Elektron konfiqurasiya atom atomdakı elektronların səviyyələrə və alt səviyyələrə görə düzülməsini göstərən düsturdur. Məqaləni öyrəndikdən sonra siz elektronların harada və necə yerləşdiyini öyrənəcək, kvant ədədləri ilə tanış olacaq və atomun elektron konfiqurasiyasını onun nömrəsinə görə qura biləcəksiniz; məqalənin sonunda elementlər cədvəli var.
Niyə elementlərin elektron konfiqurasiyasını öyrənmək lazımdır?
Atomlar tikinti dəsti kimidir: müəyyən sayda hissələr var, onlar bir-birindən fərqlənirlər, lakin eyni tipli iki hissə tamamilə eynidir. Ancaq bu tikinti dəsti plastikdən daha maraqlıdır və bunun səbəbi budur. Konfiqurasiya yaxınlıqda kimin olduğuna görə dəyişir. Məsələn, hidrogenin yanında oksigen Ola bilər suya, natrium yaxınlığında olanda qaza, dəmirin yanında olanda isə tamamilə pasa çevrilir. Bunun niyə baş verdiyi sualına cavab vermək və bir atomun digərinin yanında davranışını proqnozlaşdırmaq üçün aşağıda müzakirə ediləcək elektron konfiqurasiyanı öyrənmək lazımdır.
Bir atomda neçə elektron var?
Atom bir nüvədən və onun ətrafında fırlanan elektronlardan, nüvə isə proton və neytronlardan ibarətdir. Neytral vəziyyətdə hər bir atom nüvəsindəki protonların sayına bərabər elektron sayına malikdir. Protonların sayı təyin olunur seriya nömrəsi element, məsələn, kükürd, 16 protona malikdir - dövri cədvəlin 16-cı elementi. Qızılın 79 protonu var - dövri cədvəlin 79-cu elementi. Müvafiq olaraq, kükürdün neytral vəziyyətdə 16 elektronu, qızılın isə 79 elektronu var.
Elektronu harada axtarmaq lazımdır?
Elektronun davranışını müşahidə edərək müəyyən nümunələr əldə edildi; onlar kvant ədədləri ilə təsvir olunur, cəmi dördü var:
- Baş kvant nömrəsi
- Orbital kvant sayı
- Maqnit kvant nömrəsi
- Spin kvant nömrəsi
Orbital
Bundan əlavə, orbit sözünün əvəzinə "orbital" terminindən istifadə edəcəyik; orbital bir elektronun dalğa funksiyasıdır; təxminən, elektronun vaxtının 90% -ni keçirdiyi bölgədir.
N - səviyyə
L - qabıq
M l - orbital sayı
M s - orbitaldakı birinci və ya ikinci elektron
Orbital kvant sayı l
Elektron buludunun tədqiqi nəticəsində asılı olduğu müəyyən edilmişdir enerji səviyyəsi, bulud dörd əsas forma alır: top, dumbbell və daha iki daha mürəkkəb forma. Enerji artımı üçün bu formalar s-, p-, d- və f-qabıqları adlanır. Bu qabıqların hər birində 1 (on s), 3 (p), 5 (d) və 7 (f) orbital ola bilər. Orbital kvant sayı orbitalların yerləşdiyi qabıqdır. s,p,d və f orbitalları üçün orbital kvant sayı müvafiq olaraq 0,1,2 və ya 3 qiymətlərini alır.
s-qabığında bir orbital var (L=0) - iki elektron
P-qabığında üç orbital var (L=1) - altı elektron
d-qabığında beş orbital var (L=2) - on elektron
f-qabığında yeddi orbital var (L=3) - on dörd elektron
Maqnit kvant sayı m l
P-qabıqda üç orbital var, onlar -L-dən +L-ə qədər rəqəmlərlə təyin olunur, yəni p-qabıq üçün (L=1) “-1”, “0” və “1” orbitalları var. . Maqnit kvant nömrəsi m l hərfi ilə işarələnir.
Qabığın içərisində elektronların müxtəlif orbitallarda yerləşməsi daha asandır, ona görə də ilk elektronlar hər bir orbitalda birini doldurur, sonra isə hər birinə bir cüt elektron əlavə olunur.
d-qabığı nəzərdən keçirin:
d-qabıq L=2 dəyərinə uyğundur, yəni beş orbital (-2,-1,0,1 və 2), ilk beş elektron M l =-2, M dəyərlərini alaraq qabığı doldurur. l =-1, M l =0 , M l =1,M l =2.
Spin kvant sayı m s
Spin elektronun öz oxu ətrafında fırlanma istiqamətidir, iki istiqamət var, ona görə də spin kvant sayının iki qiyməti var: +1/2 və -1/2. Bir enerji alt səviyyəsində yalnız əks spinli iki elektron ola bilər. Spin kvant nömrəsi m s ilə işarələnir
Əsas kvant sayı n
Əsas kvant nömrəsi enerji səviyyəsidir Bu an yeddi enerji səviyyəsi məlumdur, hər biri ərəb rəqəmi ilə göstərilir: 1,2,3,...7. Hər səviyyədəki mərmilərin sayı səviyyə nömrəsinə bərabərdir: birinci səviyyədə bir mərmi, ikincidə iki və s.
Elektron nömrəsi
Beləliklə, hər hansı bir elektron dörd kvant nömrəsi ilə təsvir edilə bilər, bu nömrələrin birləşməsi elektronun hər mövqeyi üçün unikaldır, birinci elektronu götürün, ən aşağı enerji səviyyəsi N = 1, birinci səviyyədə bir qabıq var, istənilən səviyyədə ilk qabıq topun formasına malikdir (s -qabıq), yəni. L=0, maqnit kvant nömrəsi yalnız bir qiymət ala bilər, M l =0 və spin +1/2-yə bərabər olacaqdır. Əgər beşinci elektronu (hansı atomda olursa olsun) götürsək, onun üçün əsas kvant ədədləri belə olacaq: N=2, L=1, M=-1, spin 1/2.
Elementin elektron düsturunu tərtib etmək alqoritmi:
1. Kimyəvi elementlərin dövri cədvəlindən istifadə edərək atomdakı elektronların sayını təyin edin D.İ. Mendeleyev.
2. Elementin yerləşdiyi dövrün sayından istifadə edərək, enerji səviyyələrinin sayını təyin edin; sonuncu elektron səviyyədəki elektronların sayı qrup nömrəsinə uyğundur.
3. Səviyyələri alt səviyyələrə və orbitallara bölün və orbitalların doldurulması qaydalarına uyğun olaraq elektronlarla doldurun:
Yadda saxlamaq lazımdır ki, birinci səviyyə maksimum 2 elektron ehtiva edir 1s 2, ikincidə - maksimum 8 (iki s və altı R: 2s 2 2p 6), üçüncüdə - maksimum 18 (iki s, altı səh, və on d: 3s 2 3p 6 3d 10).
- Baş kvant nömrəsi n minimal olmalıdır.
- Birinci doldurmaq s- alt səviyyə, onda р-, d- b f- alt səviyyələr.
- Elektronlar orbitalların artan enerjisi sırasına görə orbitalları doldururlar (Kleçkovski qaydası).
- Bir alt səviyyə daxilində elektronlar əvvəlcə sərbəst orbitalları bir-bir tutur və yalnız bundan sonra cütlər əmələ gətirirlər (Hund qaydası).
- Bir orbitalda ikidən çox elektron ola bilməz (Pauli prinsipi).
Nümunələr.
1. Azotun elektron formulunu yaradaq. Azot dövri cədvəldə 7-ci yerdədir.
2. Arqonun elektron formulunu yaradaq. Arqon dövri cədvəldə 18-ci yerdədir.
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6.
3. Xromun elektron formulunu yaradaq. Xrom dövri cədvəldə 24-cü yerdədir.
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5
Sinkin enerji diaqramı.
4. Sinkin elektron formulunu yaradaq. Sink dövri cədvəldə 30-cu yerdədir.
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10
Nəzərə alın ki, elektron düsturun bir hissəsi, yəni 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 arqonun elektron düsturudur.
Sinkin elektron formulunu aşağıdakı kimi təqdim etmək olar:
Elementlərin atomları üçün elektron düsturlar yazarkən enerji səviyyələrini göstərin (əsas kvant nömrəsinin dəyərləri). nədədlər şəklində - 1, 2, 3 və s.), enerji alt səviyyələri (orbital kvant ədədi qiymətləri) l hərflər şəklində - s, səh, d, f) və yuxarıdakı rəqəm verilmiş alt səviyyədəki elektronların sayını göstərir.
Cədvəlin birinci elementi D.I. Mendeleyev hidrogendir, buna görə də atomun nüvəsinin yüküdür N 1-ə bərabərdir, atomda yalnız bir elektron var s- birinci səviyyənin alt səviyyəsi. Beləliklə, hidrogen atomunun elektron formulunun forması var:
İkinci element heliumdur; onun atomunda iki elektron var, ona görə də helium atomunun elektron formulu 2-dir. yox 1s 2. Birinci dövrə yalnız iki element daxildir, çünki birinci enerji səviyyəsi yalnız 2 elektron tərəfindən tutula bilən elektronlarla doludur.
Üçüncü element - litium - artıq ikinci dövrdədir, buna görə də onun ikinci enerji səviyyəsi elektronlarla doldurulmağa başlayır (bu barədə yuxarıda danışdıq). İkinci səviyyənin elektronlarla doldurulması ilə başlayır s-alt səviyyədir, buna görə də litium atomunun elektron düsturu 3-dür Li 1s 2 2s 1 . Berilyum atomu elektronlarla doldurularaq tamamlanır s- alt səviyyə: 4 Ve 1s 2 2s 2 .
2-ci dövrün sonrakı elementlərində ikinci enerji səviyyəsi elektronlarla doldurulmağa davam edir, yalnız indi elektronlarla doldurulur. R- alt səviyyə: 5 IN 1s 2 2s 2 2R 1 ; 6 İLƏ 1s 2 2s 2 2R 2 … 10 Ne 1s 2 2s 2 2R 6 .
Neon atomu elektronlarla doldurulmasını tamamlayır R-alt səviyyəli, bu element ikinci dövrü bitirir, çünki səkkiz elektrona malikdir s- Və R-alt səviyyələrdə yalnız səkkiz elektron ola bilər.
3-cü dövrün elementləri üçüncü səviyyənin enerji alt səviyyələrini elektronlarla doldurmağın oxşar ardıcıllığına malikdir. Bu dövrün bəzi elementlərinin atomlarının elektron düsturları aşağıdakılardır:
11 Na 1s 2 2s 2 2R 6 3s 1 ; 12 Mg 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 ; 13 Al 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 1 ;
14 Si 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 2 ;…; 18 Ar 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 .
Üçüncü dövr, ikincisi kimi, tamamilə elektronlarla dolu olan bir element (arqon) ilə bitir R-alt səviyyə, baxmayaraq ki, üçüncü səviyyə üç alt səviyyəni əhatə edir ( s, R, d). Kleçkovski qaydalarına uyğun olaraq enerji alt səviyyələrini doldurmaq üçün yuxarıda göstərilən qaydaya əsasən, 3-cü alt səviyyənin enerjisi d daha çox alt səviyyə 4 enerji s deməli, arqonun yanındakı kalium atomu və onun arxasındakı kalsium atomu elektronlarla 3 doludur. s- dördüncü səviyyənin alt səviyyəsi:
19 TO 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 1 ; 20 Ca 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 .
21-ci elementdən - skandiyumdan başlayaraq elementlərin atomlarında 3-cü alt səviyyə elektronlarla dolmağa başlayır. d. Bu elementlərin atomlarının elektron formulları:
21 Sc 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 1 ; 22 Ti 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 2 .
24-cü elementin (xrom) və 29-cu elementin (mis) atomlarında elektronun "sızması" və ya "çatışması" adlı bir fenomen müşahidə olunur: xarici 4-dən bir elektron. s- alt səviyyə 3 ilə "düşür" d- alt səviyyə, onu yarıya qədər (xrom üçün) və ya tamamilə (mis üçün) dolduraraq, atomun daha sabitliyinə kömək edir:
24 Cr 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 1 3d 5 (...4 əvəzinə s 2 3d 4) və
29 Cu 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 1 3d 10 (...4 əvəzinə s 2 3d 9).
31-ci elementdən - qalliumdan başlayaraq, 4-cü səviyyənin elektronlarla doldurulması davam edir, indi - R- alt səviyyə:
31 Ga 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 10 4səh 1 …; 36 Kr 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 4s 2 3d 10 4səh 6 .
Bu element artıq 18 elementi özündə birləşdirən dördüncü dövrü bitir.
Enerji alt səviyyələrinin elektronlarla doldurulmasının oxşar qaydası 5-ci dövrün elementlərinin atomlarında baş verir. İlk ikisi üçün (rubidium və stronsium) doldurulur s– 5-ci səviyyənin alt səviyyəsi, növbəti on element üçün (ittriumdan kadmiuma qədər) doldurulur d- 4-cü səviyyənin alt səviyyəsi; Dövr atomları elektronlarla dolu olan altı elementlə (indiumdan ksenona qədər) tamamlanır. R– xarici, beşinci səviyyənin alt səviyyəsi. Bir dövrdə də 18 element var.
Altıncı dövrün elementləri üçün bu doldurma qaydası pozulur. Dövrün əvvəlində, həmişə olduğu kimi, atomları elektronlarla dolu olan iki element var s– xarici, altıncı, səviyyənin alt səviyyəsi. Onların arxasında duran növbəti element olan lantan elektronlarla dolmağa başlayır d– əvvəlki səviyyənin alt səviyyəsi, yəni. 5 d. Bu, elektronlarla doldurulmağı tamamlayır 5 d-alt səviyyəli dayanır və sonrakı 14 element - seriumdan lutetiuma qədər - doldurulmağa başlayır. f- 4-cü səviyyənin alt səviyyəsi. Bu elementlərin hamısı cədvəlin bir xanasına daxil edilmişdir və aşağıda lantanidlər adlanan bu elementlərin genişləndirilmiş cərgəsi verilmişdir.
72-ci elementdən - hafniumdan - 80-ci element - civə qədər elektronlarla doldurulma 5 davam edir. d-alt səviyyədir və dövr həmişəki kimi altı elementlə (talliumdan radona qədər) başa çatır, atomları elektronlarla doludur. R– xarici, altıncı, səviyyənin alt səviyyəsi. Bu, 32 element daxil olmaqla ən böyük dövrdür.
Yeddinci, natamam, dövr elementlərinin atomlarında yuxarıda göstərildiyi kimi eyni alt səviyyələrin doldurulması qaydası görünür. Şagirdlərə yuxarıda deyilənləri nəzərə alaraq 5-7-ci dövrlərin elementlərinin atomlarının elektron düsturlarını özləri yazmağa icazə veririk.
Qeyd:Bəzi dərsliklər elementlərin atomlarının elektron düsturlarını yazmaq üçün fərqli bir sıraya icazə verilir: onların doldurulması qaydasında deyil, hər birində cədvəldə verilmiş elektronların sayına uyğun olaraq. enerji səviyyəsi. Məsələn, arsen atomunun elektron düsturu belə görünə bilər: As 1s 2 2s 2 2R 6 3s 2 3səh 6 3d 10 4s 2 4səh 3 .
