Si të shkruani konfigurimet elektronike për atomet e elementeve të ndryshëm

2024 Autor: Jason Gerald | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-15 08:24

Konfigurimi elektronik i një atomi është një paraqitje numerike e orbitave të elektroneve. Orbitat elektronike janë rajone të ndryshme rreth bërthamës atomike, ku elektronet janë zakonisht të pranishme. Një konfigurim elektronesh mund t'i tregojë lexuesit për numrin e elektro orbitave që ka një atom, si dhe numrin e elektroneve që zënë çdo orbitë. Pasi të keni kuptuar parimet themelore prapa konfigurimeve të elektroneve, do të jeni në gjendje të shkruani konfigurimet tuaja dhe të trajtoni me besim testet tuaja të kimisë.

Hapi

Metoda 1 nga 2: Përcaktimi i elektroneve përmes tabelës periodike

Hapi 1. Gjeni numrin tuaj atomik

Çdo atom ka një numër të caktuar elektronesh. Gjeni simbolin kimik për atomin tuaj në tabelën periodike të mësipërme. Numri atomik është një numër i plotë pozitiv duke filluar nga 1 (për hidrogjenin) dhe duke u rritur me 1 çdo herë për atomet e mëvonshëm. Ky numër atomik është gjithashtu numri i protoneve në një atom - kështu që ai gjithashtu paraqet numrin e elektroneve në një atom me përmbajtje zero.

Hapi 2. Përcaktoni përmbajtjen atomike

Atomet me përmbajtje zero do të kenë numrin e saktë të elektroneve të listuara në tabelën periodike të mësipërme. Sidoqoftë, atomi me përmbajtje do të ketë një numër më të lartë ose më të ulët të elektroneve, në varësi të madhësisë së përmbajtjes. Nëse merreni me përmbajtje atomike, shtoni ose shtoni elektrone: shtoni një elektron për çdo ngarkesë negative dhe zbritni një për çdo ngarkesë pozitive.

Për shembull, një atom natriumi me një përmbajtje -1 do të ketë një elektron shtesë përveç numrit të tij atomik bazë, që është 11. Pra, ky atom natriumi do të ketë gjithsej 12 elektrone

Hapi 3. Ruani listën e orbitave standarde në kujtesën tuaj

Kur një atom fiton elektrone, ai mbush orbita të ndryshme në një rend të caktuar. Çdo grup i këtyre orbitave, kur zënë plotësisht, do të përmbajë një numër çift elektronesh. Grupet e këtyre orbitave janë:

Grupi i orbitaleve s (çdo numër në konfigurimin e elektroneve i ndjekur nga një "s") përfshin një orbitë të vetme, dhe, sipas Parimit të Përjashtimit të Paulit, një orbitë e vetme mund të përfshijë një maksimum prej 2 elektrone, kështu që secili grup orbitalesh mund të përmbajnë 2 elektrone.
Seti orbital p përmban 3 orbita, dhe mund të përfshijë gjithsej 6 elektrone.
Seti orbital d përmban 5 orbita, kështu që ky grup mund të përfshijë 10 elektrone.
Seti orbital f përmban 7 orbita, kështu që mund të përfshijë 14 elektrone.

Hapi 4. Kuptoni shënimin e konfigurimit të elektroneve

Konfigurimi i elektroneve është shkruar në një mënyrë që tregon qartë numrin e elektroneve në një atom dhe secilën orbitë. Çdo orbitë shkruhet në mënyrë sekuenciale, me numrin e elektroneve në secilën orbitë të shkruar me shkronja të vogla dhe në një pozicion më të lartë (mbishkrim) në të djathtë të emrit të orbitës. Konfigurimi përfundimtar i elektroneve është një koleksion i të dhënave mbi emrat e orbitave dhe mbishkrimet.

Për shembull, këtu është një konfigurim i thjeshtë elektronik: 1s² 2s² 2p⁶. Ky konfigurim tregon se ka dy elektrone në grupin orbital 1s, dy elektrone në grupin orbital 2s dhe gjashtë elektrone në grupin orbital 2p. 2 + 2 + 6 = 10 elektrone. Ky konfigurim elektronik zbatohet për atomet neoni që nuk kanë përmbajtje (numri atomik i neonit është 10.)

Hapi 5. Mbani mend rendin e orbitave

Vini re se edhe pse grupi i orbitave numërohet sipas numrit të shtresave të elektroneve, orbitat renditen sipas energjisë së tyre. Për shembull, një 4s² që përmban një nivel më të ulët energjie (ose potencialisht më të paqëndrueshëm) sesa një atom 3d¹⁰ e cila është e mbushur pjesërisht ose plotësisht, kështu që kolona 4s shkruhet së pari. Pasi të dini rendin e orbitave, mund t'i plotësoni ato bazuar në numrin e elektroneve në secilin atom. Rendi i mbushjes së orbitave është si më poshtë: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

Një konfigurim elektronik për një atom me çdo orbitë të mbushur plotësisht do të duket kështu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰7p⁶8s²
Lista e mësipërme, nëse plotësohen të gjitha shtresat, do të jetë konfigurimi i elektroneve për Uuo (Ununoctium), 118, i cili është atomi me numrin më të lartë në tabelën periodike - kështu që ky konfigurim elektronik përmban të gjitha shtresat elektronike që aktualisht dihet se ekzistojnë në një atom neutral.

Hapi 6. Plotësoni orbitat bazuar në numrin e elektroneve në atomin tuaj

Për shembull, nëse do të donim të shkruanim konfigurimin e elektroneve për një atom kalciumi pa përmbajtje, do të fillonim duke përcaktuar numrin atomik të kalciumit në tabelën periodike. Numri është 20, kështu që ne do të shkruajmë konfigurimin për një atom me 20 elektrone sipas rendit të mësipërm.

Plotësoni orbitat duke ndjekur sekuencën e mësipërme derisa të arrini gjithsej 20 elektrone. Orbita 1s përmban dy elektrone, 2s orbitën dy, 2p orbitën gjashtë, 3s orbitën dy, 3p orbitën gjashtë dhe 4s orbitën dy (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Pra, konfigurimi i elektroneve për kalciumin eshte: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
Shënim: Nivelet e energjisë ndryshojnë ndërsa orbita juaj bëhet më e madhe. Për shembull, kur të arrini nivelin e katërt të energjisë, atëherë 4s do të jenë të parët, atëherë 3d Pas nivelit të katërt të energjisë, do të shkoni në nivelin e 5 -të ku rendi kthehet në fillim. Kjo ndodh vetëm pas nivelit të tretë të energjisë.

Hapi 7. Përdorni tabelën periodike si shkurtore vizuale

Ju mund të keni vënë re se forma e tabelës periodike përfaqëson rendin e grupit të orbitave në konfigurimin e elektroneve. Për shembull, atomet në kolonën e dytë nga e majta përfundojnë gjithmonë në "s"²", atomet në rajonin e djathtë të qendrës së hollë përfundojnë gjithmonë në" d¹⁰, "etj. Përdorni tabelën periodike si ndihmën tuaj vizuale për të shkruar konfigurimet e elektroneve - rendi i elektroneve që shkruani në orbita lidhet drejtpërdrejt me pozicionin tuaj në tabelë. Shihni më poshtë:

Në mënyrë të veçantë, dy kolonat më të majta përfaqësojnë atome me konfigurime elektronike që përfundojnë në orbita s, gjysma e djathtë e tabelës përfaqëson atome me konfigurime elektronike që përfundojnë në s orbita, pjesët e mesme përfaqësojnë atomet që përfundojnë në d orbita dhe gjysma e poshtme për atomet që përfundojnë në d orbitale. orbita f.
Për shembull, kur doni të shkruani konfigurimin e elektroneve për klorin, mendoni: "Ky atom është në rreshtin e tretë (ose" periudha ") të tabelës periodike. Alsoshtë gjithashtu në kolonën e pestë të bllokut të orbitës p të tabela periodike. Pra, konfigurimi i elektronit do të përfundojë me… 3p⁵
Kujdes - rajonet d dhe f orbitale në tabelë përfaqësojnë nivele të ndryshme energjie me rreshtin në të cilin ndodhen. Për shembull, rreshti i parë i blloqeve orbitale d përfaqëson orbita 3d edhe pse ato janë të vendosura në periudhën 4, ndërsa rreshti i parë i orbitave f përfaqëson orbita 4f edhe pse ato janë në të vërtetë në periudhën 6.

Hapi 8. Mësoni si të shkruani shpejt konfigurimet e elektroneve

Atomet në anën e djathtë të tabelës periodike quhen gazra fisnike. Këta elementë janë kimikisht shumë të qëndrueshëm. Për të shkurtuar procesin e gjatë të shkrimit të konfigurimeve të elektroneve, shkruani simbolin kimik të elementit të gaztë më të afërt që ka më pak elektrone se atomet në kllapat tuaja, pastaj vazhdoni me konfigurimin e elektroneve për grupin e orbitave që pasojnë. Shikoni shembullin më poshtë:

Për ta bërë më të lehtë për ju të kuptoni këtë koncept, është dhënë një shembull konfigurimi. Le të shkruajmë konfigurimin për Zinkun (me numër atomik 30) duke përdorur metodën e shpejtë të gazit fisnik. Konfigurimi i përgjithshëm elektronik i Zinkut është: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰Me Sidoqoftë, vini re se 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ është konfigurimi për Argon, një gaz fisnik. Zëvendësoni këtë pjesë të shënimit të elektroneve të Zinkut me simbolin kimik Argon në kllapa ([Ar].)
Pra, konfigurimi elektronik i Zinkut mund të shkruhet shpejt si [Ar] 4s² 3d¹⁰.

Metoda 2 nga 2: Përdorimi i tabelës periodike të ADOMAH

Hapi 1. Kuptoni Tabelën Periodike të ADOMAH

Kjo metodë e shkrimit të konfigurimeve të elektroneve nuk kërkon që t'i mësoni përmendësh. Sidoqoftë, është e nevojshme të rirregulloni tabelën periodike, sepse në tabelën periodike tradicionale, duke filluar nga rreshti i katërt, numri i periudhës nuk përfaqëson shtresën elektronike. Shikoni për Tabelën Periodike të ADOMAH, e cila është një tabelë periodike e krijuar posaçërisht nga shkencëtari Valery Tsimmerman. Mund ta gjeni lehtësisht përmes një kërkimi në internet.

Në Tabelën Periodike të ADOMAH, rreshtat horizontale përfaqësojnë grupet e elementeve, të tilla si halogjenet, gazrat e dobët, metalet alkaline, tokat alkaline, etj. Kolonat vertikale përfaqësojnë shtresat elektronike dhe quhen "kaskada" (linja diagonale që lidhin blloqet s, p, d dhe f) të cilat korrespondojnë me periudhën.
Heliumi lëviz pranë Hidrogjenit, sepse të dy kanë orbita 1s. Disa perioda (s, p, d dhe f) tregohen në të djathtë dhe numrat e shtresave janë më poshtë. Elementet tregohen në kuti drejtkëndëshe të numëruara nga 1 në 120. Këta numra janë numra atomikë normalë që përfaqësojnë numrin e përgjithshëm të elektroneve në një atom neutral.

Hapi 2. Gjeni atomin tuaj në tabelën ADOMAH

Për të shkruar konfigurimin elektronik të një elementi, gjeni simbolin e tij në Tabelën Periodike ADOMAH dhe kryqëzoni të gjithë elementët me numrin më të lartë atomik. Për shembull, nëse doni të shkruani konfigurimin e elektroneve të Erbium (68), kryqëzoni elementët 69 deri në 120.

Vini re numrat 1 deri në 8 në fund të tabelës. Këta numra janë numrat e shtresës elektronike, ose numrat e kolonave. Injoroni kolonat që përmbajnë vetëm elementët që keni tejkaluar. Për Erbium, kolonat e mbetura janë numrat e kolonave 1, 2, 3, 4, 5 dhe 6

Hapi 3. Llogaritni grupin tuaj të kufizuar atomik të orbitave

Duke parë simbolet e bllokut në anën e djathtë të tabelës (s, p, d dhe f) dhe numrat e kolonave në fund të tabelës dhe duke injoruar linjat diagonale midis blloqeve, ndani kolonat në kolona. -Bllok dhe shkruajini ato sipas rendit nga poshtë lart. Përsëri, injoroni blloqet e kolonave që përfshijnë të gjithë elementët e kryqëzuar. Shkruani fillimet e kolonës bllok duke filluar me numrin e kolonës dhe më pas të ndjekur nga simboli i bllokut, si ky: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (në rast Erbium).

Shënim: Konfigurimet e elektroneve të Er më sipër janë shkruar në renditje në rritje të numrit të shtresës. Ju gjithashtu mund të shkruani sipas radhës në të cilën janë mbushur orbitat. Ndiqni kaskadën nga lart poshtë (jo kolona) ndërsa shkruani blloqe kolonash: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹².

Hapi 4. Numëroni elektronet në secilin grup orbitash

Numëroni elementët e patrajuar në çdo bllok kolone, duke futur një elektron për element, pastaj shkruani numrin pas simbolit të bllokut për secilin bllok kolone, si kjo: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5s² 5p⁶ 6s²Me Në shembullin tonë, ky është konfigurimi elektronik i Erbium.

Hapi 5. Njihni konfigurimin e çrregullt të elektroneve

Ekzistojnë tetëmbëdhjetë përjashtime në konfigurimin e elektroneve për atomet me nivelin më të ulët të energjisë, ose atë që zakonisht quhet niveli elementar. Ky përjashtim thyen rregullin e përgjithshëm në pozicionet e dy deri në tre elektroneve të fundit. Në një rast të tillë, konfigurimi aktual i elektroneve e mban elektronin në një gjendje më të ulët energjie sesa në konfigurimin standard të atomit. Këto atome të çrregullta janë:

Cr (…, 3d5, 4s1); Cu (…, 3d10, 4s1); Nb (…, 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); Kondicioner (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) dhe cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).

Këshilla

Kur një atom është një jon, kjo do të thotë se numri i protoneve nuk është i barabartë me numrin e elektroneve. Përmbajtja atomike (zakonisht) do të shfaqet në këndin e sipërm të djathtë të simbolit kimik. Kështu, një atom antimoni me një përmbajtje +2 do të ketë një konfigurim elektron prej 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹Me Vini re se 5p³ ndryshuar në 5p¹. Kini kujdes kur konfigurimi i elektroneve përfundon në një orbitë të ndryshme nga grupi i orbitave s dhe p.

Kur hiqni një elektron, mund ta hiqni vetëm nga orbita e valencës (orbita s dhe p). Pra, nëse një konfigurim përfundon në 4s² 3d⁷, dhe atomi merr një përmbajtje +2, atëherë konfigurimi do të ndryshojë në përfundim në 4s⁰ 3d⁷Me Vini re se 3d⁷jo ndryshon, megjithatë, orbita e elektroneve humbet.
Çdo atom dëshiron të jetë i qëndrueshëm, dhe konfigurimet më të qëndrueshme do të përmbajnë grupin e plotë të orbitave s dhe p (s2 dhe p6). Gazrat fillojnë të kenë këtë konfigurim, kjo është arsyeja pse ato janë rrallë reaktive dhe janë të vendosura në anën e djathtë të tabelës periodike. Pra, nëse një konfigurim përfundon me 3p⁴, kështu që ky konfigurim kërkon që vetëm dy elektrone shtesë të bëhen të qëndrueshëm (heqja e gjashtë, përfshirë elektronet në grupin orbital s, kërkon më shumë energji, kështu që heqja e katër është më e lehtë për tu bërë). Dhe nëse një konfigurim përfundon në 4d³, atëherë ky konfigurim duhet të humbasë vetëm tre elektrone për të arritur një gjendje të qëndrueshme. Gjithashtu, shtresat me gjysmë përmbajtje (s1, p3, d5..) janë më të qëndrueshme se (për shembull) p4 ose p2; megjithatë, s2 dhe p6 do të jenë edhe më të qëndrueshëm.
Nuk ka gjë të tillë si një "nën-përmbajtje ekuilibër" nën-nivel. Ky është një thjeshtim. Të gjitha balancat që lidhen me nën-nivelet "gjysmë të mbushura" bazohen në faktin se çdo orbitë ka vetëm një elektron, në mënyrë që zmbrapsja midis elektroneve të minimizohet.
Ju gjithashtu mund të shkruani konfigurimin elektronik të një elementi thjesht duke shkruar konfigurimin e valencës së tij, domethënë grupin e fundit të orbitave s dhe p. Pra, konfigurimi i valencës së një atomi antimoni do të jetë 5s² 5p³.
E njëjta gjë nuk është e vërtetë për jonet. Jonet janë më të vështira për tu shkruar. Kaloni dy nivele dhe ndiqni të njëjtin model, varësisht nga vendi ku filloni të shkruani, bazuar në sa i lartë ose i ulët është numri i elektroneve.
Për të gjetur numrin atomik kur është në formën e konfigurimit të elektroneve, shtoni të gjithë numrat që ndjekin shkronjat (s, p, d dhe f). Ky parim vlen vetëm për atomet neutrale, nëse ky atom është një jon, ju duhet të shtoni ose hiqni elektrone sipas numrit të shtuar ose hequr.
Ekzistojnë dy mënyra të ndryshme për të shkruar konfigurime elektronike. Ju mund t'i shkruani ato sipas numrit të shtresës lart, ose renditjen në të cilën orbitat mbushen, si në shembullin e mësipërm për elementin Erbium.
Ka rrethana të caktuara në të cilat elektronet duhet të "promovohen". Kur një grup orbitash kërkon vetëm një elektron për ta bërë atë të plotë ose gjysmë të plotë, hiqni një elektron nga grupi më i afërt i orbitave s ose p dhe zhvendoseni atë në grupin e orbitave që kërkojnë atë elektron.
Numrat pas shkronjave janë mbishkrime, prandaj mos i shkruani ato në testin tuaj.