvairių organinių junginių.

3. Fizinės savybės

Fizinėms elemento savybėms, tokioms kaip jo lydymosi ir virimo temperatūra, tankis ir laidumas, taip pat turi įtakos jo elektroninė struktūra. Elektronų skaičius ir jų išsidėstymas valentiniame apvalkale lemia atomų sąveikos stiprumą, o tai įtakoja elemento fizinį elgesį. Pavyzdžiui, kadangi jų laisvieji elektronai gali lengvai judėti ir praleisti elektrą, metalai turi didelį elektros ir šilumos laidumą.

4. Periodinės tendencijos

Periodinė lentelė organizuojama naudojant periodines tendencijas, nes ji pagrįsta elektronine atomų struktūra. Reguliarūs elementų savybių dispersijos modeliai periodinėje lentelėje vadinami periodinėmis tendencijomis. Norint suprasti šias tendencijas, galima naudoti atomų elektroninės konfigūracijos pokyčius ir jų įtaką elementų dydžiui, reaktyvumui ir surišimo savybėms.

Apibendrinant galima pasakyti, kad žinios apie atomo elektroninę konfigūraciją yra būtinos norint suprasti jo molekulines ir fizines savybes. Tai būtina norint nuspėti elemento cheminį elgesį ir gebėjimą jungtis su kitais elementais, kad susidarytų junginiai. Elektroninės konfigūracijos supratimas taip pat padeda paaiškinti periodinius modelius ir elementų savybių skirtumus periodinėje lentelėje.