Obsah

• Kroky
• Metóda 1 z 2: Distribúcia elektrónov pomocou periodického systému D. I. Mendelejeva
• Metóda 2 z 2: Použitie periodickej tabuľky ADOMAH
• Tipy

Elektronická konfigurácia atóm je numerická reprezentácia jeho elektrónových orbitálov. Elektronické orbitaly sú oblasti rôznych tvarov umiestnené okolo atómového jadra, v ktorých je elektrón matematicky pravdepodobný. Elektronická konfigurácia pomáha rýchlo a ľahko povedať čitateľovi, koľko elektrónových orbitálov má atóm, a tiež určiť počet elektrónov v každom orbitáli. Po prečítaní tohto článku budete ovládať spôsob generovania elektronických konfigurácií.

Kroky

Metóda 1 z 2: Distribúcia elektrónov pomocou periodického systému D. I. Mendelejeva

1. 1 Nájdite atómové číslo svojho atómu. Každý atóm má priradený určitý počet elektrónov. Nájdite symbol pre svoj atóm v periodickej tabuľke. Atómové číslo je kladné celé číslo začínajúce na 1 (pre vodík) a zvyšujúce sa o jedno pre každý nasledujúci atóm. Atómové číslo je počet protónov v atóme, a preto je to tiež počet elektrónov v atóme s nulovým nábojom.
2. 2 Určte náboj atómu. Neutrálne atómy budú mať rovnaký počet elektrónov, ako je uvedené v periodickej tabuľke. Nabité atómy však budú mať viac alebo menej elektrónov v závislosti od množstva ich náboja. Ak pracujete s nabitým atómom, sčítajte alebo odčítajte elektróny nasledovne: pripočítajte jeden elektrón ku každému zápornému náboju a jeden odčítajte pre každý kladný.
   • Atóm sodíka s nábojom -1 bude mať napríklad elektrón navyše navyše na svoje základné atómové číslo 11. Inými slovami, celkový atóm bude mať 12 elektrónov.
   • Ak hovoríme o atóme sodíka s nábojom +1, jeden elektrón musí byť odpočítaný od základného atómového čísla 11. Atóm bude mať teda 10 elektrónov.
3. 3 Zapamätajte si základný zoznam orbitálov. Ako sa počet elektrónov zvyšuje, zapĺňajú rôzne podpovrchové vrstvy elektrónového obalu atómu podľa určitej postupnosti. Každá podpovrchová vrstva elektrónového obalu obsahuje po naplnení párny počet elektrónov. K dispozícii sú nasledujúce podúrovne:
   • s-podúrovňa (akékoľvek číslo v elektronickej konfigurácii, ktoré sa nachádza pred písmenom „s“), obsahuje jeden orbitál a podľa Pauliho princíp„jeden orbitál môže obsahovať maximálne 2 elektróny, preto na každom s-podúrovni elektrónového obalu môžu byť 2 elektróny.
   • p-podúrovňa obsahuje 3 orbitály, a preto môže obsahovať maximálne 6 elektrónov.
   • d-podúrovňa obsahuje 5 orbitálov, takže môže mať až 10 elektrónov.
   • f -podlažie obsahuje 7 orbitálov, takže môže mať až 14 elektrónov.
   • podúrovne g-, h-, i- a k sú teoretické. Atómy obsahujúce elektróny v týchto orbitáloch nie sú známe. Úroveň g obsahuje 9 orbitálov, teoreticky by teda mohla mať 18 elektrónov. Hladina h môže mať 11 orbitálov a maximálne 22 elektrónov; v i -sublevel -13 orbitálov a maximálne 26 elektrónov; v podúrovni k - 15 orbitálov a maximálne 30 elektrónov.
   • Zapamätajte si poradie orbitálov pomocou mnemotechnického triku:
     Sober Pfyzikov Dnie Find GIffy Hidinging Jan Ksvrbenie (triezvi fyzici nenachádzajú žirafy skrývajúce sa v kuchyniach).
4. 4 Pochopte záznam elektronickej konfigurácie. Elektronické konfigurácie sa zaznamenávajú tak, aby jasne odrážali počet elektrónov v každom orbitáli. Orbitály sa zapisujú postupne, pričom počet atómov v každom orbitáli je horným indexom napravo od názvu orbitálu. Dokončená elektronická konfigurácia má formu postupnosti označenia podúrovní a horných indexov.
   • Napríklad najjednoduchšia elektronická konfigurácia: 1 s 2 s 2 s. Táto konfigurácia ukazuje, že existujú dva elektróny v podúrovni 1 s, dva elektróny v podúrovni 2 s a šesť elektrónov v podúrovni 2 s. 2 + 2 + 6 = 10 elektrónov celkom. Toto je elektronická konfigurácia neutrálneho neónového atómu (neónové atómové číslo je 10).
5. 5 Nezabudnite na poradie orbitálov. Majte na pamäti, že elektrónové orbitaly sú očíslované vzostupne podľa čísla elektrónového obalu, ale vzostupne podľa energie. Naplnený orbitál 4 s je napríklad menej energetický (alebo menej mobilný) ako čiastočne naplnený alebo naplnený 3d, takže orbitál 4 s je zaznamenaný ako prvý. Keď poznáte poradie orbitálov, môžete ich ľahko vyplniť podľa počtu elektrónov v atóme. Poradie plnenia orbitálov je nasledujúce: 1 s, 2 s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.
   • Elektronická konfigurácia atómu, v ktorom sú vyplnené všetky orbitály, bude mať tento tvar: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p
   • Všimnite si toho, že vyššie uvedený záznam, keď sú všetky orbitály vyplnené, je elektronická konfigurácia prvku Uuo (ununoctium) 118, najvyššie očíslovaného atómu v periodickej tabuľke. Táto elektronická konfigurácia preto obsahuje všetky v súčasnosti známe elektronické podúrovne neutrálne nabitého atómu.
6. 6 Vyplňte orbitály podľa počtu elektrónov vo vašom atóme. Ak napríklad chceme zapísať elektronickú konfiguráciu neutrálneho atómu vápnika, musíme začať tým, že v periodickej tabuľke budeme hľadať jeho atómové číslo. Jeho atómové číslo je 20, takže napíšeme konfiguráciu atómu s 20 elektrónmi podľa vyššie uvedeného poradia.
   • Orbitaly vyplňte v uvedenom poradí, kým nedosiahnete dvadsiaty elektrón. Prvý orbitál 1 s bude obsahovať dva elektróny, orbitály 2 s budú mať tiež dva, 2 p - šesť, 3 s - dva, 3 p - 6 a 4 s - 2 (2 + 2 + 6 +2 + 6 + 2 = 20.) V inými slovami, elektronická konfigurácia vápnika je: 1 s 2 s 2 s 3 s 3 s 4 s.
   • Všimnite si, že orbitaly sú vo vzostupnom poradí energie. Napríklad, keď ste pripravení prejsť na 4. energetickú úroveň, najskôr si zapíšte orbitál 4 s a potom 3d. Po štvrtej energetickej hladine prejdete na piatu, kde sa opakuje rovnaké poradie. To sa stane až po tretej energetickej úrovni.
7. 7 Ako vizuálnu stopu použite periodickú tabuľku. Pravdepodobne ste si už všimli, že tvar periodickej tabuľky zodpovedá poradiu elektronických podúrovní v elektronických konfiguráciách. Napríklad atómy v druhom stĺpci zľava vždy končia na „s“, zatiaľ čo atómy na pravom okraji tenkej strednej časti vždy na „d“ atď. Periodickú tabuľku používajte ako vizuálny sprievodca pri písaní konfigurácií - pretože poradie, v ktorom pridávate orbitály, zodpovedá vašej pozícii v tabuľke. Pozri nižšie:
   • Dva stĺpce úplne vľavo obsahujú najmä atómy, ktorých elektronické konfigurácie končia s-orbitálmi, pravý blok tabuľky obsahuje atómy, ktorých konfigurácie končia na p-orbitáloch, a v spodnej časti atómy na f-orbitáloch.
   • Napríklad, keď si zapisujete elektronickú konfiguráciu chlóru, premýšľajte takto: „Tento atóm sa nachádza v treťom rade (alebo„ bodke “) periodickej tabuľky. Nachádza sa tiež v piatej skupine orbitálneho bloku p periodického systému. Preto sa jeho elektronická konfigurácia skončí o ..3 s
   • Poznámka: prvky v oblasti orbitálov d a f tabuľky sú charakterizované energetickými hladinami, ktoré nezodpovedajú obdobiu, v ktorom sa nachádzajú. Napríklad prvý riadok bloku prvkov s d-orbitálmi zodpovedá 3d orbitálom, aj keď sa nachádza v 4. perióde, a prvý rad prvkov s f-orbitálmi zodpovedá orbitálu 4f, napriek tomu, že je v 6. tretine.
8. 8 Naučte sa skratku pre písanie dlhých elektronických konfigurácií. Atómy na pravom okraji periodickej tabuľky sa nazývajú vzácne plyny. Tieto prvky sú chemicky veľmi stabilné. Aby ste si skrátili proces zápisu dlhých elektronických konfigurácií, jednoducho napíšte do hranatých zátvoriek chemický symbol najbližšieho vzácneho plynu s menším počtom elektrónov ako má váš atóm a potom pokračujte v písaní elektronickej konfigurácie nasledujúcich orbitálnych úrovní. Pozri nižšie:
   • Na pochopenie tohto konceptu je užitočné napísať príklad konfigurácie. Napíšte konfiguráciu pre zinok (atómové číslo 30) pomocou skratky vzácnych plynov. Kompletná konfigurácia zinku vyzerá takto: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. Vidíme však, že 1s 2s 2p 3s 3p je elektronická konfigurácia argónu, vzácneho plynu. Jednoducho nahraďte časť elektronickej konfigurácie zinku chemickým symbolom argónu v hranatých zátvorkách ([Ar].)
   • Elektronická konfigurácia zinku, napísaná v skrátenej forme, je: [Ar] 4 s 3d.
   • Všimnite si toho, že ak píšete elektronickú konfiguráciu vzácneho plynu, povedzme argónu, nemôžete písať [Ar]! Je potrebné použiť redukciu vzácnych plynov, ktorým je tento prvok vystavený; pre argón to bude neón ([Ne]).

Metóda 2 z 2: Použitie periodickej tabuľky ADOMAH

1. 1 Naučte sa periodickú tabuľku ADOMAH. Tento spôsob záznamu elektronickej konfigurácie nevyžaduje zapamätanie, vyžaduje si však revidovanú periodickú tabuľku, pretože v tradičnej periodickej tabuľke, počínajúc štvrtým obdobím, číslo periódy nezodpovedá elektrónovému obalu. Nájdite periodickú tabuľku ADOMAH - špeciálny typ periodickej tabuľky, ktorú vyvinul vedec Valery Zimmerman. Je ľahké ho nájsť pomocou krátkeho vyhľadávania na internete.
   • V periodickej tabuľke ADOMAH predstavujú horizontálne riadky skupiny prvkov, ako sú halogény, vzácne plyny, alkalické kovy, kovy alkalických zemín atď. Zvislé stĺpce zodpovedajú elektronickým úrovniam a takzvané „kaskády“ (diagonálne čiary spájajúce bloky s, p, d a f) zodpovedajú bodkám.
   • Hélium sa presúva na vodík, pretože oba tieto prvky majú orbitál 1 s. Dobové bloky (s, p, da af) sú zobrazené na pravej strane a čísla úrovní v spodnej časti. Prvky sú zobrazené v škatuliach s číslami 1 až 120. Tieto čísla sú bežné atómové čísla, ktoré predstavujú celkový počet elektrónov v neutrálnom atóme.
2. 2 Nájdite svoj atóm v tabuľke ADOMAH. Ak chcete zaznamenať elektronickú konfiguráciu prvku, nájdite jeho symbol v periodickej tabuľke ADOMAH a prečiarknite všetky prvky s vyšším atómovým číslom. Ak napríklad potrebujete zapísať elektronickú konfiguráciu erbia (68), prečiarknite všetky prvky od 69 do 120.
   • Všimnite si čísla 1 až 8 v spodnej časti tabuľky. Ide o čísla elektronickej úrovne alebo čísla stĺpcov. Ignorujte stĺpce, ktoré obsahujú iba prečiarknuté položky.V prípade erbia zostávajú stĺpce s číslami 1, 2, 3, 4, 5 a 6.
3. 3 Spočítajte orbitálne podúrovne k svojmu živlu. Pri pohľade na symboly blokov zobrazené vpravo od tabuľky (s, p, d af) a čísla stĺpcov uvedené v spodnej časti ignorujte diagonálne čiary medzi blokmi a stĺpce rozdeľte na bloky stĺpcov v poradí odspodu nahor. Opäť ignorujte políčka so všetkými prvkami prečiarknutými. Zapíšte si bloky stĺpcov, počínajúc číslom stĺpca, za ktorým nasleduje symbol bloku, takto: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (pre erbium).
   • Poznámka: Vyššie uvedená elektronická konfigurácia Er je napísaná vo vzostupnom poradí k číslu elektronického podradeného podlažia. Môže byť napísaný aj v poradí plnenia orbitálov. Pri zapisovaní blokov stĺpcov postupujte podľa kaskád zdola nahor, nie podľa stĺpcov: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f.
4. 4 Spočítajte elektróny pre každú elektronickú podúrovňu. Spočítajte prvky v každom blokovom stĺpci, ktoré neboli prečiarknuté, pripojte z každého prvku jeden elektrón a napíšte ich počet vedľa symbolu bloku pre každý blokový stĺpec takto: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6 s ... V našom prípade ide o elektronickú konfiguráciu erbia.
5. 5 Zvážte nesprávne elektronické konfigurácie. Existuje osemnásť typických výnimiek týkajúcich sa elektronických konfigurácií atómov v najnižšom energetickom stave, nazývanom tiež stav pozemnej energie. Všeobecné pravidlo nedodržiavajú iba v posledných dvoch alebo troch polohách obsadených elektrónmi. V tomto prípade skutočná elektronická konfigurácia predpokladá, že elektróny sú v stave s nižšou energiou v porovnaní so štandardnou konfiguráciou atómu. Medzi atómy výnimky patria:
   • Kr (..., 3d5, 4s1); Cu (..., 3d10, 4s1); Pozn (..., 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); Th (..., 6d2, 7s2); Pa (..., 5f2, 6d1, 7s2); U (..., 5f3, 6d1, 7s2); Np (..., 5f4, 6d1, 7s2) a Cm (..., 5f7, 6d1, 7s2).

