Ako napísať elektrónové konfigurácie pre atómy akéhokoľvek prvku?

Preto orbitaly vyplňte podľa počtu elektrónov vo svojom atóme — Orbitálne sady idú vo vopred určenom poradí a majú stanovený počet elektrónov na sadu, preto orbitaly vyplňte podľa počtu elektrónov vo svojom atóme.

Atómová elektrónová konfigurácia je numerickou reprezentáciou jej elektrónových orbitálov. Elektrónové orbitaly sú rôzne tvarované oblasti okolo jadra atómu, kde je matematicky pravdepodobné, že sa budú nachádzať elektróny. Elektrónová konfigurácia môže čitateľovi rýchlo a jednoducho povedať, koľko elektrónových orbitálov má atóm, ako aj počet elektrónov osídľujúcich každý z jeho orbitálov. Akonáhle porozumiete základným princípom konfigurácie elektrónov, budete schopní napísať svoje vlastné konfigurácie a s dôverou sa vysporiadať s týmito chemickými testami.

Metóda 1 z 2: priradenie elektrónov pomocou periodickej tabuľky

1

Nájdite atómové číslo svojho atómu. Každý atóm má priradený určitý počet elektrónov. Nájdite chemický symbol svojho atómu v periodickej tabuľke. Atómové číslo je kladné celé číslo začínajúce na 1 (pre vodík) a zvyšujúce sa o 1 pre každý nasledujúci atóm. Atómové číslo atómu je počet protónov atómu - teda je to tiež počet elektrónov v atóme s 0 nábojom.
2
Určte náboj atómu. Nenabité atómy budú mať presne taký počet elektrónov, ako je znázornené v periodickej tabuľke. Nabité atómy (ióny) však budú mať vyšší alebo nižší počet elektrónov na základe veľkosti ich náboja. Ak pracujete s nabitým atómom, pripočítajte alebo odčítajte elektróny podľa toho: pre každý záporný náboj pripočítajte 1 elektrón a pre každý kladný náboj odčítajte 1.
- Napríklad pre atóm sodíka s nábojom +1 by bol elektrón odobratý zo základného atómového čísla 11. Atóm sodíka by teda mal celkovo 10 elektrónov.
- Atómu sodíka s -1 nábojom by bol k základnému atómovému číslu 11 pripočítaný 1 elektrón. Atóm sodíka by potom mal celkom 12 elektrónov.
3
Zapamätajte si základný zoznam orbitálov. Keď atóm získava elektróny, plnia rôzne sady orbitálov podľa konkrétneho poradia. Každá sada orbitálov, keď je plná, obsahuje párny počet elektrónov. Orbitálne súpravy sú:
- Orbitálna sada s (ľubovoľné číslo v konfigurácii elektrónov, za ktorým nasleduje „s“) obsahuje jeden orbitál a podľa Pauliho princípu vylúčenia môže jeden orbitál obsahovať maximálne 2 elektróny, takže každá s orbitálna sada môže obsahovať 2 elektróny.
- Orbitálna súprava obsahuje 3 orbitály, a preto môže pojať celkom 6 elektrónov.
- Orbitálna sada d obsahuje 5 orbitálov, takže môže pojať 10 elektrónov.
- Orbitálna súprava obsahuje 7 orbitálov, takže môže obsahovať 14 elektrónov.
- Orbitálne množiny g, h, i a k sú teoretické. V žiadnom z týchto orbitálov nemajú žiadne známe atómy elektróny. Súprava g má 9 orbitálov, takže by teoreticky mohla obsahovať 18 elektrónov. Sada h by mala 11 orbitálov a maximálne 22 elektrónov, sada i by mala 13 orbitálov a maximálne 26 elektrónov a sada k by mala 15 orbitálov a maximálne 30 elektrónov.
- Nezabudnite poradie písmen s týmto mnemotechnická: S Ober P hysicists D on't F ind G iraffes H iding Aj n K itchens.
4
Pochopte zápis konfigurácie elektrónov. Elektrónové konfigurácie sú navrhnuté tak, aby jasne zobrazovali počet elektrónov v atóme a počet elektrónov v každom orbitáli. Každý orbitál je zapísaný v poradí, pričom počet elektrónov v každom orbitáli je zapísaný horným indexom napravo od názvu orbitálu. Konečná elektrónová konfigurácia je jeden reťazec orbitálnych mien a horných indexov.
- Tu je napríklad jednoduchá konfigurácia elektrónov: 1s ² 2s ² 2p ⁶. Táto konfigurácia ukazuje, že v orbitálnej sade 1 s sú 2 elektróny, v 2 s orbitálnej sade 2 elektróny a v 2 s orbitálnej sade 6 elektrónov. 2 + 2 + 6 = celkom 10 elektrónov. Táto elektrónová konfigurácia je pre nenabitý neónový atóm (neónové atómové číslo je 10.)
Ak potrebujete napísať elektrónové konfigurácie pre atómy akéhokoľvek prvku, nájdite atómové číslo atómu.
5
Zapamätajte si poradie orbitálov. Všimnite si, že orbitálne sady sú očíslované elektrónovým plášťom, ale usporiadané podľa energie. Naplnený 4s ² má napríklad nižšiu energiu (alebo menej potenciálne prchavý) ako čiastočne naplnený alebo naplnený 3d ¹⁰, takže škrupina 4s je uvedená ako prvá. Keď poznáte poradie orbitálov, môžete ich jednoducho naplniť podľa počtu elektrónov v atóme. Poradie plnenia orbitálov je nasledujúce: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- Elektrónová konfigurácia pre atóm s každým úplne vyplneným orbitálom by bola zapísaná: 1 s ² 2 s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶
- Všimnite si toho, že vyššie uvedený zoznam, ak by boli naplnené všetky škrupiny, by bola elektrónovou konfiguráciou pre Og (Oganesson), 118, atóm s najvyšším číslom v periodickej tabuľke - takže táto elektrónová konfigurácia obsahuje každý v súčasnosti známy elektrónový obal pre neutrálne nabitý atóm.
6
Vyplňte orbitály podľa počtu elektrónov vo vašom atóme. Napríklad, ak chceme napísať elektrónovú konfiguráciu pre nenabitý atóm vápnika, začneme tým, že nájdeme jeho atómové číslo v periodickej tabuľke. Jeho atómové číslo je 20, takže napíšeme konfiguráciu pre atóm s 20 elektrónmi podľa vyššie uvedeného poradia.
- Doplňte orbitály podľa vyššie uvedeného poradia, kým nedosiahnete 20 elektrónov. Orbitál 1 s dostane 2 elektróny, 2 s dostane 2, 2 p dostane 6, 3 s dostane 2, 3 p dostane 6 a 4 s dostane 2 (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20). konfigurácie elektrónu na vápnik je: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4S ².
- Poznámka: Energetická hladina sa mení s tým, ako stúpate. Napríklad, keď sa chystáte prejsť na 4. energetickú úroveň, začne byť najskôr 4 s, potom 3d. Po 4. energetickej úrovni sa presuniete na 5. úroveň, kde opäť nasleduje poradie (5 s, potom 4 d). To sa stane až po 3. energetickej úrovni.
7
Ako vizuálnu skratku použite periodickú tabuľku. Možno ste si už všimli, že tvar periodickej tabuľky zodpovedá poradiu orbitálnych sústav v elektrónových konfiguráciách. Napríklad atómy v druhom stĺpci zľava vždy končia na „s ² “, atómy úplne vpravo v úzkej strednej časti vždy na „d ¹⁰“ atď. Na zápis konfigurácií použite periodickú tabuľku ako vizuálny sprievodca. - poradie, v ktorom pridáte elektróny na orbitály, zodpovedá vašej pozícii v tabuľke.
- Konkrétne, dva stĺpce úplne vľavo predstavujú atómy, ktorých konfigurácie elektrónov končia s orbitálmi, pravý blok tabuľky predstavuje atómy, ktorých konfigurácie končia na orbitáloch p, stredná časť, atómy, ktoré končia d orbitálom, a spodná časť, atómy, ktoré končia na orbitáloch.
- Pri písaní elektrónovej konfigurácie pre chlór si napríklad predstavte: „Tento atóm je v treťom rade (alebo„perióde “) periodickej tabuľky. Je tiež v piatom stĺpci p orbitálneho bloku periodickej tabuľky. Jeho elektrónová konfigurácia skončí.. 0,3p ⁵
- Pozor - orbitálne oblasti d a f tabuľky zodpovedajú energetickým hladinám, ktoré sa líšia od obdobia, v ktorom sa nachádzajú. Napríklad prvý riadok orbitálneho bloku d zodpovedá 3d orbitálu, aj keď je v období 4, pričom prvý riadok orbitálu zodpovedá orbitálu 4f, aj keď je v období 6.
8
Naučte sa skratku pre písanie dlhých konfigurácií elektrónov. Atómy pozdĺž pravého okraja periodickej tabuľky sa nazývajú vzácne plyny. Tieto prvky sú veľmi chemicky stabilné. Ak chcete skrátiť proces zápisu dlhej elektrónovej konfigurácie, jednoducho napíšte chemický symbol najbližšieho chemického plynu s menším počtom elektrónov ako je váš atóm do zátvoriek, potom pokračujte v konfigurácii elektrónov pre nasledujúce orbitálne sady.
- Na pochopenie tohto konceptu je užitočné napísať príklad konfigurácie. Napíšeme konfiguráciu pre zinok (atómové číslo 30) pomocou skratky vzácneho plynu. Konfigurácia plnej elektrón Zinok je: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰. Všimnite si však, že 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ je konfigurácia pre argón, vzácny plyn. Túto časť zinkovej elektrónovej notácie nahraďte argónovým chemickým symbolom v zátvorkách ([Ar].)
- Stručne povedané, konfigurácia elektrónov zinku v skratke je [Ar] 4s ² 3d ¹⁰.
- Všimnite si toho, že ak robíte notáciu vzácnych plynov, napríklad pre argón, nemôžete písať [Ar]! Musíte použiť vzácny plyn, ktorý prichádza pred týmto prvkom; pre argón by to bol neón ([Ne]).

