Hoe elektronische configuraties te schrijven voor atomen van welk element dan ook

de elektronische configuratie van een atoom is een numerieke weergave van zijn elektronische orbitalen. Elektronische orbitalen zijn gebieden met verschillende vormen die worden gevonden rond de kern van een atoom waar wiskundig gezien elektronen kunnen zijn. Een elektronische configuratie kan de lezer snel en eenvoudig vertellen hoeveel orbitale elektronen een atoom heeft, evenals het aantal elektronen dat zich in elk van zijn orbitalen bevindt. Zodra u de basisprincipes achter elektronische configuratie begrijpt, kunt u uw eigen instellingen schrijven en die scheikundexamens met vertrouwen geven.

Inhoud

Stappen

Methode 1wijs elektronen toe met behulp van een periodiek systeem
Methode 2gebruik een periodieke tabel adomah

Tips

stappen

Methode 1
Wijs elektronen toe met behulp van een periodiek systeem

Periodic_table.jpg" class ="afbeelding lightbox">

Zoek het atoomnummer. Elk atoom heeft een specifiek aantal elektronen dat ermee geassocieerd is. Zoek het chemische symbool van het atoom in het periodiek systeem. Het atoomnummer is een positief geheel getal dat begint bij 1 (voor waterstof) en stijgt van 1 naar 1 voor elk atoom dat erop volgt. Het atoomnummer van een atoom vertegenwoordigt het aantal protonen dat het heeft, daarom is het ook het aantal elektronen in een atoom zonder lading.

Bepaal de lading van het atoom. De ongeladen atomen zullen exact het aantal elektronen hebben dat wordt weergegeven in het periodiek systeem. Geladen atomen hebben echter een groter of kleiner aantal elektronen op basis van de grootte van hun lading. Als u met een geladen atoom werkt, voegt u de elektronen toe of trekt u deze af op de volgende manier: voeg een elektron toe voor elke negatieve lading en trek er één af voor elke positieve lading.

Een natriumatoom met een lading van -1 zou bijvoorbeeld een extra elektron hebben naast zijn atoombasegetal van 11. Daarom zou het natriumatoom in totaal 12 elektronen hebben.

Onthoud de basislijst van orbitalen. Naarmate een atoom elektronen wint, vult het verschillende sets orbitalen volgens een specifieke volgorde. Na het vullen bevat elke set orbitalen een even aantal elektronen. Deze sets zijn:

De verzameling s-orbitalen (elk nummer in de elektronische configuratie gevolgd door een "s") bevat een enkele baan en volgens Principe van uitsluiting van Pauli, een enkele baan kan maximaal 2 elektronen opslaan, zodat elke set s-orbitalen 2 elektronen kan hebben.

De set van p-orbitalen bevat 3 orbitalen en kan daarom in totaal 6 elektronen bevatten.

De orbitale set d bevat 5 orbitalen, dus het kan 10 elektronen hebben.

De set van f orbitalen bevat 7 orbitalen, dus het kan 14 orbitalen hebben.

Het bevat de notatie van de elektronische configuratie. De elektronische configuraties worden geschreven om duidelijk het aantal elektronen in het atoom en in elke orbitaal te tonen. Elke baan wordt in volgorde geschreven, met het aantal elektronen in elk van hen geschreven in superscript-formaat rechts van de naam van de baan. De uiteindelijke elektronische configuratie is een unieke reeks orbitanamen en superscripts.

Dit is bijvoorbeeld een eenvoudige elektronische configuratie: 1s 2s 2p. Deze configuratie laat zien dat er twee elektronen in de set van 1s-orbitalen zijn, twee in de set van 2s-orbitalen en zes in de set van 2p-orbitalen. 2 + 2 + 6 = 10 elektronen in totaal. Deze elektronische configuratie vertegenwoordigt een neonatoom zonder lading (het atoomnummer van de neon is 10).

Onthoud de volgorde van de orbitalen. Merk op dat de orbitale sets zijn genummerd door elektronenlaag, maar gerangschikt in termen van energie. Een set van volledige 4s orbitalen heeft bijvoorbeeld een lagere energie (of is mogelijk minder volatiel) dan een gedeeltelijk volledige of volledige 3d, dus laag 4s staat op de eerste plaats. Als je de volgorde van de orbitalen kent, kun je ze eenvoudig vullen volgens het aantal elektronen in het atoom. De opdracht om de orbitalen te vullen is als volgt: 1, 2, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 4, 5, 6, 7, 5, 6, 7, 8.

