Distribusi ditandai dengan aturan berikut:

prinsip Pauli;

aturan Gund;

prinsip energi terkecil dan aturan Klechkovsky.

Oleh prinsip pauli Sebuah atom tidak dapat memiliki dua atau lebih elektron dengan nilai keempat bilangan kuantum yang sama. Berdasarkan prinsip Pauli, Anda dapat mengatur kapasitas maksimum setiap level energi dan sublevel.

	Sublevel,	Penunjukan sublevel	Bilangan kuantum magnetik, m	Putar bilangan kuantum, s
			3, -2, -1, 0, 1, 2, 3

Dengan demikian, jumlah elektron maksimum per:

s -tingkat bawah - 2,

p - subtingkat - 6,

d -tingkat bawah - 10,

f -tingkat bawah - 14.

Dalam tingkat kuantum n, sebuah elektron dapat mengambil nilai 2n 2 keadaan berbeda, yang ditetapkan secara empiris menggunakan analisis spektral.

Aturan Gund : pada setiap sublevel, elektron cenderung menempati jumlah maksimum sel energi bebas sehingga total spin memiliki nilai terbesar.

Sebagai contoh:

benar salah salah

3r 3:

s = +1/2+1/2+1/2=1,5 s =-1/2+1/2+1/2=0,5 s = -1/2+1/2-1/2 =-0,5

Prinsip energi terkecil dan aturan Klechkovsky: elektron terutama mengisi orbital kuantum dengan energi minimum. Karena cadangan energi dalam suatu atom ditentukan oleh nilai jumlah bilangan kuantum utama dan orbital (n + ), maka pertama-tama elektron mengisi orbital yang jumlah (n + ) adalah yang terkecil.

Contoh: jumlah (n + ) untuk sublevel 3d adalah n = 3, l = 2, maka (n + ) = 5; untuk sublevel 4s: n = 4, = 0, maka (n + ) = 4. Dalam hal ini, sublevel 4s diisi terlebih dahulu dan baru kemudian sublevel 3d.

Jika nilai energi totalnya sama, maka level yang lebih dekat ke inti akan terisi.

Misalnya: untuk 3d: n=3, =2 , (n + ) = 5 ;

untuk 4p: n = 4, = 1, (n + ) = 5.

Karena n = 3 < n = 4, 3d akan diisi dengan elektron lebih awal dari 4 p.

Dengan demikian, urutan pengisian level dan sublevel dengan elektron dalam atom:

1 s 2 <2 s 2 <2 p 6 <3 s 2 <3 p 6 <4 s 2 <3 d 10 <4 p 6 <5 s 2 <4 d 10 <5 p 6 <6 s 2 <5 d 10 ≈ 4 f 14 <6 p 6 <7s 2 …..

Rumus elektronik

Rumus elektronik adalah representasi grafis dari distribusi elektron di atas level dan sublevel dalam sebuah atom. Ada dua jenis rumus:

saat menulis, hanya dua bilangan kuantum yang digunakan: n dan . Bilangan kuantum utama ditunjukkan dengan angka sebelum huruf penunjukan sublevel. Bilangan kuantum orbital ditunjukkan dengan huruf s, p, d, atau f. Jumlah elektron ditunjukkan dengan angka sebagai eksponen.

Misalnya: +1 H: 1s 1 ; +4 Jadilah: 1s 2 2s 2 ;

2 Dia: 1s 2 ; +10 Ne: 1s 2 2s 2 2p 6 ;

3 Li: 1s 2 2s 1 ; +14 Si: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 .

Yaitu urutan

1 s 2 <2 s 2 <2 p 6 <3 s 2 <3 p 6 <4 s 2 <3 d 10 <4 p 6 <5 s 2 <4 d 10 <5 p 6 <6 s 2 <5 d 10 ≈ 4 f 14 <6 p 6 <7s 2 …..

rumus elektronik grafis - semua 4 bilangan kuantum digunakan - ini adalah distribusi elektron dalam sel kuantum. Nomor kuantum utama digambarkan di sebelah kiri, orbital - di bagian bawah dengan huruf, magnet - jumlah sel, putaran - arah panah.

Sebagai contoh:

8 O:…2s 2 2p 4

Rumus grafik hanya digunakan untuk menulis elektron valensi.

Pertimbangkan kompilasi rumus elektronik untuk elemen berdasarkan periode.

Periode I mengandung 2 elemen, di mana tingkat kuantum I dan subtingkat s terisi penuh dengan elektron (jumlah maksimum elektron per subtingkat adalah 2):

2 Dia: n=1 1s 2

Elemen di mana sublevel s diisi terakhir ditugaskan ke s -keluarga dan telepon s -elemen .

Unsur-unsur periode II mengisi tingkat kuantum II, sublevel s dan p (jumlah maksimum elektron pada sublevel p adalah 8).

3 Li: 1s 2 2s 1 ; 4 Jadilah: 1s 2 2s 2 ;

5 B: 1s 2 2s 2 2p 1 ; 10 Ne: 1s 2 2s 2 2p 6

Elemen di mana sublevel-p diisi terakhir ditugaskan ke keluarga-p dan telepon elemen-p .

Unsur-unsur periode III mulai membentuk tingkat kuantum III. Na dan Mg mengisi sublevel 3s dengan elektron. Untuk elemen dari 13 Al hingga 18 Ar, sublevel 3p diisi; Sublevel 3d tetap kosong, karena memiliki tingkat energi yang lebih tinggi daripada sublevel 4s dan tidak terisi untuk elemen periode III.

Sublevel 3d mulai diisi pada elemen periode IV, dan 4d - pada elemen periode V (sesuai dengan urutan):

19 K: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ; 20 Ca: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ;

21 Sc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 ; 25 menit: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 ;

33 Sebagai: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p3; 43 Tc: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p6 5 detik 2 4d 5

Elemen di mana sublevel d diisi terakhir ditugaskan ke d -keluarga dan telepon d -elemen .

4f diisi hanya setelah elemen ke-57 dari periode VI:

57 La: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 5d 1 ;

58 Ce: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 5d 1 4f 1 ;

Populasi tingkat kuantum V oleh elektron berlangsung mirip dengan periode IV. Dengan demikian, urutan populasi level dan sublevel yang ditunjukkan sebelumnya oleh elektron diamati:

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

populasi level kuantum baru oleh elektron selalu dimulai dari sublevel s. Untuk elemen periode tertentu, hanya sublevel s dan p dari level kuantum terluar yang diisi oleh elektron;

populasi sublevel d tertunda oleh periode I; Sublevel 3d diisi untuk elemen periode IV, 4d - sublevel untuk elemen periode V, dst.;

populasi elektron f dari sublevel tertunda 2 periode; Sublevel 4f diisi oleh elemen periode VI, sublevel 5f diisi oleh elemen periode VII, dan seterusnya.

Distribusi elektron pada tingkat energi menjelaskan sifat logam dan nonlogam dari setiap unsur.

Rumus elektronik

Ada aturan tertentu yang menurutnya partikel negatif bebas dan berpasangan ditempatkan pada level dan sublevel. Mari kita pertimbangkan secara lebih rinci distribusi elektron pada tingkat energi.
Hanya ada dua elektron pada tingkat energi pertama. Pengisian orbital dengan mereka dilakukan saat pasokan energi meningkat. Distribusi elektron dalam atom unsur kimia sesuai dengan nomor urut. Tingkat energi dengan jumlah minimum memiliki gaya tarik paling menonjol dari elektron valensi ke nukleus.

Contoh menyusun rumus elektronik

Pertimbangkan distribusi elektron pada tingkat energi menggunakan contoh atom karbon. Nomor serinya adalah 6, oleh karena itu, ada enam proton bermuatan positif di dalam nukleus. Mengingat bahwa karbon adalah perwakilan dari periode kedua, itu ditandai dengan adanya dua tingkat energi. Yang pertama memiliki dua elektron, yang kedua memiliki empat.
Aturan Hund menjelaskan lokasi dalam satu sel hanya dua elektron yang memiliki spin berbeda. Ada empat elektron pada tingkat energi kedua. Akibatnya, distribusi elektron dalam atom unsur kimia memiliki bentuk sebagai berikut: 1s22s22p2.
Ada aturan tertentu yang menurutnya distribusi elektron ke dalam sublevel dan level terjadi.

prinsip pauli

Prinsip ini dirumuskan oleh Pauli pada tahun 1925. Ilmuwan menetapkan kemungkinan menempatkan dalam atom hanya dua elektron yang memiliki bilangan kuantum yang sama: n, l, m, s. Perhatikan bahwa distribusi elektron pada tingkat energi terjadi ketika jumlah energi bebas meningkat.