Metóda 2 z 2: pomocou periodickej tabuľky ADOMAH

1
Pochopte periodickú tabuľku ADOMAH. Tento spôsob zápisu konfigurácií elektrónov nevyžaduje zapamätanie. Vyžaduje to však preskupenú periodickú tabuľku, pretože v tradičnej periodickej tabuľke začínajúcej na 4. riadku čísla období nezodpovedajú elektrónovým plášťom. Nájdite periodickú tabuľku ADOMAH, špeciálny typ periodickej tabuľky, ktorú navrhol vedec Valery Tsimmerman. Je ľahké ho nájsť pomocou rýchleho online vyhľadávania.
- V periodickej tabuľke ADOMAH predstavujú horizontálne riadky skupiny prvkov, ako sú halogény, inertné plyny, alkalické kovy, alkalické zeminy atď. Zvislé stĺpce zodpovedajú elektrónovému obalu a takzvané „kaskády“ (diagonálne čiary spájajúce s, p, d a f bloky) zodpovedajú bodkám.
- Hélium sa pohybuje vedľa vodíka, pretože obidva sa vyznačujú orbitálom 1 s. Bloky bodiek (s, p, d af) sú zobrazené na pravej strane a čísla škrupín sú uvedené na spodnej časti. Prvky sú uvedené v obdĺžnikových boxoch, ktoré sú očíslované od 1 do 120. Tieto čísla sú normálne atómové čísla, ktoré predstavujú celkový počet elektrónov v neutrálnom atóme.
2
Nájdite svoj atóm v tabuľke ADOMAH. Ak chcete napísať elektrónovú konfiguráciu prvku, vyhľadajte jeho symbol v periodickej tabuľke ADOMAH a prečiarknite všetky prvky, ktoré majú vyššie atómové čísla. Ak napríklad potrebujete napísať elektrónovú konfiguráciu Erbia (68), prečiarknite prvky 69 až 120.
- Všimnite si čísla 1 až 8 v spodnej časti tabuľky. Ide o čísla elektrónového obalu alebo čísla stĺpcov. Ignorujte stĺpce, ktoré obsahujú iba prečiarknuté prvky. Pre Erbium zostávajú stĺpce 12,34,5 a 6.
3
Počet orbitálnych súprav k vášmu atómu. Pri pohľade na symboly blokov zobrazené na pravej strane tabuľky (s, p, d af) a na čísla stĺpcov zobrazené na základni a ignorovanie diagonálnych čiar medzi blokmi rozdeľte stĺpce na bloky stĺpcov a uveďte ich zoznam. v poradí zdola nahor. Opäť ignorujte bloky stĺpcov, kde sú všetky prvky prečiarknuté. Zapíšte si bloky stĺpcov začínajúce číslom stĺpca, za ktorým nasleduje symbol bloku, takto: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (v prípade Erbium).
- Poznámka: Vyššie uvedená elektrónová konfigurácia Er je zapísaná v poradí vzostupných čísel škrupín. Dalo by sa to napísať aj v poradí orbitálnej výplne. Pri zapisovaní blokov stĺpcov sa riaďte kaskádami zhora nadol namiesto stĺpcov: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹².
Elektrónová konfigurácia môže čitateľovi rýchlo a jednoducho povedať, koľko elektrónových orbitálov má atóm, ako aj počet elektrónov osídľujúcich každý z jeho orbitálov.
4

Počítajte elektróny pre každú orbitálnu sadu. Spočítajte prvky, ktoré neboli prečiarknuté v každom blokovom stĺpci, priradením 1 elektrónu na prvok a zapíšte ich množstvo vedľa symbolov bloku pre každý blokový stĺpec takto: 1 s ² 2 s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 4f ¹² 5s ² 5p ⁶ 6s ². V našom prípade ide o elektrónovú konfiguráciu Erbia.
5
Poznáte nepravidelné konfigurácie elektrónov. Existuje osemnásť bežných výnimiek z konfigurácií elektrónov pre atómy v najnižšom energetickom stave, nazývanom tiež základný stav. Odchyľujú sa od všeobecného pravidla iba o posledné 2 až 3 polohy elektrónov. V týchto prípadoch skutočná konfigurácia elektrónov udržuje elektróny v stave s nižšou energiou ako v štandardnej konfigurácii pre atóm. Nepravidelné atómy sú:
- 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); Ac (..., 6d1, 7s2); Th (..., 6d2, 7s2); Pa (..., 5f2, 6d1, 7s2); U (..., 5f3, 6d1, 7s2); Np (..., 5f4, 6d1, 7s2) a Cm (..., 5f7, 6d1, 7s2).

