Har xil elementlarning atomlari uchun elektron konfiguratsiyalarni qanday yozish kerak

2024 Muallif: Jason Gerald | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-15 08:26

Atomning elektron konfiguratsiyasi elektronlar orbitasining raqamli tasviridir. Elektron orbitalari - bu atom yadrosi atrofidagi turli hududlar, bu erda odatda elektronlar mavjud. Elektron konfiguratsiyasi o'quvchiga atomning elektr orbitalari soni, shuningdek, har bir orbitani egallagan elektronlar soni haqida ma'lumot berishi mumkin. Elektron konfiguratsiyasining asosiy tamoyillarini tushunganingizdan so'ng, siz o'zingizning konfiguratsiyangizni yozishingiz va kimyo testlarini ishonch bilan bajara olasiz.

Qadam

2 -usul 1: elektronlarni davriy jadval orqali aniqlash

Qadam 1. O'zingizning atom raqamingizni toping

Har bir atom ma'lum miqdordagi elektronga ega. Yuqoridagi davriy jadvalda atomingizning kimyoviy belgisini toping. Atom raqami 1dan (vodorod uchun) boshlanadigan musbat butun son bo'lib, keyingi atomlar uchun har safar 1 ga ko'payadi. Bu atom raqami, shuningdek, atomdagi protonlar sonidir, shuning uchun u nol tarkibga ega bo'lgan atomdagi elektronlar sonini ham ifodalaydi.

2 -qadam. Atom tarkibini aniqlang

Tarkibi nol bo'lgan atomlar yuqoridagi davriy jadvalda ko'rsatilgan elektronlarning aniq soniga ega bo'ladi. Shu bilan birga, tarkibga ega bo'lgan atom, tarkibiga qarab, ko'proq yoki kamroq elektronga ega bo'ladi. Agar siz atom tarkibi bilan shug'ullanayotgan bo'lsangiz, elektronlarni qo'shing yoki qo'shing: har bir manfiy zaryadga bitta elektron qo'shing va har bir musbat zaryad uchun bittasini olib tashlang.

Masalan, tarkibidagi -1 bo'lgan natriy atomining asosiy atom raqamidan tashqari qo'shimcha elektronga ega bo'ladi, ya'ni 11. Shunday qilib, bu natriy atomida jami 12 elektron bo'ladi

Qadam 3. Standart orbitalar ro'yxatini xotirangizga saqlang

Atom elektronga ega bo'lganda, u turli orbitalarni ma'lum tartibda to'ldiradi. Bu orbitalarning har bir to'plami, to'liq band bo'lganida, teng sonli elektronni o'z ichiga oladi. Ushbu orbitalarning to'plamlari:

S orbitallar to'plami (elektron konfiguratsiyasidagi har qanday son va undan keyin "s") bitta orbitani o'z ichiga oladi va Pauli istisno qilish printsipiga ko'ra, bitta orbitada maksimal 2 elektron bo'lishi mumkin, shuning uchun s orbitallarning har bir to'plami bo'lishi mumkin. 2 ta elektronni o'z ichiga oladi.
P orbital to'plami 3 ta orbitani o'z ichiga oladi va jami 6 ta elektronni o'z ichiga olishi mumkin.
D orbital to'plam 5 orbitadan iborat, shuning uchun bu to'plam 10 elektronni o'z ichiga olishi mumkin.
F orbital to'plamida 7 ta orbit bor, shuning uchun u 14 ta elektronni o'z ichiga olishi mumkin.

4 -qadam. Elektron konfiguratsiya yozuvini tushunish

Elektron konfiguratsiyasi atom va har bir orbitadagi elektronlar sonini aniq ko'rsatadigan tarzda yozilgan. Har bir orbit ketma -ket yoziladi, har bir orbitadagi elektronlar soni kichik harflar bilan yoziladi va orbit nomining o'ng tomonida yuqori pozitsiyada (ustki yozuv) yoziladi. Oxirgi elektron konfiguratsiyasi - bu orbitadagi nomlar va ustki yozuvlar to'g'risidagi ma'lumotlar to'plami.

Masalan, oddiy elektron konfiguratsiyasi: 1s² 2s² 2p⁶. Ushbu konfiguratsiya 1s orbital to'plamida ikkita elektron, 2s orbital to'plamida ikkita elektron va 2p orbital to'plamda oltita elektron borligini ko'rsatadi. 2 + 2 + 6 = 10 elektron. Bu elektron konfiguratsiyasi tarkibi bo'lmagan neon atomlari uchun amal qiladi (neonning atom raqami 10).

Qadam 5. Orbitalarning tartibini eslang

E'tibor bering, orbitalar to'plami elektron qatlamlari soniga qarab raqamlangan bo'lsa -da, orbitalar energiyasiga qarab tartiblanadi. Masalan, 4s² 3 -atomga qaraganda past energiya darajasiga ega (yoki potentsial ko'proq uchuvchan)¹⁰ qisman yoki to'liq to'ldirilgan, shuning uchun birinchi navbatda 4s ustuni yoziladi. Orbitalarning tartibini bilganingizdan so'ng, ularni har bir atomdagi elektronlar soniga qarab to'ldirishingiz mumkin. Orbitalarni to'ldirish tartibi quyidagicha: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

Har bir orbitasi to'liq to'ldirilgan atomning elektron konfiguratsiyasi shunday bo'ladi: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰7p⁶8s²
Yuqoridagi ro'yxat, agar barcha qatlamlar to'ldirilgan bo'lsa, Uuo (Ununoctium) 118 elektron konfiguratsiyasi bo'ladi, bu davriy jadvaldagi eng yuqori raqamli atomdir, shuning uchun bu elektron konfiguratsiyasi hozirda ma'lum bo'lgan barcha elektron qatlamlarini o'z ichiga oladi. neytral atom.

6 -qadam. Atomingizdagi elektronlar soniga qarab orbitalarni to'ldiring

Masalan, agar biz kaltsiy atomining elektron konfiguratsiyasini tarkibsiz yozmoqchi bo'lsak, biz davriy jadvalda kaltsiyning atom sonini aniqlashdan boshlagan bo'lardik. Raqam 20, shuning uchun biz 20 elektronli atom konfiguratsiyasini yuqoridagi tartibda yozamiz.

Yuqoridagi ketma -ketlikdagi orbitalarni jami 20 ta elektronga yetguncha to'ldiring. 1s orbitasida ikkita elektron, 2s orbitasi ikki, olti orbitasi 2p, olti orasi 3s, orbitasi olti va 4s orbitasi ikkita (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) kaltsiy elektron konfiguratsiyasi mavjud. bu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
Eslatma: Sizning orbitangiz kattalashganda energiya darajasi o'zgaradi. Masalan, siz 4 -chi energiya darajasiga yetganingizda, birinchi navbatda 4s bo'ladi. keyin 3d. To'rtinchi energiya darajasidan so'ng, siz buyurtmaning boshiga qaytadigan 5 -darajaga o'tasiz. Bu faqat uchinchi energiya darajasidan keyin sodir bo'ladi.

Qadam 7. Davriy jadvaldan vizual yorliq sifatida foydalaning

Siz davriy jadvalning shakli elektron konfiguratsiyasidagi orbitalar to'plamining tartibini ifodalayotganini payqagan bo'lishingiz mumkin. Masalan, chapdan ikkinchi ustundagi atomlar har doim "s" bilan tugaydi²", ingichka markazning o'ng tomonidagi atomlar har doim" d "bilan tugaydi¹⁰, "va hokazo. Elektron konfiguratsiyasini yozishda davriy jadvalni ko'rgazmali yordamchi sifatida ishlating - siz orbitada yozgan elektronlarning tartibi sizning stol ustidagi pozitsiyangizga bevosita bog'liq. Quyida qarang:

Xususan, chapdagi ikkita ustun s orbitasida tugaydigan elektron konfiguratsiyali atomlarni ifodalaydi, jadvalning o'ng yarmida elektron konfiguratsiyali s orbitada tugaydigan atomlar, o'rta qismlari d orbitasida tugaydigan atomlar va pastki yarmida tugaydigan atomlar tasvirlangan. d orbitallar. orbitalar f.
Masalan, xlor uchun elektron konfiguratsiyasini yozmoqchi bo'lganingizda, o'ylab ko'ring: "Bu atom davriy jadvalning uchinchi qatorida (yoki" davr "). Shuningdek, u p-orbit blokining beshinchi ustunida. Shunday qilib, elektron konfiguratsiyasi… 3p bilan tugaydi⁵
Diqqat - jadvaldagi d va f orbital mintaqalari ular joylashgan qator bilan har xil energiya darajasini ifodalaydi. Masalan, d orbital bloklarning birinchi qatori 4 -davrada joylashgan bo'lsa -da, 3d orbitalarni ifodalaydi, f -orbitalarning birinchi qatori, aslida 6 -davrada bo'lsa -da, 4f orbitalarni ifodalaydi.

