Inhoud

• Stappen
• Methode 1 van 2: Verdeling van elektronen met behulp van het periodiek systeem van D. I. Mendeleev
• Methode 2 van 2: Het ADOMAH periodiek systeem gebruiken
• Tips

Elektronische configuratie een atoom is een numerieke weergave van zijn elektronenorbitalen. Elektronische orbitalen zijn gebieden met verschillende vormen rond een atoomkern waarin een elektron wiskundig waarschijnlijk is. Elektronische configuratie helpt om de lezer snel en gemakkelijk te vertellen hoeveel elektronenorbitalen een atoom heeft, en om het aantal elektronen in elke orbitaal te bepalen. Na het lezen van dit artikel heb je de methode voor het genereren van elektronische configuraties onder de knie.

Stappen

Methode 1 van 2: Verdeling van elektronen met behulp van het periodiek systeem van D. I. Mendeleev

1. 1 Zoek het atoomnummer van je atoom. Aan elk atoom is een bepaald aantal elektronen verbonden. Zoek het symbool voor je atoom in het periodiek systeem. Een atoomnummer is een positief geheel getal dat begint bij 1 (voor waterstof) en met één toeneemt voor elk volgend atoom. Een atoomnummer is het aantal protonen in een atoom, en daarom is het ook het aantal elektronen in een atoom zonder lading.
2. 2 Bepaal de lading van een atoom. Neutrale atomen hebben hetzelfde aantal elektronen als weergegeven in het periodiek systeem. Geladen atomen zullen echter meer of minder elektronen hebben, afhankelijk van de hoeveelheid van hun lading. Als u met een geladen atoom werkt, voegt u elektronen als volgt toe of trekt u ze af: tel één elektron op voor elke negatieve lading en trek er één af voor elke positieve.
   • Een natriumatoom met een lading van -1 heeft bijvoorbeeld een extra elektron Daarnaast naar zijn basisatoomnummer 11. Met andere woorden, het totale atoom zal 12 elektronen hebben.
   • Als we het hebben over een natriumatoom met een lading van +1, dan moet er één elektron worden afgetrokken van het basisatoomnummer 11. Het atoom heeft dus 10 elektronen.
3. 3 Onthoud de basislijst van orbitalen. Naarmate het aantal elektronen toeneemt, vullen ze volgens een bepaalde volgorde de verschillende subniveaus van de elektronenschil van het atoom. Elk subniveau van de elektronenschil bevat, wanneer gevuld, een even aantal elektronen. De volgende subniveaus zijn beschikbaar:
   • s-subniveau (elk getal in de elektronische configuratie dat voor de letter "s" komt) bevat een enkele orbitaal, en volgens Pauli's principe, kan een orbitaal maximaal 2 elektronen bevatten, daarom kunnen er 2 elektronen op elk s-subniveau van de elektronenschil zijn.
   • p-subniveau bevat 3 orbitalen en kan daarom maximaal 6 elektronen bevatten.
   • d-subniveau bevat 5 orbitalen, dus het kan maximaal 10 elektronen hebben.
   • f-subniveau bevat 7 orbitalen, dus het kan maximaal 14 elektronen hebben.
   • g-, h-, i- en k-subniveaus zijn theoretisch. De atomen met elektronen in deze orbitalen zijn onbekend. Het g-subniveau bevat 9 orbitalen, dus theoretisch zou het 18 elektronen kunnen hebben. Het h-subniveau mag 11 orbitalen en maximaal 22 elektronen hebben; in het i-subniveau -13 orbitalen en maximaal 26 elektronen; in het k-subniveau - 15 orbitalen en maximaal 30 elektronen.
   • Onthoud de volgorde van de orbitalen met behulp van de mnemonische truc:
     Sober Physici NSop niet Find Giraffes Hiding IN Kjeuk (nuchtere natuurkundigen vinden geen giraffen die zich in keukens verstoppen).
4. 4 Begrijp het elektronische configuratierecord. Elektronische configuraties worden geregistreerd om het aantal elektronen in elke orbitaal duidelijk weer te geven. Orbitalen worden opeenvolgend geschreven, waarbij het aantal atomen in elke orbitaal in superscript staat rechts van de orbitaalnaam. De voltooide elektronische configuratie heeft de vorm van een reeks subniveau-aanduidingen en superscripts.
   • Bijvoorbeeld de eenvoudigste elektronische configuratie: 1s 2s 2p. Deze configuratie laat zien dat er twee elektronen zijn op het 1s-subniveau, twee elektronen op het 2s-subniveau en zes elektronen op het 2p-subniveau. 2 + 2 + 6 = 10 elektronen in totaal. Dit is de elektronische configuratie van een neutraal neonatoom (neonatoomnummer is 10).
5. 5 Onthoud de volgorde van de orbitalen. Houd er rekening mee dat de elektronenorbitalen zijn genummerd in oplopende volgorde van het elektronenschilnummer, maar in oplopende volgorde van energie. Een gevulde 4s-orbitaal is bijvoorbeeld minder energiek (of minder mobiel) dan een gedeeltelijk gevulde of gevulde 3d, dus de 4s-orbitaal wordt eerst geregistreerd. Als je eenmaal de volgorde van de orbitalen kent, kun je ze eenvoudig invullen volgens het aantal elektronen in het atoom. De volgorde van het vullen van de orbitalen is als volgt: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.
