Skriva elektronkonfigurationer för element

De elektronkonfiguration av en atom är en numerisk representation av elektronorbitaler. Elektronorbitaler är olika formade regioner runt kärnan i en atom, där det kan påvisas matematiskt att det finns en chans att elektroner finns där. Det är enkelt och snabbt att avläsa från en elektronkonfiguration hur många elektronorbitaler en atom har och hur många elektroner som finns i varje orbital. Här får du lära dig hur du börjar skapa din egen elektronkonfiguration.

Steg

Metod 1 av 2: Metod ett: Allokera elektroner med hjälp av det periodiska systemet

Skriva elektronkonfigurationer för element
1. Hitta atomnumret. Varje atom har ett associerat specifikt antal elektroner. Hitta den kemiska symbolen för din atom i det periodiska systemet. Atomnumret är ett positivt heltal som börjar på 1 (för väte) och ökar med 1 för varje efterföljande atom. Atomnumret är antalet protoner i den atomen - så det är också antalet elektroner i den atomen om den är oladdad.
2. Bestäm atomens laddning. Oladdade atomer har exakt samma antal protoner som elektroner, vilket anges i det periodiska systemet. Men detta är inte fallet med laddade atomer. Om du har att göra med en laddad atom, addera eller subtrahera elektronerna enligt följande: lägg till en elektron för varje negativ laddning och subtrahera en för varje positiv laddning.
  • Till exempel: En natriumatom med laddningen -1 har då en extra elektron lagt till atomnumret 11. Så denna natriumatom har totalt 12 elektroner.
  • 3. Memorera den grundläggande listan över orbitaler. När en atom får elektroner fyller de olika uppsättningar av orbitaler i en fast ordning. Varje orbital, när den är full, innehåller ett fast antal elektroner. Orbitalformerna är:
  • s omloppsbana (valfritt tal i elektronkonfigurationen följt av a "s") innehåller en enda orbital, och på grund av Pauli .s uteslutningsprincip vi vet att en enda orbital kan innehålla maximalt 2 elektroner, så vilken orbitalform som helst kan hålla 2 elektroner.
  • p-orbitalen innehåller 3 orbitaler, så kan rymma totalt 6 elektroner.
  • D-orbitalen innehåller 5 orbitaler, så den kan hålla 10 elektroner.
  • F-orbitalen innehåller 7 orbitaler, så den kan hålla 14 elektroner.
  • 4. Förstå notationen för en elektronkonfiguration. Elektronkonfigurationer noteras på ett sådant sätt att det är tydligt hur många elektroner som finns i atomen och hur många elektroner som finns i varje orbital. En orbital har en fast notation med antalet elektroner i upphöjd efter namnet på orbitalen. Den slutliga elektronkonfigurationen är en serie orbitala former och upphöjda skrifter.
  • Till exempel en enkel elektronkonfiguration: 1s 2s 2p. Denna konfiguration indikerar att det finns två elektroner i 1s orbitalformen, två elektroner i 2s orbitalformen och sex elektroner i 2p orbitalformen. 2 + 2 + 6 = 10 elektroner totalt. Detta är elektronkonfigurationen för en oladdad neonatom (Ne; atomnummer 10.)
  • 5. Lär dig ordningen på orbitaler.Observera att orbitalformerna är numrerade av elektronskalet, men ordnade efter energinivå. Till exempel har en helt fylld 4s mindre energi (eller mindre potential) än en delvis fylld eller fylld 3d, så 4s-skalet ligger framför. Om du vet ordningen på orbitaler är det inte svårt att fylla dem efter antalet elektroner i atomen. Ordningen i vilken orbitalerna är fyllda är följande: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.
  • En elektronkonfiguration av en atom där varje orbital är helt fylld skrivs enligt följande: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p
  • Observera att i listan ovan, om alla skal är fyllda, är detta elektronkonfigurationen för ununoctium (Uuo; atomnummer 118), det högsta antalet i det periodiska systemet - så denna elektronkonfiguration innehåller alla nu kända elektronskal i en oladdad atom.
  • 6. Fyll orbitalerna enligt antalet elektroner i din atom. Om vi ​​till exempel ville skriva elektronkonfigurationen för en oladdad kalciumatom, skulle vi börja med att slå upp atomnumret i det periodiska systemet. Atomnumret för kalcium är 20, så vi skriver en konfiguration för denna atom med 20 elektroner i den ordning som visas ovan.
  • Fyll orbitaler med elektroner i ordningen ovan tills du når tjugo. 1:an får två elektroner, 2:an får två, 2p:an får sex, 3:an får två, 3p:an får 6 och 4:an får 2 (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Så elektronkonfigurationen för kalcium är: 1s 2s 2p 3s 3p 4s.
  • Obs: Energinivåerna ändras när du stiger. Till exempel, om du är på väg att gå vidare till den 4:e energinivån, kommer det att vara 4s först, efteråt 3d. Efter den fjärde nivån fortsätter du med den femte nivån, där den normala ordningen återupptas. Detta händer först efter den 3:e energinivån.
  • 7. Använd det periodiska systemet som ett visuellt hjälpmedel. Du kanske har märkt att det periodiska systemets ordning motsvarar ordningen för orbitalformerna i elektronkonfigurationer. Till exempel slutar atomer i den andra kolumnen till vänster alltid med "s", atomer längst till höger i den smala mittsektionen slutar alltid på "d," etc. Använd det periodiska systemet som en visuell guide för att notera konfigurationer - ordningen i vilken du lägger till elektroner till orbitalerna motsvarar positionen i det periodiska systemets tabell. Ta en ordentlig titt på följande:
  • De två kolumnerna längst till vänster är en representation av atomer vars elektronkonfigurationer slutar i s-orbitaler, det högra blocket i denna tabell är en representation av atomer vars konfigurationer slutar på p-orbitaler, den centrala delen, atomerna som slutar i en d-orbital, och den nedre regionen, atomer som slutar på f orbitaler.
  • När du till exempel skriver ner en elektronkonfiguration för klor (Cl), överväg: "Denna atom är i den tredje raden (eller "tidsperiod") i det periodiska systemet. Det är också i den femte kolumnen i gruppen av p-orbitaler. Så denna elektronkonfiguration slutar i ...3p
  • Notera - grupperna av d- och f-orbitaler i tabellen motsvarar energinivåer som skiljer sig från den period då de är belägna. Till exempel motsvarar den första raden i grupp d-orbitalen 3d-orbitalen även om den är i period 4, medan den första raden av f-orbitaler motsvarar 4f-orbitalen även om den är i den sjätte perioden.
    8. Lär dig stenografi för att skriva långa elektronkonfigurationer. Atomerna längs den högra sidan av det periodiska systemet kallas ädelgaser. Dessa element är mycket stabila. För att förkorta processen att notera en lång elektronkonfiguration, skriv den kemiska symbolen för den närmaste gasen, med färre elektroner än din atom, inom hakparenteser och fortsätt sedan med elektronkonfigurationen för följande orbitalformer. Se nedan:
  • För att förstå detta koncept väl är det användbart att skriva ner ett exempel på en konfiguration. Låt oss skriva konfigurationen av zink (atomnummer 30) med den förkortade notationen för en ädelgas. Den fullständiga elektronkonfigurationen för zink är: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. Men lägg märke till att 1s 2s 2p 3s 3p är konfigurationen av ädelgasen argon. Byt bara ut den här delen av zinknotationen med den kemiska symbolen för argon inom hakparenteser ([Ar].)
  • Så den förkortade notationen av elektronkonfigurationen för zink kan skrivas som [Ar]4s 3d.
  • Metod 2 av 2: Metod två: Använd ett ADOMAH periodiska system

    Bild med titeln ADOMAH Table v2
    1. Förstå ADOMAH periodiska systemet. Med denna metod för att notera elektronkonfigurationer är det inte nödvändigt att memorera mycket. Men det kräver ett annorlunda ordnat periodiskt system, för inom det traditionella periodiska systemet motsvarar elektronskalen, från och med fjärde raden, inte de periodiska talen. Försök att hitta ett exempel på detta system designat av Valery Tsimmerman online. Detta är säkert inte ett problem.
    • Inom det periodiska systemet ADOMAH representerar raderna grupper av grundämnen, såsom halogener, inerta gaser, alkalimetaller, etc.Kolumnerna motsvarar elektronskalen och "kaskaderna" (diagonala linjer som förbinder grupperna s,p,d och f) motsvarar perioderna.
    • Helium är nu bredvid väte eftersom båda kännetecknas av 1s-orbitalen. Punkterna (s,p,d och f) finns till höger och skalnumren längst ner i tabellen. Element är listade i rutor numrerade 1 till 120. Dessa siffror står för de vanliga atomtalen och indikerar antalet elektroner i en neutral atom.
    2. Sök efter din atom i ADOMAH-tabellen. För att kunna skriva ner elektronkonfigurationen för ett grundämne, sök efter dess symbol i det periodiska systemet ADOMAH och stryk över alla grundämnen med högre atomnummer. Till exempel, om du vill veta elektronkonfigurationen för erbium (68), korsa element 69 till 120.
  • Gå till siffrorna 1 till 8 längst ner (basen) av tabellen. Dessa är numren på elektronskalen, eller kolumnerna. Ignorera de överstrukna kolumnerna. Kolumnerna kvar för erbium är 1,2,3,4,5 och 6.
  • 3. Räkna orbitaler upp till din atom. Genom att titta på symbolgruppen på höger sida av tabellen (s, p, d och f) och kolumnnumren längst ner i tabellen och ignorera de diagonala linjerna mellan dem, kan du dela upp kolumnerna i grupper och lista från botten till toppen. Återigen, ignorera de blocken med alla element överstrukna. Skriv ner kolumngrupperna, börja med kolumnnumret följt av gruppsymbolen, så här: 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p6s (när det gäller erbium).
  • Obs: Ovanstående elektronkonfiguration för Er (erbium) är listad i ordningen med stigande skalnummer. Det kan också skrivas i orbitalernas ordning. Följ bara kaskaderna uppifrån och ner, istället för kolumnerna, om du skriver ner kolumngrupperna: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s4d 5p 6s 4f.
  • 4. Räkna elektronerna i varje orbitalform. Räkna de element som inte är överstrukna i varje kolumngrupp, välj en elektron per element och skriv numret bredvid gruppsymbolerna för varje kolumngrupp, så här: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s. Detta är elektronkonfigurationen för Er (erbium) från vårt exempel.
    5. Känn till de oregelbundna elektronkonfigurationerna. Det finns arton undantag från elektronkonfigurationerna i atomer med den lägsta energinivån, även känd som grundtillståndet. Dessa avviker från den allmänna regeln för de två eller tre sista elektronpositionerna. I dessa fall håller de faktiska elektronkonfigurationerna elektronerna på en lägre energinivå än i en standardkonfiguration för den atomen. De oregelbundna atomerna är:
  • cr(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Obs(..., 4d4, 5sl); mo(..., 4d5, 5sl); ru(..., 4d7, 5sl); Rh(..., 4d8, 5sl); pd(..., 4d10, 5s0); Ag(..., 4d10, 5s1); La(..., 5dl, 6s2); Ce(..., 4f1, 5dl, 6s2); Gd(..., 4f7, 5dl, 6s2); au(..., 5d10, 6sl); ac(..., 6dl, 7s2); tho(..., 6d2, 7s2); pa(..., 5f2, 6dl, 7s2); DU(..., 5f3, 6dl, 7s2); np(..., 5f4, 6d1, 7s2) och centimeter(..., 5f7, 6d1, 7s2).
  • Tips

    • För att hitta atomnumret för en atom när den är skriven i form av en elektronkonfiguration, lägg till alla siffror som kommer efter bokstäverna (s, p, d och f). Detta fungerar bara på en neutral atom, inte en jon, och du måste subtrahera eller lägga till alla elektroner som går förlorade eller adderas.
    • Siffran efter bokstaven är faktiskt i upphöjd, så gör inga misstag om detta med ett test.
    • Det finns inget sådant som "stabiliteten hos en halvfylld" undernivå. Detta är för enkelt. Stabiliteten beror på att varje orbital är upptagen av endast en elektron, så elektron-elektronrepulsion är minimal.
    • Varje atom vill återgå till ett stabilt tillstånd, och de mest stabila konfigurationerna har helt fyllda s och p (s2 och p6) orbitaler. Ädelgaserna har denna konfiguration, det är därför de nästan aldrig är reaktiva och sitter på höger sida av det periodiska systemet. Så om en konfiguration slutar med 3p behöver den bara två elektroner till för att bli stabil (att förlora sex elektroner, inklusive den i s orbital, tar mer energi, så det är lättare att förlora fyra). Och om en konfiguration slutar med 4d behöver den bara förlora tre elektroner till för att komma till ett stabilt tillstånd. Det gäller också att halvfyllda skal (s1, p3, d5..) är mer stabila än till exempel p4 eller p2; s2 och p6 kommer att bli ännu mer stabila.
    • När atomen är en jon betyder det att antalet protoner inte är lika med antalet elektroner. Atomens laddning anges då vanligtvis i det övre högra hörnet av symbolen. Så, en antimonatom med en laddning +2 har en elektronkonfiguration av 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. Observera att 5p har ändrats till 5p. Var medveten om detta om konfigurationen av en oladdad atom slutar på något annat än en s- och p-orbital. Om du tar bort elektroner kan du bara göra detta vid valensorbitaler (s- och p-orbitaler). Så om en konfiguration slutar med 4s 3d, och laddningen av atomen ökar med +2, så ändras konfigurationen så att den slutar med 4s 3d. Kom ihåg att 3dinte förändras, men att s omloppsbana förlorar sina elektroner.
    • Det finns omständigheter där en elektron får en högre nivå. När en orbital bara är en elektron från att vara halv eller full, ta bort en elektron från närmaste s- eller p-orbital och flytta den till den orbital som behöver den elektronen.
    • Du kan också skriva ner ett elements elektronkonfiguration genom att bara skriva ner dess valenskonfiguration, de sista s och p orbital. Så valenskonfigurationen för antimon blir då 5s 5p.
    • Joner är inte samma sak, men mycket svårare. Hoppa över två nivåer och följ sedan samma mönster beroende på var du började och antalet elektroner.

    Оцените, пожалуйста статью