Hur man skriver den elektroniska konfigurationen av vilket element som helst

den elektronisk konfiguration av en atom är en numerisk representation av sina orbitaler. Orbitalerna har olika former och positioner i förhållande till kärnan, och representerar det område där de mest sannolikt upptäcker en elektron. Den elektroniska konfigurationen anger snabbt hur många orbitaler en atom har och mängden elektroner det "fylls" varje orbital. När du förstår de grundläggande principerna som ligger till grund för den elektroniska konfigurationen och du kan skriva den, kan du möta något kemi-test med självförtroende.

Metod 1

Med det periodiska systemet

Hitta atomnummer. Vid varje atom är associerat med ett atomnummer som indikerar antalet protoner. Den senare, i en neutral atom, är lika med antalet elektroner. Atomenumret är ett positivt heltal, väte har ett atomnummer lika med 1, och detta värde ökar med en enhet när du flyttar till höger i det periodiska bordet.

Bestäm laddningen av atomen. De neutrala har ett antal elektroner som är lika med atomnumret, medan laster atomer kan ha en större eller mindre mängder, beroende på kraften hos de avgifter sedan lägga till eller dra ifrån antalet elektroner beroende på laddning: lägga en elektron per laddning negativ och subtrahera en elektron för varje positiv laddning.

Till exempel kommer en natriumatom med en negativ laddning -1 att ha en elektron "extra" av atomnummeret 11, sedan 12 elektroner.

Minns den grundläggande listan över orbitaler. När du väl vet orbitalernas ordning, blir det enkelt att slutföra dem enligt antalet elektroner av en atom. Orbitalerna är:

Gruppen av s-typ orbitaler (valfritt tal följt av en "s") innehåller en enkel orbital - enligt "Pauli-uteslutningsprincipen, en enkel orbital kan innehålla högst 2 elektroner. Det följer att varje omlopp s kan innehålla 2 elektroner.

Gruppen av p-typ orbitaler Den innehåller 3 orbitaler, så det kan innehålla totalt 6 elektroner.

Grupp av orbitaler av typ d Den innehåller 5 orbitaler, så det kan innehålla 10 elektroner.

Grupp av orbitaler av typ f Den innehåller 7 orbitaler, så det kan innehålla 14 elektroner.

Förstå notationen för den elektroniska konfigurationen. Det är skrivet så att både atomernas elektroners antal och antalet elektroner i varje omlopp framträder tydligt. Varje orbital skrivs enligt en viss sekvens och med antalet elektroner som följer namnet på orbitalen själv. Den slutliga konfigurationen är en enda rad av orbital och apex namn.

Till exempel, här är en enkel elektronisk konfiguration: 1s² 2s² 2p⁶. Du kan se att det finns två elektroner på orbitalen 1, två i orbitalen 2 och 6 i 2p-banan. 2 + 2 + 6 = 10 elektroner alls. Denna konfiguration avser en neutral neonatom (som har atomnummer lika med 10).

Memorera orbitalernas ordning Kom ihåg att orbitalgrupperna är numrerade enligt det elektroniska skalet, men beställt i form av energi. Till exempel en komplett 4b orbital² har en lägre (eller potentiellt mindre instabil) energinivå än en delvis komplett eller helt komplett 3D¹⁰- Det följer att 4s kommer först i listan. När du känner till orbitalernas ordning måste du helt enkelt fylla systemet med antalet elektroner av atomen. Ordern är som följer: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

En elektronisk konfiguration för en atom med alla upptagna orbitaler ska skrivas så här: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰7p⁶8s².

Observera att exemplet ovan, om alla elektroniska skal skulle vara kompletta, skulle indikera den elektroniska konfigurationen av ununoctio (Uuo), 118, atomen med det största atomnumret för elementets periodiska tabell. Denna elektroniska konfiguration innehåller alla elektroniska skal som är kända för en neutral atom.

Fyll orbitalerna baserat på antalet elektroner i din atom. Till exempel skriver vi den elektroniska konfigurationen av en neutral kalciumatom. Först måste vi identifiera atomnummeret i det periodiska bordet. Detta nummer är 20, så vi måste skriva den elektroniska konfigurationen av en atom med 20 elektroner i den ordning som beskrivs ovan.

Fyll orbitalerna efter beställningen tills du har placerat alla 20 elektroner. Orbital 1s har två elektroner, 2-talet har två, 2p har sex, 3-talen har sex och 4-talen har två (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20). Således är den elektroniska konfigurationen för en neutral kalciumatom: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

Obs! Energinivån förändras när du klättrar in i orbitalerna. Till exempel när du ska gå upp till fjärde energinivån, kommer först 4s, efter 3d. Efter den fjärde nivån kommer du att passera till femte nivån, som återigen följer den normala ordningen. Detta händer bara efter den tredje energinivån.

Använd det periodiska tabellen som "genväg" visuella. Du har redan märkt att formen på det periodiska bordet motsvarar orbitalernas ordning i en elektronisk konfiguration. Till exempel slutar atomerna i den andra kolumnen från vänster alltid i "s²", de som till höger om den smalaste centrala delen slutar alltid i "d¹⁰", och så vidare. Använd sedan det periodiska tabellen som en guide för att skriva konfigurationen - den ordning i vilken du lägger till elektronerna i orbitalerna motsvarar positionen i tabellen. Så här:

Specifikt representerar de två vänstra kolumnerna atomerna vars konfiguration slutar med en orbital s, blocket till höger om bordet representerar atomerna vars konfiguration slutar med en orbital p medan den centrala sektionen omsluter atomerna som har en konfiguration slutar med en orbital d. Den nedre delen av det periodiska tabellen innehåller atomer med en konfiguration som slutar i en orbital f.

Om du till exempel behöver skriva den elektroniska klorkonfigurationen, tänk: "denna atom ligger i den tredje linjen (o "period") i det periodiska tabellen. Det finns också i den femte kolumnen så konfigurationen slutar med ... 3p⁵".

Varning: orbitalerna d och f i elementen i det periodiska bordet har olika energinivåer med avseende på den period i vilken de sätts in. Den första raden i orbitalblocket d motsvarar till exempel 3d-bana, även om den ligger inom perioden 4 medan den första raden i bana f motsvarar 4f även om den befinner sig i perioden 6.

Lär dig några knep för att skriva de långa elektroniska konfigurationerna. Atomen i den högra änden av det periodiska bordet heter ädelgaser. Dessa är mycket stabila element. För att förkorta skrivningen med en lång konfiguration skriv du bara i kvadratkonsoler den kemiska symbolen för ädelgasen med mindre elektroner än det element du överväger och fortsätt sedan skriva konfigurationen för de återstående elektronerna.

Ett exempel är användbart för att förstå konceptet. Vi skriver den elektroniska konfigurationen av zink (atomnummer 30) med en ädelgas som genväg. Den kompletta zinkkonfigurationen är: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Men du kan se det 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ det är konfigurationen av argon, en ädelgas. Så du kan ersätta den här delen av zinkens elektroniska konfiguration med symbolen för argon som är innesluten av kvadratkonsoler ([Ar]).

Så du kan skriva att zinkens elektroniska konfiguration är: [ar] 4s² 3d¹⁰.

Metod 2

Med ADOMAH periodiska bordet

För att skriva de elektroniska konfigurationerna finns det en alternativ metod som inte kräver antingen memorisering eller mnemonic diagram. Det kräver emellertid en modifierad periodisk tabell. I den traditionella, från fjärde raden motsvarar de periodiska talen inte de elektroniska skalen. Denna speciella styrelse har utvecklats av Valery Tsimmerman och du hittar den på hemsidan :(perfectperiodictable.com/Images/Binder1).

I ADOMAH periodiska bordet representerar horisontella rader grupper av element, såsom halogener, inerta gaser, alkalimetaller, alkaliska jordarter etc. De vertikala kolumnerna motsvarar de elektroniska skalen och den så kallade "vattenfall" motsvarar perioderna (där diagonala linjer sammanfogar blocken s, p, d och f).
Helium ligger nära väte, eftersom de båda kännetecknas av elektroner belägna i samma omlopp. Blocken av perioderna (s, p, d och f) visas till höger, medan skaldens nummer är längst ner. Elementen är representerade i rektanglar numrerade från 1 till 120. Dessa kallas atomnummer och representerar också det totala antalet elektroner i en neutral atom.

Skriv ut en kopia av ADOMAH periodiska tabellen. För att skriva den elektroniska konfigurationen av ett element, leta efter dess symbol i ADOMAH-tabellen och radera alla element som har ett högre atomnummer. Om du till exempel behöver skriva elektroniska konfigurationen för herbariet (68), radera elementen från 69 upp till 120.

Tänk på siffrorna från 1 till 8 vid bordets botten. Dessa är siffrorna på de elektroniska skalen, eller siffrorna på kolumnerna. Tänk inte på kolumner där alla artiklar raderas. De som förblir för erbium är 1,2,3,4,5 och 6.

Titta symbolerna hos blocken till höger i tabellen (s, s, d, f) och antalet kolumner i bas inte överväga de diagonala linjerna mellan de olika blocken, separerar kolumnerna i en kolumn-blockpar och ordinal från botten till ` hög. Återigen, betrakta inte de block där objekten är alla raderade. Skriv kolumnblockparen med början från antalet kolumner följt av block symbolen, som visas här: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (i fallet med erbium).

Obs! Den elektroniska konfigurationen av Er ovan är skrivet i stigande ordning med hänsyn till antalet skal. Du kan också skriva enligt ordningen att fylla orbitalerna. Enkelt måste du följa kaskaderna från topp till botten istället för kolumner när du skriver kolumn-blockpar: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹².

Räkna elementen som inte raderas i varje blockkolumn och skriv det här numret bredvid block symbolen, enligt nedan: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5s² 5p⁶ 6s². Detta är den elektroniska konfigurationen av örten.

Det finns arton undantag som är gemensamma för de elektroniska konfigurationerna av atomer i den lägsta energinivån, även kallad bastillstånd. De skiljer sig från den allmänna regeln endast i elektronernas näst sista och tredje sista position. Här är de:

cr(..., 3d5, 4s1) - Cu(..., 3d10, 4s1) - nb(..., 4d4, 5s1) - Mo(..., 4d5, 5s1) - Ru(..., 4d7, 5s1) - rhesus(..., 4d8, 5s1) - pd(..., 4d10, 5s0) - ag(..., 4d10, 5s1) - den(..., 5d1, 6s2) - ce(..., 4f1, 5d1, 6s2) - Gd(..., 4f7, 5d1, 6s2) - Au(..., 5d10, 6s1) - ac(..., 6d1, 7s2) - th(..., 6d2, 7s2) - pa(..., 5f2, 6d1, 7s2) - U(..., 5f3, 6d1, 7s2) - np(..., 5f4, 6d1, 7s2) e cm(..., 5f7, 6d1, 7s2).

tips

För att hitta atomnummeret för ett element, med tanke på den elektroniska konfigurationen, summera alla siffrorna som följer bokstäverna (s, p, d och f). Detta fungerar bara om atomen är neutral - om du har en jon, måste du lägga till eller subtrahera många elektroner beroende på laddning.
Numren som följer bokstäverna är apexer, så förvirra inte kontrollerna.
Det finns ingen sådan sak "stabiliteten hos en undernivå fylld halvvägs". Det är en överdriven förenkling. Varje stabilitet som refererar till en nivå "slutförd hälften" det beror på det faktum att varje orbital är upptaget av en enda elektron och att elektron-elektronstötningen är minimal.
När man måste arbeta med en jon betyder det att antalet protoner inte är lika med elektronernas. Avgiften uttrycks vanligen i det övre högra hörnet av kemiska symbolen. Således har en antimonatom med en +2 laddning en elektronisk konfiguration: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹. Observera att 5p³ har ändrats till 5p¹. Var försiktig när konfigurationen av en neutral atom slutar med något annat än en orbital s och p. När du tar bort elektroner kan du inte göra det från valence-orbitaler (som s och p). Så, om konfigurationen slutar med 4s² 3d⁷, och atomen har en +2 laddning, då ändras konfigurationen till 4s⁰ 3d⁷. Observera att 3d⁷inte förändra - medan orbitalelektronerna går förlorade.
Varje atom tenderar att stabilisera, och de mest stabila konfigurationerna har kompletta s och p-orbitaler (s2 och p6). De ädla gaserna har denna konfiguration och finns på höger sida av det periodiska bordet. Så, om konfigurationen slutar med 3p⁴, bara två andra elektroner behövs för att bli stabil (förlora sex kräver för mycket energi). Och om konfigurationen slutar med 4d³, förlora bara tre elektroner för att uppnå stabilitet. Vidare är de halvt färdiga skalen (s1, p3, d5 ..) stabila än t ex vid p4 eller p2, men s2 och p6 kommer att vara ännu stabilare.
Det finns två olika sätt att skriva den elektroniska konfigurationen: i stigande ordning med elektroniska skal eller enligt orbitalsordningen, som tidigare skrivits för erbium.
Det finns omständigheter där en elektron måste vara "främjas". När endast en elektron saknas i ett orbital för att vara komplett, ta bort en elektron från närmaste orbital s eller p och flytta den i orbitalen som ska fyllas i.
Du kan också skriva den elektroniska konfigurationen av ett element helt enkelt genom att skriva valenskonfigurationen, dvs den sista orbitalen s och p. Således är valenskonfigurationen hos en antimonatom 5s² 5p³.
Samma sak gäller inte joner. Här blir frågan lite svårare. Antalet elektroner och den punkt där du började hoppa över nivåerna kommer att få den elektroniska konfigurationen att slutföras.

Dela på sociala nätverk:

Relaterade

Hur man skriver den elektroniska konfigurationen av vilket element som helst

steg

Metod 1

Metod 2

tips