ЕЛЕКТРОННА КОНФИГУРАЦИЯ НА ЯДРОТО: КОНСТРУКЦИЯ, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

В компактен или ядрото електронна конфигурация е един чиито квантовата означения за броя на електрони и техните енергийни поднива се съкращение от благородни газове символи в скоби. Много е полезно, когато пишете електронни конфигурации за определен елемент, тъй като е просто и бързо.

Думата "ядро" обикновено се отнася до вътрешните електронни обвивки на атом; тоест тези, при които техните електрони не са валентни електрони и следователно не участват в химическата връзка, въпреки че те определят свойствата на елемента. Метафорично казано, ядрото би било вътрешността на лука, като слоевете му са съставени от поредица от орбитали, увеличаващи се с енергия.

Електронни конфигурации, съкратени със символите на благородния газ. Източник: Габриел Боливар.

Изображението по-горе показва химическите символи за четири от благородните газове в скоби и в различни цветове: (зелено), (червено), (лилаво) и (синьо).

Всеки от точковите си рамки съдържа полета, които представляват орбиталите. Колкото по-големи са те, толкова по-голям брой електрони съдържат; което от своя страна ще означава, че електронните конфигурации на повече елементи могат да бъдат опростени с тези символи. Това спестява време и енергия за писане на всички нотации.

Изградете ред

Преди да използвате електронните конфигурации на ядрото, е добре да прегледате правилния ред за изграждане или писане на такива конфигурации. Това се управлява според правилото на диагоналите или Moeller-диаграмата (наричана в някои части методът на дъжда). Имайки под ръка тази диаграма, квантовите обозначения са както следва:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Този низ от квантови нотации изглежда напрегнат; и би било още повече, ако трябваше да се пише всеки път, когато се представя електронната конфигурация на всеки елемент, намерен в период 5 нататък. Също така имайте предвид, че низът е празен от електрони; в горния десен ъгъл няма числа (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Трябва да се помни, че s орбиталите могат да „приютяват“ два електрона (ns ²). P орбиталите са общо три (вижте трите кутии по-горе), така че могат да поместят шест електрона (np ⁶). И накрая, d орбиталите са пет, а f са седем, имащи общо десет (nd ¹⁰) и четиринадесет (nf ¹⁴) електрони, съответно.

Съкращение от електронна конфигурация

След като казахме по-горе, пристъпваме към попълване на предишния ред от квантови нотации с електрони:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Колко електрона има във всички? 118. И на кой елемент отговаря толкова голям брой електрони в своя атом? Към благородния газов оганезон, Ог.

Да предположим, че има елемент с квантово число Z, равно на 119. Тогава неговата валентна електронна конфигурация би била 8s ¹; но каква би била пълната му електронна конфигурация?

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

И каква би била вашата електронна конфигурация на ядрото, компактната? е:

8s ¹

Обърнете внимание на очевидното опростяване или съкращение. В символа се броят всички 118 електрона, написани по-горе, така че този несигурен елемент има 119 електрона, от които само един е с валентност (той ще бъде разположен под франция в периодичната таблица).

Примери

общ

Да предположим сега, че искате да направите абревиатурата постепенно:

2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Обърнете внимание, че 1s ² е заменен с. Следващият благороден газ е неон, който има 10 електрона. Знаейки това, абревиатурата продължава:

3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

След това следва аргон, с 18 електрона:

4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Тъй като следващият благороден газ е криптон, абревиатурата е усъвършенствана с още 36 електрона:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Ксенонът има 54 електрона и затова преместваме абревиатурата към орбитала 5p:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Досега ще забележите, че електронната конфигурация винаги е съкратена до np орбитала; тоест благородните газове имат тези орбитали, пълни с електрони. И накрая следва радон, с 86 електрона, така че съкращаваме до 6p орбитала:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

кислород

Кислородът има осем електрона, като пълната му електронна конфигурация е:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Единственото съкращение, което можем да използваме, е за 1s ². По този начин вашата електронна конфигурация на ядрото става:

2s ² 2p ⁴

калий

Калият има деветнадесет електрона, като пълната му електронна конфигурация е:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Обърнете внимание, че можем да използваме символа, за да съкратим тази конфигурация; както и и. Последният е този, който се използва, защото аргонът е благородният газ, който се доближава най-близо до калия. Така вашата конфигурация на електрониката на ядрото изглежда така:

4s ¹

индийски

Indium има четиридесет и девет електрона, като пълната му електронна конфигурация е:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Тъй като криптонът е най-близкият благороден газ, предхождащ индий, символът се използва за съкращението и ние имаме неговата електронна конфигурация на ядрото:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Въпреки че 4d орбитали формално не принадлежат към индиевото ядро, техните електрони не участват (поне при нормални условия) в неговата метална връзка, а по-скоро тези от орбиталите 5s и 5p.

волфрам

Волфрамът (или волфрамът) има 74 електрона и пълната му електронна конфигурация е:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Отново търсим най-близкия благороден газ, който му предхожда. Във вашия случай той съответства на ксенон, който има пълни 5p орбитали. Така че заместваме низа от квантови нотации със символа и най-накрая ще имаме неговата електронна конфигурация на ядрото:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Препратки

1. Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
2. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
3. Пат Тайер. (2016 г.). Електронни диаграми за конфигуриране. Възстановено от: chemistryapp.org
4. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (05 декември 2018 г.). Определение на благородния газ. Възстановени от: thinkco.com/
5. Wikipedia. (2019). Електронна конфигурация Възстановено от: es.wikipedia.org