Әр түрлі элементтердің электронды конфигурациясын қалай жазу керек

2024 Автор: Jason Gerald | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-15 08:18

Атомның электронды конфигурациясы - бұл электрондардың орбиталарының сандық көрінісі. Электрондық орбиталар - бұл атом ядросының айналасындағы әр түрлі аймақтар, онда әдетте электрондар болады. Электрондық конфигурация оқырманға атомның электр орбиталарының саны туралы, сондай -ақ әр орбитаны алатын электрондардың саны туралы айтып бере алады. Электрондық конфигурацияның негізгі принциптерін түсінгеннен кейін сіз өзіңіздің конфигурацияңызды жаза аласыз және химия бойынша тесттерді сенімді түрде жүргізе аласыз.

Қадам

2 -ші әдіс 1: Периодтық жүйе арқылы электрондарды анықтау

Қадам 1. Атомдық нөмірді табыңыз

Әр атомның белгілі бір электрон саны бар. Жоғарыдағы периодтық кестеде атомның химиялық белгісін табыңыз. Атом нөмірі 1 -ден басталатын оң бүтін сан (сутегі үшін) және келесі атомдар үшін әр уақытта 1 -ге көбейеді. Бұл атомдық нөмір сонымен қатар атомдағы протондардың саны болып табылады, сондықтан ол құрамы нөлге тең атомдағы электрондардың санын білдіреді.

Қадам 2. Атомдық құрамын анықтаңыз

Мазмұны нөлге тең атомдарда жоғарыдағы периодтық кестеде көрсетілген электрондардың нақты саны болады. Алайда, мазмұны бар атом мазмұнның көлеміне байланысты электрондардың көп немесе аз болады. Егер сіз атомдық мазмұнмен айналысатын болсаңыз, электрондарды қосыңыз немесе қосыңыз: әрбір теріс зарядқа бір электронды қосыңыз және әрбір оң зарядқа бір электронды шығарыңыз.

Мысалы, мазмұны -1 болатын натрий атомында оның негізгі атомдық санынан басқа қосымша электрон болады, яғни 11. Бұл натрий атомында барлығы 12 электрон болады

Қадам 3. Стандартты орбиталар тізімін жадыңызға сақтаңыз

Атом электрон алған кезде, ол белгілі бір ретпен әр түрлі орбиталарды толтырады. Бұл орбиталардың әрбір жиынтығында толық орналасқан кезде электрондардың жұп саны болады. Бұл орбиталардың жиынтығы:

Орбитальдар жиынтығы (электронды конфигурациядағы кез келген сан, содан кейін «s») бір орбитаны қамтиды, ал Паулидің алып тастау принципіне сәйкес, бір орбитаға максимум 2 электрон кіруі мүмкін, сондықтан әрбір орбиталь жиынтығы құрамында 2 электрон бар.
P орбитальды жиынтығы 3 орбитадан тұрады және барлығы 6 электронды қамтуы мүмкін.
D орбитальды жиынтығы 5 орбитадан тұрады, сондықтан бұл жиын 10 электронды қамтуы мүмкін.
F орбитальды жиынтығы 7 орбитадан тұрады, сондықтан оған 14 электрон кіруі мүмкін.

4 -қадам. Электрондық конфигурация белгілерін түсіну

Электрондық конфигурация атомдағы және әрбір орбитадағы электрондардың санын анық көрсететін етіп жазылған. Әрбір орбита кезекпен жазылады, әр орбитадағы электрондардың саны кіші әріптермен және орбита атауының оң жағында жоғары позицияда (үстіңгі жолда) жазылады. Ақырғы электронды конфигурация - бұл орбитаның атаулары мен жоғарғы жолдар туралы мәліметтер жинағы.

Мысалы, қарапайым электронды конфигурация: 1с² 2с² 2б⁶. Бұл конфигурация 1s орбитальды жиынтығында екі электронды, 2s орбитальды жиынтықта екі электронды және 2p орбитальды жиынтықта алты электрон бар екенін көрсетеді. 2 + 2 + 6 = 10 электрон. Бұл электронды конфигурация мазмұны жоқ неон атомдарына қолданылады (неонның атомдық саны 10).

5 -қадам. Айналу ретін есте сақтаңыз

Назар аударыңыз, орбиталар жиыны электронды қабаттардың санына қарай нөмірленгенімен, орбиталар олардың энергиясына қарай реттеледі. Мысалы, 4 с² құрамында 3 -атомға қарағанда энергия деңгейі төмен (немесе ықтимал ұшқыш)¹⁰ ол ішінара немесе толық толтырылады, сондықтан алдымен 4с баған жазылады. Орбита тәртібін білген соң, оларды әр атомдағы электрондардың санына қарай толтыруға болады. Орбиталарды толтыру тәртібі келесідей: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

Әр орбитасы толығымен толтырылған атом үшін электронды конфигурация келесідей болады: 1с² 2с² 2б⁶ 3с² 3б⁶ 4с² 3d¹⁰ 4p⁶ 5с² 4d¹⁰ 5 б⁶ 6с² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6 б⁶ 7с² 5f¹⁴ 6d¹⁰7б⁶8с²
Жоғарыдағы тізім, егер барлық қабаттар толтырылса, Uuo (Ununoctium) 118 электронды конфигурациясы болады, бұл периодтық кестеде ең көп нөмірленген атом болып табылады - сондықтан бұл электронды конфигурацияда қазіргі уақытта белгілі электрон қабаттары бар. бейтарап атом.

6 -қадам. Орбиталарды атомыңыздағы электрондардың санына қарай толтырыңыз

Мысалы, егер біз кальций атомының электронды конфигурациясын жазғымыз келсе, онда біз периодтық кестеде кальцийдің атомдық санын анықтаудан бастар едік. Бұл сан 20, сондықтан біз 20 электроны бар атомның конфигурациясын жоғарыдағы ретпен жазамыз.

Барлығы 20 электронға жеткенше жоғарыда көрсетілген ретпен орбиталарды толтырыңыз. 1s орбитасында екі электрон бар, 2с екі орбита, 2p орбита алты, 3с орбита екі, 3p орбита алты және 4с екі орбита (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Сонымен, кальций үшін электронды конфигурация. бұл: 1с² 2с² 2б⁶ 3с² 3б⁶ 4с².
Ескертпе: орбита үлкен болған сайын энергия деңгейі өзгереді. Мысалы, сіз 4 -ші энергетикалық деңгейге жеткенде, онда 4 секунд бірінші болады, онда 3d. Төртінші энергетикалық деңгейден кейін сіз тапсырыс басына қайтып келетін 5 -ші деңгейге өтесіз. Бұл энергияның үшінші деңгейінен кейін ғана болады.

7 -қадам. Периодты кестені визуалды жарлық ретінде пайдаланыңыз

Сіз периодтық кестенің пішіні электронды конфигурациядағы орбиталар жиынының ретін білдіретінін байқаған боларсыз. Мысалы, сол жақтағы екінші бағандағы атомдар әрқашан «с» -мен аяқталады²«, жіңішке орталықтың оң жақ аймағындағы атомдар әрқашан» d «деп аяқталады¹⁰, «т.б. Мерзімді кестені электрондардың конфигурациясын жазуда көрнекі құрал ретінде пайдаланыңыз - сіз орбитаға жазатын электрондардың реті үстелдегі ұстанымыңызға тікелей байланысты. Төменде қараңыз:

Атап айтқанда, сол жақтағы екі баған s орбитасында аяқталатын электронды конфигурациясы бар атомдарды білдіреді, кестенің оң жағы s орбитасында аяқталатын электронды конфигурациялы атомдарды білдіреді, ортаңғы бөлімдер d орбитамен аяқталатын атомдарды, ал төменгі жартысы аяқталатын атомдар үшін d орбитальдар. орбиталар f.
Мысалы, хлордың электронды конфигурациясын жазғыңыз келгенде, ойланыңыз: «Бұл атом периодтық кестенің үшінші қатарында (немесе» периодында «). Ол сонымен қатар p-орбиталық блоктың бесінші бағанында. Мерзімді кесте. Сонымен, конфигурация электронды… 3p -мен аяқталады⁵
Абайлаңыз - кестеде d және f орбитальдық аймақтар орналасқан энергетикалық деңгейлерді көрсетеді. Мысалы, d орбитальды блоктардың бірінші қатары 3 -ші орбитаны білдіреді, бірақ олар 4 -кезеңде орналасса да, f -орбиталарының бірінші қатары 4 -ші орбитаны білдіреді, олар 6 -шы кезеңде болса да.

Қадам 8. Электрондық конфигурацияларды жылдам жазуды үйреніңіз

Периодтық жүйенің оң жағындағы атомдар деп аталады асыл газдар. Бұл элементтер химиялық жағынан өте тұрақты. Электрондық конфигурацияларды жазудың ұзақ процесін қысқарту үшін жақшаға атомдарға қарағанда электрондары аз газға жақын элементтердің химиялық таңбасын жазыңыз, содан кейін келесі орбиталар жиынтығының электронды конфигурациясын жалғастырыңыз. Төмендегі мысалды қараңыз:

Сізге бұл ұғымды түсінуді жеңілдету үшін мысал конфигурациясы берілді. Цинктің конфигурациясын (атомдық нөмірі 30) асыл газды жылдам әдіспен жазайық. Мырыштың жалпы электронды конфигурациясы: 1с² 2с² 2б⁶ 3с² 3б⁶ 4с² 3d¹⁰. Алайда, 1s екенін ескеріңіз² 2с² 2б⁶ 3с² 3б⁶ бұл асыл газ Аргон үшін конфигурация. Мырыш электронды белгісінің бұл бөлігін жақша ішіндегі Аргон химиялық таңбасына ауыстырыңыз ([Ar].)
Сонымен, мырыштың электронды конфигурациясын тез жазуға болады [Ar] 4с² 3d¹⁰.

2 -ші әдіс 2: ADOMAH периодтық кестесін қолдану

Қадам 1. ADOMAH периодтық кестесін түсініңіз

Электрондық конфигурацияларды жазудың бұл әдісі оларды есте сақтауды қажет етпейді. Дегенмен, периодтық кестені қайта реттеу қажет, себебі дәстүрлі периодтық кестеде төртінші қатардан бастап период нөмірі электронды қабатты білдірмейді. ADOMAH периодтық кестесін іздеңіз, ол - ғалым Валерий Циммерман арнайы жасаған мерзімді кесте. Сіз оны онлайн іздеу арқылы оңай таба аласыз.

ADOMAH периодтық кестесінде көлденең жолдар галогендер, әлсіз газдар, сілтілі металдар, сілтілі жер және т. Тік бағандар электронды қабаттарды білдіреді және периодқа сәйкес келетін «каскадтар» (s, p, d және f блоктарын қосатын диагональды сызықтар) деп аталады.
Гелий сутегінің жанында жылжиды, себебі екеуінде де 1с орбитасы бар. Оң жақта бірнеше периодтар (s, p, d және f), ал қабат нөмірлері төменде көрсетілген. Элементтер 1 -ден 120 -ға дейінгі төртбұрышты қораптарда көрсетілген. Бұл сандар бейтарап атомдағы электрондардың жалпы санын білдіретін қалыпты атомдық сандар.

Қадам 2. ADOMAH кестесінен атомды табыңыз

Элементтің электронды конфигурациясын жазу үшін оның таңбасын ADOMAH периодтық кестесінде тауып, атомдық нөмірі жоғары барлық элементтерді сызып тастаңыз. Мысалы, егер сіз Erbium (68) электронды конфигурациясын жазғыңыз келсе, 69 -дан 120 -ға дейінгі элементтерді сызып тастаңыз.

Кестенің төменгі жағындағы 1 -ден 8 -ге дейінгі сандарға назар аударыңыз. Бұл сандар электронды қабаттың нөмірлері немесе баған сандары. Тек сіз сызып тастаған элементтері бар бағандарды елемеңіз. Erbium үшін қалған бағандар 1, 2, 3, 4, 5 және 6 баған нөмірлері болып табылады

3 -қадам. Орбиталардың атомдық шекті жиынтығын есептеңіз

Кестенің оң жағындағы (s, p, d және f) блок белгілеріне және кестенің төменгі жағындағы баған нөмірлеріне қарап, блоктар арасындағы диагональды сызықтарды елемей, бағандарды бағандарға бөліңіз. және оларды төменнен жоғары қарай ретімен жазыңыз. Тағы да, барлық сызылған элементтері бар баған блоктарын елемеңіз. Бағанның нөмірінен басталатын блок-бағанның басталуын жазыңыз, содан кейін келесідей блок белгісін жазыңыз: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (Эрбиум жағдайында).

Ескерту: Жоғарыдағы Er электронды конфигурациясы қабат санының өсу ретімен жазылған. Сіз сондай -ақ орбиталардың толтырылу ретімен жаза аласыз. Бағаналық блоктарды жазғанда каскадты жоғарыдан төмен қарай (бағандар емес) орындаңыз: 1с² 2с² 2б⁶ 3с² 3б⁶ 4с² 3d¹⁰ 4p⁶ 5с² 4d¹⁰ 5 б⁶ 6с² 4f¹².

4 -қадам. Орбиталардың әр жиынындағы электрондарды санаңыз

Әр баған блогындағы ашылмаған элементтерді санаңыз, әр элементке бір электронды енгізіңіз, содан кейін әрбір баған блогы үшін блок таңбасынан кейінгі нөмірді жазыңыз: 1с² 2с² 2б⁶ 3с² 3б⁶ 3d¹⁰ 4с² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5с² 5 б⁶ 6с². Біздің мысалда бұл Erbium электронды конфигурациясы.

5 -қадам. Тұрақсыз электронды конфигурацияны біліңіз

Электрондық конфигурациядан он сегіз ерекшелігі бар, оларда энергия деңгейі ең төмен атомдар немесе әдетте қарапайым деңгей деп аталады. Бұл ерекшелік соңғы екі -үш электронның позициясындағы жалпы ережені бұзады. Бұл жағдайда электронның нақты конфигурациясы электронды атомның стандартты конфигурациясына қарағанда төмен энергия күйінде ұстайды. Бұл тұрақсыз атомдар:

Cr (…, 3d5, 4s1); Cu (…, 3d10, 4s1); Nb (…, 4d4, 5s1); Мо (…, 4d5, 5s1); Ру (…, 4d7, 5s1); Rh (…, 4d8, 5s1); Pd (…, 4d10, 5s0); Ағ (…, 4d10, 5s1); Ла (…, 5d1, 6s2); Ce (…, 4f1, 5d1, 6s2); Gd (…, 4f7, 5d1, 6s2); Ау (…, 5d10, 6s1); Ауаны кондициялау (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Па (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) және см (…, 5f7, 6d1, 7s2).

Кеңестер

Егер атом ион болса, бұл протондар саны электрондардың санына сәйкес келмейтінін білдіреді. Атом мазмұны (әдетте) химиялық таңбаның оң жақ жоғарғы бұрышында көрсетіледі. Осылайша, құрамында +2 сурьма атомы 1с электронды конфигурацияға ие болады² 2с² 2б⁶ 3с² 3б⁶ 4с² 3d¹⁰ 4p⁶ 5с² 4d¹⁰ 5 б¹. Назар аударыңыз, 5p³ 5 -ке өзгерді¹. Электрондық конфигурация s және p орбиталар жиынтығынан басқа орбитада аяқталған кезде абай болыңыз.

Электронды алып тастағанда, оны тек валенттік орбитасынан (s және p орбитасынан) алып тастауға болады. Егер конфигурация 4 секундта аяқталса² 3d⁷, және атом +2 мазмұнын алады, содан кейін конфигурация 4 секундта аяқталатын болады⁰ 3d⁷. Назар аударыңыз, 3d⁷жоқ өзгереді, бірақ электронның орбитасы жоғалады.
Әрбір атом тұрақты болғысы келеді, ал ең тұрақты конфигурацияларда s және p орбиталарының толық жиынтығы болады (s2 және p6). Газдар бұл конфигурацияға ие бола бастайды, сондықтан олар сирек реактивті және периодтық кестенің оң жағында орналасқан. Егер конфигурация 3p -мен аяқталса⁴, сондықтан бұл конфигурация тұрақты болу үшін тек екі қосымша электронды қажет етеді (алтауын алып тастау, оның ішінде орбитальды жиынтықтағы электрондарды қосқанда, көп энергия қажет, сондықтан төртеуін алып тастау оңай). Егер конфигурация 4d -де аяқталса³, онда бұл конфигурация тұрақты күйге жету үшін тек үш электронды жоғалтуы қажет. Сондай -ақ, жартылай мазмұны бар қабаттар (s1, p3, d5..) (мысалы) p4 немесе p2 -ге қарағанда тұрақты; алайда s2 және p6 одан да тұрақты болады.
«Жартылай мазмұнды баланс» деген деңгей жоқ. Бұл жеңілдету. «Жартылай толтырылған» қосалқы деңгейлермен байланысты барлық тепе-теңдіктер әрбір орбитада тек бір ғана электрон бар екендігіне негізделген, сондықтан электрондар арасындағы ығыстыру барынша азайтылады.
Сіз сондай -ақ элементтің электронды конфигурациясын оның валенттік конфигурациясын, яғни s және p орбиталарының соңғы жиынын жазу арқылы жаза аласыз. Сонымен, сурьма атомының валенттік конфигурациясы 5с болады² 5 б³.
Бұл иондарға қатысты емес. Иондарды жазу қиынырақ. Электрондардың санының қаншалықты жоғары немесе төмен екеніне байланысты, қай жерден жазуды бастайтыныңызға байланысты екі деңгейді өткізіп жіберіңіз және сол үлгі бойынша жүріңіз.
Атом нөмірін электронды конфигурация түрінде табу үшін әріптерден кейінгі барлық сандарды (s, p, d және f) қосыңыз. Бұл принцип бейтарап атомдарға ғана қатысты, егер бұл атом ион болса, электрондарды қосу немесе жою санына сәйкес қосу немесе алып тастау керек.
Электрондық конфигурацияларды жазудың екі түрлі әдісі бар. Сіз оларды Erbium элементі үшін жоғарыдағы мысалдағыдай, қабат нөмірі бойынша немесе орбиталардың толтырылу реті бойынша жаза аласыз.
Электрондарды «ілгерілету» қажет болатын белгілі бір жағдайлар бар. Егер орбиталар жиынтығы толық немесе жартылай толуы үшін тек бір электронды қажет етсе, s немесе p орбиталарының ең жақын жиынтығынан бір электронды шығарып, оны сол электронды қажет ететін орбиталар жиынтығына жылжытыңыз.
Әріптерден кейінгі сандар үстіңгі жазба болып табылады, сондықтан оларды тестке жазбаңыз.