Tipy

Keď je atóm ión, znamená to, že počet protónov sa nerovná počtu elektrónov. Náboj atómu sa potom zobrazí v pravom hornom (zvyčajne) rohu chemického symbolu. Atóm antimónu s nábojom +2 má teda elektrónovú konfiguráciu 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹. Všimnite si, že 5p ^{3 sa} zmenil na 5p ¹. Buďte opatrní, keď konfigurácia nenabitého atómu končí niečím iným ako s a p orbitálnou sadou. Keď odoberiete elektróny, môžete ich odobrať iba z valenčných orbitálov (orbitály s a p). Ak teda konfigurácia skončí za 4 s ² 3d ⁷ a atóm získa náboj +2, konfigurácia sa zmení na koniec s 4 s ⁰ 3d ⁷. Všimnite si, že 3d ⁷ sa nemení, namiesto toho sa stratia orbitálne elektróny s.
Každý atóm chce byť stabilný a najstabilnejšie konfigurácie majú plné orbitálne sady s a p (s2 a p6). Vzácne plyny majú túto konfiguráciu, a preto reagujú len zriedka a nachádzajú sa na pravej strane periodickej tabuľky. Ak teda konfigurácia končí na 3p ⁴, potrebuje iba 2 ďalšie elektróny, aby sa stala stabilnou (strata 6 vrátane elektrónov s orbitálnou súpravou vyžaduje viac energie, takže strata 4 je jednoduchšia). A ak konfigurácia skončí v 4d ³, na dosiahnutie stabilného stavu potrebuje stratiť iba 3 elektróny. Tiež napoly naplnené škrupiny (s1, p3, d5) sú stabilnejšie ako napríklad p4 alebo p2; s2 a p6 však budú ešte stabilnejšie.
Môžete tiež napísať elektrónovú konfiguráciu prvku jednoduchým napísaním valenčnej konfigurácie, ktorá je poslednou s a p orbitálnou sadou. Takže, konfigurácia valencie atómu antimónu by 5s ² 5p ³.
Ióny nie sú rovnaké. Sú oveľa ťažšie. Preskočte 2 vyššie úrovne tohto článku a postupujte podľa rovnakého vzoru v závislosti od toho, kde ste začali, a od toho, ako vysoký alebo nízky je počet elektrónov.
Ak chcete nájsť atómové číslo atómu, keď je v konfigurácii elektrónu, spočítajte všetky čísla, ktoré nasledujú za písmenami (s, p, d a f). Funguje to iba vtedy, ak ide o neutrálny atóm. Ak je to ión, nefunguje to a museli by ste sčítať alebo odčítať, koľko elektrónov bolo pridaných alebo stratených.

Ako sú konfigurácie elektrónov a poradie pridávania elektrónov rovnaké pre každý prvok?
Číslo za písmenom je v skutočnosti horný index, takže pri teste neurobte chybu.
Existujú 2 rôzne spôsoby zápisu konfigurácií elektrónov. Môžu byť zapísané v poradí vzostupných čísel škrupín alebo v poradí orbitálnej výplne, ako je uvedené vyššie pre Erbium.
Existujú okolnosti, keď je potrebné elektrón „propagovať“. Keď je orbitálna sada vzdialená 1 elektrón od polovičného obsadenia alebo úplného obsadenia, odstráňte 1 elektrón z najbližšej orbitálnej sady s alebo p a presuňte ju do orbitálnej sady, ktorá potrebuje elektrón.
Neexistuje nič také, ako „stabilita napoly naplneného“ podúrovne. Je to prílišné zjednodušenie. Akákoľvek stabilita týkajúca sa „polovične naplnených“ podúrovní je spôsobená skutočnosťou, že každý orbitál je obsadený iba jednotlivo, takže odpudzovanie elektrónov a elektrónov je minimalizované.

Prečítajte si tiež: Ako opísať postavu?

Ako napísať elektrónové konfigurácie pre atómy akéhokoľvek prvku?

Kroky

Metóda 1 z 2: priradenie elektrónov pomocou periodickej tabuľky

Metóda 2 z 2: pomocou periodickej tabuľky ADOMAH

Tipy

Otázky a odpovede

Komentáre (30)

Prečítajte si tiež: