MOELLER-DIAGRAM: MIBŐL ÁLL, ÉS A FELADATOK MEGOLDOTTAK - KÉMIA - 2026

Az eső Moeller diagramja vagy módszere grafikus és mnemonikus módszer a Madelung szabály megtanulására; azaz hogyan kell írni egy elem elektronkonfigurációját. Jellemző az, hogy átlóságokat húznak az orbitális oszlopokon keresztül, és a nyíl irányát követve meghatározzák az atomok megfelelő sorrendjét.

A világ egyes részein a Moeller diagramot eső módszernek is nevezik. Ezen keresztül egy sorrend kerül meghatározásra az orbitális pályák kitöltésekor, amelyeket szintén a három n, l és ml kvantumszám határoz meg.

Forrás: Gabriel Bolívar

A fenti képen egy egyszerű Moeller-diagram látható. Mindegyik oszlop eltérő pályákra vonatkozik: s, p, d és f, a hozzájuk tartozó energiaszintekkel. Az első nyíl azt jelzi, hogy bármely atom feltöltésének az 1s körüli pályán kell kezdődnie.

Így a következő nyílnak a 2s-es keringőből kell kezdődnie, majd a 2p-től a 3s-es keringőig. Ilyen módon, mintha eső lenne, meg kell jegyezni az orbitális csatornákat és az általuk tartott elektronok számát (4 l + 2).

A Moeller-diagram bevezetést jelent azok számára, akik az elektronkonfigurációkat tanulmányozzák.

Mi a Moeller diagram?

Madelung szabálya

Mivel a Moeller-diagram Madelung szabályának grafikus ábrázolásából áll, fontos tudni, hogy ez működik. Az orbitális pályák kitöltésének a következő két szabálynak kell megfelelnie:

- Először az az n + l legalacsonyabb értékű pályák kerülnek kitöltésre, ahol n a fő kvantumszám, és l az orbitális szögmozgás. Például a 3D-es pálya megfelel n = 3-nak és l = 2-nek, tehát n + l = 3 + 2 = 5; Eközben a 4s-es keringő megfelel n = 4-nek és l = 0-nak, és n + l = 4 + 0 = 4-nek. A fentiekből kitűnik, hogy az elektronok először a 4s-es pályát töltik meg, mint a 3d-nél.

-Ha két keringőpont azonos értéke n + l, akkor az elektronok előbb az egyik legalacsonyabb értékével rendelkeznek. Például a 3d orbital értéke n + l = 5, a 4p pályájának (4 + 1 = 5) értéke is; de mivel a 3d-nek a legkisebb n értéke n, akkor először 4p-nél tölti ki.

A két korábbi megfigyelésből az orbitális pályák kitöltésének alábbi sorrendje érhető el: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Ugyanazokat a lépéseket követve, minden egyes pályára az eltérő n + l értéknél, más atomok elektronikus konfigurációját kapjuk; amely viszont a Moeller diagrammal is meghatározható grafikusan.

Követendő lépések

Madelung szabálya meghatározza az n + l képletet, amellyel az elektronkonfiguráció „élesíthető” lehet. Amint azt állítottuk, a Moeller-diagram már ezt grafikusan ábrázolja; ezért kövesse az oszlopokat, és lépésről lépésre rajzoljon átlóságokat.

Hogyan kezdje el az atom elektronikus konfigurálását? Ehhez először ismernie kell annak Z atomszámát, amely a semleges atom definíciója szerint megegyezik az elektronok számával.

Így Z-vel megkapjuk az elektronok számát, és ezt szem előtt tartva kezdjük átlóságokat rajzolni a Moeller diagramon keresztül.

Az s orbitálok két elektronot képesek befogadni (a 4 l +2 képlet alkalmazásával), a p hat elektronot, a d tíz és a tizennégy elektront. Arra a pályára áll, ahol a Z által leadott utolsó elektron el van foglalva.

A további tisztázás érdekében az alábbiakban egy sor megoldott feladatot találunk.

Megoldott gyakorlatok

Berillium

A periódusos táblázat segítségével a berillium elemet Z = 4-rel kell elhelyezni; vagyis annak négy elektronját el kell helyezni az orbitális csatornákba.

A Moeller diagram első nyílával kezdve az 1s keringő két elektronot foglal el: 1s ²; ezt követi a 2s-es keringő, két további elektronral, hogy összesen 4-et adjunk: 2s ².

Ezért a berillium elektronkonfigurációja 1s ² 2s ^2- ben kifejezve. Ne feledje, hogy a felső feliratok összegzése megegyezik az összes elektron számával.

mérkőzés

A foszfor elem Z = 15, tehát összesen 15 elektronja van, amelyeknek el kell foglalniuk az orbitálokat. Az előrelépéshez azonnal el kell kezdenie az 1s ² 2s ² konfigurációt, amely 4 elektronot tartalmaz. Akkor további 9 elektron hiányzik.

A 2s-es keringő után a következő nyíl "belép" a 2p-es keringőbe, végül a 3s-es keringőbe leszállva. Mivel a 2p-es pályák 6 elektronot, a 3s-2 elektronokat el tudnak foglalni, így van: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ².

Még három további elektron hiányzik, amelyek a következő 3p pályát foglalják el a Moeller diagram szerint: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ³, a foszfor elektronkonfigurációja.

Cirkónium

A cirkónium elem Z = 40. Ha rövidebb lesz az út 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ konfigurációval, 18 elektronnal (a nemesgáz argonéval), akkor további 22 elektron hiányzik. A 3p pálya után a Moeller diagram szerint kitölteni kell a 4s, 3d, 4p és 5s pályákat.

Kitöltése őket teljesen, azaz, 4S ², 3d ¹⁰, 4p ⁶ és az 5S ², összesen 20 elektronok adunk hozzá. A fennmaradó 2 elektron tehát a következő pályán helyezkedik el: a 4d. Így a cirkónium elektronkonfigurációja: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ².

Iridium

Az iridium Z = 77, tehát 37 további elektrontal rendelkezik a cirkóniumhoz képest. Attól kezdve, vagyis 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰, 29 elektronot kell hozzáadnunk a Moeller-diagram következő körpályáival.

Új átlókat rajzolva az új pályák: 5p, 6s, 4f és 5d. Az első három pálya teljes kitöltése: 5p ⁶, 6s ² és 4f ¹⁴, így összesen 22 elektronot kapunk.

Tehát hiányzik 7 elektron, amelyek az 5d körüli pályán vannak: 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 ⁷.

A fenti az irídium elektronkonfigurációja. Ne feledje, hogy a 6s ² és 5d ⁷ orbitálok vastag betűvel vannak kiemelve, jelezve, hogy azok megfelelnek-e ennek a fémnek a valenciahéjához.

Kivételek a Moeller-diagramtól és Madelung-szabálytól

A periódusos táblázatban sok olyan elem található, amelyek nem felelnek meg az imént kifejtetteknek. Elektronkonfigurációik kísérletileg különböznek a kvantum okokból előrejelzettől.

Az ilyen eltéréseket mutató elemek között szerepelnek a króm (Z = 24), réz (Z = 29), ezüst (Z = 47), ródium (Z = 45), cérium (Z = 58), niobium (Z = 41). és még sok más.

Kivételek nagyon gyakran fordulnak elő a d és az f pálya kitöltésekor. Például a króm vegyértékértékének 4s ² 3d ⁴ kell lennie Moeller diagramja és Madelung szabálya szerint, de valójában ez 4s ¹ 3d ⁵.

És ez végül az ezüst vegyértékkonfigurációjának 5s ² 4d ^9-nek kell lennie; de valóban 5s ¹ 4d ¹⁰.

Irodalom

1. Gavira J. Vallejo M. (2013. augusztus 6.). Kivételek Madelung szabályából és Moeller diagramjából a kémiai elemek elektronikus konfigurációjában. Helyreállítva: triplenlace.com
2. Az én szuperosztályom. (sf) Mi az elektronkonfiguráció? Helyreállítva: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Moeller diagram. Helyreállítva: es.wikipedia.org
4. Fajankók. (2018). Hogyan reprezentálhatjuk az elektronokat az energiaszint diagramban? Helyreállítva: dummies.com
5. Nave R. (2016). Az elektronállapotok kitöltésének sorrendje. Helyreállítva: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu