ELEKTRONISK KJERNEKONFIGURASJON: KONSTRUKSJON, EKSEMPLER - KJEMI

Den kompakte eller kjernen elektronkonfigurasjonen er en hvis kvante notasjoner for antall elektroner og deres energi subnivåer er forkortet av edelgassymbolene i parentes. Det er veldig nyttig når du skriver elektroniske konfigurasjoner for et visst element, siden det er enkelt og raskt.

Ordet 'kjernen' refererer vanligvis til de indre elektroniske skjellene til et atom; det vil si de der elektronene deres ikke har valens og derfor ikke deltar i den kjemiske bindingen, selv om de definerer elementets egenskaper. Metaforisk sett ville kjernen være det indre av løken, med lagene sammensatt av en serie orbitaler som øker i energi.

Elektroniske konfigurasjoner forkortet med edelgassymbolene. Kilde: Gabriel Bolívar.

Bildet over viser de kjemiske symbolene for fire av edle gasser i parentes og med forskjellige farger: (grønn), (rød), (lilla) og (blå).

Hver av de stiplede rammene inneholder bokser som representerer orbitalene. Jo større de er, desto større antall elektron inneholder de; noe som igjen vil bety at de elektroniske konfigurasjonene av flere elementer kan forenkles med disse symbolene. Dette sparer tid og energi på å skrive alle notasjonene.

Bygg orden

Før du bruker kjernen elektronkonfigurasjoner, er det en god ide å gå gjennom riktig rekkefølge for å bygge eller skrive slike konfigurasjoner. Dette styres i henhold til diagonalregelen eller Moeller-diagrammet (i noen deler kalt regnmetoden). Når du har dette diagrammet for hånden, er kvantenotasjonene som følger:

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

Denne strengen med kvante notasjoner ser anstrengende ut; og det ville være enda mer hvis det måtte skrives hver gang elektronkonfigurasjonen til noe element som ble funnet i periode 5 og framover skulle bli representert. Legg også merke til at strengen er tom for elektroner; det er ingen tall i øvre høyre vinkel (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Det må huskes at s orbitaler kan "huse" to elektroner (ns ² ). P-orbitalene er totalt tre (se på de tre boksene ovenfor), slik at de har plass til seks elektroner (np ⁶ ). Og til slutt er d orbitalene fem, og f er syv, med totalt henholdsvis ti (nd ¹⁰ ) og fjorten (nf ¹⁴ ) elektron.

Forkortelse for elektronisk konfigurasjon

Når det er sagt, fortsetter vi å fylle den forrige raden med kvanteanmeldelser med elektroner:

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

Hvor mange elektroner er det i alt? 118. Og til hvilket element tilsvarer et så enormt antall elektroner i atomet? Til edelgass Oganeson, Og.

Anta at det er et element med et kvantetall Z lik 119. Da ville dens valenselektronkonfigurasjon være 8s ¹ ; men hva ville den komplette elektroniske konfigurasjonen være?

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

Og hva ville din elektroniske kjernekonfigurasjon være, den kompakte? Er:

8s ¹

Legg merke til den åpenbare forenklingen eller forkortelsen. I symbolet telles alle 118 elektronene som er skrevet over, så dette usikre elementet har 119 elektroner, hvorav bare en har valens (det vil være lokalisert under francium i den periodiske tabellen).

eksempler

generell

Anta at nå vil du gjøre forkortelsen gradvis:

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

Merk at 1s ² ble erstattet av. Den neste edelgassen er neon, som har 10 elektroner. Når vi vet dette, fortsetter forkortelsen:

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

Deretter følger argon, med 18 elektroner:

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

Fordi den neste edelgassen er krypton, blir forkortelsen avansert av ytterligere 36 elektroner:

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

Xenon har 54 elektroner, og derfor flytter vi forkortelsen til 5p-bane:

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

Nå vil du ha lagt merke til at elektronkonfigurasjonen alltid er forkortet til np-bane; det vil si at edelgassene har disse orbitalene fylt med elektroner. Og til slutt følger radon, med 86 elektroner, så vi forkortes til 6p-bane:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Oksygen

Oxygen har åtte elektroner, og den komplette elektroniske konfigurasjonen er:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Den eneste forkortelsen vi kan bruke er for 1s ² . Dermed blir din elektroniske kjernekonfigurasjon:

2s ² 2p ⁴

kalium

Kalium har nitten elektron, den komplette elektroniske konfigurasjonen er:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Merk at vi kan bruke symbolet til å forkorte denne konfigurasjonen; så vel som og. Sistnevnte er den som brukes fordi argon er den edle gassen som kommer nærmest kalium. Så kjernen elektronikkonfigurasjonen ser ut:

4s ¹

Indian

Indium har førti-ni elektroner, og den komplette elektroniske konfigurasjonen er:

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

Siden krypton er den nærmeste edelgassen forut for indium, brukes symbolet for forkortelsen, og vi har dens kjerneelektronkonfigurasjon:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Selv om 4d-orbitalene ikke formelt hører til indiumkjernen, er elektronene deres ikke involvert (i det minste under normale forhold) i dens metalliske binding, men snarere de fra 5s og 5p orbitals.

wolfram

Wolfram (eller wolfram) har 74 elektroner og den komplette elektronkonfigurasjonen er:

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

Igjen ser vi etter den nærmeste edelgassen som går foran den. I ditt tilfelle tilsvarer det xenon, som har hele 5p-orbitaler. Så vi erstatter strengen med kvantenotasjoner med symbolet, og vi får endelig kjernen elektronkonfigurasjon:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

referanser

Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE Læring.
Pat Thayer. (2016). Elektronkonfigurasjonsdiagrammer. Gjenopprettet fra: chemistryapp.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05. desember 2018). Noble Gas Core Definisjon. Gjenopprettet fra: thoughtco.com/
Wikipedia. (2019). Elektronisk konfigurasjon. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org

ELEKTRONISK KJERNEKONFIGURASJON: KONSTRUKSJON, EKSEMPLER - KJEMI - 2026