Електронната конфигурация на атом е числово представяне на орбитите на електроните. Електронните орбити са различните области около атомното ядро, където обикновено присъстват електрони. Електронната конфигурация може да разкаже на читателя за броя на електро орбитите, които един атом има, както и за броя на електроните, заемащи всяка орбита. След като разберете основните принципи зад електронните конфигурации, ще можете да напишете свои собствени конфигурации и да се справите уверено с химическите си тестове.
Стъпка
Метод 1 от 2: Определяне на електроните през периодичната таблица
Стъпка 1. Намерете своя атомен номер
Всеки атом има определен брой електрони. Намерете химичния символ за вашия атом в периодичната таблица по -горе. Атомният номер е положително цяло число, започващо от 1 (за водород) и нарастващо с 1 всеки път за следващите атоми. Този атомен номер е и броят на протоните в атома - така че той също представлява броя на електроните в атом с нулево съдържание.
Стъпка 2. Определете атомното съдържание
Атомите с нулево съдържание ще имат точния брой електрони, изброени в периодичната таблица по -горе. Атомът със съдържанието обаче ще има по -голям или по -малък брой електрони, в зависимост от размера на съдържанието. Ако имате работа с атомно съдържание, добавете или добавете електрони: добавете по един електрон за всеки отрицателен заряд и извадете по един за всеки положителен заряд.
Например, натриевият атом със съдържание -1 ще има допълнителен електрон в допълнение към основния си атомен номер, който е 11. Така че този натриев атом ще има общо 12 електрона
Стъпка 3. Запазете списъка със стандартни орбити в паметта си
Когато атом придобие електрони, той запълва различни орбити в определен ред. Всеки набор от тези орбити, когато е напълно зает, ще съдържа четен брой електрони. Множествата на тези орбити са:
- Наборът от s орбитали (всяко число в електронната конфигурация, последвано от "s") включва единична орбита и според принципа на изключване на Pauli, една орбита може да включва максимум 2 електрона, така че всеки набор от s орбитали може съдържа 2 електрона.
- Р орбиталният набор съдържа 3 орбити и може да включва общо 6 електрона.
- D орбиталният набор съдържа 5 орбити, така че този набор може да включва 10 електрона.
- Ф орбиталният набор съдържа 7 орбити, така че може да включва 14 електрона.
Стъпка 4. Разберете нотация на електронната конфигурация
Електронната конфигурация е написана по начин, който ясно показва броя на електроните в атом и всяка орбита. Всяка орбита се записва последователно, като броят на електроните във всяка орбита е написан с малки букви и в по -висока позиция (надпис) вдясно от името на орбитата. Окончателната електронна конфигурация е съвкупност от данни за имената на орбитите и надписа.
Например, ето една проста електронна конфигурация: 1s2 2s2 2p6. Тази конфигурация показва, че има два електрона в 1s орбиталния набор, два електрона в 2s орбиталния набор и шест електрона в 2p орбиталния набор. 2 + 2 + 6 = 10 електрона. Тази електронна конфигурация се прилага за неонови атоми, които нямат съдържание (атомният номер на неона е 10.)
Стъпка 5. Запомнете реда на орбитите
Имайте предвид, че въпреки че множеството орбити е номерирано според броя на електронните слоеве, орбитите са подредени според тяхната енергия. Например 4s2 съдържащи по -ниско енергийно ниво (или потенциално по -летливи) от 3d атом10 която е частично или напълно запълнена, затова първо се изписва колона 4s. След като знаете реда на орбитите, можете да ги попълните въз основа на броя на електроните във всеки атом. Редът на запълване на орбитите е следният: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- Електронна конфигурация за атом с напълно запълнена орбита ще изглежда така: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4г10 5p6 6s2 4е14 5 д10 6p6 7s2 5е14 6г107p68s2
- Горният списък, ако всички слоеве са попълнени, ще бъде електронната конфигурация за Uuo (Ununoctium), 118, който е най -големият атом на периодичната таблица - така че тази електронна конфигурация съдържа всички електронни слоеве, за които е известно, че съществуват в неутрален атом.
Стъпка 6. Попълнете орбитите въз основа на броя електрони във вашия атом
Например, ако искаме да напишем електронната конфигурация за калциев атом без съдържание, ще започнем с определяне на атомния номер на калция в периодичната таблица. Числото е 20, така че ще напишем конфигурацията за атом с 20 електрона в горния ред.
- Запълнете орбитите, следвайки горната последователност, докато достигнете общо 20 електрона. 1s орбитата съдържа два електрона, 2s орбита два, 2p орбита шест, 3s орбита два, 3p орбита шест и 4s орбита два (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) И така, електронната конфигурация за калций е: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.
- Забележка: Нивата на енергия се променят с увеличаването на орбитата ви. Например, когато достигнете 4 -то енергийно ниво, тогава 4s ще бъдат първи, тогава 3d. След четвъртото енергийно ниво ще преминете към 5 -то ниво, където редът се връща в началото. Това се случва само след третото енергийно ниво.
Стъпка 7. Използвайте периодичната таблица като визуален пряк път
Може би сте забелязали, че формата на периодичната таблица представлява реда на множеството орбити в електронната конфигурация. Например, атомите във втората колона отляво винаги завършват на „s2", атомите в дясната област на тънкия център винаги завършват на" d10, "и т.н. Използвайте периодичната таблица като визуална помощ при записването на конфигурациите на електроните - редът на електроните, които пишете в орбити, е пряко свързан с позицията ви на масата. Вижте по -долу:
- По -конкретно, двете най -ляви колони представляват атоми с електронни конфигурации, завършващи на s орбити, дясната половина на таблицата представлява атоми с електронни конфигурации, завършващи на s орбити, средните секции представляват атоми, завършващи на d орбити, а долната половина за атоми, завършващи на d орбитали. орбити f.
- Например, когато искате да напишете електронната конфигурация за хлор, помислете: "Този атом е в третия ред (или" период ") на периодичната таблица. Той също е в петата колона на p-орбиталния блок на периодична таблица, така че конфигурацията на електрона ще завърши с … 3р5
- Внимание - d и f орбиталните области в таблицата представляват различни енергийни нива с реда, в който се намират. Например, първият ред от d орбитални блокове представлява 3d орбити, въпреки че са разположени в период 4, докато първият ред от f орбити представлява 4f орбити, въпреки че всъщност са в период 6.
Стъпка 8. Научете как бързо да пишете електронни конфигурации
Атомите от дясната страна на периодичната таблица се наричат благородни газове. Тези елементи са много химически стабилни. За да съкратите продължителния процес на писане на електронни конфигурации, напишете химическия символ на най -близкия газообразен елемент, който има по -малко електрони от атомите във вашите скоби, след което продължете с електронната конфигурация за набора от орбити, които следват. Вижте примера по -долу:
- За да улесните разбирането на тази концепция, е предоставена примерна конфигурация. Нека напишем конфигурацията за цинк (с атомен номер 30), използвайки бързия метод на благородния газ. Общата електронна конфигурация на цинка е: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Имайте предвид обаче, че 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 е конфигурацията за аргон, благороден газ. Заменете тази част от цинковата електронна нотация с химическия символ Аргон в скоби ([Ar].)
- Така че електронната конфигурация на цинка може да бъде записана бързо като [Ar] 4s2 3d10.
Метод 2 от 2: Използване на периодичната таблица на ADOMAH
Стъпка 1. Разберете периодичната таблица на ADOMAH
Този метод за запис на електронни конфигурации не изисква да ги запомните. Необходимо е обаче да се пренареди периодичната таблица, тъй като в традиционната периодична таблица, започвайки от четвъртия ред, номерът на периода не представлява електронния слой. Потърсете периодичната таблица на ADOMAH, която е периодична таблица, специално проектирана от учения Валери Цимерман. Можете да го намерите лесно чрез онлайн търсене.
- В периодичната таблица на ADOMAH хоризонталните редове представляват групи от елементи, като халогени, слаби газове, алкални метали, алкални земи и др. Вертикалните колони представляват електронните слоеве и се наричат „каскади“(диагонални линии, свързващи s, p, d и f блокове), които съответстват на периода.
- Хелият се премества до водород, тъй като и двата имат 1s орбити. Няколко периода (s, p, d и f) са показани вдясно, а номерата на слоевете са по -долу. Елементите са показани в правоъгълни кутии с номера от 1 до 120. Тези числа са нормални атомни номера, представляващи общия брой електрони в неутрален атом.
Стъпка 2. Намерете своя атом в таблицата ADOMAH
За да напишете електронната конфигурация на елемент, намерете неговия символ в периодичната таблица на ADOMAH и зачеркнете всички елементи с по -висок атомен номер. Например, ако искате да напишете електронната конфигурация на ербий (68), зачеркнете елементи 69 до 120.
Забележете числата от 1 до 8 в долната част на таблицата. Тези числа са номера на електронния слой или номера на колони. Игнорирайте колоните, които съдържат само елементите, които сте зачеркнали. За Erbium останалите колони са колони с номера 1, 2, 3, 4, 5 и 6
Стъпка 3. Изчислете вашия атомен краен набор от орбити
Като погледнете символите на блока от дясната страна на таблицата (s, p, d и f) и номерата на колоните в долната част на таблицата и пренебрегвайки диагоналните линии между блоковете, разделете колоните на колони. -Block и ги запишете в ред отдолу нагоре. Отново игнорирайте блоковете на колоните, които включват всички зачеркнати елементи. Запишете началото на блоковата колона, започваща с номера на колоната и след това последвана от символа на блока, по следния начин: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (в случай на Erbium).
Забележка: Електронните конфигурации на Er по -горе са написани в нарастващ ред на номера на слоя. Можете също да пишете в реда, в който са запълнени орбитите. Следвайте каскадата отгоре надолу (не колони), докато пишете блокове от колони: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4г10 5p6 6s2 4е12.
Стъпка 4. Пребройте електроните във всеки набор от орбити
Пребройте неограничените елементи във всеки колонен блок, като въведете по един електрон на елемент, след което напишете числото след символа на блока за всеки колонен блок, така: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4г10 4е12 5s2 5p6 6s2. В нашия пример това е електронната конфигурация на ербий.
Стъпка 5. Знайте нестабилната електронна конфигурация
Има осемнадесет изключения от електронната конфигурация за атоми с най -ниско енергийно ниво или това, което обикновено се нарича елементарно ниво. Това изключение нарушава общото правило в позициите на последните два до три електрона. В такъв случай действителната електронна конфигурация поддържа електрона в по -ниско енергийно състояние, отколкото в стандартната конфигурация на атома. Тези непостоянни атоми са:
Cr (…, 3d5, 4s1); Cu (…, 3d10, 4s1); Nb (…, 4d4, 5s1); Пн (…, 4d5, 5s1); Ru (…, 4d7, 5s1); Rh (…, 4d8, 5s1); Pd (…, 4d10, 5s0); Ag (…, 4d10, 5s1); La (…, 5d1, 6s2); Ce (…, 4f1, 5d1, 6s2); Gd (…, 4f7, 5d1, 6s2); Au (…, 5d10, 6s1); Климатик (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Па (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) и см (…, 5f7, 6d1, 7s2).
Съвети
-
Когато атомът е йон, това означава, че броят на протоните не е равен на броя на електроните. Атомното съдържание (обикновено) ще бъде показано в горния десен ъгъл на химическия символ. По този начин, антимонов атом със съдържание +2 ще има електронна конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4г10 5p1. Обърнете внимание, че 5p3 променен на 5p1. Бъдете внимателни, когато електронната конфигурация завършва в орбита, различна от множеството s и p орбити.
Когато премахнете електрон, можете да го премахнете само от неговата валентна орбита (s и p орбита). Така че, ако конфигурацията завърши на 4s2 3d7, и атомът получава +2 съдържание, тогава конфигурацията ще се промени до завършваща на 4s0 3d7. Обърнете внимание, че 3d7не се променя, обаче, електронната орбита на s се губи.
- Всеки атом иска да бъде стабилен и най -стабилните конфигурации ще съдържат пълния набор от s и p орбити (s2 и p6). Газовете започват да имат тази конфигурация, поради което рядко са реактивни и се намират от дясната страна на периодичната таблица. Така че, ако конфигурацията завърши с 3p4, така че тази конфигурация изисква само два допълнителни електрона, за да станат стабилни (премахването на шест, включително електрони в орбиталния набор, изисква повече енергия, така че премахването на четири е по -лесно да се направи). И ако конфигурацията завърши на 4d3, тогава тази конфигурация трябва само да загуби три електрона, за да достигне стабилно състояние. Също така, слоевете с половин съдържание (s1, p3, d5..) са по -стабилни от (например) p4 или p2; обаче s2 и p6 ще бъдат още по -стабилни.
- Няма такова нещо като подниво "баланс на половината съдържание". Това е опростяване. Всички баланси, свързани с „наполовина запълнени“поднива, се основават на факта, че всяка орбита има само един електрон, така че отблъскването между електроните е сведено до минимум.
- Можете също така да напишете електронната конфигурация на елемент, като просто напишете неговата валентна конфигурация, т.е. последния набор от s и p орбити. И така, валентната конфигурация на антимонов атом ще бъде 5s2 5p3.
- Същото не важи за йони. Йоните са по -трудни за писане. Пропуснете две нива и следвайте един и същ модел, в зависимост от това къде започвате да пишете, в зависимост от това колко висок или нисък е броят на електроните.
- За да намерите атомния номер, когато е под формата на електронна конфигурация, добавете всички числа, които следват буквите (s, p, d и f). Този принцип се прилага само за неутрални атоми, ако този атом е йон, трябва да добавите или премахнете електрони според броя добавен или премахнат.
- Има два различни начина за писане на електронни конфигурации. Можете да ги запишете по реда на номера на слоя нагоре или реда, в който орбитите се запълват, както в горния пример за елемента Erbium.
- Има определени обстоятелства, при които електроните трябва да бъдат „насърчавани“. Когато за набор от орбити е необходим само един електрон, за да бъде пълен или наполовина пълен, премахнете един електрон от най -близкия набор от s или p орбити и го преместете в набора от орбити, които изискват този електрон.
- Цифрите след буквите са горни, така че не ги записвайте на теста си.