Qadam 8. Elektron konfiguratsiyalarni tez yozishni o'rganing

Davriy jadvalning o'ng tomonidagi atomlar deyiladi olijanob gazlar. Bu elementlar kimyoviy jihatdan juda barqaror. Elektron konfiguratsiyalarni yozishning uzoq davom etadigan jarayonini qisqartirish uchun, qavslaringizga atomlarga qaraganda kamroq elektronga ega bo'lgan eng yaqin gazli elementning kimyoviy belgisini yozing, so'ngra keyingi orbitalar uchun elektron konfiguratsiyasini davom ettiring. Quyidagi misolga qarang:

Sizga ushbu kontseptsiyani tushunishni osonlashtirish uchun misol konfiguratsiyasi berilgan. Sink konfiguratsiyasini (atom raqami 30 bilan) "gazli tez" olijanob usuli yordamida yozamiz. Sinkning umumiy elektron konfiguratsiyasi: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Shunga qaramay, 1s ga e'tibor bering² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ - bu olijanob gaz Argon uchun konfiguratsiya. Sink elektron belgisining bu qismini qavs ichidagi Argon kimyoviy belgisi bilan almashtiring ([Ar].)
Shunday qilib, sinkning elektron konfiguratsiyasi tezda yozilishi mumkin [Ar] 4s² 3d¹⁰.

2 -usul 2: ADOMAH davriy jadvalidan foydalanish

Qadam 1. ADOMAH davriy jadvalini tushuning

Elektron konfiguratsiyalarni yozishning bu usuli ularni yodlashni talab qilmaydi. Biroq, davriy jadvalni qayta tartibga solish zarur, chunki an'anaviy davriy jadvalda to'rtinchi qatordan boshlab davr raqami elektron qatlamini bildirmaydi. ADOMAH davriy jadvalini qidiring, bu olim Valeriy Tsimmerman tomonidan maxsus ishlab chiqilgan davriy jadval. Siz uni Internetda qidirish orqali osongina topishingiz mumkin.

ADOMAH davriy jadvalida gorizontal qatorlar halogenlar, kuchsiz gazlar, gidroksidi metallar, ishqorli erlar va boshqalar kabi elementlar guruhlarini ifodalaydi. Vertikal ustunlar elektron qatlamlarini ifodalaydi va davrga to'g'ri keladigan "kaskadlar" (s, p, d va f bloklarni bog'laydigan diagonal chiziqlar) deb nomlanadi.
Geliy vodorod yoniga ko'chiriladi, chunki ikkalasida ham 1s orbitasi bor. O'ng tomonda bir nechta davrlar (s, p, d va f) ko'rsatilgan va qatlam raqamlari quyida joylashgan. Elementlar 1 dan 120 gacha raqamlangan to'rtburchaklar qutilarda ko'rsatilgan. Bu raqamlar neytral atomdagi elektronlarning umumiy sonini ifodalovchi oddiy atom raqamlari.

2 -qadam. ADOMAH jadvalidan atomingizni toping

Elementning elektron konfiguratsiyasini yozish uchun ADOMAH davriy jadvalida uning belgisini toping va atom raqami yuqori bo'lgan barcha elementlarni kesib tashlang. Masalan, agar siz Erbium (68) elektron konfiguratsiyasini yozmoqchi bo'lsangiz, 69 dan 120 gacha elementlarni kesib tashlang.

Jadvalning pastki qismidagi 1 dan 8 gacha raqamlarga e'tibor bering. Bu raqamlar elektron qatlamlari yoki ustun raqamlari. Faqat siz kesib o'tgan elementlarni o'z ichiga olgan ustunlarga e'tibor bermang. Erbium uchun qolgan ustunlar 1, 2, 3, 4, 5 va 6 ustun raqamlari

3 -qadam. O'zingizning atomli sonli orbitalar to'plamini hisoblang

Jadvalning o'ng tomonidagi (s, p, d va f) blok belgilariga va jadvalning pastki qismidagi ustun raqamlariga qarab va bloklar orasidagi diagonal chiziqlarga e'tibor bermasdan, ustunlarni ustunlarga bo'ling. va ularni pastdan yuqoriga qarab tartibda yozing. Shunga qaramay, barcha chizilgan elementlarni o'z ichiga olgan ustun bloklariga e'tibor bermang. Ustun raqami bilan boshlangan blok-ustunlarning boshlanishini yozib, keyin blok belgisi bilan yozing: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (Erbium holatida).

Eslatma: yuqoridagi Er elektron konfiguratsiyasi qatlamlar sonining ko'payish tartibida yozilgan. Shuningdek, siz orbitalarni to'ldirish tartibida yozishingiz mumkin. Ustun-bloklarni yozayotganda kaskadni yuqoridan pastgacha kuzatib boring (ustunlar emas): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹².

4 -qadam. Har bir orbitadagi elektronlarni hisoblang

Har bir ustun blokidagi bo'shashmagan elementlarni sanab, har bir elementga bitta elektron kiriting, so'ngra har bir ustun uchun blok belgisidan keyingi raqamni yozing: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5s² 5p⁶ 6s². Bizning misolimizda bu Erbium elektron konfiguratsiyasi.

5 -qadam. Noto'g'ri elektron konfiguratsiyasini bilish

Energiya darajasi past bo'lgan atomlar uchun elektron konfiguratsiyasidan o'n sakkizta istisno mavjud yoki ular odatda elementar daraja deb ataladi. Bu istisno oxirgi ikki -uchta elektron pozitsiyalaridagi umumiy qoidani buzadi. Bunday holda, haqiqiy elektron konfiguratsiyasi elektronni atomning standart konfiguratsiyasidan past energiya holatida saqlaydi. Bu tartibsiz atomlar:

Cr (…, 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); Havo sovutish (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) va sm (…, 5f7, 6d1, 7s2).

Maslahatlar

Agar atom ion bo'lsa, demak, protonlar soni elektronlar soniga teng emas. Atom tarkibi (odatda) kimyoviy belgining o'ng yuqori burchagida ko'rsatiladi. Shunday qilib, +2 tarkibli surma atomining elektron konfiguratsiyasi 1s bo'ladi² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹. E'tibor bering, 5p³ 5p ga o'zgartirildi¹. Elektron konfiguratsiyasi s va p orbitalar to'plamidan boshqa orbitada tugaganda ehtiyot bo'ling.

Agar siz elektronni olib tashlasangiz, uni faqat valentlik orbitasidan (s va p orbitasidan) olib tashlashingiz mumkin. Shunday qilib, agar konfiguratsiya 4 soniyada tugasa² 3d⁷va atom +2 tarkibni oladi, keyin konfiguratsiya 4 soniyada tugaydi⁰ 3d⁷. E'tibor bering, 3d⁷yo'q o'zgaradi, lekin elektronning orbitasi yo'qoladi.
Har bir atom barqaror bo'lishni xohlaydi va eng barqaror konfiguratsiyalar s va p orbitalarning to'liq to'plamini o'z ichiga oladi (s2 va p6). Gazlar bu konfiguratsiyaga ega bo'lishni boshlaydilar, shuning uchun ular kamdan -kam hollarda reaktiv bo'lib, davriy jadvalning o'ng tomonida joylashgan. Shunday qilib, agar konfiguratsiya 3p bilan tugasa⁴, shuning uchun bu konfiguratsiya barqaror bo'lishi uchun faqat ikkita qo'shimcha elektron kerak bo'ladi (oltitani, shu jumladan s orbital to'plamidagi elektronlarni olib tashlash ko'proq energiya talab qiladi, shuning uchun to'rttasini olib tashlash osonroq bo'ladi). Va agar konfiguratsiya 4d bilan tugasa³, keyin bu konfiguratsiya barqaror holatga erishish uchun faqat uchta elektronni yo'qotishi kerak. Shuningdek, yarim tarkibli (s1, p3, d5..) qatlamlar (masalan) p4 yoki p2 ga qaraganda ancha barqaror; ammo, s2 va p6 yanada barqaror bo'ladi.
"Yarim tarkibli balans" pastki darajasi degan narsa yo'q. Bu soddalashtirish. "Yarim to'ldirilgan" pastki darajalar bilan bog'liq barcha muvozanatlar har bir orbitada faqat bitta elektron borligiga asoslanadi, shuning uchun elektronlar orasidagi itarish minimallashtiriladi.
Bundan tashqari, elementning elektron konfiguratsiyasini uning valentlik konfiguratsiyasini, ya'ni s va p orbitasining oxirgi to'plamini yozib yozishingiz mumkin. Shunday qilib, surma atomining valentlik konfiguratsiyasi 5s bo'ladi² 5p³.
Xuddi shu narsa ionlar uchun ham to'g'ri emas. Ionlarni yozish qiyinroq. Elektron sonining qanchalik ko'p yoki pastligiga qarab, yozishni qaerdan boshlaganingizga qarab, ikki darajani o'tkazib yuboring va bir xil naqshga amal qiling.
Elektron konfiguratsiya shaklidagi atom raqamini topish uchun harflar (s, p, d va f) dan keyingi barcha raqamlarni qo'shing. Bu tamoyil faqat neytral atomlarga taalluqlidir, agar bu atom ion bo'lsa, siz elektronlarni qo'shilgan yoki olib tashlangan soniga qarab qo'shishingiz yoki olib tashlashingiz kerak.
Elektron konfiguratsiyalarni yozishning ikki xil usuli bor. Siz ularni Erbium elementi uchun yuqoridagi misolda bo'lgani kabi, qatlamlar sonini yuqoriga qarab yoki orbitalarni to'ldirish tartibida yozishingiz mumkin.
Elektronlarni "targ'ib qilish" kerak bo'lgan ba'zi holatlar mavjud. Agar orbitalar to'plami to'liq yoki yarmini to'lishi uchun faqat bitta elektron kerak bo'lsa, eng yaqin s yoki p orbitalar orasidan bitta elektronni olib tashlang va shu elektronni talab qiladigan orbitalar to'plamiga o'tkazing.
Harflardan keyingi raqamlar ustki yozuvdir, shuning uchun ularni testingizga yozmang.