Come Scrivere Configurazioni Elettroniche per Elementi: 13 Passaggi

Contenuto

Passi
- Metodo 1 di 2: Metodo uno: allocare gli elettroni utilizzando la tavola periodica
- Metodo 2 di 2: Metodo due: utilizzare una tavola periodica ADOMAH
Consigli

Il configurazione elettronica di un atomo è una rappresentazione numerica degli orbitali degli elettroni. Gli orbitali elettronici sono regioni di forma diversa attorno al nucleo di un atomo, dove può essere dimostrato matematicamente che esiste la possibilità che vi siano presenti elettroni. È facile e veloce leggere da una configurazione elettronica quanti orbitali elettronici ha un atomo e quanti elettroni sono presenti in ciascun orbitale. Qui imparerai come iniziare a creare la tua configurazione elettronica.

Passi

Metodo 1 di 2: Metodo uno: allocare gli elettroni utilizzando la tavola periodica

Scrittura di configurazioni elettroniche per elementi

1. Trova il numero atomico. Ogni atomo ha un numero specifico associato di elettroni. Trova il simbolo chimico del tuo atomo nella tavola periodica. Il numero atomico è un numero intero positivo che inizia da 1 (per l`idrogeno) e aumenta di 1 per ogni atomo successivo. Il numero atomico è il numero di protoni in quell`atomo, quindi è anche il numero di elettroni in quell`atomo se non è carico.

2. Determina la carica dell`atomo. Gli atomi senza carica hanno esattamente lo stesso numero di protoni degli elettroni, come indicato nella tavola periodica. Ma questo non è il caso degli atomi carichi. Se hai a che fare con un atomo carico, aggiungi o sottrai gli elettroni come segue: aggiungi un elettrone per ogni carica negativa e sottrai uno per ogni carica positiva.

Ad esempio: un atomo di sodio con una carica di -1 ha quindi un elettrone in più aggiunto a il numero atomico di 11. Quindi questo atomo di sodio ha 12 elettroni in totale.

3. Memorizza l`elenco di base degli orbitali. Quando un atomo guadagna elettroni, riempiono diversi insiemi di orbitali in un ordine fisso. Ogni orbitale, quando è pieno, contiene un numero fisso di elettroni. Le forme orbitali sono:

L`orbitale s (qualsiasi numero nella configurazione elettronica seguito da a "S") contiene un singolo orbitale e, a causa di Principio di esclusione di Pauli sappiamo che un singolo orbitale può contenere un massimo di 2 elettroni, quindi qualsiasi forma orbitale può contenere 2 elettroni.

L`orbitale p contiene 3 orbitali, quindi può contenere un totale di 6 elettroni.

L`orbitale d contiene 5 orbitali, quindi può contenere 10 elettroni.

L`orbitale f contiene 7 orbitali, quindi può contenere 14 elettroni.

4. Comprendere la notazione di una configurazione elettronica. Le configurazioni elettroniche sono annotate in modo tale che sia chiaro quanti elettroni sono presenti nell`atomo e quanti elettroni ci sono in ciascun orbitale. Un orbitale ha una notazione fissa con il numero di elettroni in apice dopo il nome dell`orbitale. La configurazione elettronica finale è una serie di forme orbitali e apici.

Ad esempio, una semplice configurazione elettronica: 1s 2s 2p. Questa configurazione indica che ci sono due elettroni nella forma orbitale 1s, due elettroni nella forma orbitale 2s e sei elettroni nella forma orbitale 2p. 2 + 2 + 6 = 10 elettroni in totale. Questa è la configurazione elettronica di un atomo di neon scarico (Ne; numero atomico 10.)

5. Impara l`ordine degli orbitali.Si noti che le forme orbitali sono numerate dal guscio dell`elettrone, ma ordinate per livello di energia. Ad esempio, un 4s completamente riempito ha meno energia (o meno potenziale) di un 3d parzialmente riempito o riempito, quindi il guscio 4s è davanti. Se conosci l`ordine degli orbitali, non è difficile riempirli in base al numero di elettroni nell`atomo. L`ordine di riempimento degli orbitali è il seguente: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

Una configurazione elettronica di un atomo in cui ogni orbitale è completamente riempito è scritta come segue: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p

Si noti che nell`elenco sopra, se tutti i gusci sono pieni, questa è la configurazione elettronica di ununoctium (Uuo; numero atomico 118), il numero più alto nella tavola periodica, quindi questa configurazione elettronica contiene tutti i gusci di elettroni ora conosciuti in un atomo non caricato.

6. Riempi gli orbitali in base al numero di elettroni nel tuo atomo. Ad esempio, se volessimo scrivere la configurazione elettronica di un atomo di calcio non caricato, inizieremmo cercando il numero atomico nella tavola periodica. Il numero atomico del calcio è 20, quindi scriviamo una configurazione per questo atomo con 20 elettroni nell`ordine mostrato sopra.

Riempi gli orbitali con gli elettroni nell`ordine sopra fino a raggiungere i venti. L`orbitale 1s ottiene due elettroni, il 2s ne ottiene due, il 2p ne ottiene sei, il 3s ne ottiene due, il 3p ne ottiene 6 e il 4s ne ottiene 2 (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Quindi, la configurazione elettronica per il calcio è: 1s 2s 2p 3s 3p 4s.

Nota: i livelli di energia cambiano man mano che sali di livello. Ad esempio, se stai per passare al 4° livello di energia, prima saranno 4 secondi, dopo 3d. Dopo il quarto livello, si continua con il quinto livello, dove viene ripreso l`ordine normale. Questo accade solo dopo il 3° livello di energia.

7. Usa la tavola periodica come ausilio visivo. Potresti aver notato che l`ordine della tavola periodica corrisponde all`ordine delle forme orbitali nelle configurazioni elettroniche. Ad esempio, gli atomi nella seconda colonna a sinistra terminano sempre con "S", gli atomi all`estrema destra nella stretta sezione centrale finiscono sempre con "D," eccetera. Usa la tavola periodica come guida visiva per annotare le configurazioni: l`ordine in cui aggiungi gli elettroni agli orbitali corrisponde alla posizione nella tavola della tavola periodica. Dai un`occhiata a quanto segue:

Le due colonne all`estrema sinistra sono una rappresentazione di atomi le cui configurazioni elettroniche terminano con s orbitali, il blocco di destra di questa tabella è una rappresentazione di atomi le cui configurazioni terminano con p orbitali, la parte centrale, gli atomi che terminano con un d orbitale, e la regione inferiore, atomi che terminano con orbitali f.

Ad esempio, quando si scrive una configurazione elettronica per il cloro (Cl), considerare: "Questo atomo è nella terza riga (o "periodo di tempo") della tavola periodica. È anche nella quinta colonna del gruppo di p orbitali. Quindi questa configurazione elettronica finisce con ...3p

Nota: i gruppi di orbitali d e f nella tabella corrispondono a livelli di energia diversi dal periodo in cui si trovano. Ad esempio, la prima riga degli orbitali del gruppo d corrisponde all`orbitale 3d anche se è nel periodo 4, mentre la prima riga degli orbitali f corrisponde all`orbitale 4f anche se è nel sesto periodo.

8. Impara l`abbreviazione per scrivere configurazioni elettroniche lunghe. Gli atomi lungo il lato destro della tavola periodica sono chiamati i gas nobili. Questi elementi sono molto stabili. Per abbreviare il processo di annotazione di una configurazione elettronica lunga, scrivi il simbolo chimico del gas più vicino, con meno elettroni del tuo atomo, tra parentesi quadre, quindi continua con la configurazione elettronica per le seguenti forme orbitali. Vedi sotto:

Per comprendere bene questo concetto, è utile annotare un esempio di configurazione. Scriviamo la configurazione dello zinco (numero atomico 30) usando la notazione abbreviata per un gas nobile. La configurazione elettronica completa dello zinco è: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. Ma nota che 1s 2s 2p 3s 3p è la configurazione del gas nobile argon. Basta sostituire questa parte della notazione zinco con il simbolo chimico dell`argon tra parentesi quadre ([Ar].)

Quindi la notazione abbreviata della configurazione elettronica dello zinco può essere scritta come [Ar]4s 3d.

Metodo 2 di 2: Metodo due: utilizzare una tavola periodica ADOMAH

1. Comprendere la tavola periodica di ADOMAH. Con questo metodo di annotazione delle configurazioni elettroniche, non è necessario memorizzare molto. Ma richiede una tavola periodica disposta in modo diverso, perché all`interno della tavola periodica tradizionale, i gusci di elettroni, a partire dalla quarta riga, non corrispondono ai numeri periodici. Prova a trovare online un esempio di questo sistema progettato da Valery Tsimmerman. Sicuramente questo non è un problema.

All`interno della tavola periodica ADOMAH, le righe rappresentano gruppi di elementi, come alogeni, gas inerti, metalli alcalini, ecc.Le colonne corrispondono ai gusci di elettroni e le “cascate” (linee diagonali che collegano i gruppi s,p,d ed f) corrispondono ai periodi.
L`elio è ora vicino all`idrogeno perché entrambi sono caratterizzati dall`orbitale 1s. I punti (s,p,d ed f) sono a destra ei numeri di shell in fondo alla tabella. Gli elementi sono elencati nelle caselle numerate da 1 a 120. Questi numeri rappresentano i numeri atomici ordinari e indicano il numero di elettroni in un atomo neutro.

2. Cerca il tuo atomo nella tabella ADOMAH. Per poter annotare la configurazione elettronica di un elemento, cerca il suo simbolo nella tavola periodica ADOMAH e cancella tutti gli elementi con numero atomico più alto. Ad esempio, se vuoi conoscere la configurazione elettronica dell`erbio (68), incrocia gli elementi da 69 a 120.

Vai ai numeri da 1 a 8 in fondo (alla base) della tabella. Questi sono i numeri dei gusci di elettroni o delle colonne. Ignora le colonne barrate. Le colonne rimaste per l`erbio sono 1,2,3,4,5 e 6.

3. Conta gli orbitali fino al tuo atomo. Osservando il gruppo di simboli sul lato destro della tabella (s, p, d e f) e i numeri delle colonne in fondo alla tabella e ignorando le linee diagonali tra di loro, puoi dividere le colonne in gruppi e elenco dal basso verso l`alto. Ancora una volta, ignora quei blocchi con tutti gli elementi barrati. Annotare i gruppi di colonne, iniziando con il numero di colonna seguito dal simbolo del gruppo, in questo modo: 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p6s (nel caso di erbio).

Nota: la configurazione elettronica sopra di Er (erbio) è elencata in ordine di numeri di shell ascendenti. Può anche essere scritto nell`ordine degli orbitali. Segui semplicemente le cascate dall`alto verso il basso, invece delle colonne, se stai annotando i gruppi di colonne: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s4d 5p 6s 4f.

4. Conta gli elettroni di ciascuna forma orbitale. Conta gli elementi che non sono barrati in ciascun gruppo di colonne, selezionando un elettrone per elemento e scrivi il numero accanto ai simboli del gruppo di ciascun gruppo di colonne, in questo modo: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s. Questa è la configurazione elettronica di Er (erbio) dal nostro esempio.

5. Conoscere le configurazioni elettroniche irregolari. Ci sono diciotto eccezioni alle configurazioni elettroniche negli atomi con il livello di energia più basso, noto anche come stato fondamentale. Questi si discostano dalla regola generale per le ultime due o tre posizioni degli elettroni. In questi casi le configurazioni elettroniche effettive mantengono gli elettroni a un livello di energia inferiore rispetto a una configurazione standard di quell`atomo. Gli atomi irregolari sono:

cr(..., 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); AC(..., 6d1, 7s2); Però(..., 6d2, 7s2); papà(..., 5f2, 6d1, 7s2); VOI(..., 5f3, 6d1, 7s2); np(..., 5f4, 6d1, 7s2) e centimetro(..., 5f7, 6d1, 7s2).

Consigli

Per trovare il numero atomico di un atomo quando è scritto sotto forma di configurazione elettronica, aggiungi tutti i numeri che seguono le lettere (s, p, d e f). Funziona solo su un atomo neutro, non su uno ione, e devi sottrarre o aggiungere tutti gli elettroni che vengono persi o aggiunti.
Il numero dopo la lettera è in realtà in apice, quindi non commettere errori con un test.
Non esiste una cosa come il "stabilità di un mezzo pieno" sottolivello. Questo è troppo semplice. La stabilità è dovuta al fatto che ogni orbitale è occupato da un solo elettrone, quindi la repulsione elettrone-elettrone è minima.
Ogni atomo vuole tornare a uno stato stabile e le configurazioni più stabili hanno completamente riempito gli orbitali s e p (s2 e p6). I gas nobili hanno questa configurazione, per questo non sono quasi mai reattivi e si trovano sul lato destro della tavola periodica. Quindi, se una configurazione termina con 3p, ha bisogno solo di altri due elettroni per diventare stabile (perdere sei elettroni, incluso quello dell`orbitale s, richiede più energia, quindi è più facile perderne quattro). E se una configurazione termina con 4d, ha solo bisogno di perdere altri tre elettroni per raggiungere uno stato stabile. Sostiene anche che i gusci riempiti a metà (s1, p3, d5..) sono più stabili di, ad esempio, p4 o p2; s2 e p6 diventeranno ancora più stabili.
Quando l`atomo è uno ione, significa che il numero di protoni non è uguale al numero di elettroni. La carica dell`atomo viene quindi solitamente indicata nell`angolo in alto a destra del simbolo. Quindi, un atomo di antimonio con una carica +2 ha una configurazione elettronica di 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. Si noti che il 5p è stato cambiato in 5p. Sii consapevole di questo se la configurazione di un atomo scarico termina in qualcosa di diverso da un orbitale s e p. Se rimuovi gli elettroni, puoi farlo solo sugli orbitali di valenza (gli orbitali s e p). Quindi se una configurazione termina con 4s 3d e la carica dell`atomo aumenta di +2, la configurazione cambia in modo che termini con 4s 3d. Ricorda quel 3dnon cambia, ma che l`orbitale s perde i suoi elettroni.
Ci sono circostanze in cui un elettrone guadagna un livello più alto. Quando un orbitale è a solo un elettrone di distanza dall`essere riempito per metà o completamente, rimuovere un elettrone dall`orbitale so p più vicino e spostarlo sull`orbitale che ha bisogno di quell`elettrone.
Puoi anche scrivere la configurazione elettronica di un elemento semplicemente annotando la sua configurazione di valenza, l`ultimo s e p orbitale. Quindi, la configurazione di valenza dell`antimonio diventa quindi 5s 5p.
Gli ioni non sono gli stessi, ma molto più difficili. Salta due livelli e poi segui lo stesso schema a seconda di dove hai iniziato e del numero di elettroni.