   • De elektronische configuratie van een atoom waarin alle orbitalen zijn gevuld, zal de volgende vorm hebben: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p
   • Merk op dat de bovenstaande invoer, wanneer alle orbitalen zijn gevuld, de elektronische configuratie is van het element Uuo (ununoctium) 118, het atoom met het hoogste nummer in het periodiek systeem. Daarom bevat deze elektronische configuratie alle momenteel bekende elektronische subniveaus van een neutraal geladen atoom.
6. 6 Vul de orbitalen in volgens het aantal elektronen in je atoom. Als we bijvoorbeeld de elektronische configuratie van een neutraal calciumatoom willen opschrijven, moeten we beginnen met het zoeken naar het atoomnummer ervan in het periodiek systeem. Het atoomnummer is 20, dus we zullen de configuratie van een atoom met 20 elektronen schrijven volgens de bovenstaande volgorde.
   • Vul de orbitalen in bovenstaande volgorde in tot je bij het twintigste elektron bent. De eerste 1s-orbitaal zal twee elektronen bevatten, de 2s-orbitalen zullen er ook twee hebben, 2p - zes, 3s - twee, 3p - 6 en 4s - 2 (2 + 2 + 6 +2 + 6 + 2 = 20 .) In met andere woorden, de elektronische configuratie van calcium is: 1s 2s 2p 3s 3p 4s.
   • Merk op dat de orbitalen in oplopende volgorde van energie zijn. Als je bijvoorbeeld klaar bent om naar het 4e energieniveau te gaan, schrijf dan eerst de 4s-orbitaal op, en dan 3d. Na het vierde energieniveau ga je naar het vijfde, waar dezelfde volgorde wordt herhaald. Dit gebeurt pas na het derde energieniveau.
7. 7 Gebruik het periodiek systeem als een visuele aanwijzing. Je hebt waarschijnlijk al gemerkt dat de vorm van het periodiek systeem overeenkomt met de volgorde van elektronische subniveaus in elektronische configuraties. De atomen in de tweede kolom van links eindigen bijvoorbeeld altijd op "s", terwijl de atomen aan de rechterrand van het dunne middengedeelte altijd eindigen op "d", enzovoort. Gebruik het periodiek systeem als een visuele gids voor het schrijven van configuraties - omdat de volgorde waarin u toevoegt aan orbitalen overeenkomt met uw positie in de tabel. Zie hieronder:
   • In het bijzonder bevatten de twee meest linkse kolommen atomen waarvan de elektronische configuraties eindigen in s-orbitalen, het rechterblok van de tabel bevat atomen waarvan de configuraties eindigen in p-orbitalen, en in het onderste deel eindigen atomen in f-orbitalen.
   • Als je bijvoorbeeld de elektronische configuratie van chloor opschrijft, denk dan als volgt: "Dit atoom bevindt zich in de derde rij (of" periode ") van het periodiek systeem. Het bevindt zich ook in de vijfde groep van het p-orbitale blok van het periodiek systeem. Daarom zal de elektronische configuratie eindigen op. ..3p
   • Let op: de elementen in het gebied van de d- en f-orbitalen van de tabel worden gekenmerkt door energieniveaus die niet overeenkomen met de periode waarin ze zich bevinden. De eerste rij van het blok elementen met d-orbitalen komt bijvoorbeeld overeen met 3d-orbitalen, hoewel het zich in de 4e periode bevindt, en de eerste rij elementen met f-orbitalen komt overeen met de 4f-orbitaal, ondanks het feit dat het zit in de 6e periode.
8. 8 Leer de steno voor het schrijven van lange elektronische configuraties. De atomen aan de rechterkant van het periodiek systeem heten edelgassen. Deze elementen zijn chemisch zeer stabiel. Om het proces van het schrijven van lange elektronische configuraties te verkorten, schrijft u gewoon tussen vierkante haken het chemische symbool van het dichtstbijzijnde edelgas met minder elektronen dan uw atoom, en gaat u verder met het schrijven van de elektronische configuratie van de daaropvolgende orbitaalniveaus. Zie hieronder:
   • Om dit concept te begrijpen, is het handig om een ​​voorbeeldconfiguratie te schrijven. Laten we de configuratie voor zink (atoomnummer 30) schrijven met behulp van de afkorting voor edelgas. De volledige zinkconfiguratie ziet er als volgt uit: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. We zien echter dat 1s 2s 2p 3s 3p de elektronische configuratie is van argon, een edelgas. Vervang eenvoudig het elektronische configuratiegedeelte van zink door het chemische symbool argon tussen vierkante haken ([Ar].)
   • Dus de elektronische configuratie van zink, geschreven in een verkorte vorm, is: [Ar] 4s 3d.
   • Merk op dat als je de elektronische configuratie van een edelgas schrijft, zeg argon, je [Ar] niet kunt schrijven! Men moet de reductie van het edelgas gebruiken dat tegenover dit element staat; voor argon is het neon ([Ne]).

