Részvény:
Mi a Spectral Notation?
az spektrális jelölés vagyaz elektronikus konfiguráció az elektronok elrendezése az energiaszintek körül egy atom magja körül.
A kifinomultabb kvantummechanikai modellek alapján a K-Q rétegek orbitális csoportokba vannak osztva, amelyek mindegyike nem több, mint egy pár elektron (Encyclopædia Britannica, 2011).
Általában az elektronikus konfigurációt egy atom orbitáinak leírására használják a föld állapotában, de azt is használhatjuk, hogy egy kationban vagy anionban ionizált iont reprezentáljon, kompenzálva az elektronok elvesztését vagy nyereségét a megfelelő orbitáikban..
Az elemek sok fizikai és kémiai tulajdonsága korrelálható az egyedi elektronikus konfigurációikkal.
A valens elektronok, az elektronok a legkülső rétegben az elem egyedülálló kémia meghatározó tényezője (elektronkonfigurációk és az Atom tulajdonságai, S.F.).
Amikor az atomok legkülső rétegében lévő elektronok valamilyen energiát kapnak, magasabb energiájú rétegekre mozognak. Így a K-rétegben lévő elektron egy magasabb energiájú állapotban kerül az L-rétegbe.
Amikor az elektron visszatér a talajállapotába, az az elektromágneses spektrum (fény) kibocsátásával felszívott energiát szabadítja fel. Mivel minden atomnak van egy specifikus elektronikus konfigurációja, egy olyan specifikus spektrummal is rendelkezik, amelyet az abszorpciós (vagy emissziós) spektrumnak nevezünk..
Ezért a spektrális jelölés kifejezést az elektronikus konfigurációra (Spectroscopic Notation, S.F.) használjuk..
Hogyan határozzuk meg a spektrális jelölést: kvantumszámokat
Összesen négy kvantumszámot használunk az atomon belüli elektronok mozgásának és pályáinak teljes leírására.
Az atomokban lévő összes elektron összes kvantumszámának kombinációját a Schrödinger egyenletnek megfelelő hullámfüggvény írja le. Minden atomnak egy atomja egyedülálló kvantumszámot tartalmaz.
A Pauli Kizárási Elve szerint a két elektron nem oszthatja meg ugyanazt a négy kvantumszám kombinációját.
A kvantumszámok fontosak, mert felhasználhatók egy atom elektronikus konfigurációjának meghatározására és az atomok elektronjainak valószínű elhelyezkedésére.
A kvantumszámokat az atomok egyéb jellemzőinek, például ionizációs energia és atom sugár meghatározására is használják.
A kvantumszámok specifikus héjakat, alrétegeket, pályákat és elektronfordulatokat jelölnek.
Ez azt jelenti, hogy egy atomban egy elektron jellemzőit teljesen leírják, azaz minden egyes egyedi megoldást a Schrödinger egyenletre, vagy az atomok hullámfüggvényére írják le.
Összesen négy kvantumszám van: a fő kvantumszám (n), az orbitális szögmozgás kvantumszáma (l), a mágneses kvantumszám (ml) és az elektron spinjének kvantumszáma (ms).
A fő kvantumszám, nn, egy elektron energiáját és az elektron legmagasabb távolságát írja le. Más szóval, az orbitális méretre és az elektron szintjének energiaszintjére utal.
Az alrétegek száma, vagy ll, az orbitális alakot írja le. Használható a szögcsomópontok számának meghatározására is.
A mágneses kvantumszám, ml, az alréteg energiaszintjeit írja le, és az ms az elektronon lévő centrifugálásra utal, amely felfelé vagy lefelé lehet (Anastasiya Kamenko, 2017).
Aufbau alapelve
Aufbau a német "Aufbauen" szóból származik, ami "építeni". Lényegében az elektronkonfigurációk írásakor elektron-orbitákat építünk, amikor egyik atomról a másikra mozogunk.
Amikor egy atom elektronikus konfigurációját írjuk, az orbitákat az atomi szám növekvő sorrendjében töltjük be.
Aufbau elve Pauli kizárási elvéből származik, amely szerint az atomban nincs két fermion (pl. Elektron)..
Lehet, hogy ugyanolyan kvantumszámúak lesznek, így magasabb energiaszinteken kell „egymásra rakni”. Az elektronok felhalmozódása az elektronkonfigurációk tárgya (Aufbau-elv, 2015).
A stabil atomok annyi elektronot tartalmaznak, mint a protonok a magban. Az elektronok kvantum-orbitákban összegyűlnek a mag körül négy alapvető szabályt, az Aufbau-elvet.
- Az atomban nincsenek két elektron, amelyek ugyanazt a négy kvantumszámot tartalmazzák n, l, m és s.