Een elektronische configuratie voor een atoom met alle volledig gevulde orbitalen zou als volgt worden geschreven: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p8s

Merk op dat in de vorige lijst, als alle lagen vol waren, dit de elektronische configuratie zou zijn voor Uuo (ununoctio), waarvan het atoomnummer 118 is, het hoogste in het periodiek systeem - daarom bevat deze elektronische configuratie alle elektronische lagen die op dit moment bekend staan om een neutraal ladingatoom.

Vul de orbitalen volgens het aantal elektronen in het atoom. Als u bijvoorbeeld de elektronische configuratie voor een ongeladen calciumatoom wilt schrijven, begint u met het vinden van het atoomnummer in het periodiek systeem. Het atoomnummer is 20, dus je moet een configuratie schrijven voor een atoom met 20 elektronen in de hierboven aangegeven volgorde.

Vul de orbitalen volgens de vorige volgorde totdat je in totaal 20 elektronen bereikt. De set van 1s orbitalen heeft twee elektronen, de set 2s heeft er twee, de 2p heeft zes, de 3s heeft er twee, de 3p heeft zes en de 4s heeft er twee (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20). Daarom is de elektronische configuratie voor calcium: 1s 2s 2p 3s 3p 4s.

Opmerking: het energieniveau varieert naarmate het aantal orbitalen toeneemt. Als je bijvoorbeeld naar het vierde niveau van energie gaat, vind je eerst de 4s, dan de 3d Na het vierde energieniveau gaat u naar het vijfde niveau waar de volgorde opnieuw zal worden gevolgd. Dit gebeurt alleen vanaf het derde niveau van energie.

Gebruik de periodieke tabel als een visuele snelkoppeling. U hebt misschien al gemerkt dat de vorm van het periodiek systeem overeenkomt met de volgorde van de orbitale sets in de elektronische configuraties. De atomen in de tweede kolom aan de linkerkant eindigen bijvoorbeeld altijd "s", de atomen meer rechts van het centrale deel eindigen altijd in "d," etc. Gebruik het periodiek systeem als een visuele gids om configuraties te schrijven - de volgorde waarin u elektronen aan de orbitalen toevoegt, komt overeen met de positie in de tabel. Lees het volgende:

Concreet vertegenwoordigen de twee kolommen uiterst links atomen waarvan de elektronische configuraties eindigen in s orbitalen. Het rechter blok van de tabel vertegenwoordigt de atomen waarvan de configuraties eindigen in p orbitalen. Het centrale deel vertegenwoordigt de atomen die eindigen in orbitalen d en het onderste deel, de atomen die eindigen in f orbitalen.

Denk bijvoorbeeld aan het schrijven van een elektronische configuratie voor chloor: "Dit atoom bevindt zich in de derde rij (of "periode") van het periodiek systeem. Het wordt ook gevonden in de vijfde kolom van het orbitale blok p van het periodiek systeem. Daarom eindigt uw elektronische configuratie met ... 3p

Let op: de orbitale gebieden d en f van de tabel komen overeen met energieniveaus die verschillen van de periode waarin ze zich bevinden. De eerste rij van het orbitaalblok d komt bijvoorbeeld overeen met de 3d-orbset, zelfs als deze zich in periode 4 bevindt, terwijl de eerste rij van het orbitaalblok f overeenkomt met de orbitalset 4f, zelfs als deze zich in periode 6 bevindt .

Leer steno om uitgebreide elektronische configuraties te schrijven. De atomen langs de rechterrand van het periodiek systeem worden opgeroepen edelgassen. Deze elementen zijn chemisch zeer stabiel. Om het schrijfproces van een lange elektronische configuratie te verkorten, sluit u eenvoudig het chemische symbool van het dichtstbijzijnde gas in met minder elektronen dan uw atoom tussen haakjes, en gaat u verder met de elektronische configuratie voor de volgende sets van orbitalen. Lees het volgende:

Om dit concept te begrijpen, is het handig om een voorbeeldconfiguratie te schrijven. Schrijf de configuratie voor zink (met atoomnummer 30) met een edelgas. De complete elektronische configuratie van zink is: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. Houd er echter rekening mee dat 1s 2s 2p 3s 3p de configuratie is voor Argon, een edelgas. Vervang eenvoudig dit deel van de elektronische notatie van zink door het chemische symbool van Argon tussen vierkante haken ([Ar]).

Daarom is de elektronische configuratie van Zink geschreven afgekort is [Ar] 4s 3d.

Methode 2
Gebruik een periodieke tabel ADOMAH

Adomah-Table-v2.jpg" class ="afbeelding lightbox">

Maak kennis met het periodiek systeem ADOMAH. Deze methode voor het schrijven van elektronische configuraties vereist geen geheugenopslag. Het is echter noodzakelijk om een opnieuw ingedeeld periodiek systeem te hebben, aangezien in de traditionele rij, beginnend met de vierde rij, de periodegetallen niet overeenkomen met de elektronische lagen. Zoek een periodiek systeem ADOMAH, een speciaal type periodiek systeem ontworpen door wetenschapper Valery Tsimmerman. Je kunt het gemakkelijk vinden door op internet te zoeken.

In het periodiek systeem ADOMAH vertegenwoordigen de horizontale rijen groepen elementen zoals halogenen, inerte gassen, alkalimetalen, aardalkalimetalen, enz. De verticale kolommen komen overeen met de elektronische lagen en de zogenaamde "watervallen" (diagonale lijnen die de blokken s, p, d en f verbinden) komen overeen met de perioden.
Helium beweegt naast waterstof, omdat beide worden gekarakteriseerd omdat ze zich in de 1s-orbitaal bevinden. De periodeblokken (s, p, d en f) worden rechts getoond en de aantallen lagen worden in de basis getoond. De elementen worden weergegeven in rechthoekige vakken die zijn genummerd van 1 tot 120. Deze getallen zijn normale atoomnummers die het totale aantal elektronen in een neutraal atoom voorstellen.

Zoek het atoom in de ADOMAH-tabel. Om de elektronische configuratie van een element te schrijven, vindt u het symbool in het periodiek systeem ADOMAH en doorstreept al die elementen met hogere atoomnummers. Als u bijvoorbeeld de elektronische configuratie van het Erbium (68) wilt schrijven, haalt u de elementen uit van 69 tot 120.

Noteer de cijfers van 1 tot 8 aan de basis van de tabel. Dit zijn nummers van de elektronische laag- of kolomnummers. Negeer de kolommen die alleen de doorgestreepte elementen bevatten. De overige kolommen in het geval van Erbium zijn 1, 2, 3, 4, 5 en 6.

Tel de sets van orbitalen naar het gewenste atoom. Rekening houdend met de symbolen van de blokken rechts van de tafel (s, p, dyf) en de nummers van de kolommen getoond in de basis, en negeer de diagonale lijnen tussen de blokken, deel de kolommen in blokken en bestel ze van onder naar boven. Negeer opnieuw de kolomblokken beginnend met het nummer van de kolom gevolgd door het bloksymbool, zoals deze: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (in het geval van Erbium).

Opmerking: de vorige elektronische configuratie van het Er is geschreven in de volgorde van de aantallen oplopende lagen. Het kan ook worden geschreven in de volgorde van het vullen van de orbitalen. Wanneer u de kolomblokken schrijft, volgt u gewoon de watervallen van boven naar beneden in plaats van de kolommen: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f.

Tel de elektronen voor elke reeks orbitalen. Tel de elementen die u in elk kolommenblok niet hebt gekruist door een element per element toe te wijzen en de hoeveelheid ervan naast de symbolen van het blok voor elk kolommenblok te schrijven, als volgt: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s. In ons voorbeeld is dit de elektronische configuratie van het Erbium.

Ken de onregelmatige elektronische configuraties. Er zijn achttien veel voorkomende uitzonderingen op elektronische configuraties voor atomen in de laagste energietoestand, ook wel bekend als de grondtoestand. Ze wijken alleen af van de algemene regel door de laatste twee of drie elektronposities. In deze gevallen houdt de feitelijke elektronische configuratie de elektronen in een lagere energietoestand dan in een standaardconfiguratie. De onregelmatige atomen zijn:

Cr (..., 3d5, 4s1) - Cu (..., 3d10, 4s1) - nb (..., 4d4, 5s1) - Mo (..., 4d5, 5s1) - Ru (..., 4d7, 5s1) - rh (..., 4d8, 5s1) - pd (..., 4d10, 5s0) - ag (..., 4d10, 5s1) - de (..., 5d1, 6s2) - EC (..., 4f1, 5d1, 6s2) - gd (..., 4f7, 5d1, 6s2) - Au (..., 5d10, 6s1) - ac (..., 6d1, 7s2) - th (..., 6d2, 7s2) - vader (..., 5f2, 6d1, 7s2) - U (..., 5f3, 6d1, 7s2) - np (..., 5f4, 6d1, 7s2) en cm (..., 5f7, 6d1, 7s2).

tips

Wanneer het atoom een ion is, betekent dit dat het aantal protonen niet gelijk is aan het aantal elektronen. De lading van het atoom wordt in de rechterbovenhoek (meestal) van het chemische symbool weergegeven. Daarom heeft een antimoonatoom met lading +2 een elektronische configuratie van 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. Merk op dat de 5p is veranderd in 5p. Wees voorzichtig als de configuratie van een atoom zonder lading eindigt in iets anders dan een reeks s- en p-orbitalen. Wanneer je elektronen verwijdert, kun je dat alleen doen vanuit de valentieorbitalen (de s- en p-orbitalen). Daarom, als een configuratie eindigt in 4s 3d en het atoom een belasting van +2 krijgt, verandert de configuratie tot het einde met 3d 4s. Houd er rekening mee dat 3dgeen veranderingen, maar de elektronen van de orbitaal zijn verloren.
Alle atomen willen stabiel zijn en de meest stabiele configuraties hebben complete s en p-orbitale assemblages (s2 en p6). Nobele gassen hebben deze configuratie, dus ze zijn zelden reactief en bevinden zich aan de rechterkant van het periodiek systeem. Daarom, als een configuratie eindigt in 3p, hebben deze slechts twee extra elektronen nodig om stabiel te worden (zes verliezen, inclusief de elektronen van de set orbitalen, kost meer energie, dus vier verliezen is gemakkelijker). Ook als een configuratie eindigt in 4d, hoeft deze slechts drie elektronen te verliezen om een stabiele toestand te bereiken. Ook zijn de halfgevulde lagen (s1, p3, d5) stabieler, zoals in het geval van p4 of p2. S2 en P6 zullen echter nog stabieler zijn.
Om het atoomnummer van het atoom te vinden wanneer het in de vorm van een elektronische configuratie is, voegt u gewoon alle getallen toe die de letters (s, p, d en f) volgen. Dit werkt alleen als het een neutraal atoom is, maar niet in het geval van een ion, daarnaast zou je de hoeveelheid elektronen die in het begin werden toegevoegd of verloren, moeten optellen of aftrekken.
Er is niet zoiets als "stabiliteit van een halfvol subniveau". Het is een versimpeling. Een stabiliteit die is gerelateerd aan `halfvolle` niveaus is te wijten aan het feit dat elke baan maar één elektron bevat, zodat afstotingen tussen elektronen tot een minimum worden beperkt.
Je kunt ook de elektronische configuratie van een element schrijven door alleen de valentieconfiguratie te noteren, wat de laatste set s- en p-orbitalen is. Daarom zou de valentieconfiguratie van een antimoonatoom 5s5p zijn.
Ionen zijn niet hetzelfde. Ze zijn veel gecompliceerder. Sla twee niveaus over en volg hetzelfde patroon, afhankelijk van waar je start en hoe hoog of laag het aantal elektronen is.
Er zijn omstandigheden waarin een elektron moet zijn "bevorderd". Wanneer een reeks orbitalen een elektron heeft die kleiner is dan de helft of het totaal, verwijder dan een elektron uit de dichtstbijzijnde s of p set van orbitalen en verplaats het naar de set die het nodig heeft.
Er zijn twee verschillende manieren om elektronische configuraties te schrijven. Ze kunnen worden geschreven in de volgorde van de aantallen oplopende lagen of het vullen van orbitalen, zoals eerder werd gedaan voor de elektronische configuratie van het Erbium.
Het nummer dat volgt op de brief is eigenlijk in superscript-indeling, dus vermijd het maken van die fout in een test.

Delen op sociale netwerken:

Verwant