Determinați configurațiile de electroni ale atomilor de elemente arbitrare

Configurația electronică a unui atom este o reprezentare numerică a orbitalilor săi de electroni. Acestea sunt regiuni diferite în jurul nucleului atomic, în care electronii sunt probabil matematici. O configurație electronică poate indica rapid unui cititor cât de multe orbitale de electroni au un atom, precum și numărul de electroni care ocupă fiecare orbitală. Odată ce înțelegeți principiile de bază din spatele configurațiilor electronice, veți putea să vă scrieți configurații electronice și să vă ocupați cu testele de chimie cu încredere.

conținut

Metodă

Metoda 1electronii cu tabelul periodic
Metoda 2utilizați o tabelă periodică adomah

Sfaturi

metodă

Metoda 1
Electronii cu tabelul periodic

Determinați numărul atomic al atomului. Fiecare atom are un anumit număr de electroni. Găsiți simbolul chimic al atomului dvs. în tabelul periodic al elementelor. Numărul atomic este un număr întreg pozitiv, care începe cu 1 (pentru hidrogen) și crește cu unul pentru fiecare atom succesiv. Numărul atomic al unui atom este numărul de protoni ai atomului - deci este și numărul de electroni ai unui atom fără încărcătură.

Determinați încărcarea atomului. Atomii neîncărcați au exact numărul de electroni enumerați în tabelul periodic. Atomii încărcați, pe de altă parte, au mai mult sau mai puțin electroni, în funcție de puterea încărcării lor. Când lucrați cu un atom încărcat, adăugați sau scădeți electronii în consecință: adăugați un electron pentru fiecare încărcare negativă și scade unul pentru fiecare încărcare pozitivă.

De exemplu, un atom de sodiu cu o sarcină de +1 ar avea un electron mai mic decât numărul său atomic 11. Astfel, acest atom de sodiu ar avea 10 electroni.

Aflați lista de bază a orbitalilor pe bază. Ca un atom primesc electroni, ei umple orbitele conform unei ordini. Fiecare grup de orbite conține un număr par de electroni când este complet încărcat. Grupurile orbitale sunt:

Grupul orbital e (fiecare număr în configurația electronică urmat de un "s") conține o singură orbitală, și întrucât, în conformitate cu principiul Pauli, o singură orbitală poate conține maximum 2 electroni, o orbitală conține maximum 2.

Grupul orbital conține 3 orbite și poate conține un total de 6 electroni.

Grupul orbital conține 5 orbite și, prin urmare, poate conține un total de 10 electroni.

Grupul f orbital conține 7 orbite și poate conține, prin urmare, un total de 14 electroni.

Înțelegerea notării configurației electronilor. Setările electronice sunt scrise astfel încât numărul total de electroni din atom, precum și electronii din fiecare orbital, sunt vizibili. Fiecare orbital este scris într-o secvență, cu numărul de electroni într-un orbital corespunzător notat ca un număr superscript în dreapta denumirii orbitalului. Configurația finală a electronului este un șir de nume orbite și superscripts.

Iată un exemplu simplu: 1s² 2s² 2p⁶. Această configurație arată că există doi electroni în grupul 1s orbital, doi electroni în grupul orbital 2s și șase electroni în grupul 2b orbital. 2 + 2 + 6 = 10 electroni în total. Aceasta este configurația electronică a unui atom neon incărcat. (Numărul atomic al neonului este de 10).

Memorați ordinea orbitalilor. Rețineți că grupurile orbitale sunt numerotate după cochilii de electroni, dar sortate după energie. De exemplu, un 4s umplut² energetic mai mic (sau mai puțin potențial volatil) decât un parțial umplut sau umplut 3d¹⁰, astfel încât shell-ul 4s este listat primul. După ce cunoașteți ordinea orbaliilor, le puteți umple pur și simplu în funcție de numărul de electroni ai atomului. Ordinea de umplere a orbitalilor este următoarea: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7S, 5f, 6d, 7P, 8s.

Configurația electronică a unui atom în care fiecare orbital ar fi complet umplut va fi scris astfel: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6S² 4F¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5F¹⁴ 6D¹⁰7P⁶8s²

Rețineți că lista de mai sus, dacă toate bolurile au fost umplute, configurația electronică a Uuo (ununoctiu) 118, atomul pe tabelul periodic cu cel mai mare număr atomic corespund - astfel încât această configurație de electroni conține coji de electroni toate cunoscute în prezent pentru un atom neutru.

Umpleți orbitele cu numărul de electroni din atom. De exemplu, dacă vrem să scriem configurația electronică a unui atom de calciu neîncărcat, începem să căutăm numărul atomic în tabelul periodic. Numărul atomic este de 20, deci scriem o configurație electronică pentru un atom cu 20 de electroni în conformitate cu cel anterior.

Finalizați orbitalele conform ordinului de mai sus până când numărăți un total de 20 de electroni. 1s orbital primește doi electroni care primesc doi 2s, 2p primește șase, care primește două 3s, 3p care primește 6 și 4s primește 2 (2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 = 20.) Prin urmare, rezultatele pentru calciu configurația de electroni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

Notă: Nivelurile de energie se modifică în timp ce mergeți în sus. De exemplu, când ajungi la cel de-al patrulea nivel de energie, e primul 4s și primul după aceea 3d. După al patrulea nivel de energie, veți ajunge la al cincilea, unde această comandă va fi urmată din nou. Acest lucru se întâmplă numai din cel de-al treilea nivel de energie.

Utilizați tabelul periodic ca o abreviere vizuală. S-ar putea să fi observat deja că forma tabelului periodic corespunde ordinii grupurilor orbitale în configurațiile de electroni. De exemplu, atomii din coloana a doua sunt întotdeauna "s²"și atomii din coloana din extrema dreaptă, întotdeauna cu" d¹⁰", etc. Utilizați tabelul periodic ca ajutor vizual atunci când scrieți configurații electronice - ordinea în care adăugați electroni corespunde poziției dvs. în tabel.

In mod specific, configurația electronică a atomilor din primele două coloane se termină întotdeauna cu s-orbitali, blocul din dreapta al mesei este format din atomi, configurația electronică se termină cu p-orbitali, partea de mijloc se termină cu d-orbitali și partea inferioară se termină cu f orbitali.

Exemplu, dacă notați configurația electronică a clorului, cred că: „Acest atom este în al treilea rând (sau“ perioadă „) din tabelul periodic, este de asemenea în a cincea coloană a blocului p orbitală a Tabelului Periodic De aceea, configurația sa de electroni ..... 3p⁵ end.

Atenție - regiunile d și f orbital ale tabelului corespund nivelurilor de energie care diferă de cele ale perioadei în care sunt situate. De exemplu, primul rând al regiunii d orbital corespunde orbitalului 3d, deși este în cea de-a patra perioadă, în timp ce primul rând al f orbitalului corespunde orbitalului 4f, deși se află în a șasea perioadă.

Aflați acronimul pentru scrierea unor configurații electronice lungi. Atomii devin partea dreaptă a mesei periodice gaze nobile numit. Aceste elemente sunt chimic foarte stabile. Pentru a accelera scrierea configurațiilor lungi de electroni, scrieți pur și simplu simbolul chimic al următorului gaz nobil, care conține mai puțini electroni decât atomul dvs. și apoi continuați notația configurației cu atomii rămași.

Pentru a înțelege acest concept, este util să scrieți o configurație de exemplu. Să scriem o configurație pentru zinc (numărul atomic 30) cu lipsa de gaz nobil. Configurația electronică completă a zincului este de 1 s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Rețineți, totuși, că 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ configurația argonului, un gaz nobil, este. Pur și simplu înlocuiți această parte a configurației electronice a zincului cu simbolul chimic al argonului din paranteze ([Ar].)

Deci, puteți scurta configurația electronică a zincului ca: [Ar] 4s² 3d¹⁰.

Metoda 2
Utilizați o tabelă periodică ADOMAH

Înțelegeți tabelul periodic ADOMAH. Această metodă de scriere a configurațiilor electronice nu necesită memorare. Cu toate acestea, aceasta necesită o tabelă periodică specială, deoarece în linia normală, dar pe linia a patra, numerele de perioadă nu mai corespund cu cele ale coajelor de electroni. Găsiți o masă periodică ADOMAH, un tip special de tabel periodic inventat de Scientific Valery Tsimmerman. Puteți găsi rapid prin intermediul unei căutări online minuțioase pe Internet.

În Adomah tabel corespund orizontal periodic pentru rânduri de grupuri de elemente, cum ar fi halogeni, gaze nobile, metale alcaline, metale alcalino-pământoase, etc. coloane verticale corespund cojile de electroni, și așa-numitele „cascadă“ (linii diagonale, s, p, blocuri d și f conectați unul cu celălalt) corespunde perioadelor.
Heliul este lângă hidrogen, deoarece ambele se caracterizează prin orbita lor. Blocurile de perioadă (s, p, d și f) sunt indicate în partea dreaptă, iar numerele de coajă sunt indicate mai jos. Elementele sunt prezentate în cutii dreptunghiulare numerotate de la 1 la 120. Aceste numere sunt numere atomice normale, care corespund numărului total de electroni într-un atom neîncărcat.

Găsiți atomul în tabelul ADOMAH. Pentru a scrie configurația electronică a unui element, găsiți-o în tabelul periodic ADOMAH și ignorați toate elementele care au un număr atomic mai mare. De exemplu, dacă doriți să determinați configurația electronică a lui Erbium (68), va trebui să traversați elementele 69 până la 120 sau pur și simplu să le ignorați.

Acordați atenție numerelor de la 1 la 8 din partea de jos a tabelului. Acestea sunt numerele de coajă electronică sau numerele coloanelor. Ignorați coloanele care conțin numai elemente irelevante. Pentru erbium, coloanele 1, 2, 3, 4, 5 și 6 rămân.