Aturan Klechkovsky

Pengisian orbital energi dilakukan sesuai dengan peningkatan bilangan kuantum n + l dan ditandai dengan peningkatan cadangan energi.
Pertimbangkan distribusi elektron dalam atom kalsium.
Dalam keadaan normal, rumus elektroniknya adalah sebagai berikut:
Ca 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d0 4s2.
Untuk elemen dari subkelompok serupa yang terkait dengan elemen d dan f, ada "kegagalan" elektron dari sublevel eksternal, yang memiliki cadangan energi lebih rendah, ke sublevel d atau f sebelumnya. Fenomena serupa khas untuk tembaga, perak, platinum, emas.
Distribusi elektron dalam atom melibatkan pengisian sublevel dengan elektron tidak berpasangan yang memiliki spin yang sama.
Hanya setelah pengisian lengkap semua orbital bebas dengan elektron tunggal, sel-sel kuantum dilengkapi dengan partikel negatif kedua yang memiliki putaran berlawanan.
Misalnya, dalam keadaan nitrogen yang tidak tereksitasi:
1s2 2s2 2p3.
Sifat zat dipengaruhi oleh konfigurasi elektron elektron valensi. Dengan jumlahnya, Anda dapat menentukan valensi tertinggi dan terendah, aktivitas kimia. Jika elemen berada dalam subkelompok utama tabel periodik, Anda dapat menggunakan nomor golongan untuk menyusun tingkat energi eksternal, menentukan keadaan oksidasinya. Misalnya, fosfor, yang berada dalam kelompok kelima (subkelompok utama), mengandung lima elektron valensi, oleh karena itu, ia dapat menerima tiga elektron atau memberikan lima partikel ke atom lain.
Semua perwakilan dari subkelompok sekunder dari tabel periodik bertindak sebagai pengecualian untuk aturan ini.

Fitur Keluarga

Bergantung pada struktur apa yang dimiliki tingkat energi eksternal, ada pembagian semua atom netral yang termasuk dalam tabel periodik menjadi empat keluarga:

s-elemen berada pada kelompok pertama dan kedua (subkelompok utama); p-famili terletak di kelompok III-VIII (A subkelompok); d-elemen dapat ditemukan di subkelompok serupa dari kelompok I-VIII; f-famili terdiri dari aktinida dan lantanida.

Semua s-elemen dalam keadaan normal memiliki elektron valensi di s-sublevel. Unsur-p dicirikan oleh adanya elektron bebas pada sublevel s dan p.
Elemen-d dalam keadaan tidak tereksitasi memiliki elektron valensi baik pada s- terakhir maupun pada sublevel d kedua dari belakang.

Kesimpulan

Keadaan setiap elektron dalam atom dapat dijelaskan dengan menggunakan satu set bilangan dasar. Tergantung pada fitur strukturnya, kita dapat berbicara tentang sejumlah energi tertentu. Menggunakan aturan Hund, Klechkovsky, Pauli untuk setiap elemen yang termasuk dalam tabel periodik, Anda dapat membuat konfigurasi atom netral.
Cadangan energi terkecil dalam keadaan tidak tereksitasi dimiliki oleh elektron yang terletak pada tingkat pertama. Ketika atom netral dipanaskan, transisi elektron diamati, yang selalu disertai dengan perubahan jumlah elektron bebas, menyebabkan perubahan signifikan dalam keadaan oksidasi elemen, perubahan aktivitas kimianya.

Karena inti atom yang bereaksi tetap tidak berubah selama reaksi kimia, sifat kimia atom terutama bergantung pada struktur kulit elektron atom. Oleh karena itu, kita akan membahas lebih rinci tentang distribusi elektron dalam atom, dan terutama pada mereka yang menentukan sifat kimia atom (yang disebut elektron valensi), dan, akibatnya, periodisitas dalam sifat atom dan sifat-sifatnya. senyawa. Kita telah mengetahui bahwa keadaan elektron dapat dijelaskan dengan himpunan empat bilangan kuantum, tetapi untuk menjelaskan struktur kulit elektron atom, Anda perlu mengetahui tiga ketentuan utama berikut: 1) prinsip Pauli, 2) prinsip energi paling sedikit, dan 3) tekan Hund. prinsip pauli. Pada tahun 1925, fisikawan Swiss W. Pauli menetapkan aturan yang kemudian disebut prinsip Pauli (atau pengecualian Pauli): dapat ada dua elektron dalam atom ve yang memiliki sifat yang sama. Mengetahui bahwa sifat-sifat elektron dicirikan oleh bilangan kuantum, prinsip Pauli juga dapat dirumuskan dengan cara ini: tidak mungkin ada dua elektron dalam sebuah atom, di mana keempat bilangan kuantum akan sama. Setidaknya salah satu bilangan kuantum l, /, mt atau m3 harus berbeda. Jadi, elektron dengan kuantum yang sama - Berikut ini, kami setuju untuk secara grafis menunjukkan elektron yang memiliki nilai s = + lj2> dengan panah T, dan mereka yang memiliki nilai J- ~ lj2 - dengan panah Dua elektron memiliki spin yang sama sering disebut elektron dengan spin paralel dan dilambangkan dengan ft (atau C). Dua elektron yang spinnya berlawanan disebut elektron dengan spin aptiparalel dan dilambangkan dengan | Bilangan ke-J l, I, dan mt tentu harus berbeda dalam putarannya. Oleh karena itu, dalam sebuah atom hanya ada dua elektron dengan n, / dan m yang sama, satu dengan m = -1/2, yang lain dengan m = + 1/2. Sebaliknya, jika spin dua elektron sama, salah satu bilangan kuantum harus berbeda: n, / atau mh n= 1. Maka /=0, mt-0 dan t dapat bernilai sembarang: +1/ 2 atau -1/2. Kita melihat bahwa jika n - 1, hanya ada dua elektron seperti itu. Dalam kasus umum, untuk setiap nilai n tertentu, elektron terutama berbeda dalam bilangan kuantum samping /, yang mengambil nilai dari 0 hingga n-1. Untuk mengetahui apakah/ dapat ada (2/+1) elektron dengan nilai bilangan kuantum magnetik m yang berbeda. Angka ini harus digandakan, karena nilai yang diberikan dari l, /, dan m( sesuai dengan dua nilai yang berbeda dari proyeksi putaran mx. Akibatnya, jumlah maksimum elektron dengan nomor kuantum yang sama l dinyatakan dengan jumlah.Dari sini jelas mengapa tidak ada lebih dari 2 elektron pada tingkat energi pertama, 8 pada kedua, 18 pada ketiga, dll Perhatikan, misalnya, atom hidrogen iH. Ada satu elektron dalam atom hidrogen iH, dan putaran elektron ini dapat diarahkan sewenang-wenang (yaitu ms ^ + ij2 atau mt = -1 / 2), dan elektron berada dalam keadaan s-co pada tingkat energi pertama dengan l- 1 (Ingat sekali lagi bahwa tingkat energi pertama terdiri dari satu sublevel - 15, tingkat energi kedua - dari dua sublevel - 2s dan 2p, yang ketiga - dari tiga sublevel - 3 *, Zru 3d, dll.). Sublevel, pada gilirannya, dibagi menjadi sel kuantum * (keadaan energi ditentukan oleh jumlah kemungkinan nilai m (, yaitu 2 / 4-1). Merupakan kebiasaan untuk secara grafis mewakili sel sebagai persegi panjang , arah putaran elektron adalah panah.Oleh karena itu, keadaan elektron dalam atom hidrogen iH dapat direpresentasikan sebagai Ijt1, atau, yang sama, Yang Anda maksud dengan "sel kuantum" * sebuah orbital yang dicirikan oleh himpunan yang sama nilai bilangan kuantum n, I dan m* dalam setiap sel dapat ditempatkan maksimal dua elektron dengan ayati-paralel spin, yang dilambangkan dengan ti - Distribusi elektron dalam atom Pada atom helium 2He, kuantum bilangan n-1, / \u003d 0 dan m (-0) sama untuk kedua elektronnya, dan bilangan kuantum m3 berbeda Proyeksi putaran elektron helium dapat berupa mt \u003d + V2 dan ms \u003d - V2 struktur kulit elektron atom helium 2He dapat direpresentasikan sebagai Is-2 atau, yang sama, 1S DAN Mari kita gambarkan struktur kulit elektron lima atom unsur periode kedua tabel periodik: Kulit elektron 6C, 7N, dan VO harus diisi persis seperti ini, tidak jelas sebelumnya. Susunan putaran tertentu ditentukan oleh apa yang disebut aturan Hund (pertama kali dirumuskan pada tahun 1927 oleh fisikawan Jerman F. Gund). aturan Gund. Untuk nilai I tertentu (yaitu, dalam sublevel tertentu), elektron diatur sedemikian rupa sehingga total seratus * adalah maksimum. Jika, misalnya, perlu untuk mendistribusikan tiga elektron dalam tiga / ^-sel atom nitrogen, maka mereka masing-masing akan ditempatkan di sel yang terpisah, yaitu, ditempatkan pada tiga orbital p yang berbeda: Dalam hal ini, total spin adalah 3/2, karena proyeksinya adalah m3 - 4-1/2 + A/2+1/2 = 3/2* Tiga elektron yang sama tidak dapat disusun dengan cara ini: 2p NI karena proyeksi total putaran adalah mm = + 1/2 - 1/2+ + 1/2=1/2. Untuk alasan ini, persis seperti di atas, elektron terletak di atom karbon, nitrogen, dan oksigen. Mari kita pertimbangkan lebih lanjut konfigurasi elektron atom periode ketiga berikutnya. Dimulai dengan natrium uNa, tingkat energi ketiga dengan bilangan kuantum utama n-3 diisi. Atom-atom dari delapan unsur pertama periode ketiga memiliki konfigurasi elektron sebagai berikut: Perhatikan sekarang konfigurasi elektron atom pertama periode keempat kalium 19K. 18 elektron pertama mengisi orbital berikut: ls12s22p63s23p6. Tampaknya; bahwa elektron kesembilan belas dari atom kalium harus jatuh pada sublevel 3d, yang sesuai dengan n = 3 dan 1=2. Namun, pada kenyataannya, elektron valensi atom kalium terletak pada orbital 4s. Pengisian kulit lebih lanjut setelah elemen ke-18 tidak terjadi dalam urutan yang sama seperti pada dua periode pertama. Elektron dalam atom diatur sesuai dengan prinsip Pauli dan aturan Hund, tetapi sedemikian rupa sehingga energinya paling kecil. Prinsip energi paling sedikit (kontribusi terbesar untuk pengembangan prinsip ini dibuat oleh ilmuwan domestik V. M. Klechkovsky) - dalam sebuah atom, setiap elektron ditempatkan sehingga energinya minimal (yang sesuai dengan koneksi terbesarnya dengan nukleus) . Energi elektron terutama ditentukan oleh bilangan kuantum utama n dan bilangan kuantum samping /, oleh karena itu, sublevel yang jumlah nilai bilangan kuantum pi / adalah yang terkecil diisi terlebih dahulu. Sebagai contoh, energi elektron pada sublevel 4s lebih kecil dari pada sublevel 3d, karena pada kasus pertama n+/=4+0=4, dan pada kasus kedua n+/=3+2= 5; pada sublevel 5* (n+ /=5+0=5) energinya lebih kecil daripada di Ad (l + /=4+ 4-2=6); dengan 5p (l+/=5 +1 = 6) energinya lebih kecil dari 4/(l-f/= =4+3=7), dll. Adalah V. M. Klechkovsky yang pertama kali pada tahun 1961 merumuskan proposisi umum bahwa elektron dalam keadaan dasar menempati tingkat tidak dengan nilai n minimum yang mungkin, tetapi dengan nilai terkecil dari jumlah n + / « Dalam kasus ketika jumlah nilai pi / sama untuk dua sublevel, sublevel dengan nilai n yang lebih rendah. Misalnya, pada sublevel 3d, Ap, 5s, jumlah nilai pi/ sama dengan 5. Dalam hal ini, sublevel dengan nilai n yang lebih kecil diisi terlebih dahulu, yaitu. , 3dAp-5s, dll. Dalam sistem periodik unsur Mendeleev, urutan pengisian tingkat dan subtingkat elektron adalah sebagai berikut (Gbr. 2.4). Distribusi elektron dalam atom Skema pengisian tingkat energi dan sublevel dengan elektron Oleh karena itu, sesuai dengan prinsip energi terkecil, dalam banyak kasus, secara energetik lebih menguntungkan bagi elektron untuk menempati sublevel dari level "atas", meskipun sublevel dari level "lebih rendah" tidak terisi: Itulah sebabnya pada periode keempat sublevel 4s diisi terlebih dahulu dan baru setelah itu sublevel 3d .

Cara pertama: Elektron dapat dengan mudah didistribusikan ke sublevel berdasarkan beberapa aturan. Pertama, Anda membutuhkan tabel warna. Mari kita bayangkan setiap elemen sebagai satu elektron baru, Setiap periode adalah tingkat yang sesuai, elektron s.p selalu dalam periodenya, elektron d satu tingkat lebih rendah (3 elektron d menjauh pada periode ke-4), elektron f adalah 2 level lebih rendah. Kita ambil tabel saja dan baca berdasarkan warna unsurnya, untuk s, unsur p, nomor level sesuai dengan nomor periode, jika mencapai elemen d, kita tulis level satu lebih kecil dari jumlah periode di mana elemen ini berada (jika elemen berada dalam periode ke-4, maka 3 d). Kami juga bertindak dengan elemen-f, hanya level yang ditunjukkan kurang dari angka periode dengan 2 nilai (jika elemen berada pada periode ke-6, oleh karena itu, 4 f).

Cara kedua: Semua sublevel harus ditampilkan dalam bentuk satu sel, dan level harus diatur secara simetris di bawah satu sama lain, sublevel di bawah sublevel. Di setiap sel, tulis jumlah elektron maksimum dari sublevel tertentu. Dan langkah terakhir adalah merangkai sublevel secara diagonal (dari sudut atas ke bawah) dengan panah. Baca sublevel dari atas ke bawah menuju ujung panah, hingga jumlah elektron atom yang diinginkan.

Unduh:

Pratinjau:

Kelas master dengan topik:"Urutan elektron mengisi tingkat energi atom".

Tujuan pelajaran: Pertimbangkan opsi untuk bentuk yang lebih cepat dari penulisan konfigurasi elektron singkat suatu atom.

Bergantung pada sublevel mana dalam atom yang terisi terakhir, semua elemen kimia dibagi menjadi 4 keluarga elektronik: elemen s-, p-, d-, f. Unsur-unsur yang atom-atomnya memiliki sublevel s dari level terluar yang terisi terakhir disebut unsur-s. Dalam unsur-s, elektron valensi adalah elektron-s dari tingkat energi terluar. Untuk elemen-p, sublevel-p dari level luar diisi terakhir. Mereka memiliki elektron valensi yang terletak di sublevel p dan s dari level terluar. Untuk elemen d, sublevel d dari tingkat pra-eksternal diisi terakhir, dan elektron s dari elektron eksternal dan elektron d dari tingkat energi pra-eksternal adalah valensi. Untuk elemen-f, sublevel f dari tingkat energi ketiga dari luar diisi terakhir.

Konfigurasi elektron suatu atom juga dapat digambarkan dalam bentuk skema penempatan elektron dalam sel kuantum, yang merupakan representasi grafis dari orbital atom. Setiap sel kuantum dapat berisi tidak lebih dari dua elektron dengan putaran berlawanan arah . Urutan penempatan elektron dalam satu sublevel ditentukan oleh aturan Hunda: dalam sublevel, elektron diatur sedemikian rupa sehingga total spin mereka maksimum. Dengan kata lain, orbital dari sublevel tertentu diisi pertama oleh satu elektron dengan spin yang sama, dan kemudian oleh elektron kedua dengan spin yang berlawanan.

Ada beberapa cara untuk menulis konfigurasi elektron atom.

Cara pertama:

Untuk unsur yang dipilih, menurut lokasinya dalam tabel periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, seseorang dapat menuliskan matriks struktur kulit elektron atom yang sesuai dengan periode ini.

Misalnya, unsur yodium: 127 53 saya 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f

Menurut tabel, bergerak secara berurutan dari elemen ke elemen, Anda dapat mengisi matriks sesuai dengan nomor seri elemen dan urutan pengisian sublevel:

127 53 I 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 0 5s 2 5p 5 5d 0 5f 0

Tetapi, sublevel diisi dalam urutan s-f-d-p, dan ketika menggunakan metode ini, kami tidak mengamati urutan pengisian kulit elektron.

Cara kedua:

Dimungkinkan untuk mempertimbangkan urutan pengisian level dan sublevel dengan elektron, menggunakan konsep prinsip dasar - prinsip cadangan energi paling sedikit: keadaan atom yang paling stabil adalah di mana elektronnya memiliki energi terendah.

Itu. berdasarkanPauli Ban, Hund Rules dan Kleczkowski

larangan pauli : sebuah atom tidak dapat memiliki dua elektron yang keempat bilangan kuantumnya sama (yaitu, setiap orbital atom tidak dapat diisi lebih dari dua elektron, dan dengan spin antiparalel.)

Aturan Hund : elektron terletak pada orbital yang identik sedemikian rupa sehingga jumlah putaran totalnya maksimum, mis. keadaan atom yang paling stabil sesuai dengan jumlah maksimum elektron tidak berpasangan yang mungkin dengan spin yang sama.

Aturan Klechkovsky: A) Pengisian lapisan elektron dengan elektron dimulai dari level dan sublevel dengan nilai n dan l terendah, dan berlanjut dalam urutan n+l;

B) Jika untuk dua orbital jumlah n + l ternyata sama, maka orbital dengan nilai n yang lebih kecil diisi terlebih dahulu dengan elektron.

Kasus pertama tidak menunjukkan urutan pengisian sublevel, dan yang kedua membutuhkan waktu untuk membuat tabel.

Tabel nomor 2

Urutan elektron mengisi tingkat energi atom.

bilangan kuantum		Jumlah bilangan kuantum t+l	Orbital untuk diisi

Dalam distribusi elektron dalam atom Ke sesuai dengan aturan Klechkovsky, orbital 4s lebih disukai

Oleh karena itu, untuk atom kalium distribusi elektron dalam orbital (rumus elektron-grafik) memiliki bentuk

Skandium mengacu pada d-elemen, dan atomnya dicirikan oleh distribusi elektron berikut dalam orbital:

Berdasarkan aturan Klechkovsky, kita melihat urutan pengisian sublevel secara berurutan. Kasus pertama tidak menunjukkan urutan pengisian sublevel, dan yang kedua membutuhkan waktu untuk membuat tabel. Oleh karena itu, saya menawarkan kepada Anda opsi yang lebih dapat diterima untuk pengisian orbital secara berurutan.

Cara pertama : Elektron dapat dengan mudah didistribusikan ke sublevel berdasarkan beberapa aturan. Pertama, Anda membutuhkan tabel warna. Mari kita bayangkan setiap elemen sebagai satu elektron baru, Setiap periode adalah tingkat yang sesuai, elektron s.p selalu dalam periodenya, elektron d satu tingkat lebih rendah (3 elektron d menjauh pada periode ke-4), elektron f adalah 2 level lebih rendah. Kita ambil tabel saja dan baca berdasarkan warna unsurnya, untuk s, unsur p, nomor level sesuai dengan nomor periode, jika mencapai elemen d, kita tulis level satu lebih kecil dari jumlah periode di mana elemen ini berada (jika elemen berada dalam periode ke-4, maka 3 d). Kami juga bertindak dengan elemen-f, hanya level yang ditunjukkan kurang dari angka periode dengan 2 nilai (jika elemen berada pada periode ke-6, oleh karena itu, 4 f).

Cara kedua : Semua sublevel harus ditampilkan dalam bentuk satu sel, dan level harus diatur secara simetris di bawah satu sama lain, sublevel di bawah sublevel. Di setiap sel, tulis jumlah elektron maksimum dari sublevel tertentu. Dan langkah terakhir adalah merangkai sublevel secara diagonal (dari sudut atas ke bawah) dengan panah. Baca sublevel dari atas ke bawah menuju ujung panah, hingga jumlah elektron atom yang diinginkan.

