CONFIGURAȚIA ELECTRONICĂ A NUCLEULUI: CONSTRUCȚIE, EXEMPLE - CHIMIE

Compact sau nucleu de electroni configurație este una a cărei notațiilor cuantice pentru numărul de electroni și subnivele lor de energie sunt abreviate prin simbolurile de gaz nobil în paranteze. Este foarte util când scrieți configurații electronice pentru un anumit element, deoarece este simplu și rapid.

Cuvântul „sâmbure” se referă de obicei la cojile electronice interioare ale unui atom; adică cei în care electronii lor nu au valență și, prin urmare, nu participă la legătura chimică, deși definesc proprietățile elementului. Metaforic vorbind, sâmburele ar fi interiorul cepei, straturile sale fiind compuse dintr-o serie de orbitali crescând în energie.

Configurații electronice prescurtate cu simbolurile gazului nobil. Sursa: Gabriel Bolívar.

Imaginea de mai sus arată simbolurile chimice pentru patru dintre gazele nobile din paranteze și în culori diferite: (verde), (roșu), (violet) și (albastru).

Fiecare dintre cadrele sale punctate conține casete care reprezintă orbitalii. Cu cât sunt mai mari, cu atât este mai mare numărul de electroni pe care îi conțin; ceea ce la rândul său va însemna că configurațiile electronice ale mai multor elemente pot fi simplificate cu aceste simboluri. Acest lucru economisește timp și energie scriind toate notațiile.

Construiți comanda

Înainte de a utiliza configurațiile electronilor de kernel, este bine să analizați ordinea corectă pentru a construi sau scrie astfel de configurații. Aceasta este guvernată în conformitate cu regula diagonalelor sau a diagramei Moeller (numită în unele părți metoda ploaie) Având această diagramă la îndemână, notările cuantice sunt următoarele:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Acest șir de notații cuantice pare stresant; și ar fi cu atât mai mult dacă ar trebui să fie scris de fiecare dată când configurația electronică a oricărui element găsit în perioada 5 înainte va fi reprezentată. De asemenea, rețineți că șirul este gol de electroni; nu există numere în unghiurile din dreapta sus (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Trebuie amintit că orbitalii pot „găzdui” doi electroni (ns. ² ). Orbitalii p sunt trei în total (uitați-vă la cele trei casete de mai sus), astfel încât pot găzdui șase electroni (np ⁶ ). Și în final, orbitalele d sunt cinci, iar f sunt șapte, având un total de zece (nd ¹⁰ ) și respectiv paisprezece (nf ¹⁴ ) electroni.

Abreviere electronică de configurare

Acestea fiind spuse mai sus, vom continua să completăm rândul precedent de notări cuantice cu electroni:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Câți electroni sunt în total? 118. Și ce element corespunde un astfel de număr masiv de electroni în atomul său? Către oganesonul cu gaze nobile, Og.

Să presupunem că există un element cu un număr cuantic Z egal cu 119. Apoi, configurația sa de electroni de valență ar fi 8s ¹ ; dar care ar fi configurația sa electronică completă?

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

Și care ar fi configurația dvs. de nucleu electronic, cea compactă? Este:

8s ¹

Rețineți simplificarea sau abrevierea evidentă. În simbol sunt numărați cei 118 electroni scriți mai sus, deci acest element incert are 119 electroni, dintre care doar unul este de valență (ar fi situat sub franciu în tabelul periodic).

Exemple

general

Să presupunem acum că doriți să faceți prescurtarea progresiv:

2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Rețineți că 1s ^{2 a} fost înlocuit cu. Următorul gaz nobil este neonul, care are 10 electroni. Știind acest lucru, abrevierea continuă:

3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Apoi urmează argonul, cu 18 electroni:

4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Deoarece următorul gaz nobil este kriptonul, prescurtarea este avansată cu alți 36 de electroni:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Xenonul are 54 de electroni și, prin urmare, mutăm prescurtarea la orbitalul 5p:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Până acum veți observa că configurația electronilor este întotdeauna prescurtată la orbitalul np; adică gazele nobile au aceste orbite umplute cu electroni. Și, în sfârșit, urmează radonul, cu 86 de electroni, astfel încât să ne prescurtăm la orbitalul 6p:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Oxigen

Oxigenul are opt electroni, configurația electronică completă fiind:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Singura prescurtare pe care o putem folosi este pentru 1s ² . Astfel, configurația dvs. de nucleu devine:

2s ² 2p ⁴

Potasiu

Potasiul are nouăsprezece electroni, configurația electronică completă fiind:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Rețineți că putem folosi simbolul pentru a prescurta această configurație; precum și. Acesta din urmă este cel folosit deoarece argonul este gazul nobil care vine cel mai aproape de potasiu. Așadar, configurația electronică a kernel-ului arată:

4s ¹

indian

Indium are patruzeci și nouă de electroni, configurația electronică completă fiind:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Întrucât kriptonul este cel mai apropiat gaz nobil care precede indiul, simbolul este folosit pentru prescurtare și avem configurația electronică a miezului său:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Deși orbitalii 4d nu aparțin în mod formal nucleului de indiu, electronii lor nu sunt implicați (cel puțin în condiții normale) în legătura sa metalică, ci mai degrabă pe cei ai orbitelor 5s și 5p.

Tungsten

Tungstenul (sau wolfram) are 74 de electroni, iar configurația completă a electronilor este:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Din nou, căutăm cel mai apropiat gaz nobil care îl preced. În cazul dvs., acesta corespunde xenonului, care are orbite 5p pline. Deci, înlocuim șirul notațiilor cuantice cu simbolul și vom avea în sfârșit configurația electronică a nucleului său:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Referințe

Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică . (A patra editie). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
Pat Thayer. (2016). Diagrame de configurare a electronilor. Recuperat de la: chemistryapp.org
Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (05 decembrie 2018). Definiția nucleului de gaz nobil. Recuperat din: thinkco.com/
Wikipedia. (2019). Configurație electronică. Recuperat de la: es.wikipedia.org

CONFIGURAȚIA ELECTRONICĂ A NUCLEULUI: CONSTRUCȚIE, EXEMPLE - CHIMIE - 2025