Atomo elektronų konfigūracija yra skaitmeninis elektronų orbitų vaizdas. Elektronų orbitos yra skirtingi regionai aplink atominį branduolį, kur paprastai būna elektronų. Elektronų konfigūracija gali pasakyti skaitytojui apie atomų turimų elektroorbitų skaičių, taip pat apie kiekvieną orbitą užimančių elektronų skaičių. Kai suprasite pagrindinius elektronų konfigūracijos principus, galėsite rašyti savo konfigūracijas ir drąsiai tvarkyti chemijos testus.
Žingsnis
1 iš 2 metodas: elektronų nustatymas per periodinę lentelę
Žingsnis 1. Raskite savo atominį numerį
Kiekvienas atomas turi tam tikrą skaičių elektronų. Aukščiau esančioje periodinėje lentelėje raskite savo atomo cheminį simbolį. Atominis skaičius yra teigiamas sveikasis skaičius, prasidedantis 1 (vandenilio atveju) ir kiekvieną kartą didėjantis 1 kiekvienam vėlesniam atomų skaičiui. Šis atominis skaičius taip pat yra protonų skaičius atome - taigi jis taip pat reiškia elektronų skaičių atome, kurio kiekis yra nulis.
2 žingsnis. Nustatykite atominį turinį
Atomai, kurių kiekis yra nulis, turės tikslų elektronų skaičių, nurodytą aukščiau esančioje periodinėje lentelėje. Tačiau atomas su turiniu turės didesnį arba mažesnį elektronų skaičių, priklausomai nuo turinio dydžio. Jei susiduriate su atominiu turiniu, pridėkite arba pridėkite elektronų: pridėkite po vieną elektroną prie kiekvieno neigiamo krūvio ir atimkite vieną už kiekvieną teigiamą krūvį.
Pavyzdžiui, natrio atomas, kurio turinys yra -1, papildomai prie bazinio atominio skaičiaus turės papildomą elektroną, kuris yra 11. Taigi šis natrio atomas iš viso turės 12 elektronų
Žingsnis 3. Išsaugokite standartinių orbitų sąrašą savo atmintyje
Kai atomas įgyja elektronų, jis užpildo skirtingas orbitas tam tikra tvarka. Kiekviename šių orbitų rinkinyje, kai jis bus visiškai užimtas, bus lygus elektronų skaičius. Šių orbitų rinkiniai yra šie:
- S orbitų rinkinys (bet koks elektronų konfigūracijos skaičius, po kurio eina „s“) apima vieną orbitą, ir pagal Pauliaus išskyrimo principą vienoje orbitoje gali būti daugiausiai 2 elektronai, todėl kiekvienas s orbitų rinkinys gali yra 2 elektronai.
- P orbitos rinkinyje yra 3 orbitos ir iš viso gali būti 6 elektronai.
- D orbitos rinkinyje yra 5 orbitos, todėl šį rinkinį gali sudaryti 10 elektronų.
- F orbitos rinkinyje yra 7 orbitos, taigi jis gali apimti 14 elektronų.
Žingsnis 4. Supraskite elektronų konfigūracijos žymėjimą
Elektronų konfigūracija parašyta taip, kad būtų aiškiai parodytas elektronų skaičius atome ir kiekvienoje orbitoje. Kiekviena orbita rašoma nuosekliai, o elektronų skaičius kiekvienoje orbitoje rašomas mažosiomis raidėmis ir aukštesnėje padėtyje (viršutinis indeksas) orbitos pavadinimo dešinėje. Galutinė elektronų konfigūracija yra duomenų apie orbitos pavadinimus ir viršutinius indeksus rinkinys.
Pavyzdžiui, čia yra paprasta elektronų konfigūracija: 1s2 2s2 2p6. Ši konfigūracija rodo, kad 1s orbitos rinkinyje yra du elektronai, 2s orbitos rinkinyje - du elektronai, o 2p orbitoje - šeši elektronai. 2 + 2 + 6 = 10 elektronų. Ši elektronų konfigūracija taikoma neoniniams atomams, kuriuose nėra turinio (neono atominis skaičius yra 10).
Žingsnis 5. Prisiminkite orbitų tvarką
Atkreipkite dėmesį, kad nors orbitų rinkinys yra sunumeruotas pagal elektronų sluoksnių skaičių, orbitos yra išdėstytos pagal jų energiją. Pavyzdžiui, 4s2 turintis mažesnį energijos lygį (arba potencialiai lakesnį) nei 3d atomas10 kuris yra iš dalies arba visiškai užpildytas, todėl pirmiausia rašomas 4 stulpelis. Kai žinote orbitų tvarką, galite jas užpildyti pagal kiekvieno atomo elektronų skaičių. Orbitų užpildymo tvarka yra tokia: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- Elektrono konfigūracija atomui su kiekviena visiškai užpildyta orbita atrodytų taip: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d107p68s2
- Aukščiau pateiktas sąrašas, jei bus užpildyti visi sluoksniai, bus elektronų konfigūracija Uuo (Ununoctium), 118, kuris yra didžiausias periodinės lentelės atomas, taigi šioje elektronų konfigūracijoje yra visi šiuo metu žinomi elektronų sluoksniai neutralus atomas.
Žingsnis 6. Užpildykite orbitas pagal atomo elektronų skaičių
Pavyzdžiui, jei norėtume parašyti elektronų konfigūraciją kalcio atomui be turinio, pirmiausia nustatytume atominį kalcio skaičių periodinėje lentelėje. Skaičius yra 20, todėl parašysime atomo su 20 elektronų konfigūraciją aukščiau nurodyta tvarka.
- Užpildykite orbitas pagal pirmiau nurodytą seką, kol iš viso pasieksite 20 elektronų. 1s orbitoje yra du elektronai, 2s orbitoje du, 2p orbitoje šeši, 3s orbitoje du, 3p orbitoje šeši ir 4s orbitoje du (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Taigi, kalcio elektronų konfigūracija yra: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.
- Pastaba: energijos lygis keičiasi, kai jūsų orbita tampa didesnė. Pavyzdžiui, kai pasieksite 4 -ąjį energijos lygį, 4 -as bus pirmas, tada 3d. Po ketvirto energijos lygio pereisite į 5 -ąjį lygį, kuriame tvarka grįš į pradžią. Tai atsitinka tik po trečiojo energijos lygio.
Žingsnis 7. Naudokite periodinę lentelę kaip savo vizualinį nuorodą
Galbūt pastebėjote, kad periodinės lentelės forma atspindi orbitų rinkinio tvarką elektronų konfigūracijoje. Pavyzdžiui, antrame stulpelyje iš kairės esantys atomai visada baigiasi „s“2", plono centro dešinės srities atomai visada baigiasi" d10, "ir tt Naudokite periodinę lentelę kaip vizualinę pagalbinę priemonę rašydami elektronų konfigūracijas - elektronų, kuriuos rašote orbitomis, tvarka yra tiesiogiai susijusi su jūsų padėtimi lentelėje. Žr. toliau:
- Konkrečiai, du kairieji stulpeliai žymi atomus, kurių elektronų konfigūracijos baigiasi s orbitomis, dešinėje lentelės pusėje - atomai, kurių elektronų konfigūracijos baigiasi s orbitomis, vidurinėje - atomai, kurie baigiasi d orbita, o apatinė dalis - atomai, kurie baigiasi d orbitos. orbitos f.
- Pavyzdžiui, kai norite parašyti chloro elektronų konfigūraciją, pagalvokite: "Šis atomas yra trečiojoje periodinės lentelės eilutėje (arba" taške "). Jis taip pat yra penktajame p-orbitos bloko stulpelyje Taigi, elektronų konfigūracija baigsis… 3p5
- Atsargiai - d ir f orbitos regionai lentelėje reiškia skirtingus energijos lygius su eilute, kurioje jie yra. Pvz., Pirmoji d orbitinių blokų eilutė reiškia 3D orbitas, net jei jos yra 4 laikotarpyje, o pirmoji f orbitų eilutė - 4f orbitos, nors jos iš tikrųjų yra 6 laikotarpyje.
Žingsnis 8. Sužinokite, kaip greitai parašyti elektronų konfigūracijas
Atomai dešinėje periodinės lentelės pusėje yra vadinami tauriosios dujos. Šie elementai yra labai chemiškai stabilūs. Norėdami sutrumpinti ilgą elektroninių konfigūracijų rašymo procesą, savo skliausteliuose įrašykite artimiausio dujinio elemento, kuriame yra mažiau elektronų nei atomai, cheminį simbolį, tada tęskite toliau nurodytų orbitų elektronų konfigūraciją. Žr. Pavyzdį žemiau:
- Kad jums būtų lengviau suprasti šią sąvoką, pateiktas konfigūracijos pavyzdys. Parašykime cinko konfigūraciją (su atominiu numeriu 30), naudojant greitąjį tauriųjų dujų metodą. Bendra cinko elektronų konfigūracija yra: 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Tačiau atkreipkite dėmesį, kad 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 yra tauriųjų dujų argono konfigūracija. Pakeiskite šią cinko elektronų žymėjimo dalį skliausteliuose esančiu cheminiu simboliu Argonu ([Ar]).
- Taigi, cinko elektronų konfigūraciją galima greitai parašyti kaip [Ar] 4s2 3d10.
2 metodas iš 2: ADOMAH periodinės lentelės naudojimas
1 žingsnis. Supraskite ADOMAH periodinę lentelę
Šis elektronų konfigūracijų rašymo metodas nereikalauja jų įsiminti. Tačiau būtina pertvarkyti periodinę lentelę, nes tradicinėje periodinėje lentelėje, pradedant nuo ketvirtos eilutės, laikotarpio skaičius neatspindi elektronų sluoksnio. Ieškokite ADOMAH periodinės lentelės, kuri yra periodinė lentelė, specialiai sukurta mokslininko Valerijaus Tsimmermano. Jį galite lengvai rasti naudodamiesi internetine paieška.
- ADOMAH periodinėje lentelėje horizontalios eilutės žymi elementų grupes, tokias kaip halogenai, silpnos dujos, šarminiai metalai, šarminės žemės ir kt. Vertikalios stulpeliai žymi elektronų sluoksnius ir vadinami „kaskadomis“(įstrižainės linijos, jungiančios s, p, d ir f blokus), kurios atitinka laikotarpį.
- Helis yra perkeltas šalia vandenilio, nes abu turi 1s orbitą. Keli taškai (s, p, d ir f) rodomi dešinėje, o sluoksnių numeriai - žemiau. Elementai rodomi stačiakampėse dėžutėse, sunumeruotose nuo 1 iki 120. Šie skaičiai yra normalūs atominiai skaičiai, atspindintys bendrą neutralaus atomo elektronų skaičių.
Žingsnis 2. Raskite savo atomą ADOMAH lentelėje
Norėdami parašyti elemento elektroninę konfigūraciją, suraskite jo simbolį ADOMAH periodinėje lentelėje ir perbraukite visus elementus, turinčius didesnį atominį skaičių. Pavyzdžiui, jei norite parašyti Erbium (68) elektronų konfigūraciją, perbraukite elementus nuo 69 iki 120.
Atkreipkite dėmesį į skaičius nuo 1 iki 8 lentelės apačioje. Šie skaičiai yra elektronų sluoksnių skaičiai arba stulpelių skaičiai. Nekreipkite dėmesio į stulpelius, kuriuose yra tik tie elementai, kuriuos perbraukėte. Erbio likę stulpeliai yra 1, 2, 3, 4, 5 ir 6 stulpelių numeriai
Žingsnis 3. Apskaičiuokite savo atominį baigtinį orbitų rinkinį
Žiūrėdami į dešinėje lentelės pusėje esančius blokų simbolius (s, p, d ir f) ir stulpelių numerius lentelės apačioje ir nekreipdami dėmesio į įstrižas linijas tarp blokų, padalinkite stulpelius į stulpelius. ir rašykite juos eilės tvarka iš apačios į viršų. Vėlgi, nekreipkite dėmesio į stulpelių blokus, kuriuose yra visi perbraukti elementai. Užrašykite blokų stulpelių pradžią, pradedant stulpelio numeriu, o po to-bloko simboliu: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s („Erbium“atveju).
Pastaba: aukščiau esančios Er elektronų konfigūracijos yra parašytos didėjančia sluoksnio skaičiaus tvarka. Taip pat galite rašyti tokia tvarka, kokia užpildomos orbitos. Rašydami stulpelių blokus, sekite kaskadą iš viršaus į apačią (ne stulpelius): 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12.
Žingsnis 4. Apskaičiuokite elektronus kiekviename orbitų rinkinyje
Suskaičiuokite neištrauktus elementus kiekviename stulpelio bloke, įvesdami po vieną elektroną kiekvienam elementui, tada užrašykite skaičių po bloko simbolio kiekvienam stulpelio blokui, taip: 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f12 5s2 5p6 6s2. Mūsų pavyzdyje tai yra Erbio elektronų konfigūracija.
Žingsnis 5. Žinokite netvarkingą elektronų konfigūraciją
Yra aštuoniolika elektronų konfigūracijos išimčių, kai atomai turi mažiausią energijos lygį arba tai, kas paprastai vadinama elementariu lygiu. Ši išimtis pažeidžia bendrą paskutinių dviejų ar trijų elektronų padėties taisyklę. Tokiu atveju faktinė elektronų konfigūracija išlaiko elektroną mažesnės energijos būsenos nei standartinėje atomo konfigūracijoje. Šie netvarkingi atomai yra:
Kr (…, 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); Oro kondicionavimas (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) ir cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).
Patarimai
-
Kai atomas yra jonas, tai reiškia, kad protonų skaičius nėra lygus elektronų skaičiui. Atominis turinys (paprastai) bus rodomas viršutiniame dešiniajame cheminio simbolio kampe. Taigi, stibio atomo, kurio turinys yra +2, elektronų konfigūracija bus 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1. Atkreipkite dėmesį, kad 5 p3 pakeistas į 5p1. Būkite atsargūs, kai elektronų konfigūracija baigiasi kita orbita nei s ir p orbitų rinkinys.
Pašalinus elektroną, jį galima pašalinti tik iš jo valentinės orbitos (s ir p orbitos). Taigi, jei konfigūracija baigiasi per 4 sekundes2 3d7, ir atomas gauna +2 turinį, tada konfigūracija pasikeis į pabaigą 4s0 3d7. Atkreipkite dėmesį, kad 3d7ne kinta, tačiau s elektronų orbita prarandama.
- Kiekvienas atomas nori būti stabilus, o stabiliausiose konfigūracijose bus visas s ir p orbitų rinkinys (s2 ir p6). Dujos pradeda turėti tokią konfigūraciją, todėl jos retai reaguoja ir yra dešinėje periodinės lentelės pusėje. Taigi, jei konfigūracija baigiasi 3p4, todėl šiai konfigūracijai reikia tik dviejų papildomų elektronų, kad jie taptų stabilūs (pašalinus šešis, įskaitant elektronus į orbitos rinkinį, reikia daugiau energijos, todėl pašalinti keturis lengviau). O jei konfigūracija baigiasi 4d3, tada šiai konfigūracijai tereikia prarasti tris elektronus, kad būtų pasiekta stabili būsena. Be to, sluoksniai, turintys pusę turinio (s1, p3, d5..), yra stabilesni nei (pavyzdžiui) p4 arba p2; tačiau s2 ir p6 bus dar stabilesni.
- Nėra tokio dalyko kaip pusiau turinio pusiausvyros pakopos lygis. Tai supaprastinimas. Visi balansai, susiję su „pusiau užpildytais“pakopomis, yra pagrįsti tuo, kad kiekviena orbita turi tik vieną elektroną, todėl atstumas tarp elektronų yra minimalus.
- Taip pat galite parašyti elemento elektroninę konfigūraciją tiesiog parašę jo valentinę konfigūraciją, ty paskutinį s ir p orbitų rinkinį. Taigi stibio atomo valentinė konfigūracija bus 5s2 5p3.
- Tas pats pasakytina apie jonus. Jonus rašyti sunkiau. Praleiskite du lygius ir laikykitės to paties modelio, priklausomai nuo to, kur pradedate rašyti, atsižvelgiant į tai, kiek elektronų yra daug ar mažai.
- Norėdami rasti atominį skaičių, kai jis yra elektronų konfigūracijos pavidalu, sudėkite visus skaičius, esančius po raidėmis (s, p, d ir f). Šis principas galioja tik neutraliems atomams, jei šis atomas yra jonas, turite pridėti arba pašalinti elektronus pagal pridėtą ar pašalintą skaičių.
- Yra du skirtingi elektronų konfigūracijų rašymo būdai. Galite juos parašyti eilės tvarka į viršų sluoksnių skaičiumi arba orbitų užpildymo tvarka, kaip parodyta aukščiau esančiame elemento „Erbium“pavyzdyje.
- Tam tikromis aplinkybėmis elektronus reikia „skatinti“. Kai orbitų rinkiniui reikia tik vieno elektrono, kad jis būtų pilnas arba pusiau pilnas, pašalinkite vieną elektroną iš artimiausių s arba p orbitų rinkinio ir perkelkite jį į orbitų rinkinį, kuriam reikalingas tas elektronas.
- Skaičiai po raidėmis yra viršutiniai, todėl nerašykite jų į testą.
