HVA ER ENERGINIVÅER OG HVORDAN BLIR DE REPRESENTERT? - VITENSKAP - 2026

De undernivåer av energi i atom, er den måte på hvilken elektronene er organisert i de elektroniske skjell, deres fordeling i molekyl eller atom. Disse energisubelivene kalles orbitaler.

Organiseringen av elektronene i subnivåer er det som tillater kjemiske kombinasjoner av forskjellige atomer og også definerer deres plassering i det periodiske elementet.

Elektroner er anordnet i atomets elektroniske skall på en viss måte ved en kombinasjon av kvantetilstander. I det øyeblikket en av disse tilstandene er okkupert av et elektron, må de andre elektronene være i en annen tilstand.

Introduksjon

Hvert kjemisk element i den periodiske tabellen består av atomer, som igjen består av nøytroner, protoner og elektroner. Elektroner er negativt ladede partikler som finnes rundt kjernen i et hvilket som helst atom, fordelt i orbitalene til elektronene.

Elektron orbitaler er volumet av plass der et elektron har 95% sjanse for å møte. Det er forskjellige typer orbitaler, med forskjellige former. Maksimalt to elektroner kan være plassert i hver bane. Den første omløpet til et atom er der det er størst sannsynlighet for å finne elektroner.

Orbitalene er betegnet med bokstavene s, p, d og f, det vil si Sharp, Principle, Diffuse og Fundamental, og de kombineres når atomer går sammen for å danne et større molekyl. I hvert skall av atomet er disse kombinasjonene av orbitaler.

For eksempel, i lag 1 av atomet er det S orbitaler, i lag 2 er det S og P orbitaler, i lag 3 av atomet er det S, P og D orbitaler, og til slutt i lag 4 av atomet er det alle S, P, D og F orbitaler.

Også i orbitalene finner vi forskjellige undernivåer, som igjen kan lagre flere elektroner. Orbitaler på forskjellige energinivåer ligner hverandre, men opptar forskjellige områder i rommet.

Den første orbitalen og den andre orbitalen har de samme egenskapene som en S orbital, de har radielle noder, de har større sannsynlighet for sfærisk volum og de kan bare inneholde to elektroner. Imidlertid er de lokalisert på forskjellige energinivåer og opptar dermed forskjellige rom rundt kjernen.

Plassering på det periodiske elementet

Hver av de elektroniske konfigurasjonene av elementene er unike, det er derfor de bestemmer deres plassering i den periodiske tabellen over elementer. Denne posisjonen er definert av perioden til hvert element og atomnummeret av antall elektroner som elementets atom har.

Det er derfor viktig å bruke den periodiske tabellen for å bestemme konfigurasjonen av elektroner i atomer. Elementene er delt inn i grupper i henhold til deres elektroniske konfigurasjoner som følger:

Hver bane er representert i spesifikke blokker i den periodiske tabellen over elementer. For eksempel er blokken med S-orbitaler regionen for alkalimetallene, den første gruppen i tabellen, og hvor seks elementer er funnet Litium (Li), Rubidium (Rb), Kalium (K), Sodium (Na), Francium ( Fr) og Cesium (Cs) og også hydrogen (H), som ikke er et metall, men en gass.

Denne gruppen av elementer har et elektron, som ofte lett går tapt for å danne et positivt ladet ion. De er de mest aktive metallene og de mest reaktive.

Hydrogen er i dette tilfellet en gass, men det er innenfor gruppe 1 i den periodiske tabellen over elementer, siden den også bare har ett elektron. Hydrogen kan danne ioner med en enkelt positiv ladning, men å trekke ut det eneste elektronet krever mye mer energi enn å fjerne elektroner fra de andre alkalimetallene. Ved dannelse av forbindelser genererer hydrogen vanligvis kovalente bindinger.

Under ekstremt høyt trykk blir imidlertid hydrogen metallisk og oppfører seg som resten av elementene i gruppen. Dette forekommer for eksempel inne i kjernen av planeten Jupiter.

Gruppe 2 tilsvarer jordalkalimetallene, siden oksydene deres har alkaliske egenskaper. Blant elementene i denne gruppen finner vi magnesium (Mg) og kalsium (Ca). Dens orbitaler hører også til S-nivået.

Overgangsmetallene, som tilsvarer gruppene 3 til 12 i det periodiske systemet, har orbitaler av D-type.

Elementene som går fra gruppe 13 til 18 i tabellen tilsvarer P orbitaler. Og til slutt har elementene kjent som lanthanides og actinides orbitaler med navnet F.

Elektronplassering i orbitaler

Elektroner finnes i atomets orbitaler som en måte å redusere energien på. Derfor, hvis de søker å øke energien, vil elektronene fylle de viktigste orbitale nivåene, og bevege seg bort fra atomkjernen.

Det må vurderes at elektronene har en egenegenskap kjent som spinn. Dette er et kvantebegrep som bestemmer blant annet spinnet til elektronet i orbitalen. Hva er avgjørende for å bestemme din posisjon i energisubelivene.

Reglene som bestemmer plasseringen av elektroner i atomets orbitaler er som følger:

• Aufabus prinsipp: Elektroner går først inn i orbitalene med lavest energi. Dette prinsippet er basert på diagrammer over energinivået til visse atomer.

• Pauli-eksklusjonsprinsipp: En atombane kan beskrive minst to elektroner. Dette betyr at bare to elektroner med forskjellig elektronspinn kan okkupere en atomisk bane.

Dette innebærer at en atombane er en energitilstand.

• Hunds regel: Når elektronene opptar orbitaler av samme energi, vil elektroner komme inn i de tomme orbitalene først. Dette betyr at elektronene foretrekker parallelle spinn i separate bane av energisubelivene.

Elektronene vil fylle alle orbitalene i undernivåene før de møter motsatte spinn.

Spesielle elektroniske konfigurasjoner

Det er også atomer med spesielle tilfeller av energisubeliv. Når to elektroner opptar samme bane, må de ikke bare ha forskjellige spinn (som antydet av Pauli-ekskluderingsprinsippet), men koblingen av elektronene øker energien litt.

Når det gjelder energisubeliv, reduserer en halv full og en full full delnivå atomets energi. Dette fører til at atomet har større stabilitet.

referanser

1. Elektronkonfigurasjon. Gjenopprettet fra Wikipedia.com.
2. Elektroniske konfigurasjoner Intro. Gjenopprettet fra chem.libretexts.org.
3. Orbitaler og obligasjoner. Gjenopprettet fra chem.fsu.edu.
4. Periodisk oversikt, hovedgruppeelementer. Gjenopprettet fra newworldencyclopedia.org.
5. Prinsipper for elektrokonfigurasjon. Gjenopprettet fra sartep.com.
6. Elektronisk konfigurasjon av elementer. Gjenopprettet fra science.uwaterloo.ca.
7. Elektronsnurr. Gjenopprettet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.