Ulkoinen sähköinen kokoonpano

Elektroniset orbitaalit. Lähde: Patricia.Fidi, Wikimedia Commons

Mikä on ulkoinen sähköinen kokoonpano?

Se Ulkoinen sähköinen kokoonpano, Kutsutaan myös elektroniseksi rakenteelle, se on elektronien järjestely energian tasoilla ja alatasolla atomiydin ympärillä. Tasot ovat välillä 1-7 ja ala -tasot ovat S, P, D ja F.

Bohrin vanhan atomimallin mukaan elektronit miehittävät useita tasoja ytimen ympärillä olevalla kiertoradalla, ensimmäisestä ytimestä, K, seitsemänteen kerrokseen, Q, kauimpana.

Hienostuneemman kvanttimekaanisen mallin kannalta K-Q-kerrokset jaetaan orbitaalien joukkoon, joista jokaista voi miehittää vain pari elektronia.

Yleensä elektronista konfiguraatiota käytetään kuvaamaan atomin kiertoratoja sen perustilassa, mutta sitä voidaan käyttää myös kationissa tai anionissa ionisoituneiden atomien edustamiseen, kompensoimalla elektronien menetys tai voitot vastaavissa kiertoradoillaan.

Monet elementtien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet voivat korreloida niiden ainutlaatuisten elektronisten kokoonpanojen kanssa. Valencia -elektronit, uloimmassa kerroksen elektronit, ovat määritelty tekijä elementin ainutlaatuiselle kemialle.

Elektronisten kokoonpanojen peruskäsitteet

Ennen atomin elektronien määrittämistä kiertoradalle on tutustua elektronisten kokoonpanojen peruskäsitteisiin. Jokainen jaksollisen taulukon elementti koostuu atomista, jotka koostuvat protoneista, neutroneista ja elektroneista.

Elektroneilla on negatiivinen kuorma ja ne ovat atomin ytimen ympärillä elektronien kiertoradalla, määritelty sen tilan tilavuutena, jossa elektroni löytyy 95%: n todennäköisyydestä.

Neljällä erityyppisillä orbitaaleilla (S, P, D ja F) on eri tavoin, ja kiertorata voi sisältää korkeintaan kaksi elektronia. Orbitaaleilla p, d ja f on erilaiset alataso, joten ne voivat sisältää enemmän elektroneja.

Voi palvella sinua: Eräreaktori: Ominaisuudet, osat, sovellukset

Kuten on osoitettu, kunkin elementin elektroninen kokoonpano on ainutlaatuinen sen sijainnissa jaksollisessa taulukossa. Energiataso määritetään ajanjaksolla, ja elektronien lukumäärä annetaan elementin atomilukulla.

Orbitaalit eri energiatasoilla ovat samanlaisia ​​kuin toistensa, mutta vie eri alueet avaruudessa.

1: n kiertoradalla ja kiertoradalla 2: lla on kiertoradan S (radiosolmut, pallomaisen tilavuuden todennäköisyydet, voivat sisältää vain kaksi elektronia jne.-A. Mutta kuten eri energiatasoilla, ne vievät erilaisia ​​tiloja ytimen ympärillä. Jokainen kiertorata voidaan edustaa tietyillä lohkoilla jaksollisessa taulukossa.

S -lohko on alkalimetallien alue, mukaan lukien helium (ryhmät 1 ja 2), lohko D ovat siirtymämetalleja (ryhmät 3 - 12), lohko P ovat ryhmien pääryhmän 13 A 18 ja Block F: n elementit ja lohko F ovat Lantanides- ja aktinidisarja.

Aufbaun periaate

Aufbau tulee saksalaisesta sanasta Aufbauen, Mitä "rakentaa" tarkoittaa. Pohjimmiltaan, kun kirjoitetaan elektronikokoonpanoja, rakennamme elektronien kiertoratoja, kun etenemme atomista toiseen.

Kun kirjoitamme atomin elektronisen kokoonpanon, täytämme orbitaalit kasvavassa atomilukujärjestyksessä.

Aufbau -periaate on peräisin Paulin poissulkemisperiaatteesta, jonka mukaan atomisessa ei ole kahta fermiota (esimerkiksi elektronia). Heillä voi olla sama kvanttilukujoukko, joten heidän on "kerättävä" korkeammalla energiatasolla.

Tapa, jolla elektronit kerääntyvät, on elektronikokoonpanon ongelma.

Stabiililla atomeilla on yhtä monta elektronia kuin ytimessä. Elektronit kohtaavat ytimen ympärillä kvanttiorbitaaleilla, noudattaen neljää perussääntöä, nimeltään Aufbau -periaate.

