Elektronens konfiguration af et atom er en numerisk repræsentation af elektronernes baner. Elektronbaner er de forskellige områder omkring atomkernen, hvor elektroner normalt er til stede. En elektronkonfiguration kan fortælle læseren om antallet af elektrobaner, et atom har, samt antallet af elektroner, der optager hver bane. Når du forstår de grundlæggende principper bag elektronkonfigurationer, vil du være i stand til at skrive dine egne konfigurationer og håndtere dine kemitest med tillid.
Trin
Metode 1 af 2: Bestemmelse af elektroner gennem det periodiske system
Trin 1. Find dit atomnummer
Hvert atom har et bestemt antal elektroner. Find det kemiske symbol for dit atom i det periodiske system ovenfor. Atomnummeret er et positivt heltal, der starter ved 1 (for hydrogen) og stiger med 1 hver gang for efterfølgende atomer. Dette atomnummer er også antallet af protoner i et atom - så det repræsenterer også antallet af elektroner i et atom med nulindhold.
Trin 2. Bestem atomindholdet
Atomer med nulindhold vil have det nøjagtige antal elektroner anført i det periodiske system ovenfor. Atomet med indholdet vil imidlertid have et højere eller lavere antal elektroner, afhængigt af størrelsen af indholdet. Hvis du har at gøre med atomindhold, skal du tilføje eller tilføje elektroner: tilføj en elektron for hver negativ ladning og træk en for hver positiv ladning.
For eksempel vil et natriumatom med et indhold på -1 have en ekstra elektron foruden sit basist atomnummer, som er 11. Så dette natriumatom vil have i alt 12 elektroner
Trin 3. Gem listen over standardbaner i din hukommelse
Når et atom får elektroner, fylder det forskellige kredsløb i en bestemt rækkefølge. Hvert sæt af disse baner vil, når de er fuldt besat, indeholde et lige antal elektroner. Sættene med disse baner er:
- Sættet med s orbitaler (et vilkårligt tal i elektronkonfigurationen efterfulgt af et "s") indeholder en enkelt bane, og ifølge Paulis udelukkelsesprincip kan en enkelt bane maksimalt indeholde 2 elektroner, så hvert sæt s orbitaler kan indeholder 2 elektroner.
- P orbital -sættet indeholder 3 kredsløb og kan indeholde i alt 6 elektroner.
- Orbitalsættet d indeholder 5 kredsløb, så dette sæt kan indeholde 10 elektroner.
- F -orbital -sættet indeholder 7 baner, så det kan omfatte 14 elektroner.
Trin 4. Forstå elektronkonfigurationsnotation
Elektronkonfigurationen er skrevet på en måde, der tydeligt viser antallet af elektroner i et atom og hver bane. Hver bane skrives sekventielt, med antallet af elektroner i hver bane skrevet med lavere bogstaver og i en højere position (overskrift) til højre for kredsløbets navn. Den endelige elektronkonfiguration er en samling af data om kredsløbsnavne og superscripts.
Her er for eksempel en simpel elektronkonfiguration: 1s2 2s2 2p6. Denne konfiguration viser, at der er to elektroner i 1s -kredsløbssættet, to elektroner i 2s -kredsløbssættet og seks elektroner i 2p -orbitalsættet. 2 + 2 + 6 = 10 elektroner. Denne elektronkonfiguration gælder for neonatomer, der ikke har noget indhold (atomnummeret for neon er 10.)
Trin 5. Husk rækkefølgen af banerne
Bemærk, at selv om mængden af baner er nummereret i henhold til antallet af elektronlag, er banerne ordnet efter deres energi. For eksempel en 4'er2 indeholder et lavere energiniveau (eller potentielt mere flygtigt) end et 3d. atom10 som er helt eller delvist udfyldt, så kolonne 4s skrives først. Når du kender banernes rækkefølge, kan du udfylde dem baseret på antallet af elektroner i hvert atom. Rækkefølgen for at fylde banerne er som følger: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- En elektronkonfiguration for et atom med hver fuldstændig kredsløb ville se sådan ud: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d107p68s2
- Listen ovenfor, hvis alle lag er udfyldt, vil være elektronkonfigurationen for Uuo (Ununoctium), 118, som er det højest nummererede atom i det periodiske system - så denne elektronkonfiguration indeholder alle de elektronlag, der i øjeblikket vides at eksistere i en neutralt atom.
Trin 6. Udfyld banerne baseret på antallet af elektroner i dit atom
For eksempel, hvis vi ville skrive elektronkonfigurationen for et calciumatom uden indhold, ville vi starte med at bestemme atomnummeret for calcium på det periodiske system. Tallet er 20, så vi skriver konfigurationen for et atom med 20 elektroner i ovenstående rækkefølge.
- Fyld banerne efter ovenstående sekvens, indtil du når i alt 20 elektroner. 1s kredsløb indeholder to elektroner, 2s kredsløb to, 2p kredsløb seks, 3s kredsløb to, 3p kredsløb seks og 4s kredsløb to (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Altså elektronkonfigurationen for calcium er: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.
- Bemærk: Energiniveauerne ændres, efterhånden som din bane bliver større. For eksempel, når du når 4. energiniveau, så er 4'er først, derefter 3d. Efter det fjerde energiniveau går du til 5. niveau, hvor ordren vender tilbage til begyndelsen. Dette sker først efter det tredje energiniveau.
Trin 7. Brug det periodiske system som din visuelle genvej
Du har måske bemærket, at formen på det periodiske system repræsenterer rækkefølgen af banesættet i elektronkonfigurationen. For eksempel ender atomerne i den anden kolonne fra venstre altid med "s2", slutter atomerne i det højre område af det tynde center altid med" d10, "osv. Brug det periodiske system som dit visuelle hjælpemiddel til at skrive elektronernes konfigurationer ned - rækkefølgen af elektroner, du skriver i kredsløb, er direkte relateret til din position på tabellen. Se nedenfor:
- Specifikt repræsenterer de to kolonner længst til venstre atomer med elektronkonfigurationer, der ender i s -baner, den højre halvdel af tabellen repræsenterer atomer med elektronkonfigurationer, der slutter i s -baner, de midterste sektioner repræsenterer atomer, der ender i d -baner, og den nederste halvdel for atomer, der ender på d orbitaler. baner f.
- Når du f.eks. Vil skrive elektronkonfigurationen for chlor, skal du tænke: "Dette atom er i den tredje række (eller" periode ") i det periodiske system. Det er også i den femte kolonne i p-kredsløbsblokken i det periodiske system. Så konfigurationen, som elektronen ender med … 3p5
- Forsigtig - d og f orbitale områder i tabellen repræsenterer forskellige energiniveauer med rækken, hvor de er placeret. For eksempel repræsenterer den første række af d -orbitale blokke 3d -baner, selvom de er placeret i periode 4, mens den første række med f -baner repræsenterer 4f -baner, selvom de faktisk er i periode 6.
Trin 8. Lær, hvordan du hurtigt skriver elektronkonfigurationer
Atomer på højre side af det periodiske system kaldes ædelgasser. Disse elementer er meget kemisk stabile. For at forkorte den lange proces med at skrive elektronkonfigurationer, skal du skrive det kemiske symbol for det nærmeste gasformige element, der har færre elektroner end atomer i dine parenteser, og derefter fortsætte med elektronkonfigurationen for det sæt baner, der følger. Se eksemplet herunder:
- For at gøre det lettere for dig at forstå dette koncept, er der leveret et eksempel på en konfiguration. Lad os skrive konfigurationen for zink (med atomnummer 30) ved hjælp af metoden fast ædelgas. Den overordnede elektronkonfiguration af zink er: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Bemærk dog, at 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 er konfigurationen for Argon, en ædelgas. Erstat denne del af zinkelektronbetegnelsen med det kemiske symbol Argon i parentes ([Ar].)
- Så elektronens konfiguration af zink kan skrives hurtigt som [Ar] 4s2 3d10.
Metode 2 af 2: Brug af ADOMAHs periodiske system
Trin 1. Forstå ADOMAHs periodiske system
Denne metode til at skrive elektronkonfigurationer kræver ikke, at du husker dem. Det er imidlertid nødvendigt at omarrangere det periodiske system, for i det traditionelle periodiske system, der starter fra den fjerde række, repræsenterer periodetallet ikke elektronlaget. Kig efter ADOMAH Periodic Table, som er et periodisk system specielt designet af forskeren Valery Tsimmerman. Du kan nemt finde det gennem en online søgning.
- I ADOMAHs periodiske tabel repræsenterer de vandrette rækker elementgrupper, såsom halogener, svage gasser, alkalimetaller, jordalkalier osv. De lodrette søjler repræsenterer elektronlagene og kaldes "kaskader" (diagonale linjer, der forbinder s, p, d og f blokke), som svarer til perioden.
- Helium flyttes ved siden af brint, fordi begge har 1s kredsløb. Flere perioder (s, p, d og f) vises til højre, og lagnumrene er nedenfor. Elementerne er vist i rektangulære kasser nummereret fra 1 til 120. Disse tal er normale atomnumre, der repræsenterer det samlede antal elektroner i et neutralt atom.
Trin 2. Find dit atom i ADOMAH -tabellen
For at skrive elektronkonfigurationen af et element skal du lokalisere dets symbol på ADOMAHs periodiske system og krydse alle elementer med det højere atomnummer. For eksempel, hvis du vil skrive elektronkonfigurationen af Erbium (68), skal du krydse elementerne 69 til 120 ud.
Læg mærke til tallene 1 til 8 i bunden af tabellen. Disse tal er elektronlagnumre eller kolonnetal. Ignorer de kolonner, der kun indeholder de elementer, du har overstreget. For Erbium er de resterende kolonner kolonnetal 1, 2, 3, 4, 5 og 6
Trin 3. Beregn dit atomære endelige sæt baner
Ved at se bloksymbolerne på højre side af bordet (s, p, d og f) og kolonnetallene i bunden af tabellen og ignorere de diagonale linjer mellem blokkene, opdele kolonnerne i kolonner. -Blok og skriv dem i rækkefølge fra bund til top. Ignorer igen kolonneblokkene, der indeholder alle de overstregede elementer. Skriv blokblokkens begyndelse ned, der starter med kolonnenummeret og derefter efterfulgt af bloksymbolet, sådan her: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (i tilfælde af Erbium).
Bemærk: Elektronkonfigurationerne af Er ovenfor er skrevet i stigende rækkefølge af lagnummer. Du kan også skrive i den rækkefølge, hvor banerne fyldes. Følg kaskaden fra top til bund (ikke kolonner), mens du skriver kolonneblokke: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12.
Trin 4. Tæl elektronerne i hvert sæt baner
Tæl de ikke-strippede elementer i hver kolonneblok, indtast én elektron pr. Element, og skriv derefter tallet efter bloksymbolet for hver kolonneblok således: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f12 5s2 5p6 6s2. I vores eksempel er dette elektronkonfigurationen af Erbium.
Trin 5. Kend den uregelmæssige elektronkonfiguration
Der er atten undtagelser fra elektronkonfigurationen for atomer med det laveste energiniveau, eller det man almindeligvis kalder det elementære niveau. Denne undtagelse bryder hovedreglen i positionerne for de sidste to til tre elektroner. I et sådant tilfælde holder den faktiske elektronkonfiguration elektronen i en lavere energitilstand end i atomets standardkonfiguration. Disse uregelmæssige atomer er:
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); Gd (…, 4f7, 5d1, 6s2); Au (…, 5d10, 6s1); Aircondition (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) og cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).
Tips
-
Når et atom er en ion, betyder det, at antallet af protoner ikke svarer til antallet af elektroner. Atomindholdet vil (normalt) blive vist i det øverste højre hjørne af det kemiske symbol. Således vil et antimonatom med et +2 indhold have en elektronkonfiguration på 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1. Bemærk, at 5p3 ændret til 5p1. Vær forsigtig, når elektronkonfigurationen ender i en anden bane end s- og p -banerne.
Når du fjerner en elektron, kan du kun fjerne den fra dens valensbane (s og p -bane). Så hvis en konfiguration ender i 4s2 3d7, og atomet får et +2 indhold, så ændres konfigurationen til at ende på 4s0 3d7. Bemærk, at 3d7ingen ændringer, men s elektronbane går tabt.
- Hvert atom ønsker at være stabilt, og de mest stabile konfigurationer vil indeholde det fulde sæt af s og p kredsløb (s2 og p6). Gasser begynder at have denne konfiguration, og derfor er de sjældent reaktive og er placeret på højre side af det periodiske system. Så hvis en konfiguration slutter med 3p4, så denne konfiguration kræver kun to ekstra elektroner for at blive stabile (fjernelse af seks, herunder elektroner i s orbital -sæt, kræver mere energi, så det er lettere at fjerne fire). Og hvis en konfiguration slutter ved 4d3, så behøver denne konfiguration kun at miste tre elektroner for at nå en stabil tilstand. Også lag med halvt indhold (s1, p3, d5..) er mere stabile end (f.eks.) P4 eller p2; s2 og p6 vil dog være endnu mere stabile.
- Der er ikke noget, der hedder et "halvindholdsbalance" -niveau. Dette er en forenkling. Alle balancer forbundet med "halvfyldte" underniveauer er baseret på, at hver bane kun har én elektron, så frastødningen mellem elektronerne minimeres.
- Du kan også skrive elektronens konfiguration af et element ved blot at skrive dets valenskonfiguration, dvs. det sidste sæt af s og p baner. Så valensekonfigurationen af et antimonatom vil være 5s2 5p3.
- Det samme gælder ikke for ioner. Ioner er sværere at skrive. Spring to niveauer over og følg det samme mønster, afhængigt af hvor du begynder at skrive, baseret på hvor højt eller lavt antallet af elektroner er.
- For at finde atomnummeret, når det er i form af elektronkonfiguration, skal du optælle alle de tal, der følger bogstaverne (s, p, d og f). Dette princip gælder kun for neutrale atomer, hvis dette atom er en ion, skal du tilføje eller fjerne elektroner i henhold til antallet tilføjet eller fjernet.
- Der er to forskellige måder at skrive elektronkonfigurationer på. Du kan skrive dem i rækkefølge efter lagnummer opad eller i den rækkefølge, som banerne fylder, som i eksemplet ovenfor for elementet Erbium.
- Der er visse omstændigheder, hvor elektroner skal "promoveres". Når et sæt kredsløb kun kræver en elektron for at gøre det fuldt eller halvfyldt, skal du fjerne en elektron fra det nærmeste sæt af s eller p -baner og flytte den til det sæt af baner, der kræver den elektron.
- Tal efter bogstaver er overskrift, så skriv dem ikke ned på din test.
