Jinsi ya Kuandika Mipangilio ya Elektroni kwa Atomu za Vipengele Mbalimbali

2024 Mwandishi: Jason Gerald | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-15 08:24

Usanidi wa elektroni ya atomi ni uwakilishi wa nambari wa mizunguko ya elektroni. Mzunguko wa elektroni ni mikoa tofauti karibu na kiini cha atomiki, ambapo elektroni kawaida huwa. Usanidi wa elektroni unaweza kumweleza msomaji juu ya idadi ya mizunguko ya elektroni ambayo chembe ina, pamoja na idadi ya elektroni zinazokaa kila obiti. Mara tu utakapoelewa kanuni za msingi nyuma ya usanidi wa elektroni, utaweza kuandika usanidi wako mwenyewe na kushughulikia mitihani yako ya kemia kwa ujasiri.

Hatua

Njia ya 1 ya 2: Kuamua Elektroni Kupitia Jedwali la Upimaji

Hatua ya 1. Pata nambari yako ya atomiki

Kila chembe ina idadi maalum ya elektroni. Pata alama ya kemikali ya atomi yako kwenye jedwali la upimaji hapo juu. Nambari ya atomiki ni nambari nzuri kuanzia 1 (kwa hidrojeni) na kuongezeka kwa 1 kila wakati kwa atomi zinazofuata. Nambari hii ya atomiki pia ni idadi ya protoni kwenye atomi - kwa hivyo inawakilisha pia idadi ya elektroni kwenye atomi iliyo na sifuri.

Hatua ya 2. Tambua yaliyomo kwenye atomiki

Atomi zilizo na maudhui ya sifuri zitakuwa na idadi kamili ya elektroni zilizoorodheshwa kwenye jedwali la upimaji hapo juu. Walakini, chembe iliyo na yaliyomo itakuwa na idadi kubwa au ya chini ya elektroni, kulingana na saizi ya yaliyomo. Ikiwa unashughulika na yaliyomo kwenye atomiki, ongeza au ongeza elektroni: ongeza elektroni moja kwa kila malipo hasi na toa moja kwa kila malipo mazuri.

Kwa mfano, chembe ya sodiamu iliyo na -1 itakuwa na elektroni ya ziada pamoja na nambari yake ya msingi ya atomiki, ambayo ni 11. Kwa hivyo chembe hii ya sodiamu itakuwa na jumla ya elektroni 12

Hatua ya 3. Hifadhi orodha ya mizunguko ya kawaida kwenye kumbukumbu yako

Wakati chembe inapata elektroni, inajaza mizunguko tofauti kwa mpangilio maalum. Kila seti ya mizunguko hii, ikishikwa kikamilifu, itakuwa na idadi hata ya elektroni. Seti za mizunguko hii ni:

Seti ya obiti (idadi yoyote katika usanidi wa elektroni ikifuatiwa na "s") inajumuisha obiti moja, na, kulingana na Kanuni ya Kutengwa ya Pauli, obiti moja inaweza kujumuisha upeo wa elektroni 2, kwa hivyo kila seti ya s obiti vyenye elektroni 2.
Seti ya orbital ina mizunguko 3, na inaweza kujumuisha jumla ya elektroni 6.
Seti ya orbital ina mizunguko 5, kwa hivyo seti hii inaweza kujumuisha elektroni 10.
Seti ya orbital ina mizunguko 7, kwa hivyo inaweza kujumuisha elektroni 14.

Hatua ya 4. Kuelewa notation ya usanidi wa elektroni

Usanidi wa elektroni umeandikwa kwa njia ambayo inaonyesha wazi idadi ya elektroni kwenye atomi na kila obiti. Kila obiti imeandikwa kwa mtiririko huo, na idadi ya elektroni katika kila obiti imeandikwa kwa herufi ndogo na katika nafasi ya juu (superscript) kulia kwa jina la obiti. Usanidi wa mwisho wa elektroni ni mkusanyiko wa data kwenye majina ya obiti na maandishi ya juu.

Kwa mfano, hapa kuna usanidi rahisi wa elektroni: 1s² 2s² 2p⁶. Usanidi huu unaonyesha kuwa kuna elektroni mbili katika seti ya orbital ya 1s, elektroni mbili katika seti ya orbital ya 2s, na elektroni sita katika seti ya 2p ya orbital. 2 + 2 + 6 = elektroni 10. Usanidi huu wa elektroni unatumika kwa atomi za neon ambazo hazina yaliyomo (idadi ya atomiki ya neon ni 10.)

Hatua ya 5. Kumbuka mpangilio wa mizunguko

Kumbuka kuwa ingawa seti ya mizunguko imehesabiwa kulingana na idadi ya tabaka za elektroni, mizunguko imeamriwa kulingana na nguvu zao. Kwa mfano, 4s² zenye kiwango cha chini cha nishati (au inayoweza kuwa tete zaidi) kuliko chembe ya 3d¹⁰ ambayo imejazwa kidogo au kamili, kwa hivyo safu ya 4 imeandikwa kwanza. Mara tu unapojua mpangilio wa mizunguko, unaweza kuzijaza kulingana na idadi ya elektroni katika kila chembe. Utaratibu wa kujaza mizunguko ni kama ifuatavyo: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.

Usanidi wa elektroni kwa atomi na kila obiti iliyojazwa kabisa itaonekana kama hii: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰7p⁶8s²
Orodha hapo juu, ikiwa tabaka zote zitajazwa, itakuwa usanidi wa elektroni kwa Uuo (Ununoctium), 118, ambayo ni atomi yenye nambari kubwa zaidi kwenye jedwali la upimaji - kwa hivyo usanidi huu wa elektroni una tabaka zote za elektroni zinazojulikana kuwa ziko katika atomi ya upande wowote.

Hatua ya 6. Jaza mizunguko kulingana na idadi ya elektroni kwenye atomu yako

Kwa mfano, ikiwa tunataka kuandika usanidi wa elektroni kwa chembe ya kalsiamu bila yaliyomo, tutaanza kwa kuamua idadi ya atomi ya kalsiamu kwenye jedwali la upimaji. Nambari ni 20, kwa hivyo tutaandika usanidi wa atomi na elektroni 20 kwa mpangilio hapo juu.

Jaza mizunguko kufuatia mlolongo hapo juu mpaka utafikia jumla ya elektroni 20. Mzunguko wa 1 una elektroni mbili, 2s obiti mbili, 2p obiti sita, obiti 3s mbili, 3p obiti sita, na 4s obiti mbili (2 + 2 + 6 + 2 +6 + 2 = 20.) Kwa hivyo, usanidi wa elektroni ya kalsiamu ni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
Kumbuka: Viwango vya Nishati hubadilika kadiri obiti yako inavyozidi kuwa kubwa. Kwa mfano, utakapofikia kiwango cha nne cha nishati, basi 4s watakuwa wa kwanza, basi 3d. Baada ya kiwango cha nne cha nishati, utaenda kwa kiwango cha 5 ambapo agizo linarudi mwanzoni. Hii hufanyika tu baada ya kiwango cha 3 cha nishati.

Hatua ya 7. Tumia jedwali la vipindi kama njia yako ya mkato ya kuona

Labda umegundua kuwa sura ya jedwali la upimaji inawakilisha mpangilio wa seti ya mizunguko katika usanidi wa elektroni. Kwa mfano, atomi kwenye safu ya pili kutoka kushoto daima huishia "s²", atomi zilizo katika mkoa wa mkono wa kulia wa kituo chembamba kila wakati huishia" d¹⁰.

Hasa, nguzo mbili za kushoto zinawakilisha atomi zilizo na usanidi wa elektroni unaomalizika kwa s, nusu ya kulia ya jedwali inawakilisha atomi zilizo na usanidi wa elektroni zinazoishia s orbits, sehemu za kati zinawakilisha atomi zinazoishia kwa d, na nusu ya chini ya atomi zinazoishia d obiti.. obiti f.
Kwa mfano, unapotaka kuandika usanidi wa elektroni kwa klorini, fikiria: "Atomu hii iko katika safu ya tatu (au" kipindi ") cha jedwali la vipindi. Pia iko kwenye safu ya tano ya kizuizi cha p-obiti ya Jedwali la vipindi. Kwa hivyo, usanidi elektroni itaishia na… 3p⁵
Tahadhari - d na f mkoa wa orbital kwenye meza huwakilisha viwango tofauti vya nishati na safu ambayo ziko. Kwa mfano, safu ya kwanza ya vizuizi vya orbital inawakilisha mizunguko 3d ingawa iko katika kipindi cha 4, wakati safu ya kwanza ya f inawakilisha inawakilisha mizunguko ya 4f ingawa iko katika kipindi cha 6.

Hatua ya 8. Jifunze jinsi ya kuandika haraka usanidi wa elektroni

Atomi zilizo upande wa kulia wa jedwali la upimaji zinaitwa gesi nzuri. Vipengele hivi ni vya kemikali sana. Ili kufupisha mchakato mrefu wa kuandika mazungumzo ya elektroni, andika alama ya kemikali ya kipengee cha gesi kilicho karibu zaidi ambacho kina elektroni chache kuliko atomi kwenye mabano yako, kisha endelea na usanidi wa elektroni kwa seti ya mizunguko inayofuata. Tazama mfano hapa chini:

Ili iwe rahisi kwako kuelewa dhana hii, muundo wa mfano umetolewa. Wacha tuandike usanidi wa Zinc (na nambari ya atomiki 30) kwa kutumia njia nzuri ya haraka ya gesi. Usanidi wa jumla wa elektroni ya Zinc ni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Walakini, kumbuka kuwa 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ usanidi wa Argon, gesi nzuri. Badilisha sehemu hii ya nukuu ya elektroni ya Zinc na alama ya kemikali Argon kwenye mabano ([Ar].)
Kwa hivyo, usanidi wa elektroni wa Zinc unaweza kuandikwa haraka kama [Ar] 4s² 3d¹⁰.

Njia 2 ya 2: Kutumia Jedwali la Upimaji la ADOMAH

Hatua ya 1. Elewa Jedwali la Vipindi vya ADOMAH

Njia hii ya kuandika usanidi wa elektroni haiitaji wewe kukariri. Walakini, inahitajika kupanga upya jedwali la upimaji, kwa sababu katika jedwali la jadi la vipindi, kuanzia safu ya nne, nambari ya kipindi haiwakilishi safu ya elektroni. Tafuta Jedwali la Upimaji la ADOMAH, ambayo ni meza ya mara kwa mara iliyoundwa na mwanasayansi Valery Tsimmerman. Unaweza kuipata kwa urahisi kupitia utaftaji mkondoni.

Katika Jedwali la Upimaji la ADOMAH, safu zenye usawa zinawakilisha vikundi vya vitu, kama vile halojeni, gesi dhaifu, metali za alkali, ardhi za alkali, nk. Safu wima zinawakilisha tabaka za elektroni na zinaitwa "kasino" (mistari ya diagonal inayounganisha s, p, d na f) ambayo inalingana na kipindi hicho.
Heliamu huhamishwa karibu na Hydrojeni, kwa sababu zote mbili zina mizunguko ya 1s. Vipindi kadhaa (s, p, d na f) vinaonyeshwa upande wa kulia na nambari za safu ziko chini. Vipengele vinaonyeshwa kwenye masanduku ya mstatili yaliyohesabiwa kutoka 1 hadi 120. Nambari hizi ni nambari za kawaida za atomiki zinazowakilisha jumla ya idadi ya elektroni katika atomi ya upande wowote.

Hatua ya 2. Pata chembe yako kwenye jedwali la ADOMAH

Kuandika usanidi wa elektroni ya kipengee, tafuta alama yake kwenye Jedwali la Upimaji la ADOMAH na uvuke vitu vyote na idadi kubwa ya atomiki. Kwa mfano, ikiwa unataka kuandika usanidi wa elektroni ya Erbium (68), toa vipengee 69 hadi 120.

Angalia nambari 1 hadi 8 chini ya meza. Nambari hizi ni nambari za safu ya elektroni, au nambari za safu. Puuza safuwima zilizo na vitu tu ambavyo umevuka. Kwa Erbium, safu zilizobaki ni nambari za safu 1, 2, 3, 4, 5 na 6

Hatua ya 3. Hesabu seti zako za atomi zenye mwisho

Kwa kuangalia alama za kuzuia upande wa kulia wa meza (s, p, d, na f) na nambari za safu chini ya meza na kupuuza mistari ya ulalo kati ya vizuizi, gawanya nguzo hizo kuwa nguzo. na uziandike kwa mpangilio kutoka chini hadi juu. Tena, puuza vizuizi vya safu ambayo ni pamoja na vitu vyote vilivyovuka. Andika mwanzo wa safu-wima ukianza na nambari ya safu kisha ufuate alama ya kuzuia, kama hii: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (katika kesi ya Erbium).

Kumbuka: Usanidi wa elektroni wa Er hapo juu umeandikwa kwa mpangilio wa idadi ya safu. Unaweza pia kuandika kwa mpangilio ambao mizunguko imejazwa. Fuata mpororo kutoka juu hadi chini (sio nguzo) unapoandika safu-safu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹².

Hatua ya 4. Hesabu elektroni katika kila seti ya mizunguko

Hesabu vitu visivyovuliwa katika kila safu-kizuizi, ingiza elektroni moja kwa kila kipengee, kisha andika nambari baada ya alama ya kuzuia kwa kila safu-safu, kama hii: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹² 5s² 5p⁶ 6s². Katika mfano wetu, hii ndio usanidi wa elektroni ya Erbium.

Hatua ya 5. Jua usanidi wa elektroni usiofaa

Kuna tofauti kumi na nane kwa usanidi wa elektroni kwa atomi zilizo na kiwango cha chini kabisa cha nishati, au kile kinachojulikana kama kiwango cha msingi. Isipokuwa hii inavunja sheria ya jumla katika nafasi za elektroni mbili hadi tatu zilizopita. Katika hali kama hiyo, usanidi halisi wa elektroni huweka elektroni katika hali ya chini ya nishati kuliko usanidi wa kiwango cha atomi. Hizi atomi zisizofaa ni:

Kr (…, 3d5, 4s1); Cu (…, 3d10, 4s1); Nb (…, 4d4, 5s1); Mo (…, 4d5, 5s1); Ru (…, 4d7, 5s1); Rh (…, 4d8, 5s1); Pd (…, 4d10, 5s0); Ag (…, 4d10, 5s1); La (…, 5d1, 6s2); Ce (…, 4f1, 5d1, 6s2); M-ngu (…, 4f7, 5d1, 6s2); Au (…, 5d10, 6s1); Kiyoyozi (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) na sentimita (…, 5f7, 6d1, 7s2).

Vidokezo

Wakati atomi ni ioni, hii inamaanisha kuwa idadi ya protoni hazilingani na idadi ya elektroni. Yaliyomo ya atomiki (kawaida) yataonyeshwa kwenye kona ya juu kulia ya ishara ya kemikali. Kwa hivyo, atomi ya antimoni na yaliyomo +2 itakuwa na usanidi wa elektroni wa 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p¹. Kumbuka kuwa 5p³ imebadilishwa kuwa 5p¹. Kuwa mwangalifu wakati usanidi wa elektroni unamalizika kwa obiti zaidi ya seti ya s na p orbits.

Unapoondoa elektroni, unaweza kuiondoa tu kutoka kwa obiti yake ya valence (s na p obiti). Kwa hivyo ikiwa usanidi utaisha kwa 4s² 3d⁷, na chembe hupata yaliyomo +2, basi usanidi utabadilika hadi kuishia kwa 4s⁰ 3d⁷. Kumbuka kuwa 3d⁷Hapana mabadiliko, hata hivyo, ob obiti ya elektroni imepotea.
Kila chembe inataka kuwa thabiti, na mipangilio thabiti zaidi itakuwa na seti kamili ya s na p orbits (s2 na p6). Gesi zinaanza kuwa na usanidi huu, ndiyo sababu huwa tendaji mara chache na ziko upande wa kulia wa jedwali la upimaji. Kwa hivyo ikiwa usanidi utaisha na 3p⁴, kwa hivyo usanidi huu unahitaji elektroni mbili za ziada tu kuwa imara (kuondoa sita, pamoja na elektroni katika seti ya orbital, inahitaji nguvu zaidi, kwa hivyo kuondoa nne ni rahisi kufanya). Na usanidi ukiisha saa 4d³, basi usanidi huu unahitaji tu kupoteza elektroni tatu kufikia hali thabiti. Pia, tabaka zilizo na yaliyomo nusu (s1, p3, d5..) ni thabiti zaidi kuliko (kwa mfano) p4 au p2; Walakini, s2 na p6 zitakuwa imara zaidi.
Hakuna kitu kama vile usawa wa "nusu ya yaliyomo". Hii ni kurahisisha. Mizani yote inayohusishwa na sublevels "zilizojazwa nusu" inategemea ukweli kwamba kila obiti ina elektroni moja tu, ili kuchukiza kati ya elektroni kupunguzwe.
Unaweza pia kuandika usanidi wa elektroni ya kitu kwa kuandika tu usanidi wake wa valence, i.e.seti ya mwisho ya s na p orbits. Kwa hivyo, usanidi wa valence ya atomi ya antimoni itakuwa 5s² 5p³.
Vivyo hivyo sio kweli kwa ioni. Ions ni ngumu zaidi kuandika. Ruka viwango viwili na ufuate muundo sawa, kulingana na mahali unapoanza kuandika, kulingana na kiwango cha juu au cha chini cha idadi ya elektroni.
Ili kupata nambari ya atomiki ikiwa iko katika muundo wa usanidi wa elektroni, ongeza nambari zote zinazofuata herufi (s, p, d, na f). Kanuni hii inatumika tu kwa atomi za upande wowote, ikiwa chembe hii ni ioni, lazima uongeze au uondoe elektroni kulingana na nambari iliyoongezwa au kuondolewa.
Kuna njia mbili tofauti za kuandika usanidi wa elektroni. Unaweza kuziandika kwa mpangilio wa nambari ya safu kwenda juu, au mpangilio ambao mizunguko inajaza, kama ilivyo kwenye mfano hapo juu wa kipengele cha Erbium.
Kuna hali fulani ambazo elektroni zinahitaji "kukuzwa." Wakati seti ya mizunguko inahitaji elektroni moja tu kuifanya iwe kamili au nusu kamili, ondoa elektroni moja kutoka kwa seti za karibu za s au p na uzisogeze kwenye seti ya mizunguko ambayo inahitaji elektroni hiyo.
Nambari zifuatazo ni herufi kuu, kwa hivyo usiziandike kwenye mtihani wako.