Kuinka kirjoittaa elektronikokoonpanot eri elementtien atomeille

2024 Kirjoittaja: Jason Gerald | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-15 08:14

Atomin elektronikonfiguraatio on numeerinen esitys elektronien kiertoratoista. Elektroniradat ovat atomialueiden ympärillä olevia eri alueita, joissa yleensä on elektronit. Elektronikonfiguraatio voi kertoa lukijalle atomin sähkökiertojen lukumäärän sekä kunkin radan elektronien lukumäärän. Kun olet ymmärtänyt elektronikonfiguraatioiden perusperiaatteet, voit kirjoittaa omat kokoonpanosi ja käsitellä kemian testejä luottavaisin mielin.

Vaihe

Menetelmä 1: 2: Elektronien määrittäminen jaksollisen taulukon kautta

Vaihe 1. Etsi atominumero

Jokaisella atomilla on tietty määrä elektroneja. Etsi atomisi kemiallinen symboli yllä olevasta jaksollisesta taulukosta. Atomiluku on positiivinen kokonaisluku, joka alkaa 1: stä (vedyn osalta) ja kasvaa 1: llä joka kerta seuraavien atomien osalta. Tämä atomiluku on myös atomien protonien lukumäärä - joten se edustaa myös elektronien lukumäärää atomissa, jonka sisältö on nolla.

Vaihe 2. Määritä atomipitoisuus

Atomeilla, joiden sisältö on nolla, on tarkka määrä elektroneja, jotka on lueteltu yllä olevassa jaksollisessa taulukossa. Sisältöisellä atomilla on kuitenkin suurempi tai pienempi määrä elektroneja sisällön koosta riippuen. Jos käsittelet atomisisältöä, lisää tai lisää elektroneja: lisää yksi elektroni jokaista negatiivista varausta varten ja vähennä yksi jokaisesta positiivisesta varauksesta.

Esimerkiksi natriumatomilla, jonka pitoisuus on -1, on ylimääräinen elektroni sen perusatomiluvun lisäksi, joka on 11. Joten tällä natriumatomilla on yhteensä 12 elektronia

Vaihe 3. Tallenna vakioradan luettelo muistiin

Kun atomi saa elektroneja, se täyttää eri kiertoradat tietyssä järjestyksessä. Jokainen näiden kiertoradan joukko, kun se on täysin varattu, sisältää parillisen määrän elektroneja. Näiden kiertoratojen joukot ovat:

S -orbitaalien joukko (mikä tahansa luku elektronikonfiguraatiossa, jota seuraa "s") sisältää yhden kiertoradan, ja Paulin poissulkemisperiaatteen mukaan yksi kiertorata voi sisältää enintään 2 elektronia, joten jokainen s -orbitaalijoukko voi sisältää 2 elektronia.
P -kiertoratajoukko sisältää 3 kiertorataa ja voi sisältää yhteensä 6 elektronia.
D -kiertorata sisältää 5 kiertorataa, joten tämä joukko voi sisältää 10 elektronia.
F -kiertorata sisältää 7 kiertorataa, joten se voi sisältää 14 elektronia.

Vaihe 4. Ymmärrä elektronikonfiguraation merkintä

Elektronikonfiguraatio on kirjoitettu siten, että se näyttää selvästi atomien ja kunkin kiertoradan elektronien määrän. Jokainen kiertorata kirjoitetaan peräkkäin, ja elektronien määrä kullakin kiertoradalla kirjoitetaan pienemmillä kirjaimilla ja korkeammalla paikalla (yläindeksi) kiertoradan nimen oikealla puolella. Lopullinen elektronikonfiguraatio on kokoelma tietoja kiertoradan nimistä ja yläindeksistä.

Tässä on esimerkiksi yksinkertainen elektronikonfiguraatio: 1s² 2s² 2p⁶. Tämä kokoonpano osoittaa, että 1s kiertoradalla on kaksi elektronia, 2s kiertoradalla kaksi elektronia ja 2p kiertoradalla kuusi elektronia. 2 + 2 + 6 = 10 elektronia. Tämä elektronikonfiguraatio koskee neonatomeja, joissa ei ole sisältöä (neonien atomiluku on 10.)

Vaihe 5. Muista kiertoratojen järjestys

Huomaa, että vaikka kiertoratajoukko on numeroitu elektronikerrosten lukumäärän mukaan, kiertoradat järjestetään niiden energian mukaan. Esimerkiksi 4s² joka sisältää alhaisemman energiatason (tai mahdollisesti haihtuvamman) kuin kolmiulotteinen atomi¹⁰ joka on täytetty osittain tai kokonaan, joten sarake 4s kirjoitetaan ensin. Kun tiedät kiertoratojen järjestyksen, voit täyttää ne kunkin atomin elektronien lukumäärän perusteella. Kiertoratojen täyttämisjärjestys on seuraava: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

Elektronikonfiguraatio atomille, jonka jokainen kiertorata on täysin täytetty, näyttäisi tältä: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰7p⁶8s²
Yllä oleva luettelo, jos kaikki kerrokset on täytetty, on elektronin kokoonpano Uuolle (Ununoctium), 118, joka on jaksollisen taulukon korkein numeroitu atomi - joten tämä elektronikonfiguraatio sisältää kaikki tällä hetkellä tiedossa olevat elektronikerrokset neutraali atomi.

Vaihe 6. Täytä kiertoradat atomisi elektronien lukumäärän perusteella

Jos esimerkiksi haluaisimme kirjoittaa elektronikonfiguraation kalsiumatomille, jolla ei ole sisältöä, aloitamme määrittämällä kalsiumin atomiluvun jaksollisessa taulukossa. Luku on 20, joten kirjoitamme 20 elektronin sisältävän atomin kokoonpanon yllä olevassa järjestyksessä.

Täytä kiertoradat yllä olevan järjestyksen mukaisesti, kunnes saavutat yhteensä 20 elektronia. 1s -kiertoradalla on kaksi elektronia, 2s kiertoradalla kaksi, 2p kiertoradalla kuusi, 3s kiertoradalla kaksi, 3p kiertoradalla kuusi ja 4s kiertoradalla kaksi (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) On: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
Huomautus: Energiatasot muuttuvat, kun kiertoradasi kasvaa. Esimerkiksi kun saavutat neljännen energiatason, 4s on ensimmäinen, sitten 3d. Neljännen energiatason jälkeen siirryt viidennelle tasolle, jossa tilaus palaa alkuun. Tämä tapahtuu vasta kolmannen energiatason jälkeen.

Vaihe 7. Käytä jaksottaista taulukkoa visuaalisena pikavalintana

Olet ehkä huomannut, että jaksollisen taulukon muoto edustaa elektronien kokoonpanon kiertoratajoukon järjestystä. Esimerkiksi vasemmalla olevan toisen sarakkeen atomit päättyvät aina "s: iin"²", ohutkeskuksen oikeanpuoleisen alueen atomit päättyvät aina kohtaan" d¹⁰, "jne. Käytä jaksottaista taulukkoa visuaalisena apuna kirjoittaessasi elektronien kokoonpanot - kiertoradalle kirjoittamiesi elektronien järjestys liittyy suoraan sijaintiisi taulukossa. Katso alla:

Erityisesti kaksi vasemmanpuoleista saraketta edustavat atomeja, joiden elektronikokoonpanot päättyvät s kiertoradalle, taulukon oikea puoli edustaa atomeja, joiden elektronimääritykset päättyvät s kiertoradalle, keskimmäiset osat edustavat atomeja, jotka päättyvät d kiertoradalle, ja alempi puoli atomeille, jotka päättyvät d kiertoradat. kiertoradat f.
Jos esimerkiksi haluat kirjoittaa kloorin elektronikonfiguraation, ajattele: "Tämä atomi on jaksollisen taulukon kolmannella rivillä (tai" jaksossa "). Se on myös Joten elektronin kokoonpano päättyy… 3p⁵
Varoitus - taulukon d- ja f -kiertoalueet edustavat eri energiatasoja rivillä, jolla ne sijaitsevat. Esimerkiksi d -kiertoradan ensimmäinen rivi edustaa 3D -ratoja, vaikka ne sijaitsevat jaksolla 4, kun taas ensimmäinen f -kiertorata edustaa 4f -kiertorataa, vaikka ne ovat itse asiassa jaksolla 6.

Vaihe 8. Opi kirjoittamaan elektronikokoonpanot nopeasti

Jaksotaulukon oikealla puolella olevia atomeja kutsutaan jalokaasut. Nämä elementit ovat kemiallisesti erittäin stabiileja. Lyhentääksesi pitkää elektronikonfiguraatioiden kirjoittamisprosessia kirjoita suluissasi lähimmän kaasumaisen elementin kemiallinen symboli, jossa on vähemmän elektroneja kuin atomit, ja jatka sitten seuraavien kiertoratojen elektronikonfiguraatiolla. Katso alla oleva esimerkki:

Tämän käsitteen ymmärtämisen helpottamiseksi on annettu esimerkkikokoonpano. Kirjoitetaan sinkin kokoonpano (atominumero 30) jalokaasun nopealla menetelmällä. Sinkin yleinen elektronikonfiguraatio on: 1 s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Huomaa kuitenkin, että 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ on jalokaasun, Argonin kokoonpano. Korvaa tämä sinkki -elektronimerkinnän osa suluissa olevalla kemiallisella symbolilla Argon ([Ar].)
Sinkin elektronikonfiguraatio voidaan kirjoittaa nopeasti nimellä [Ar] 4s² 3d¹⁰.

Tapa 2/2: ADOMAH -jaksollisen järjestelmän käyttäminen

Vaihe 1. Ymmärrä ADOMAH -jaksottainen taulukko

Tämä menetelmä elektronikokoonpanojen kirjoittamiseksi ei edellytä niiden muistamista. Jaksotaulukko on kuitenkin järjestettävä uudelleen, koska perinteisessä jaksollisessa taulukossa jakson numero neljännestä rivistä alkaen ei edusta elektronikerrosta. Etsi ADOMAH -jaksollinen taulukko, joka on tiedemies Valery Tsimmermanin suunnittelema jaksollinen taulukko. Löydät sen helposti verkkohaun kautta.

ADOMAH -jaksollisessa taulukossa vaakasuorat rivit edustavat elementtiryhmiä, kuten halogeeneja, heikkoja kaasuja, alkalimetalleja, maa -alkalimaita jne. Pystysuorat sarakkeet edustavat elektronikerroksia, ja niitä kutsutaan jaksoiksi (diagonaaliset viivat, jotka yhdistävät lohkot s, p, d ja f), jotka vastaavat ajanjaksoa.
Helium siirretään vedyn viereen, koska molemmilla on 1s kiertoradat. Useita pisteitä (s, p, d ja f) näkyy oikealla ja kerrosnumerot ovat alla. Elementit on esitetty suorakulmaisissa laatikoissa, jotka on numeroitu 1-120. Nämä luvut ovat normaaleja atomilukuja, jotka edustavat neutraalien atomien elektronien kokonaismäärää.

Vaihe 2. Etsi atomisi ADOMAH -taulukosta

Jos haluat kirjoittaa elementin elektronikonfiguraation, etsi sen symboli ADOMAH -jaksollisesta taulukosta ja yliviivaa kaikki elementit, joilla on suurempi atomiluku. Jos esimerkiksi haluat kirjoittaa Erbiumin elektronikonfiguraation (68), ylitä elementit 69-120.

Huomaa numerot 1-8 taulukon alalaidasta. Nämä luvut ovat elektronikerroksen numeroita tai sarakkeiden numeroita. Ohita sarakkeet, jotka sisältävät vain yliviivatut elementit. Erbiumille loput sarakkeet ovat sarakkeiden numeroita 1, 2, 3, 4, 5 ja 6

Vaihe 3. Laske äärellinen atomiradasi

Tarkastelemalla taulukon oikealla puolella olevia lohkosymboleita (s, p, d ja f) ja sarakkeiden numeroita taulukon alareunassa ja jättämällä huomiotta lohkojen väliset diagonaaliset viivat, jaa sarakkeet sarakkeiksi. -Lohko ja kirjoita ne järjestyksessä alhaalta ylöspäin. Jätä jälleen huomiotta sarakelohko, joka sisältää kaikki yliviivatut elementit. Kirjoita lohko-sarakkeen alku sarakkeen numerosta alkaen ja sen jälkeen lohkosymboli seuraavasti: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (Erbiumin tapauksessa).

Huomautus: Edellä olevat Erin elektronikonfiguraatiot on kirjoitettu kerrosten lukumäärän kasvavaan järjestykseen. Voit myös kirjoittaa järjestyksessä, jossa kiertoradat täytetään. Seuraa kaskadia ylhäältä alas (ei sarakkeita), kun kirjoitat sarake-lohkoja: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹².

Vaihe 4. Laske elektronit kussakin kiertoradassa

Laske purkamattomat elementit kussakin sarakelohkossa syöttämällä yksi elektroni per elementti ja kirjoita sitten numero jokaisen sarakelohkon lohkosymbolin jälkeen seuraavasti: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5s² 5p⁶ 6s². Esimerkissämme tämä on Erbiumin elektronikonfiguraatio.

Vaihe 5. Tiedä epäsäännöllinen elektronikonfiguraatio

Elektronikonfiguraatiossa on kahdeksantoista poikkeusta atomeille, joilla on pienin energiataso tai mitä kutsutaan yleisesti alkeistasoksi. Tämä poikkeus rikkoo yleistä sääntöä kahden tai kolmen viimeisen elektronin asemissa. Tällaisessa tapauksessa todellinen elektronikonfiguraatio pitää elektronin matalammassa energiatilassa kuin atomin vakiokokoonpanossa. Nämä epäsäännölliset atomit ovat:

Cr (…, 3d5, 4s1); Cu (…, 3d10, 4s1); Huom (…, 4d4, 5s1); Mo (…, 4d5, 5s1); Ru (…, 4d7, 5s1); Rh (…, 4d8, 5s1); Pd (…, 4d10, 5s0); Ag (…, 4d10, 5s1); La (…, 5d1, 6s2); Ce (…, 4f1, 5d1, 6s2); Gd (…, 4f7, 5d1, 6s2); Au (…, 5d10, 6s1); Ilmastointi (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) ja cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).

Vinkkejä

Kun atomi on ioni, tämä tarkoittaa, että protonien lukumäärä ei ole sama kuin elektronien lukumäärä. Atomisisältö näytetään (yleensä) kemiallisen symbolin oikeassa yläkulmassa. Siten antimoniatomilla, jonka sisältö on +2, elektronikonfiguraatio on 1 s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹. Huomaa, että 5p³ muutettu 5p: ksi¹. Ole varovainen, kun elektronikonfiguraatio päättyy muulle kuin s- ja p -kiertoradalle.

Kun poistat elektronin, voit poistaa sen vain sen valenssikierrokselta (s- ja p -kiertoradalta). Joten jos kokoonpano päättyy 4 sekunnissa² 3d⁷, ja atomi saa +2 -sisällön, jolloin kokoonpano muuttuu 4 sekunnin päätteeksi⁰ 3d⁷. Huomaa, että 3d⁷ei muuttuu, s -elektroniradat kuitenkin menetetään.
Jokainen atomi haluaa olla vakaa, ja vakaimmat kokoonpanot sisältävät kaikki s- ja p -kiertoradat (s2 ja p6). Kaasuilla on tämä kokoonpano, minkä vuoksi ne ovat harvoin reaktiivisia ja sijaitsevat jaksollisen järjestelmän oikealla puolella. Joten jos kokoonpano päättyy arvoon 3p⁴, joten tämä kokoonpano vaatii vain kaksi ylimääräistä elektronia vakautumaan (kuuden poistaminen, mukaan lukien kiertoradan elektronit, vaatii enemmän energiaa, joten neljän poistaminen on helpompaa). Ja jos kokoonpano päättyy klo 4d³, tämän kokoonpanon on menetettävä vain kolme elektronia vakaan tilan saavuttamiseksi. Myös kerrokset, joissa on puoli sisältöä (s1, p3, d5..), ovat vakaampia kuin (esimerkiksi) p4 tai p2; s2 ja p6 ovat kuitenkin vielä vakaampia.
Ei ole olemassa "puolisisällön tasapainon" alatasoa. Tämä on yksinkertaistaminen. Kaikki "puolitäytteisiin" alatasoihin liittyvät saldot perustuvat siihen tosiasiaan, että kullakin kiertoradalla on vain yksi elektroni, joten elektronien välinen repulsio minimoidaan.
Voit myös kirjoittaa elementin elektronikonfiguraation yksinkertaisesti kirjoittamalla sen valenssikonfiguraation, eli viimeisen s- ja p -kiertoradan. Joten antimoniatomin valenssikonfiguraatio on 5s² 5p³.
Sama ei päde ioneihin. Ioneja on vaikeampi kirjoittaa. Ohita kaksi tasoa ja noudata samaa kaavaa sen mukaan, mistä aloitat kirjoittamisen sen mukaan, kuinka suuri tai pieni on elektronien määrä.
Löydät atomiluvun, kun se on elektronikonfiguraation muodossa, lisäämällä yhteen kaikki kirjaimet (s, p, d ja f) seuraavat numerot. Tämä periaate koskee vain neutraaleja atomeja, jos tämä atomi on ioni, sinun on lisättävä tai poistettava elektroneja lisätyn tai poistetun määrän mukaan.
Elektronikonfiguraatioiden kirjoittamiseen on kaksi eri tapaa. Voit kirjoittaa ne kerrosten lukumäärässä ylöspäin tai järjestyksessä, jossa kiertoradat täyttyvät, kuten yllä olevassa esimerkissä Erbium -elementille.
Tietyissä olosuhteissa elektroneja on "edistettävä". Kun kiertoratajoukko vaatii vain yhden elektronin, jotta se olisi täynnä tai puoliksi täynnä, poista yksi elektroni lähimmästä s- tai p -kiertoratajoukosta ja siirrä se kiertoratajoukolle, joka vaatii kyseistä elektronia.
Kirjaimia seuraavat numerot ovat yläindeksiä, joten älä kirjoita niitä testiisi.