Keadaan energi dan susunan elektron dalam kulit atau lapisan atom ditentukan oleh empat bilangan, yang disebut bilangan kuantum dan biasanya dilambangkan dengan simbol n, l, s dan j; bilangan kuantum memiliki karakter diskontinu atau diskrit, yaitu, mereka hanya dapat menerima individu, diskrit, nilai, bilangan bulat atau setengah bilangan bulat.

Sehubungan dengan bilangan kuantum n, l, s dan j, perlu juga diingat hal-hal berikut:

1. Bilangan kuantum n disebut pokok; itu adalah umum untuk semua elektron yang membentuk kulit elektron yang sama; dengan kata lain, setiap kulit elektron suatu atom bersesuaian dengan nilai bilangan kuantum utama tertentu, yaitu: untuk kulit elektron K, L, M, N, O, P dan Q, bilangan kuantum utama masing-masing adalah 1 , 2, 3, 4, 5, 6 dan 7. Dalam kasus atom elektron tunggal (atom hidrogen), bilangan kuantum utama berfungsi untuk menentukan orbit elektron dan, pada saat yang sama, energi atom atom dalam keadaan stasioner.

2. Bilangan kuantum I disebut sisi, atau orbital, dan menentukan momen momentum elektron, yang disebabkan oleh rotasinya di sekitar inti atom. Bilangan kuantum sisi dapat memiliki nilai 0, 1, 2, 3, . . . , dan secara umum dilambangkan dengan simbol s, p, d, f, . . . Elektron yang memiliki nomor kuantum sisi yang sama membentuk subkelompok, atau, seperti yang sering dikatakan, berada pada sublevel energi yang sama.

3. Bilangan kuantum s sering disebut bilangan spin, karena menentukan momentum sudut elektron yang disebabkan oleh rotasinya sendiri (momentum spin).

4. Bilangan kuantum j disebut internal dan ditentukan oleh jumlah vektor l dan s.

Distribusi elektron dalam atom(kulit atom) juga mengikuti beberapa ketentuan umum, yang perlu ditunjukkan:

1. Prinsip Pauli, yang menyatakan bahwa suatu atom tidak dapat memiliki lebih dari satu elektron dengan nilai keempat bilangan kuantum yang sama, yaitu dua elektron dalam atom yang sama harus berbeda nilai setidaknya satu bilangan kuantum.

2. Prinsip energi, yang menyatakan bahwa dalam keadaan dasar atom, semua elektronnya harus berada pada tingkat energi terendah.

3. Prinsip jumlah (jumlah) elektron dalam kulit, yang menyatakan bahwa jumlah terbatas elektron dalam kulit tidak boleh melebihi 2n 2, di mana n adalah bilangan kuantum utama dari kulit yang diberikan. Jika jumlah elektron pada suatu kulit mencapai nilai batas, maka kulit tersebut terisi dan kulit elektron baru mulai terbentuk pada unsur-unsur berikutnya.

Sesuai dengan apa yang dikatakan, tabel di bawah ini memberikan: 1) penunjukan huruf dari kulit elektron; 2) nilai yang sesuai dari bilangan kuantum utama dan samping; 3) simbol subkelompok; 4) jumlah elektron maksimum yang dihitung secara teoritis baik dalam subkelompok individu maupun dalam kulit secara keseluruhan. Harus ditunjukkan bahwa dalam kulit K, L, dan M, jumlah elektron dan distribusinya pada subkelompok, ditentukan dari pengalaman, sepenuhnya sesuai dengan perhitungan teoretis, tetapi perbedaan yang signifikan diamati pada kulit berikut: jumlah elektron di subgrup f mencapai nilai batas hanya di kulit N, di kulit berikutnya, itu berkurang, dan kemudian seluruh subgrup f menghilang.

Kerang

Subgrup

Jumlah elektron dalam subgrup

Jumlah elektron pada kulit (2n 2)

Tabel tersebut memberikan jumlah elektron dalam kulit dan distribusinya berdasarkan subkelompok untuk semua unsur kimia, termasuk unsur transuranik. Data numerik dari tabel ini dibuat sebagai hasil dari studi spektroskopi yang sangat hati-hati.

periode pertama
periode ke-2
periode ke-3
periode ke-4
periode ke-5
periode ke-6
periode ke-7

_______________

Sebuah sumber informasi: BUKU PEDOMAN FISIK DAN TEKNIS SINGKAT / Jilid 1, - M.: 1960.