Cum să scrieți configurația electronică a oricărui element

configurarea electronică

conținut

Paşi
Metoda 1
Metoda 2
Sfaturi

a unui atom este o reprezentare numerică a orbitalilor săi. Orbaliile au forme și poziții diferite față de nucleu și reprezintă zona în care sunt cel mai probabil să detecteze un electron. Configurația electronică indică rapid câte orbite are un atom și cantitatea de electroni "populeaza" fiecare orbital. Când înțelegeți principiile de bază care stau la baza configurației electronice și sunteți capabil să o scrieți, atunci puteți confrunta cu orice test de chimie cu încredere.

paşi

Metoda 1

Cu tabelul periodic

Găsiți numărul atomic. La fiecare atom este asociat un număr atomic care indică numărul de protoni. Cel din urmă, într-un atom neutru, este egal cu numărul de electroni. Numărul atomic este un număr întreg pozitiv, hidrogenul are un număr atomic egal cu 1, iar această valoare crește cu o unitate pe măsură ce se deplasează spre dreapta în tabelul periodic.

Determinați încărcarea atomului. Neutrul are un număr de electroni egal cu numărul atomic, în timp ce atomii încărcați pot avea o cantitate mai mare sau mai mică, în funcție de puterea încărcării - apoi se adaugă sau se scade numărul de electroni în funcție de încărcare: se adaugă un electron pentru fiecare încărcare negativ și scădea un electron pentru fiecare încărcare pozitivă.

De exemplu, un atom de sodiu cu o sarcină negativă -1 va avea un electron "în plus" din numărul atomic 11, apoi 12 electroni.

Memorați lista de bază a orbitalilor. După ce știți ordinea orbitalilor, va fi ușor să le completați în funcție de numărul de electroni ai unui atom. Orbaliile sunt:

Grupul orbitalilor de tip s (orice număr urmat de unul "s") conține un singur orbital - în conformitate cu "Principiul excluziunii Pauli, o singură orbitală poate conține maximum 2 electroni. Rezultă că fiecare orbitală poate conține 2 electroni.

Grupul de orbitale de tip p conține 3 orbitali, deci poate conține un total de 6 electroni.

Grupul orbitalilor de tip d conține 5 orbitali, deci poate conține 10 electroni.

Grupul orbitalilor de tip f conține 7 orbitali, deci poate conține 14 electroni.

Înțelegerea notării configurației electronice. Este scris în așa fel încât atât numărul electronilor atomului cât și numărul de electroni din fiecare orbital să apară clar. Fiecare orbital este scris conform unei anumite secvențe și cu numărul de electroni care urmează numele orbitalului însuși. Configurația finală este o singură linie de nume orbitale și apex.

De exemplu, aici este o configurație electronică simplă: 1s² 2s² 2p⁶. Puteți observa că există doi electroni pe orbitalul 1, doi în orbitalul 2 și 6 în orbitalul 2p. 2 + 2 + 6 = 10 electroni în totalitate. Această configurație se referă la un atom de neon neutru (care are numărul atomic egal cu 10).

Memorați ordinea orbitalilor. Amintiți-vă că grupurile orbitale sunt numerotate în funcție de coajă electronică, dar ordonate în termeni de energie. De exemplu, un orbital complet 4b² are un nivel de energie mai scăzut (sau potențial mai puțin instabil) decât un 3D complet parțial sau complet complet¹⁰- rezultă că 4-ul va veni primul pe listă. Când știți ordinea orbităților, pur și simplu trebuie să umpleți schema cu numărul de electroni ai atomului. Ordinea este după cum urmează: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4d, 5s, 4d, 5d, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

O configurație electronică pentru un atom cu toate orbitele ocupate trebuie să fie scrisă astfel: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6S² 4F¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5F¹⁴ 6D¹⁰7P⁶8s².

Rețineți că exemplul de mai sus, în cazul în care toate cojile de electroni au fost complete, ar indica dell`ununoctio configurația electronică (Uuo), 118, atomul cu cel mai mare număr atomic al tabelului periodic al elementelor. Această configurație electronică conține toate cojile electronice cunoscute pentru un atom neutru.

Umpleți orbitele pe baza numărului de electroni ai atomului. De exemplu, scriem configurația electronică a unui atom de calciu neutru. Mai întâi trebuie să identificăm numărul atomic în tabelul periodic. Acest număr este de 20, deci trebuie să scriem configurația electronică a unui atom cu 20 de electroni în ordinea descrisă mai sus.