Tipy

• Ak chcete nájsť atómové číslo atómu zapísané v elektronickej konfigurácii, jednoducho spočítajte všetky čísla, ktoré nasledujú za písmenami (s, p, d, f). Toto funguje iba pre neutrálne atómy, ak máte do činenia s iónom, potom nič nebude fungovať - ​​musíte pridať alebo odčítať počet extra alebo stratených elektrónov.
• Číslo za písmenom je horný index, v šeku neurobte chybu.
• Neexistuje žiadna „stabilita napoly naplneného“ podúrovne. Toto je zjednodušenie. Akákoľvek stabilita, ktorá sa týka podúrovní „naplnených“, je spôsobená skutočnosťou, že každý orbitál je obsadený jedným elektrónom, takže odpudivosť medzi elektrónmi je minimalizovaná.
• Každý atóm má tendenciu k stabilnému stavu a najstabilnejšie konfigurácie majú vyplnené podúrovne s a p (s2 a p6). Vzácne plyny majú takú konfiguráciu, preto len zriedka vstupujú do reakcií a nachádzajú sa vpravo v periodickej tabuľke. Ak teda konfigurácia končí na 3p, potom potrebuje dva elektróny na dosiahnutie stabilného stavu (na stratu šiestich, vrátane elektrónov podúrovne s, je potrebných viac energie, takže je jednoduchšie stratiť štyri). A ak konfigurácia skončí v 4d, potom musí stratiť tri elektróny, aby dosiahla stabilný stav. Navyše sú napoly naplnené podúrovne (s1, p3, d5 ..) stabilnejšie ako napríklad p4 alebo p2; s2 a p6 však budú ešte robustnejšie.
• Keď máte do činenia s iónom, znamená to, že počet protónov sa nerovná počtu elektrónov. V tomto prípade bude náboj atómu zobrazený v pravom hornom rohu (spravidla) chemického symbolu. Atóm antimónu s nábojom +2 má preto elektronickú konfiguráciu 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. Všimnite si toho, že 5p sa zmenilo na 5p. Buďte opatrní, keď konfigurácia neutrálneho atómu skončí na iných úrovniach ako s a p. Keď zachytíte elektróny, môžete ich zachytiť iba z valenčných orbitálov (s a p orbitálov).Ak teda konfigurácia končí na 4 s 3d a atóm získa náboj +2, konfigurácia sa skončí na 4 s 3d. Upozorňujeme, že 3d nie zmeny, namiesto straty s-orbitálnych elektrónov.
• Existujú podmienky, keď je elektrón nútený „prejsť na vyššiu energetickú úroveň“. Keď v podúrovni chýba jeden elektrón na polovicu alebo úplné naplnenie, vezmite jeden elektrón z najbližšieho podúrovne s alebo p a presuňte ho na úroveň, ktorá potrebuje elektrón.
• Existujú dve možnosti záznamu elektronickej konfigurácie. Môžu byť zapísané vzostupne podľa čísel energetickej hladiny alebo v poradí plnenia elektrónových orbitálov, ako bolo uvedené vyššie pre erbium.
• Môžete tiež zapísať elektronickú konfiguráciu prvku zapísaním iba valenčnej konfigurácie, ktorá je poslednou úrovňou s a p. Valenčná konfigurácia antimónu bude mať teda formu 5s 5p.
• Jonah nie je to isté. Je to s nimi oveľa ťažšie. Preskočte dve úrovne a postupujte podľa rovnakého vzorca v závislosti od toho, kde ste začali a ako veľký je počet elektrónov.