Methode 2 van 2: Het ADOMAH periodiek systeem gebruiken

1. 1 Leer het ADOMAH periodiek systeem. Deze methode voor het vastleggen van de elektronische configuratie vereist geen memorisatie, maar vereist een herzien periodiek systeem, omdat in het traditionele periodiek systeem, beginnend vanaf de vierde periode, het periodenummer niet overeenkomt met de elektronenschil. Zoek het ADOMAH Periodiek Systeem - een speciaal type periodiek systeem ontwikkeld door wetenschapper Valery Zimmerman. Het is gemakkelijk te vinden met een korte zoektocht op internet.
   • In het periodiek systeem van ADOMAH vertegenwoordigen horizontale rijen groepen elementen zoals halogenen, edelgassen, alkalimetalen, aardalkalimetalen, enz. Verticale kolommen komen overeen met elektronische niveaus, en zogenaamde "cascades" (diagonale lijnen die blokken s, p, d en f verbinden) komen overeen met perioden.
   • Helium wordt verplaatst naar waterstof omdat beide elementen een 1s-orbitaal hebben. Periodeblokken (s, p, d en f) worden weergegeven aan de rechterkant en niveaunummers worden onderaan weergegeven. Elementen worden weergegeven in vakken genummerd van 1 tot 120. Deze getallen zijn gewone atoomnummers die het totale aantal elektronen in een neutraal atoom vertegenwoordigen.
2. 2 Zoek je atoom in de ADOMAH-tabel. Om de elektronische configuratie van een element vast te leggen, zoekt u het symbool in het ADOMAH periodiek systeem en streept u alle elementen met een hoger atoomnummer door. Als u bijvoorbeeld de elektronische configuratie van erbium (68) moet noteren, streep dan alle elementen van 69 tot 120 door.
   • Noteer de nummers 1 tot en met 8 onderaan de tabel. Dit zijn elektronische niveaunummers of kolomnummers. Negeer kolommen die alleen doorgestreepte items bevatten.Voor erbium blijven de kolommen met de nummers 1, 2, 3, 4, 5 en 6 over.
3. 3 Tel de orbitale subniveaus naar uw element. Kijkend naar de bloksymbolen rechts van de tabel (s, p, d en f) en de kolomnummers onderaan, negeer de diagonale lijnen tussen de blokken en verdeel de kolommen in kolomblokken in volgorde van onderaf naar boven. Nogmaals, negeer de vakjes met alle doorgestreepte elementen. Noteer de kolomblokken, beginnend met het kolomnummer gevolgd door het bloksymbool, dus: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (voor erbium).
   • Opmerking: De bovenstaande elektronische configuratie Er wordt geschreven in oplopende volgorde van het elektronische subniveaunummer. Het kan ook worden geschreven in de volgorde waarin de orbitalen worden gevuld. Volg hiervoor de cascades van onder naar boven, niet de kolommen wanneer u de kolomblokken schrijft: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f.
4. 4 Tel de elektronen voor elk elektronisch subniveau. Tel de elementen in elke blokkolom die niet zijn doorgestreept, bevestig één elektron van elk element en schrijf hun nummer als volgt naast het bloksymbool voor elke blokkolom: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s ... In ons voorbeeld is dit de elektronische configuratie van erbium.
5. 5 Overweeg onjuiste elektronische configuraties. Er zijn achttien typische uitzonderingen met betrekking tot de elektronische configuraties van atomen in de laagste energietoestand, ook wel de grondenergietoestand genoemd. Ze gehoorzamen de algemene regel niet alleen in de laatste twee of drie posities die door elektronen worden ingenomen. In dit geval gaat de feitelijke elektronische configuratie ervan uit dat de elektronen zich in een toestand bevinden met een lagere energie in vergelijking met de standaardconfiguratie van het atoom. Uitzondering atomen zijn onder meer:
   • 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); Ac (..., 6d1, 7s2); NS (..., 6d2, 7s2); vader (..., 5f2, 6d1, 7s2); U (..., 5f3, 6d1, 7s2); Np (..., 5f4, 6d1, 7s2) en Cm (..., 5f7, 6d1, 7s2).

Tips

• Om het atoomnummer van een atoom te vinden wanneer het in elektronische configuratie is geschreven, telt u eenvoudig alle cijfers op die volgen op de letters (s, p, d en f). Dit werkt alleen voor neutrale atomen, als je te maken hebt met een ion, dan werkt niets - je moet het aantal extra of verloren elektronen optellen of aftrekken.
• Het cijfer achter de letter is een superscript, maak geen fout bij de controle.
• Er is geen "stabiliteit van een halfgevuld" subniveau. Dit is een vereenvoudiging. Elke stabiliteit die betrekking heeft op de "half gevulde" subniveaus is te wijten aan het feit dat elke orbitaal wordt ingenomen door één elektron, dus de afstoting tussen de elektronen wordt geminimaliseerd.
• Elk atoom neigt naar een stabiele toestand en de meest stabiele configuraties hebben subniveaus s en p (s2 en p6) gevuld. Edelgassen hebben zo'n configuratie, daarom treden ze zelden in reacties en bevinden ze zich aan de rechterkant in het periodiek systeem. Daarom, als de configuratie eindigt op 3p, dan heeft het twee elektronen nodig om een ​​stabiele toestand te bereiken (om zes te verliezen, inclusief elektronen van het s-subniveau, is meer energie nodig, dus het is gemakkelijker om er vier te verliezen). En als de configuratie eindigt op 4d, dan moet het drie elektronen verliezen om een ​​stabiele toestand te bereiken. Daarnaast zijn halfgevulde subniveaus (s1, p3, d5 ..) stabieler dan bijvoorbeeld p4 of p2; s2 en p6 zullen echter nog robuuster zijn.
• Als je met een ion te maken hebt, betekent dit dat het aantal protonen niet gelijk is aan het aantal elektronen. In dit geval wordt de lading van een atoom rechtsboven (in de regel) van het chemische symbool weergegeven. Daarom heeft een antimoonatoom met een lading van +2 de elektronische configuratie 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. Merk op dat 5p is veranderd in 5p. Wees voorzichtig wanneer de configuratie van een neutraal atoom op andere subniveaus dan s en p terechtkomt. Wanneer je elektronen oppikt, kun je ze alleen oppakken van de valentie-orbitalen (s- en p-orbitalen).Daarom, als de configuratie eindigt op 4s 3d en het atoom een ​​+2 lading krijgt, dan zal de configuratie eindigen op 4s 3d. Houd er rekening mee dat 3d niet verandert, in plaats van s-orbitale elektronen te verliezen.
• Er zijn omstandigheden waarin het elektron wordt gedwongen om "naar een hoger energieniveau te gaan". Wanneer een subniveau één elektron mist tot de helft of volledige vulling, neem dan één elektron van het dichtstbijzijnde s- of p-subniveau en verplaats het naar het subniveau dat een elektron nodig heeft.
• Er zijn twee mogelijkheden om een ​​elektronische configuratie vast te leggen. Ze kunnen worden geschreven in oplopende volgorde van energieniveaunummers of in de volgorde van vulling van elektronenorbitalen, zoals hierboven werd getoond voor erbium.
• Je kunt ook de elektronische configuratie van een element opschrijven door alleen de valentieconfiguratie op te schrijven, de laatste s- en p-subniveaus. De valentieconfiguratie van antimoon zal dus de vorm 5s 5p hebben.
• Jona is niet hetzelfde. Bij hen is het veel moeilijker. Sla twee niveaus over en volg hetzelfde patroon, afhankelijk van waar je bent begonnen en hoe groot het aantal elektronen is.