Voi palvella sinua: bariumkloridi (BACL2)

1. Atomista ei ole kahta elektronia, jotka jakavat samoilla neljillä kvanttilukuilla N, L, M ja S.

2. Elektronit vievät ensin pienimmän energian tason kiertoradat.

3. Elektronit täyttävät orbitaalit aina samalla spin -numerolla. Kun orbitaalit ovat täynnä, se alkaa.

4. Elektronit täyttävät kiertoradat kvanttilukujen n ja l. Orbitaalit, joilla on yhtäläiset arvot (n + l), täytetään ensin alemmilla N -arvoilla.

Toinen ja neljäs säännöt ovat periaatteessa samat. Esimerkki säännöstä neljä olisi kiertorataa 2p ja 3s.

Orbital 2p on n = 2 ja l = 2 ja 3S kiertorata on n = 3 ja l = 1. (N + l) = 4 molemmissa tapauksissa, mutta 2p -kiertoradalla on alhaisin energia tai alhaisempi arvo ja se täytetään ennen kerrosta 3s.

Onneksi voit käyttää Moeller -kaaviota, joka on esitetty elektronien täyttämiseen. Kaavio luetaan suorittamalla diagonaalit 1: stä.

Moeller -kaavio. Lähde: Gabriel Bolívar

Nyt kun tiedetään, että orbitaalien järjestys on täytetty, ainoa jäljellä oleva asia on muistaa kunkin kiertoradan koko.

Orbitaaleilla on yksi mahdollinen arvo m_lens Sisältää 2 elektronia

P -orbitaaleilla on 3 mahdollista arvoa m_lens Sisältää 6 elektronia

Orbitaaleilla on 5 mahdollista arvoa m_lens Sisältää 10 elektronia

F -orbitaaleilla on 7 mahdollista arvoa_lens Sisältää 14 elektronia

Tämä on kaikki mitä tarvitaan elementin vakaan atomin elektronisen kokoonpanon määrittämiseksi.

Ota esimerkiksi typpielementti. Typpellä on seitsemän protonia ja siksi seitsemän elektronia. Ensimmäinen täytettävä kiertorata on kiertorata 1s.

Orbitaalilla on kaksi elektronia, joten jäljellä on viisi elektronia. Seuraava kiertorata on 2S -kiertorata ja sisältää seuraavat kaksi. Kolme viimeistä elektronia menee 2P -kiertoradalle, joka voi sisältää jopa kuusi elektronia.

Voi palvella sinua: karboksimetyyliselluloosa

Ulkoisen elektronisen kokoonpanon merkitys

Elektronikokoonpanoilla on tärkeä rooli atomin ominaisuuksien määrittämisessä.

Kaikilla saman ryhmän atomeilla on sama ulkoinen elektroninen kokoonpano lukuun ottamatta atominumeroa n, minkä vuoksi niillä on samanlaiset kemialliset ominaisuudet.

Joitakin atomiominaisuuksiin vaikuttavia tärkeimpiä tekijöitä ovat suurimpien miehitettyjen kiertoratojen koko, eniten energian kiertoradan energia, kiertoradan avoimien työpaikkojen lukumäärä ja elektronien lukumäärä suuremman energian kiertoradalla.

Suurin osa atomiominaisuuksista voi liittyä ytimen ulkopuolisten elektronien ja uloimpien elektronien elektronien lukumäärään, valenssielektronien lukumäärään, valenssielektronien lukumäärään.

Ulomman kerroksen elektronit ovat niitä, jotka voivat muodostaa kovalenttisia kemiallisia sidoksia, joilla on kyky muodostaa kationeja tai anioneja, ja ne, jotka antavat hapettumistilaan kemiallisille elementeille.

Ne määrittelevät myös atomisäteen. Kun N kasvaa, atomisäde kasvaa. Kun atomi menettää elektronin, atomisisäde supistuu negatiivisen kuormituksen vähenemisestä ytimen ympärillä.

Ulomman kerroksen elektronit otetaan huomioon Valencia -linkkiteoria, kiteisen kentän teoria ja molekyylin kiertoradan teoria molekyylien ominaisuuksien ja sidosten hybridisaatioiden saamiseksi.

Viitteet

1. Aufbau Main. Chem.Librettexts.org.
2. Bozeman Science. Elektronikokoonpano. Palautettu YouTubesta.com.
3. Elektronikokoonpanot ja atomien ominaisuudet. Toipunut Oneontasta.Edu.