Harici elektronik konfigürasyon nedir?



elektronik konfigürasyon, elektronik yapı olarak da adlandırılan elektronların, atom çekirdeği etrafındaki enerji seviyelerinde düzenlenmesidir..

Eski Bohr atom modeline göre, elektronlar çekirdeğin etrafında, Kuk'a çekirdeğe en yakın ilk katmandan K'ye çekirdeğin en uzağındaki Q'dan yedinci katmana kadar yörüngede birkaç seviye işgal eder..

Daha rafine bir kuantum mekanik modeli açısından, K-Q katmanları, her biri birden fazla elektron çifti tarafından işgal edilemeyen bir dizi yörüngeye bölünmüştür (Encyclopædia Britannica, 2011).

Genel olarak, elektronik konfigürasyon, bir atomun yörüngesini temel durumunda tanımlamak için kullanılır, ancak aynı zamanda, yörüngesindeki elektronların kaybını veya kazancını telafi eden bir katyon veya anyonda iyonize edilmiş bir atomu temsil etmek için de kullanılabilir..

Elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin çoğu, benzersiz elektronik konfigürasyonları ile ilişkilendirilebilir. Değerlik elektronları, en dış katmandaki elektronlar, elementin benzersiz kimyası için belirleyici faktörlerdir..

Elektronik konfigürasyonların temel kavramları

Bir atomun elektronlarını yörüngelere atamadan önce, elektronik yapılandırmaların temel kavramlarına aşina olunmalıdır. Periyodik Tablonun her bir elemanı, protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluşan atomlardan oluşur..

Elektronlar negatif bir yük gösterir ve elektronun% 95 olasılık dahilinde bulunabileceği alanın hacmi olarak tanımlanan elektronun yörüngelerinde atomun çekirdeğinin çevresinde bulunur..

Dört farklı yörünge türü (s, p, d ve f) farklı şekillere sahiptir ve bir yörünge en fazla iki elektron içerebilir. P, d ve f orbitallerinin farklı alt seviyeleri vardır, bu yüzden daha fazla elektron içerebilirler.

Belirtildiği gibi, her bir elemanın elektronik konfigürasyonu periyodik tablodaki konumu için benzersizdir. Enerji seviyesi döneme göre belirlenir ve elektron sayısı elementin atom numarası ile verilir.

Farklı enerji seviyelerindeki yörüngeler birbirine benzer, ancak uzayda farklı alanları işgal eder..

Yörüngeler ve 2'lerin yörüngeleri bir yörüngenin özelliklerine sahiptir (radyal düğümler, küresel hacim olasılıkları, sadece iki elektron içerebilirler, vs.). Ancak farklı enerji seviyelerinde bulundukları için çekirdeğin etrafında farklı alanlar kaplarlar. Her bir yörünge, periyodik tablodaki belirli bloklarla temsil edilebilir..

S bloğu, helyum (Grup 1 ve 2) içeren alkali metallerin bölgesidir, d bloğu, geçiş metalleridir (Grup 3 ila 12), blok p, 13 ila 18 ana gruptaki elementlerdir. Ve f bloğu lantanit ve aktinit serileridir (Faizi, 2016).

Şekil 1: Periyodik tablonun elemanları ve yörüngelerin enerji seviyelerine göre değişen süreleri.

Aufbau Prensibi

Aufbau, "inşa etmek" anlamına gelen Almanca sözcük olan "Aufbauen" den gelmektedir. Temelde, elektron yapılandırmalarını yazarken bir atomdan diğerine geçerken elektron yörüngelerini inşa ediyoruz..

Bir atomun elektronik konfigürasyonunu yazarken, orbitalleri artan atom sayısı sırasına göre dolduracağız.

Aufbau prensibi, bir atomda iki fermiyon (örn. Elektron) olmadığını söyleyen Pauli dışlama ilkesinden kaynaklanır. Aynı kuantum sayılarına sahip olabilirler, bu yüzden daha yüksek enerji seviyelerinde "istiflenmeleri" gerekir..

Elektronların birikmesi, elektron konfigürasyonlarının konusudur (Aufbau İlkesi, 2015).

Kararlı atomlar, çekirdekte protonların yaptığı kadar çok elektrona sahiptir. Elektronlar, Aufbau prensibi olarak adlandırılan dört temel kuralın ardından kuantum yörüngelerinde çekirdeğin etrafında toplanır..

  1. Atomda, aynı dört kuantum sayısını n, l, m ve s paylaşan iki elektron yoktur..
  2. Elektronlar önce en düşük enerji seviyesindeki yörüngeleri işgal edecek.
  3. Elektronlar orbitalleri her zaman aynı döndürme sayısıyla doldurur. Orbitaller dolduğunda başlayacaktır.
  4. Elektronlar, orbitalleri n ve l kuantum sayılarının toplamıyla dolduracaktır. Eşit değerde (n + l) olan orbitaller önce n düşük olanlarla doldurulacaktır..

İkinci ve dördüncü kurallar temelde aynıdır. Kural dört örneği 2p ve 3s yörüngeleri olur.

Bir 2p orbital, n = 2 ve l = 2'dir ve bir 3s orbital, her iki durumda da n = 3 ve l = 1'dir (N + l) = 4'tür, ancak 2p orbital, en düşük enerjiye veya en düşük değere sahiptir ve n'den önce doldurulacaktır. 3s katmanı.

Neyse ki, Şekil 2'de gösterilen Moeller diyagramı elektronları doldurmak için kullanılabilir. Grafik, köşegenleri 1 saniyeden yürüterek okunur..

Şekil 2: Elektronik konfigürasyonun doldurulmasının Moeller diyagramı.

Şekil 2, atomik orbitalleri gösterir ve oklar izlenecek yolu takip eder..

Artık yörüngelerin sırasının dolu olduğu biliniyorsa, geriye kalan tek şey her bir yörüngenin boyutunu ezberlemek.

S orbitallerinin 1 olası m değeri varl 2 elektron içermek

P orbitallerinin 3 olası m değeri vardırl 6 elektron içeren

D orbitalleri 5 olası m değerine sahiptirl 10 elektron içermek

F orbitalleri 7 olası m değerine sahiptirl 14 elektron içeren

Bir elementin sabit bir atomunun elektronik konfigürasyonunu belirlemek için gereken tek şey budur.

Örneğin, azot elementini alın. Azotun yedi protonu ve dolayısıyla yedi elektronu vardır. İlk dolduran yörünge 1s orbitaldir.

Bir orbitalde iki elektron vardır, bu yüzden kalan beş elektron vardır. Bir sonraki yörünge, 2'ler yörüngesidir ve bir sonraki ikisini içerir. Son üç elektron, altı elektron içerebilen 2p orbitaline gidecektir (Helmenstine, 2017).

Harici elektronik konfigürasyonun önemi

Elektron konfigürasyonları atomların özelliklerini belirlemede önemli bir rol oynar.

Aynı grubun tüm atomları, atom numarası n hariç, aynı harici elektronik konfigürasyona sahiptir, bu yüzden benzer kimyasal özelliklere sahiptirler..

Atomik özellikleri etkileyen kilit faktörlerin bazıları, en büyük işgal edilen yörüngelerin büyüklüğünü, yüksek enerjili yörüngelerin enerjisini, yörünge boşluğunun sayısını ve daha yüksek enerjili yörüngelerde bulunan elektronların sayısını (Elektron Yapılandırmaları ve Atomların Özellikleri, SF).

Atomik özelliklerin çoğu, çekirdeğe daha harici elektronlar arasındaki çekim derecesi ve en dıştaki elektron katmanındaki elektronların sayısı, değerlik elektronlarının sayısı ile ilgili olabilir..

Dış katmanın elektronları, kovalent kimyasal bağlar oluşturabilenler, katyonlar veya anyonlar oluşturmak için iyonlaşma yeteneğine sahip olanlar ve kimyasal elementlere oksidasyon durumu verenlerdir (Khan, 2014)..

Ayrıca atomik yarıçapı belirleyeceklerdir. N büyüdükçe, atom yarıçapı artar. Bir atom bir elektronu kaybettiğinde, çekirdek etrafındaki negatif yükün azalmasından dolayı atom yarıçapının bir daralması olacaktır..

Dış tabakanın elektronları, moleküllerin özelliklerini ve bağların hibritleşmelerini elde etmek için değerlik bağ teorisi, kristal alan teorisi ve moleküler yörünge teorisi tarafından dikkate alınanlardır (Bozeman Science, 2013)..

referanslar

  1. Aufbau Prensibi. (2015, 3 Haziran). Chem.libretexts'den alındı: chem.libretexts.org.
  2. Bozeman Bilimi. (2013, Agoto 4). Elektron Yapılandırması. Youtube'dan alınmıştır: youtube.com.
  3. Elektron Konfigürasyonları ve Atomların Özellikleri. (S.F.). Oneonta.edu'dan alınmıştır: oneonta.edu.
  4. Ansiklopedi Britannica. (2011, 7 Eylül). Elektronik yapılandırma. Britannica'dan alınan: britannica.com.
  5. Faizi, S. (2016, 12 Temmuz). Elektronik Konfigürasyonlar. Chem.libretexts'ten: chem.libretexts.org.
  6. Helmenstine, T. (2017, 7 Mart). Aufbau Prensibi - Elektronik Yapı ve Aufbau Prensibi. Thoughtco'dan alınan: thoughtco.com.
  7. Khan, S. (2014, 8 Haziran). Değerlik elektronları ve bağlanma. Khanacademy'den alınmıştır: khanacademy.org.