Numără orbitele până la atomul tău. Uitați-vă la pictogramele bloc, în partea dreaptă a tabelului (s, p, d și f), pe numerele de coloane de mai jos și ignorați liniile diagonale dintre blocuri, apoi împărțiți coloana în blocuri de coloane și listați-le din partea de jos pe partea de sus. Ignorați blocurile de coloane în care au fost șterse toate elementele. Notați blocurile de coloane începând cu numărul coloanelor, urmat de simbolul blocului: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (în cazul lui Erbium).

Notă: Configurația de electroni de mai sus a lui He a fost notată după numerele ascendente ale coajelor. Ar fi putut fi scris și în ordinea umplerii orbitale. Doar urmați cascadele de sus în jos în loc de coloane în timp ce scrieți blocurile de coloane: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6S² 4F¹².

Numărăți electronii fiecărui grup orbital. Numărați elementele care nu au fost încrucișate în fiecare bloc de coloană - un electron pe element - și scrieți numărul lor de lângă simbolul bloc pentru fiecare bloc de coloană: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4F¹² 5s² 5p⁶ 6S². În exemplul nostru, aceasta este configurația electronică a Erbium.

Știți configurații electronice neregulate. Există 18 excepții comune pentru atomi în cele mai adânci stări de energie, numite și state de bază. Ei deviază numai doi, trei electroni de la regulă. În aceste cazuri, atomii din configurația electronică reală au o stare de energie mai scăzută decât ar fi cazul cu cea standard. Atomii neregulate sunt:

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) - lea (..., 6d2, 7s2) - Pa (..., 5f2, 6d1, 7s2) - U (..., 5f3, 6d1, 7s2) - np (..., 5f4, 6d1, 7s2) și cm (..., 5f7, 6d1, 7s2).

Sfaturi

Dacă atomul este un ion, înseamnă că numărul de protoni nu corespunde cu cel al electronilor. Încărcarea atomului este (de obicei) menționată în partea dreaptă sus a simbolului chimic. Deci, un ion de antimoniu cu o sarcină +2 are configurația de electroni de 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹. Rețineți că 5p³ la 5p¹ a fost schimbat. Aveți grijă atunci când configurați un atom neîncărcat cu altceva decât un grup orbital p sau s. Dacă scoateți electronii, le scoateți numai din cochilia de valență (orbitalele s și p). Deci, dacă o configurație cu 4s² 3d⁷ se termină și atomul este încărcat cu +2, atunci configurația se va schimba la 4s⁰ 3d⁷ end. Rețineți că 3d⁷nu este schimbat, dar în schimb electronii s-orbitalului sunt pierduți.
Fiecare atom "dorește" să fie stabil, iar configurația cea mai stabilă are grupuri orbitale s și p (s2 și p6). Gazele nobile au această configurație, motiv pentru care rar reacționează și sunt situate în partea dreaptă a mesei periodice. Deci, dacă o configurație cu 3p⁴ se termină, ea are nevoie doar de mai mult doi electroni pentru a fi stabil (șase electroni, inclusiv s-orbitale de a pierde, necesită mai multă energie, a pierdut patru și, prin urmare, este mai ușor). Și dacă o configurație cu 4d³ se termină, trebuie doar să piardă trei electroni pentru a ajunge la o stare stabilă. În plus, semicarcase umplute (s1, p3, d5, ...), dar mai stabil decât, de exemplu, p4 sau s2 p2 și p6 mai stabil.
Puteți scrie, de asemenea, configurația electronică a unui element în care scrie în jos doar valenta, care constă numai din ultimul grup și p S- orbitale. Configurația de valență a unui atom de antimoniu este astfel 5s² 5p³.
Ioanii nu sunt la fel. Sunt mult mai greu. Treceți la două nivele și urmați același model cu un punct de pornire diferit, în funcție de cât de mare sau de scăzut este numărul de electroni.
Pentru a găsi numărul atomic al unui atom, dacă numai configurația electronică este cunoscută, toate numerele insumarea la care literele reprezintă (s, p, d și f). Aceasta funcționează, dar numai în cazul în care este un atom de neîncărcat, atunci când acesta este un ion, acest lucru nu va funcționa și pe care ar trebui să adăugați sau scădea numărul de atomi suplimentari sau pierdute.
Numarul dupa ce litera a fost ridicata, nu o face gresit intr-un test.
Există două moduri de a scrie configurații electronice. Acestea pot fi notate în ordinea numerelor de cupă ascendente sau în ordinea umplerii, după cum se arată mai sus, folosind exemplul Erbium.
Există circumstanțe în care un electron trebuie "promovat". Dacă un grup orbital este un electron departe de a fi ocupat pe jumătate sau ocupat complet, îndepărtați un electron din cel mai apropiat s sau p orbital și mutați-l în orbitalul care are nevoie de electron.
Ceva ca "stabilitatea vaselor semi-umplut" nu există. Este o simplificare prea mare. Orice stabilitate în contextul cochilii „semi-duble“ depinde de faptul că fiecare orbital este ocupată individual, și, astfel, repulsia electron-electron este redusă la minimum.