Umpleți orbitele după ordine până când plasați toți cei 20 de electroni. Orbitalul 1s are doi electroni, 2s are doi, 2p are șase, 3s are șase și 4s are două (2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 = 20). Astfel configurația electronică pentru un atom de calciu neutru este: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

Notă: nivelul de energie se modifică pe măsură ce urcați în orbitali. De exemplu, atunci când sunteți pe punctul de a merge până la cel de-al patrulea nivel de energie, mai întâi vine 4s, după 3d. După al patrulea nivel, veți trece la al cincilea nivel, care urmează din nou ordinul normal. Acest lucru se întâmplă numai după cel de-al treilea nivel de energie.

Utilizați tabelul periodic ca "scurtătură" vizual. Ați observat deja că forma tabelului periodic corespunde ordinii orbitalilor într-o configurație electronică. De exemplu, atomii celei de-a doua coloane din stânga întotdeauna se termină "s²", cele din dreapta părții centrale cele mai înguste se termină întotdeauna "d¹⁰", și așa mai departe. Apoi folosiți tabelul periodic ca ghid pentru scrierea configurației - ordinea în care adăugați electronii la orbitale corespunde poziției din tabel. Iată cum:

Mai precis, cele două cele mai din stânga coloane reprezintă atomii căror configurație se termină cu un e orbitale, dreptul blocului de masă reprezintă atomii din care configurația se termină cu un p-orbital, în timp ce secțiunea de mijloc conține atomii care au o configurație se încheie cu o orbitală d. Partea inferioară a tabelului periodic conține atomi cu o configurație care se termină într-un orbital f.

De exemplu, dacă trebuie să scrieți configurația electronică a clorului, gândiți-vă: "acest atom este în a treia linie (o "perioadă") din tabelul periodic. De asemenea, se găsește în coloana a cincea, astfel încât configurația se termină cu ... 3p⁵".

Avertisment: orbitele d și f ale elementelor din tabelul periodic au nivele diferite de energie în raport cu perioada în care sunt inserate. De exemplu, primul rând al blocului cu d orbital corespunde 3d all`orbitale chiar dacă este în perioada de 4, în timp ce prima linie corespunde 4F orbitală f chiar dacă este în perioada 6.

Aflați câteva trucuri pentru a scrie lungi configurații electronice. Se numesc atomii din capătul din dreapta al mesei periodice gaze nobile. Acestea sunt elemente foarte stabile. Pentru a scurta scrierea unei configurații lungi a scrie pur și simplu, între paranteze, simbolul chimic al gazului nobil în raport cu elementul care mai puțini electroni au în vedere, și apoi continuă să scrie configurația pentru electronii rămași.

Un exemplu este util pentru înțelegerea conceptului. Se scrie configurația electronică a zincului (numărul atomic 30) folosind un gaz nobil ca o comandă rapidă. Configurația completă de zinc este: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Totuși, puteți vedea 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ este configurația argonului, un gaz nobil. Deci, puteți înlocui această parte a configurației electronice a zincului cu simbolul argonului cuprins între paranteze pătrate ([Ar]).

Deci, puteți scrie că configurația electronică a zincului este: [Ar] 4s² 3d¹⁰.

Metoda 2

Cu tabelul periodic ADOMAH

Pentru a scrie configurațiile electronice, există o metodă alternativă care nu necesită diagrame de memorare sau memorare. Cu toate acestea, aceasta necesită un tabel periodic modificat. În cea tradițională, de la linia a patra, numerele periodice nu corespund cu cochilii electronice. Această placă specială a fost dezvoltată de Valery Tsimmerman și o puteți găsi pe site-ul web :(perfectperiodictable.com/Images/Binder1).

În tabelul periodic ADOMAH, rândurile orizontale reprezintă grupuri de elemente, cum ar fi halogeni, gaze inerte, metale alcaline, pământuri alcaline etc. Coloanele verticale corespund cochililor electronici și așa-numitei "cascade" corespund perioadelor (în cazul în care liniile diagonale se alătură blocurilor s, p, d și f).
Heliul este situat în apropierea hidrogenului, deoarece ambele sunt caracterizate de electroni situați în aceeași orbitală. Blocurile perioadelor (s, p, d și f) apar pe dreapta, în timp ce numerele cojilor sunt în partea de jos. Elementele sunt reprezentate în dreptunghiuri numerotate de la 1 la 120. Acestea sunt numite numere atomice și reprezintă, de asemenea, numărul total de electroni într-un atom neutru.

Imprimați o copie a tabelului periodic ADOMAH. Pentru a scrie configurația electronică a unui element, căutați simbolul său în tabelul ADOMAH și ștergeți toate elementele care au un număr atomic mai mare. De exemplu, dacă trebuie să scrieți configurația electronică a herbarului (68), ștergeți elementele începând de la 69 până la 120.

Luați în considerare numerele de la 1 la 8 la baza tabelului. Acestea sunt numerele carcaselor electronice sau numerele coloanelor. Nu luați în considerare coloanele în care sunt șterse toate elementele. Cei care rămân pentru erbium sunt 1,2,3,4,5 și 6.

