ЕЛЕКТРОННА КОНФІГУРАЦІЯ ЯДРА: КОНСТРУКЦІЯ, ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Компактний або ядро електронів конфігурації є один, квантові позначення для числа електронів і їх енергетичних підрівнів скорочено від благородних газів символів в дужках. Це дуже корисно при написанні електронних конфігурацій для певного елемента, оскільки це просто і швидко.

Слово "ядро", як правило, відноситься до внутрішніх електронних оболонок атома; тобто ті, у яких їхні електрони не мають валентності і тому не беруть участі в хімічному зв’язку, хоча вони і визначають властивості елемента. Метафорично кажучи, ядро ​​було б внутрішньою частиною цибулі, її шари складаються з ряду орбіталей, що збільшуються в енергії.

Електронні конфігурації, скорочені знаками благородного газу. Джерело: Габріель Болівар.

На зображенні вище зображено хімічні символи для чотирьох благородних газів у дужках та різних кольорах: (зелений), (червоний), (фіолетовий) та (синій).

Кожен з пунктирних кадрів містить поля, які представляють орбіталі. Чим вони більше, тим більша кількість електронів вони містять; що в свою чергу означатиме, що електронні конфігурації більшої кількості елементів можуть бути спрощені за допомогою цих символів. Це економить час та енергію, пишучи всі нотації.

Побудувати порядок

Перш ніж використовувати електронні конфігурації ядра, рекомендується переглянути правильний порядок побудови або запису таких конфігурацій. Це регулюється за правилом діагоналей або діаграмою Меллера (називається в деяких частинах методом дощу). Маючи під рукою цю діаграму, квантові позначення такі:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Ця струна квантових позначень виглядає напруженою; і це було б ще більше, якби це доводилося писати кожного разу, коли буде представлена ​​електронна конфігурація будь-якого елемента, знайденого в періоді 5 далі. Також зауважте, що рядок порожній від електронів; у верхньому правому куті немає цифр (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Слід пам’ятати, що орбіталі s можуть «розмістити» два електрони (ns ² ). P орбіталей усього три (дивіться на три вікна вище), тому вони можуть вмістити шість електронів (np ⁶ ). І, нарешті, d орбіталей - п’ять, а f - сім, що мають усього десять ( ^10- й ) та чотирнадцять (nf ¹⁴ ) електронів відповідно.

Абревіатура електронної конфігурації

Сказавши сказане, переходимо до заповнення попереднього ряду квантових позначень електронами:

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 ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Скільки всього електронів? 118. А якому елементу відповідає така масивна кількість електронів у своєму атомі? До благородного газового оганесона, Ог.

Припустимо, існує елемент з квантовим числом Z, рівним 119. Тоді його валентна електронна конфігурація була б 8s ¹ ; але якою була б його повна електронна конфігурація?

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 ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

А якою буде ваша електронна конфігурація ядра, компактна? Є:

8с ¹

Зверніть увагу на очевидне спрощення або абревіатуру. У символі підраховуються всі 118 електронів, написаних вище, тому цей невизначений елемент має 119 електронів, з яких лише один має валентність (він би знаходився нижче францію в періодичній таблиці).

Приклади

загальний

Припустимо тепер, що ви хочете зробити абревіатуру поступово:

2s 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

Зауважимо, що 1s ² було замінено на. Наступний благородний газ - неон, який має 10 електронів. Знаючи це, абревіатура продовжується:

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

Потім йде аргон з 18 електронами:

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

Оскільки наступним благородним газом є криптон, абревіатура вдосконалена ще 36 електронами:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Ксенон має 54 електрона, і тому ми переносимо абревіатуру до орбіталі 5p:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Ви вже помітили, що конфігурація електронів завжди скорочується до np орбіталі; тобто благородні гази мають ці орбіталі, заповнені електронами. І нарешті, слідує радон, з 86 електронами, тому ми скорочуємо до 6p орбіталі:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Кисень

Кисень має вісім електронів, його повна електронна конфігурація:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Єдина абревіатура, яку ми можемо використовувати, є для 1s ² . Таким чином, ваша електронна конфігурація ядра стає:

2s ² 2p ⁴

Калій

Калій має дев'ятнадцять електронів, його повна електронна конфігурація:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Зауважте, що ми можемо використовувати символ для скорочення цієї конфігурації; а також і і. Остання використовується тим, що аргон - той благородний газ, який найближче до калію. Отже, ваша конфігурація електроніки ядра виглядає так:

4s ¹

Індійська

Індій має сорок дев'ять електронів, його повна електронна конфігурація:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Оскільки криптон є найближчим благородним газом, що передує індію, символ використовується для абревіатури, і у нас є його конфігурація електронів ядра:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Хоча 4d орбіталі формально не належать до ядра індію, їхні електрони не беруть участі (принаймні, за нормальних умов) у його металевому зв’язку, а швидше, ніж орбіталі 5s та 5p.

Вольфрам

Вольфрам (або вольфрам) має 74 електрони і його повна електронна конфігурація:

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 ¹⁴ 5d ⁴

Знову ми шукаємо найближчий благородний газ, який йому передує. У вашому випадку це відповідає ксенону, який має повні орбіталі 5p. Отже, ми замінюємо рядок квантових позначень символом, і ми нарешті матимемо його конфігурацію електронів ядра:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Список літератури

1. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
2. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
3. Пат Таєр. (2016). Діаграми конфігурації електронів. Відновлено з: chemistryapp.org
4. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (05 грудня 2018 р.). Визначення ядерного газу. Відновлено з: thinkco.com/
5. Вікіпедія. (2019). Електронна конфігурація. Відновлено з: es.wikipedia.org