TechCodeview

Sähköinen konfigurointi

The elektronien jakautumista atomissa tai molekyylissä kutsutaan sen 'elektroniseksi konfiguraatioksi'. joka määrittää energiatasot ja kiertoradat, joita elektronit miehittävät. Alkuaineen atomiluku, joka vastaa atomin ytimessä olevien protonien määrää, määrittää elementin elektronisen konfiguraation.

Jokaisessa kuoressa ja alikuoressa olevien elektronien määrä esitetään tyypillisesti numero- ja kirjainsarjana, kuten 1s 2s²2p⁶, kun kuvataan atomin elektronista konfiguraatiota. Pääkvanttiluku, joka korreloi elektronin energiatason tai kuoren kanssa, on esitetty sekvenssin ensimmäisellä numerolla. Kulmamomenttikvanttiluku määrittää, mikä kirjain pääkvanttiluvun jälkeen tarkoittaa elektronin alikuorta tai kiertorataa.

Atomin elektronisen konfiguraation kuvaamiseen voidaan käyttää myös kiertoratakaaviota tai elektronikuorikaaviota, joka näyttää elektronien sijoittumisen atomin energiatasoilla ja kiertoradalla. Jokaista kiertorataa symboloi laatikko tai ympyrä kiertoratakaaviossa, ja jokaista elektronia symboloi nuoli, joka kulkee ylös tai alas osoittamaan sen spiniä.

Atomin elektronirakenteella on merkittävä rooli monien alkuaineen kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien määrittämisessä. Esimerkiksi atomin reaktiivisuuteen, sitoutumisominaisuuksiin ja kykyyn osallistua kemiallisiin reaktioihin vaikuttavat kaikki sen elektronien määrä ja järjestys. Energiamäärä, joka tarvitaan elektronin erottamiseen atomista, tunnetaan sen ionisaatioenergiana, joka määräytyy myös atomin elektronisen konfiguraation mukaan.

Elementin sijainti jaksollisessa taulukossa, joka on lista elementeistä järjestyssä kasvavaan atomiluvun järjestykseen, voidaan myös ennustaa käyttämällä elementin elektronista konfiguraatiota. Jaksotaulukko ryhmittelee yhteen elementit, joilla on vertailukelpoiset elektroniset konfiguraatiot ja vastaavat ominaisuudet.

Paulin poissulkemisperiaate, jonka mukaan atomin kahdella elektronilla ei voi olla samaa kvanttilukusarjaa, määrää atomin elektronisen konfiguraation. Vastaavasti jokaisen atomin elektronin on asuttava erillisellä energiatasolla ja kiertoradalla, ja jokainen orbitaali voi vastaanottaa vain elektroniparin, jolla on vastakkainen spin.

base64 javascriptin purku

Erilaisia ​​spektroskooppisia menetelmiä voidaan käyttää atomin elektronisen konfiguraation suoraan määrittämiseen. Esimerkiksi atomin sähköinen konfiguraatio perustilassaan voidaan määrittää alkuaineen emissiospektrin avulla ja atomin elektronien energiatasot voidaan määrittää elementin absorptiospektrin avulla.

Yhteenvetona voidaan todeta, että atomin elektroninen konfiguraatio on sen rakenteen peruskomponentti ja vaikuttaa useisiin sen kemiallisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin. Elementin atomiluku määrittää sen elektronisen konfiguraation, joka voidaan esittää numeroiden ja symbolien sarjana, kiertoratakaaviona tai elektronikuorikaaviona. Paulin poissulkemisperiaate, joka voidaan kokeellisesti löytää spektroskooppisilla menetelmillä, määrää atomin elektronisen konfiguraation.

Sähköiset asetukset ovat hyödyllisiä:

• Elementin valenssin selvittäminen.
• Alkuaineiden ryhmän ominaisuuksien ennustaminen (Saman elektronikonfiguraation omaavien alkuaineiden ominaisuudet ovat usein identtisiä).
• Atomispektrin analysointi.

Kuinka kirjoittaa sähköinen konfiguraatio

Kuoret

Pääkvanttiluvun perusteella voidaan laskea suurin määrä elektroneja, jotka mahtuvat kuoreen (n). Sen kaava on 2n², jossa n on kuoren numero. Alla olevissa taulukoissa luetellaan kuoret, n-arvot ja mahtuvien elektronien kokonaismäärä.