Uita-te la simbolurile blocurilor din partea dreaptă a tabelului (s, p, d, f) și numerele coloanelor din bas nu ia în considerare liniile diagonale între diferitele blocuri, separă coloanele într-o pereche coloană bloc și ordinală de jos în ` de mare. Din nou, nu luați în considerare blocurile în care elementele sunt șterse. Scrieți perechile coloană bloc pornind de la numărul de coloane, urmată de simbolul blocului, așa cum este prezentat aici: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (în cazul erbiu).

Notă: configurația electronică a lui Er de mai sus este scrisă în ordine crescătoare în ceea ce privește numărul de cochilii. Ați putea scrie, de asemenea, în funcție de ordinea umplerii orbitalilor. Pur și simplu, trebuie să urmați cascadele de sus în jos în loc de coloane atunci când scrieți perechi de coloane: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6S² 4F¹².

Numărați elementele care nu sunt șterse în fiecare bloc-coloană și scrieți acest număr lângă simbolul blocului, după cum urmează: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4F¹² 5s² 5p⁶ 6S². Aceasta este configurația electronică a plantei medicinale.

Există optsprezece excepții comune configurațiilor electronice ale atomilor la cel mai scăzut nivel de energie, denumită și starea de bază. Ele diferă de regula generală numai în cea de penultimă și a treia poziție a electronilor. Aici sunt:

Cr(..., 3d5, 4s1) - cu(..., 3d10, 4s1) - Nb(..., 4d4, 5s1) - Mo(..., 4d5, 5s1) - ru(..., 4d7, 5s1) - rhesus(..., 4d8, 5s1) - Pd(..., 4d10, 5s0) - ag(..., 4d10, 5s1) - (..., 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) e cm(..., 5f7, 6d1, 7s2).

Sfaturi

Pentru a găsi numărul atomic al unui element, având în vedere configurația electronică, adăugați toate numerele care urmează literelor (s, p, d și f). Aceasta funcționează numai dacă atomul este neutru - dacă aveți de-a face cu un ion, trebuie să adăugați sau să scăpați mai mulți electroni în funcție de încărcare.
Numerele care urmează literelor sunt apexe, așa că nu confundați verificările.
Nu există așa ceva "stabilitatea unui sub-nivel umplut la jumătate". Este o simplificare excesivă. Fiecare stabilitate care se referă la un nivel "completat jumătate" se datorează faptului că fiecare orbital este ocupat de un singur electron și că repulsia electron-electron este minimă.
Când trebuie să lucrați cu un ion, înseamnă că numărul de protoni nu este egal cu cel al electronilor. Încărcarea este de obicei exprimată în colțul din dreapta sus al simbolului chimic. Astfel, un atom de antimoniu cu o sarcină +2 are o configurație electronică: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹. Rețineți că 5p³ sa schimbat la 5p¹. Fii foarte atent când configurația unui atom neutru se termină cu ceva diferit de un orbital s și p. Când eliminați electronii, nu o puteți face din orbitale de valență (cum ar fi s și p). Deci, dacă configurația se termină cu 4 secunde² 3d⁷, iar atomul are o încărcare + 2, atunci configurația se schimbă la 4 secunde⁰ 3d⁷. Rețineți că 3d⁷nu schimbare - în timp ce electronii orbitali sunt pierduți.
Fiecare atom tinde spre stabilitate, iar cele mai stabile configurații au orbitale s și p complete (s2 și p6). Gazele nobile au această configurație și se află în partea dreaptă a tabelului periodic. Deci, dacă configurația se termină cu 3p⁴, doar doi alți electroni sunt necesari pentru a deveni stabili (pierderea a șase necesită prea multă energie). Și dacă configurația se termină cu 4d³, pierdeți doar trei electroni pentru a obține stabilitate. În plus, învelișurile semi-complete (s1, p3, d5 ..) sunt mai stabile decât, de exemplu, la p4 sau p2 - cu toate acestea, s2 și p6 vor fi și mai stabile.
Există două modalități diferite de a scrie configurația electronică: în ordine ascendentă a cochililor electronici sau în ordinea orbitalilor, așa cum a fost scris anterior pentru erbium.
Există circumstanțe în care un electron trebuie să fie "promovat". Când un singur electron lipsește într-o orbitală pentru a fi completă, îndepărtați un electron din cel mai apropiat orbital s sau p și mutați-l în orbital pentru a fi completat.
Puteți scrie, de asemenea, configurația electronică a unui element prin scrierea configurației valenței, respectiv ultima orbitală s și p. Astfel, configurația de valență a unui atom de antimoniu este de 5 secunde² 5p³.
Același lucru nu se aplică ionilor. Aici intrebarea devine un pic mai greu. Numărul de electroni și punctul în care ați început sări peste nivele vor duce la finalizarea configurației electronice.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit