KONFIGURACE ELEKTRONICKÉHO JÁDRA: KONSTRUKCE, PŘÍKLADY - CHEMIE

Kompaktní nebo jádro elektronový konfigurace znamená ten, jehož kvantový notace pro počet elektronů a jejich energetických podzemních podlaží jsou zkráceny ušlechtilých symboly plynu v závorkách. Je velmi užitečné při psaní elektronických konfigurací pro určitý prvek, protože je jednoduchý a rychlý.

Slovo 'kernel' obvykle odkazuje na vnitřní elektronické náboje atomu; to znamená, ty, ve kterých jejich elektrony nejsou valenční, a proto se nepodílejí na chemické vazbě, přestože definují vlastnosti prvku. Metaforicky řečeno, jádro by bylo vnitřkem cibule s vrstvami složenými z řady orbitálů zvyšujících energii.

Elektronické konfigurace jsou zkráceny symboly vzácných plynů. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Výše uvedený obrázek ukazuje chemické symboly pro čtyři vzácné plyny v závorkách a v různých barvách: (zelená), (červená), (fialová) a (modrá).

Každý z tečkovaných rámečků obsahuje pole, která představují orbitaly. Čím větší jsou, tím větší je počet elektronů, které obsahují; což zase znamená, že elektronické konfigurace více prvků lze pomocí těchto symbolů zjednodušit. To šetří čas a energii při psaní všech zápisů.

Sestavte objednávku

Před použitím konfigurací elektronů jádra je vhodné zkontrolovat správné pořadí pro sestavení nebo zápis těchto konfigurací. To se řídí podle pravidla úhlopříčky nebo Moellerova diagramu (v některých částech se nazývá dešťová metoda). S tímto diagramem po ruce jsou kvantové zápisy následující:

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

Tento řetězec kvantových zápisů vypadá namáhavě; a bylo by to ještě více, kdyby se muselo psát pokaždé, když se bude zobrazovat elektronová konfigurace jakéhokoli prvku nalezeného v období 5 a dále. Také si všimněte, že řetězec je prázdný elektronů; v pravém horním úhlu nejsou žádná čísla (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Je třeba si uvědomit, že orbitaly mohou "ubytovat" dva elektrony (ns ²). P orbitaly jsou celkem tři (podívejte se na tři pole výše), takže mohou pojmout šest elektronů (np ⁶). A konečně, d orbitaly jsou pět, a f je sedm, které mají celkem deset (nd ¹⁰) a čtrnáct (nf ¹⁴) elektronů.

Zkratka elektronické konfigurace

Po výše uvedeném, pokračujeme v vyplňování předchozí řady kvantových zápisů elektrony:

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

Kolik elektronů je ve všech? 118. A kterému prvku odpovídá v atomu tak velké množství elektronů? Oganovi z ušlechtilého plynu, Og.

Předpokládejme, že existuje prvek s kvantovým číslem Z rovným 119. Pak by jeho valenční elektronová konfigurace byla 8s ¹; ale jaká by byla jeho úplná elektronická konfigurace?

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

A jaká by byla vaše konfigurace elektronického jádra, kompaktní? Je:

8s ¹

Všimněte si zjevného zjednodušení nebo zkratky. V symbolu se počítá všech 118 elektronů psaných výše, takže tento nejistý prvek má 119 elektronů, z nichž pouze jeden je valenční (v periodické tabulce by byl umístěn pod francium).

Příklady

Všeobecné

Předpokládejme nyní, že chcete udělat zkratku postupně:

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

Všimněte si, že 1s ² byl nahrazen. Dalším ušlechtilým plynem je neon, který má 10 elektronů. Znací to, zkratka pokračuje:

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

Následuje argon s 18 elektrony:

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

Protože dalším ušlechtilým plynem je kryptón, zkratka je rozšířena o dalších 36 elektronů:

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

Xenon má 54 elektronů, a proto přesuneme zkratku na 5p orbitál:

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

Nyní jste si všimli, že elektronová konfigurace je vždy zkrácena na np orbitál; to znamená, že ušlechtilé plyny mají tyto orbity naplněné elektrony. A konečně následuje radon s 86 elektrony, takže zkrátíme na orbitální 6p:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Kyslík

Kyslík má osm elektronů, jeho kompletní elektronická konfigurace je:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Jedinou zkratkou, kterou můžeme použít, je 1s ². Vaše konfigurace elektronického jádra se tak stane:

2s ² 2p ⁴

Draslík

Draslík má devatenáct elektronů, jeho kompletní elektronická konfigurace je:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Všimněte si, že tento symbol můžeme použít ke zkrácení této konfigurace; stejně jako a. Ten je ten použitý, protože argon je vzácný plyn, který se blíží draslíku. Vaše elektronická konfigurace jádra tedy vypadá takto:

4s ¹

indický

Indium má čtyřicet devět elektronů, jeho kompletní elektronická konfigurace je:

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

Protože krypton je nejbližší ušlechtilý plyn předcházející indiu, symbol se používá pro zkratku a my máme jeho elektronovou konfiguraci jádra:

5s ² 4d ¹⁰⁵ 5p ¹

Ačkoli 4d orbitaly formálně nepatří do jádra india, jejich elektrony nejsou zapojeny (přinejmenším za normálních podmínek) do jeho kovové vazby, ale spíše elektrony z 5s a 5p orbitálů.

Wolfram

Wolfram (nebo wolfram) má 74 elektronů a jeho kompletní elektronová konfigurace je:

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

Znovu hledáme nejbližší ušlechtilý plyn, který mu předchází. Ve vašem případě to odpovídá xenonu, který má plné 5p orbitaly. Takže nahradíme řetězec kvantových zápisů symbolem a konečně budeme mít konfiguraci elektronů jádra:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Reference

Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
Pat Thayer. (2016). Elektronové konfigurační diagramy. Obnoveno z: chemistryapp.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5. prosince 2018). Definice jádra Noble Gas. Obnoveno z: thinkco.com/
Wikipedia. (2019). Elektronická konfigurace. Obnoveno z: es.wikipedia.org

KONFIGURACE ELEKTRONICKÉHO JÁDRA: KONSTRUKCE, PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025