Alakuoret

• Atsimutaalinen kvanttiluku (esittää kirjaimella 'l') määrittää osakuoret, joihin elektronit on jaettu.
• Pääkvanttiluvun arvo n määrittää tämän kvanttiluvun arvon. Tämän seurauksena on neljä erillistä alikuorta, jotka voivat olla olemassa, kun n on yhtä suuri kuin 4.
• Kun n = 4. S-, p-, d- ja f-alikuoret ovat vastaavat alikuoret arvoille l=0, l=1, l=2 ja l=3.
• Yhtälö 2*(2l+1) kertoo kuinka monta elektronia alikuoressa voi olla maksimikapasiteetissaan.
• Siksi suurin määrä elektroneja, jotka mahtuvat s-, p-, d- ja f-alakuoriin, on 2, 6, 10 ja 14 vastaavasti.

Merkintä

• Atomin elektronikonfiguraatio kuvataan käyttämällä subshell-leimoja. Nämä tarrat sisältävät alikangon numeron ja kuoren numeron, joka määräytyy pääkvanttinumeron perusteella.
• nimitys (joka saadaan atsimuuttikvanttiluvulla) ja yläindeksinä alakuoressa olevien elektronien kokonaismäärä.
• Esimerkiksi merkintä olisi '1s²' jos ensimmäisen kuoren s-alakuoressa olisi kaksi elektronia.
• Alumiinin elektronikonfiguraatio (atominumero 13) voidaan ilmaista 1s:nä²2s²2p⁶3s²3p¹käyttämällä näitä subshell-tunnisteita.

Aufbau-periaatetta, Paulin poissulkemisperiaatetta ja Hundin sääntöä käytetään täyttämään atomikiertoradat. Nämä ohjeet auttavat päättämään, kuinka elektronit miehittävät saatavilla olevat kiertoradat.

Rakenneperiaate:

Aufbau-periaatteen mukaan elektronit miehittävät kiertoradat energian kasvun suuntaan. Tämä osoittaa, että ennen korkeamman energian kiertoradan täyttämistä elektronit täyttävät ensin alhaisemman energian kiertoradat. Jaksollisen järjestelmän avulla voidaan määrittää kiertoradan energiatasot järjestyksessä. Orbitaalien merkinnät ovat yhdistelmä kirjaimia ja numeroita: kirjain tarkoittaa kiertoradan muotoa tai osakuorta (s, p, d, f) ja numero pääkvanttilukua (n), joka määrittää kiertoradan energiatason. kiertoradalla.

Paulin poissulkemisperiaate:

Atomin kahdella elektronilla ei voi olla samaa neljän kvanttiluvun (n, l, ml ja ms) kokoelmaa Paulin poissulkemisperiaatteen mukaan. Suurin määrä elektroneja, jotka mahtuvat jokaiselle kiertoradalle, on kaksi, ja niillä on oltava vastakkaiset spinit.

java heittää char merkkijonoon

Koiran sääntö:

Hundin säännön mukaan elektronit asuvat ensin erillisillä kiertoradoilla, joilla on sama spin, kun ne täyttävät rappeutuneet kiertoradat (saman energian kiertoradat). Sen mukaisesti elektronit rappeutuneilla kiertoradoilla yrittävät jatkuvasti maksimoida kokonaisspin.

Atomiratojen täyttöjärjestys voidaan määrittää näiden periaatteiden avulla.

Orbitaalit täytetään seuraavassa järjestyksessä:

• 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p ja niin edelleen
• Otetaan esimerkkinä hiilen kuormitus tämän osoittamiseksi (atominumero 6). Hiilessä on kuusi elektronia, ja ne miehittävät saavutettavissa olevat kiertoradat edellä kuvatulla tavalla.
• 1s-kiertorata täytetään kahdella ensimmäisellä elektronilla. 2s-kiertorata täytetään kahdella seuraavalla elektronilla. Kahdessa kolmesta mahdollisesta 2p-orbitaalista on yksi elektroni, jokaisessa jäljellä olevat kaksi elektronia. Hiilellä on nyt elektronirakenne 1s²2s²2p².

Yhteenvetona voidaan todeta, että Aufbau-periaate, Paulin poissulkemisperiaate ja Hundin sääntö ohjaavat kaikki sitä, kuinka atomikiertoradat täyttyvät. Jokaisella elementillä on erilainen elektronien konfiguraatio näiden sääntöjen seurauksena, mikä auttaa määrittämään järjestyksen, jossa elektronit miehittävät käytettävissä olevat kiertoradat.

Ensimmäisen 30 elementin sähköinen konfigurointi atomimäärän kasvun mukaan:

Tässä on joitain syitä, miksi sähköinen konfigurointi on välttämätöntä:

1. Kemiallinen reaktiivisuus

Atomin kemiallinen reaktio määräytyy sen elektronisen konfiguraation mukaan. Elektroninen konfiguraatio aiheuttaa elementtien välisten reaktioiden tuloksena yhdisteitä. Se, kuinka helposti atomi voi hankkia, menettää tai jakaa elektroneja muodostaakseen kemiallisia sidoksia muiden atomien kanssa, riippuu elektronien lukumäärästä ja järjestelystä uloimmalla energiatasolla, joka tunnetaan valenssikuorena. Esimerkiksi stabiilin konfiguraation saavuttamiseksi elementeillä, joiden uloimmassa kuoressa on yksi tai kaksi elektronia, on taipumus menettää nämä elektronit, kun taas elementeillä, joiden uloimmassa kuoressa on viisi, kuusi tai seitsemän elektronia, on taipumus hankkia nämä elektronit. Tämä auttaa ennustamaan, millaisia ​​yhdisteitä eri alkuaineet voivat luoda.

2. Liimausominaisuudet

Myös atomien välille muodostuvien kemiallisten sidosten tyypit määräytyvät niiden elektronisen konfiguraation mukaan. Kovalenttiset sidokset muodostuvat tyypillisesti atomien välille, joilla on vertailukelpoinen elektroninen konfiguraatio, kun taas ionisidokset muodostuvat tyypillisesti eri konfiguraatioiden atomien välille. Luotujen kemiallisten sidosten intensiteettiin ja stabiilisuuteen vaikuttaa myös elektroninen konfiguraatio. Esimerkiksi neljä valenssielektronia hiiliatomin elektronisessa konfiguraatiossa mahdollistavat sen, että se muodostaa stabiileja kovalenttisia sidoksia muiden hiiliatomien kanssa, mikä johtaa monenlaisten orgaanisten yhdisteiden muodostumiseen.

3. Fyysiset ominaisuudet

Alkuaineen fysikaalisiin ominaisuuksiin, kuten sen sulamis- ja kiehumispisteisiin, tiheyteen ja johtavuuteen, vaikuttaa myös sen elektronirakenne. Elektronien lukumäärä ja niiden järjestys valenssikuoressa ratkaisee atomien vuorovaikutuksen voimakkuuden, mikä vaikuttaa elementin fyysiseen käyttäytymiseen. Esimerkiksi koska niiden vapaat elektronit pystyvät helposti liikkumaan ja johtamaan sähköä, metalleilla on korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus.

alfa beeta karsiminen

4. Jaksottaiset trendit

Jaksollinen järjestelmä on järjestetty jaksollisten trendien avulla, koska se perustuu atomien elektroniseen rakenteeseen. Elementtien ominaisuuksien säännöllisiä varianssikuvioita jaksollisessa taulukossa kutsutaan jaksollisiksi trendeiksi. Muutoksia atomien elektronisessa konfiguraatiossa ja niiden vaikutusta alkuaineiden kokoon, reaktiivisuuteen ja sitoutumisominaisuuksiin voidaan käyttää näiden suuntausten ymmärtämiseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tieto atomin elektronisesta konfiguraatiosta on välttämätöntä sen molekyyli- ja fysikaalisten ominaisuuksien ymmärtämiseksi. Se on välttämätöntä alkuaineen kemiallisen käyttäytymisen ja kyvyn ennustaa yhdisteiden muodostamiseksi muiden alkuaineiden kanssa. Elektronisen konfiguroinnin ymmärtäminen auttaa myös selittämään jaksollisia kuvioita ja alkuaineominaisuuksien eroja jaksollisessa taulukossa.