ELEKTRONIKUS KERNEL KONFIGURÁCIÓ: FELÉPÍTÉS, PÉLDÁK - KÉMIA - 2025

A kompakt vagy kernel elektronkonfiguráció az, amelyben az elektronok számát és energiájának alsó szintjét a zárójelben szereplő nemesgáz szimbólumok rövidítik. Nagyon hasznos, ha egy adott elemhez elektronikus konfigurációkat írunk, mivel az egyszerű és gyors.

A „kernel” szó általában egy atom belső elektronikus héjára utal; azaz azok, amelyekben az elektronuk nem vegyértékű, és ezért nem vesznek részt a kémiai kötésben, bár meghatározzák az elem tulajdonságait. Metaforikusan a kernel a hagyma belseje lenne, amelynek rétegei egy sor orbitálból állnak, amelyek energiája növekszik.

A nemesgáz szimbólumokkal rövidített elektronikus konfigurációk. Forrás: Gabriel Bolívar.

A fenti kép a nemesgázok kémiai szimbólumait mutatja zárójelben és különböző színekben: (zöld), (piros), (lila) és (kék).

Mindegyik szaggatott képkockája dobozokat tartalmaz, amelyek az orbitális pontokat ábrázolják. Minél nagyobbak, annál nagyobb az elektronok száma. ami viszont azt jelenti, hogy több elem elektronikus konfigurációja egyszerűsíthető ezekkel a szimbólumokkal. Ez időt és energiát takarít meg az összes jelölés megírásához.

Építési rend

A kernel elektronkonfigurációk használata előtt érdemes áttekinteni a helyes sorrendet az ilyen konfigurációk létrehozására vagy írására. Ezt az átlós szabályok vagy a Moeller diagram szerint szabályozzák (egyes helyeken az eső módszernek hívják). Miután ezt a diagramot kéznél találtuk, a kvantum jelölések a következők:

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

Ez a kvantumjelölések fárasztónak tűnik; és még inkább akkor lenne, ha minden alkalommal meg kellene írni, amikor az 5. periódusban talált elemek bármelyikének elektronkonfigurációját ábrázolják. Azt is vegye figyelembe, hogy a karakterlánc üres elektronokból; a jobb felső sarokban nincsenek számok (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Emlékeztetni kell arra, hogy az s orbitálok képesek "két" elektronot "elhelyezni" (ns ²). A p-arbitál összesen három (lásd a fenti három négyzetet), tehát hat elektron elférnek (np ⁶). És végül: a d keringőpont öt, az f pedig hét, összesen tíz (nD ¹⁰) és tizennégy (nf ¹⁴) elektrontal rendelkezik.

Elektronikus konfigurációs rövidítés

A fentiek szerint a kvantumjelölések előző sorát elektronokkal töltjük meg:

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

Hány elektron van összesen? 118. És mely elemhez felel meg ilyen hatalmas számú elektron az atomjában? A nemesgáz-oganeson, Og.

Tegyük fel, hogy van egy elem, amelynek Z kvantumszáma megegyezik a 119-vel. Ekkor a vegyérték elektronkonfigurációja 8s ¹; de mi lenne a teljes elektronikus konfigurációja?

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

És mi lenne az elektronikus kernel konfigurációja, a kompakt? is:

8s ¹

Vegye figyelembe a nyilvánvaló egyszerűsítést vagy rövidítést. A szimbólumban az összes fent említett 118 elektron számlálva van, tehát ennek a bizonytalan elemnek 119 elektronja van, ezek közül csak egy vegyértékű (a periódikus táblázatban a francium alatt helyezkedne el).

Példák

Tábornok

Tegyük fel, hogy fokozatosan akarja létrehozni a rövidítést:

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

Vegye figyelembe, hogy az 1s ² helyébe a. A következő nemesgáz a neon, amelynek 10 elektronja van. Ezt tudva, a rövidítés folytatódik:

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

Aztán argon következik, 18 elektronnal:

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

Mivel a következő nemesgáz kripton, a rövidítést további 36 elektron fejti ki:

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

A Xenonnak 54 elektronja van, és ezért a rövidítést az 5p-es pályára állítjuk:

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

Mostanra már észreveheti, hogy az elektronkonfiguráció mindig rövidítve van az np orbitalra; vagyis a nemesgázok ezen orbitális részeit elektronok töltik meg. És végül a radon következik, 86 elektronnal, tehát rövidítjük a 6p pályára:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Oxigén

Az oxigénnek nyolc elektronja van, teljes elektronikus konfigurációja:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Az egyetlen rövidítés, amelyet használhatunk az 1s ^2-re. Így az elektronikus kernelkonfigurációja a következő lesz:

2s ² 2p ⁴

Kálium

A káliumnak tizenkilenc elektronja van, teljes elektronikus konfigurációja:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Vegye figyelembe, hogy a szimbólum segítségével rövidíthetjük ezt a konfigurációt; valamint és. Ez utóbbi az, amelyet azért használnak, mert az argon a nemesgáz, amely a legközelebb esik a káliumhoz. Tehát a kernel elektronikai konfigurációja így néz ki:

4s ¹

indián

Az indiumnak negyvenkilenc elektronja van, teljes elektronikus konfigurációja:

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

Mivel a kripton a legközelebbi nemesgáz az indiumot megelőzően, a szimbólumot a rövidítéshez használjuk, és a kernel elektronkonfigurációja megvan:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Noha a 4d-es orbitálisok formálisan nem tartoznak az indiummagba, elektronjaik (legalább normál körülmények között) nem vesznek részt a fémkötésben, hanem inkább az 5-ös és 5p-es pályákban.

Volfrám

A volfrámnak (vagy wolframnak) 74 elektronja van, és teljes elektronkonfigurációja:

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

Megint megkeressük a legközelebbi nemesgázt, amely megelőzi azt. Az Ön esetében a xenonnak felel meg, amelynek teljes 5p pályája van. Tehát a kvantumjelölések sorozatát cseréljük ki a szimbólumra, és végre megkapjuk a kernel elektronkonfigurációját:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
3. Pat Thayer. (2016). Elektronkonfigurációs diagramok. Helyreállítva: chemistryapp.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. december 05.). Nemesgáz-meghatározás. Helyreállítva: gondolat.com/
5. Wikipedia. (2019). Elektronikus konfiguráció. Helyreállítva: es.wikipedia.org