- Az elektronok először a legalacsonyabb energiaszint orbitáit foglalják el.
- Az elektronok mindig kitöltik az orbitákat azonos centrifugálási számmal. Amikor az orbiták tele vannak, elkezdődik.
- Az elektronok kitölti az orbitákat az n és l kvantumszámok összegével. Az (n + l) egyenlő értékű orbitákat először n alacsonyabb értékekkel kell kitölteni.
A második és a negyedik szabály alapvetően megegyezik. A négy szabály egyik példája a 2p és a 3s orbiták.
A 2p orbitális n = 2 és l = 2 és a 3s orbitális értéke n = 3 és l = 1. (N + l) = 4 mindkét esetben, de a 2p orbitálisnak van a legalacsonyabb energiája vagy legalacsonyabb értéke n, és kitöltjük a 3s réteg.
Szerencsére a 2. ábrán látható Moeller-diagram az elektronok kitöltésére használható. A grafikon az 1-es diagonálok végrehajtásával olvasható.
A 2. ábra az atomi orbitákat mutatja, és a nyilak követik az utat.
Most, hogy tudjuk, hogy az orbiták sorrendje tele van, az egyetlen dolog az, hogy az orbiták méretét emlékezzük meg.
Az S pályáknak 1 lehetséges értéke ml 2 elektront tartalmaz
A P pályáknak 3 lehetséges értéke ml 6 elektront tartalmaz
A D pályák 5 lehetséges értékkel rendelkeznekl 10 elektront tartalmaz
Az F orbitáknak 7 lehetséges értéke ml 14 elektront tartalmaz
Ez minden, ami egy elem stabil atomjának elektronikus konfigurációjának meghatározásához szükséges.
Vegyük például a nitrogén elemet. A nitrogénnek hét protonja van, és így hét elektronja van. Az első kitöltendő pálya az 1s orbitális. Az orbitán két elektron van, így öt elektron maradt.
A következő orbitális a 2s orbitális és a következő kettőt tartalmazza. A három utolsó elektron a 2p-es pályára megy, amely legfeljebb hat elektront tartalmazhat (Helmenstine, 2017).
Hund szabályok
Az Aufbau szekció arról beszélt, hogy az elektronok hogyan töltik meg először az alacsonyabb energiájú orbitákat, majd csak az alacsonyabb energiájú orbiták teljes betöltése után lépnek fel a magasabb energiapályákra..
Ennek a szabálynak azonban problémája van. Természetesen az 1-es orbitákat a 2-es orbiták előtt kell kitölteni, mert az 1-es orbiták n értéke kisebb, és ennélfogva alacsonyabb energiája van..
És a három különböző 2p pálya? Milyen sorrendben kell kitölteni őket? A válasz erre a kérdésre a Hund-szabályra vonatkozik.
A Hund szabálya szerint:
- Minden pálya egy alszintben egyénileg elfoglalva van, mielőtt bármelyik orbitát kétszeresen elfoglalták.
- Minden egyénileg elfoglalt orbitában lévő elektron ugyanolyan centrifugával rendelkezik (a teljes centrifugálás maximalizálása érdekében).
Amikor az elektronok orbitákhoz vannak rendelve, az elektronok először a hasonló energiájú orbitákat töltik be (más néven degenerált orbitáknak), mielőtt egy másik elektronral párosulnának egy félig teljes pályán.
A föld állapotában lévő atomok hajlamosak a lehető legtöbb páratlan elektronra. A folyamat vizualizálásakor mérlegelje, hogy az elektronok hogyan viselkednek ugyanolyan viselkedéssel, mint a mágnesek azonos pólusai, ha kapcsolatba kerülnek.
Amikor a negatív töltésű elektronok kitöltik az orbitákat, először megpróbálnak minél messzebbre jutni egymástól, mielőtt párosodnának (Hund szabályai, 2015).
referenciák
- Anastasiya Kamenko, T. E. (2017. március 24.). Quantum számok. A kem.libretexts.org-ból származik.
- Aufbau-elv. (2015, június 3.). A kem.libretexts.org-ból származik.
- Elektronkonfigurációk és az atomok tulajdonságai. (S. F.). Az oneonta.edu-ból származik.
- Encyclopædia Britannica. (2011, szeptember 7). Elektronikus konfiguráció. A britannica.com-ból visszanyert.
- Helmenstine, T. (2017, március 7). Az Aufbau-elv - Elektronikus szerkezet és az Aufbau-alapelv. A gondolat.hu-ból származik.
- Hund szabályai. (2015. július 18.). A kem.libretexts.org-ból származik.
- Spektroszkópos jelölés. (S. F.). A bcs.whfreeman.com webhelyről származik.