Moeller-diagram az összetételében és a gyakorlatok megoldásában

az Moeller diagram vagy eső módszer egy grafikus és mnemonikus módszer a Madelung szabályának megismerésére; azaz az elem elektronikus konfigurációjának írása. Jellemzője, hogy az orbitaoszlopok átlói nyomon követhetők, és a nyíl irányát követve a megfelelő sorrendet hozzák létre egy atomhoz.

A világ egyes részein a Moeller-diagram is ismert eső módszer. Ezen keresztül egy sorrend határoz meg az orbiták kitöltésekor, amelyeket szintén a három kvantumszám határoz meg n, l és ml.

A felső képen egy egyszerű Moeller-diagram látható. Minden oszlop megfelel a különböző orbitáknak: s, p, d és f, a megfelelő energiaszinttel. Az első nyíl azt jelzi, hogy bármely atom kitöltése az 1s orbitával kezdődik.

Így a következő nyílnak a 2s orbitálissal kell kezdődnie, majd a 2p-vel a 3s orbitán keresztül. Ily módon, mintha eső lenne, az orbitákat és az általa tartott elektronok számát rögzítik (4l+2).

A Moeller diagram bemutatja az elektronikus konfigurációkat tanulók számára.

index

• 1 Mi a Moeller-diagram?
  • 1.1 Madelung szabály
  • 1.2 A követendő lépések
• 2 A gyakorlatok megoldása
  • 2.1 Berillium
  • 2.2 Foszfor
  • 2.3 Cirkónium 
  • 2.4 Iridium
  • 2.5 Kivételek a Moeller-diagramtól és a Madelung-szabálytól
• 3 Referenciák

Mi a Moeller-diagram?

Madelung szabálya

Mivel a Moeller-diagram a Madelung-szabály grafikus ábrázolásából áll, meg kell tudni, hogy az utóbbi hogyan működik. A pályák kitöltése a következő két szabálynak kell megfelelnie:

-A legalacsonyabb értékekkel rendelkező orbiták n+l először töltenek fel, lény n a fő kvantumszám és l Orbitális szögmozgás Például a 3d orbitális megfelel n= 3 és l= 2, ezért, n+l= 3 + 2 = 5; míg a 4s-es pálya megfelel n= 4 és l= 0, és n+l= 4 + 0 = 4. A fentiekből kitűnik, hogy az elektronok először a 4-es pályákat töltik be, mint a 3d-t.

-Ha két orbita értéke azonos n+l, az elektronok először a legalacsonyabb értékkel rendelkeznek n. Például a 3d pálya értéke n+l= 5, mint a 4p orbitális (4 + 1 = 5); de mivel a 3d értéke a legalacsonyabb n, először kitölti a 4p-t.

A két korábbi megfigyelésből az alábbi sorrendet érheti el: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Ugyanezen lépések követése a különböző értékeknél n+l minden orbitálisnál más atomok elektronikus konfigurációit kapjuk; melyet viszont a Moeller-diagram grafikusan is meghatározhat.

A követendő lépések

Madelung szabálya meghatározza a képletet n+l, az elektronikus konfiguráció „élesíthető”. Azonban, ahogy már említettük, a Moeller-diagram már ezt grafikusan mutatja; csak kövesse az oszlopokat, és lépésről lépésre rajzoljon átlósan.

Hogyan kezdjük az atom elektronikus konfigurációját? Ehhez először meg kell ismernie az atomi számát, amely egy semleges atom definíciója szerint megegyezik az elektronok számával.

Így Z-vel kapja meg az elektronok számát, és ezzel szem előtt tartva a Moeller-diagram segítségével elkezdi az átlót rajzolni.

A pályák két elektron elhelyezésére képesek (a 4. képlet alkalmazásával)l+2), a p hat elektron, a tíz és a tizennégy. Megáll az orbitális pályán, ahol elfoglalták a Z utolsó utolsó elektronját.

A további tisztázás érdekében az alábbiakban egy sor megoldott gyakorlat szerepel.

Megoldott gyakorlatok

berillium

A periódusos táblázatot használva a berillium elem a Z = 4; azaz négy elektronját az orbitákban kell elhelyezni.

Az 1s orbitál a Moeller-diagram első nyílával kezdve két elektronot foglal el: 1s²; ezt követi a 2s-es pálya, két további elektron pedig összesen 4-et ad: 2s².

Ezért a berillium elektronikus konfigurációja [Be] -ként kifejezve 1 s²2s². Ne feledje, hogy a felső index összege megegyezik az összes elektron számával.

foszfor

A foszforelemnek Z = 15 van, ezért összesen 15 elektronja van, amelyeknek az orbitákat kell elfoglalniuk. Ha előre szeretne lépni, azonnal elkezdi az 1s konfigurációt²2s², amely 4 elektront tartalmaz. Ezután 9 további elektron hiányzik.

A 2s-es pálya után a következő nyíl "belép" a 2p-es pályán keresztül, végül a 3s-os pályára esik. Mivel a 2p orbitálok 6 elektronot és 3s 2 elektronot foglalhatnak el: 1s²2s²2p⁶3S².

Még három elektron hiányzik, amelyek a Moeller-diagram szerint az alábbi 3p pályát foglalják el: 1s²2s²2p⁶3S²3p³, elektronikus foszforkonfiguráció [P].

cirkónium

A cirkónium elemnek Z = 40 értéke van. Útvonal rövidítése 1s konfigurációval²2s²2p⁶3S²3p⁶, 18 elektronnal (az argon nemesgázzal) 22 elektron hiányzik. A 3p orbita után a Moeller-diagram szerint a következőek a 4s, 3d, 4p és 5s orbiták..

Teljesen kitölti őket, azaz 4-es², 3d¹⁰, 4p⁶ és 5s², összesen 20 elektront adunk hozzá. A fennmaradó 2 elektron tehát a következő orbitában van: 4d. Így a cirkónium [Zr] elektronikus konfigurációja: 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d².

irídium

Iridiumnak Z = 77 van, így 37 további elektronja van a cirkónium tekintetében. [Cd] -től, azaz 1-től kezdődően²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰, 29 elektront kell hozzáadni a Moeller-diagram következő orbitáinál.

Az új diagonálok nyomon követése az új pályák: 5p, 6s, 4f és 5d. Az első három pálya kitöltése teljesen megvan: 5p⁶, 6s² és 4f¹⁴, összesen 22 elektront adni.

Tehát hiányzik a 7 elektron, amelyek az 5d: 1s pályán vannak²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Az előző az iridium, [Go] elektronikus konfigurációja. Ne feledje, hogy 6s orbiták² és 5d⁷ ezek vastag betűvel jelennek meg, jelezve, hogy ezek megfelelnek ennek a fémnek a valens rétegével.

Kivételek a Moeller-diagramtól és a Madelung-szabálytól

A periódusos rendszerben sok elem van, amelyek nem engedelmeskednek a most ismertetetteknek. Elektronikus konfigurációik kísérletileg különböznek a kvantum okok miatt előre jelzettektől.

Az ilyen eltéréseket bemutató elemek között a króm (Z = 24), a réz (Z = 29), az ezüst (Z = 47), a ródium (Z = 45), a cérium (Z = 58), a niobium (Z = 41) és még sok más.

A d és f orbiták kitöltésekor a kivételek nagyon gyakoriak. Például a krómnak 4s-os valencia konfigurációval kell rendelkeznie²3d⁴ Moeller diagramja és Madelung szabálya szerint, de valójában 4-es¹3d⁵.

Végül, és végül, az ezüst valens konfigurációja 5s legyen²4d⁹; de valójában 5-ös¹4d¹⁰.

referenciák

1. Gavira J. Vallejo M. (2013. augusztus 6.). Kivételek a Madelung-szabálytól és a Moeller-diagramtól a kémiai elemek elektronikus konfigurációjában. Visszatérve: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Mi az elektronikus konfiguráció? Lap forrása: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Moeller diagram. Lap forrása: en.wikipedia.org
4. Fajankók. (2018). Hogyan ábrázolhatjuk az elektronokat egy energiaszint diagramban. A lap eredeti címe: dummies.com
5. R. hajó (2016). Az elektronállamok kitöltésének sorrendje. A lap eredeti címe: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu