Шта је спектрална нотација?



Тхе спектрална нотација оелектронска конфигурација је распоред електрона у нивоима енергије око језгра атома.

Што се тиче прецизнијег квантно-механичког модела, К-К слојеви су подељени у скуп орбитала, од којих сваки може бити заузет не више од једног пара електрона (Енцицлопӕдиа Британница, 2011).

Уобичајено, електронска конфигурација се користи за описивање орбитала атома у свом основном стању, али се такође може користити за представљање атома који је ионизован у катиону или ањону, компензирајући губитак или добит електрона у њиховим орбиталима.

Многе физичке и хемијске особине елемената могу бити у корелацији са њиховим јединственим електронским конфигурацијама.

Валентни електрони, електрони у крајњем слоју, су одлучујући фактор за јединствену хемију елемента (електронске конфигурације и својства атома, С.Ф.).

Када електрони у крајњем слоју атома примају енергију неке врсте, прелазе се у слојеве више енергије. Тако ће електрон у слоју К бити пребачен у слој Л док је у вишем енергетском стању.

Када се електрон врати у своје основно стање, он ослобађа енергију коју је апсорбовао емитујући електромагнетни спектар (светлост). Пошто сваки атом има специфичну електронску конфигурацију, он ће такође имати специфичан спектар који ће се звати спектар апсорпције (или емисије)..

Из тог разлога, термин спектрална нотација се користи да се односи на електронску конфигурацију (Спецтросцопиц Нотатион, С.Ф.).

Како одредити спектралну нотацију: квантне бројеве

За описивање кретања и трајекторија сваког електрона унутар атома користе се укупно четири квантна броја.

Комбинација свих квантних бројева свих електрона у атому је описана валном функцијом која је у складу са Сцхродингеровом једначином. Сваки електрон у атому има јединствен скуп квантних бројева.

Према Паулијевом принципу искључења, два електрона не могу да деле исту комбинацију четири квантна броја.

Квантни бројеви су важни зато што се могу користити за одређивање електронске конфигурације атома и вероватне локације електрона атома.

Квантни бројеви се такође користе за одређивање других карактеристика атома, као што су енергија јонизације и атомски полупречник.

Квантни бројеви означавају специфичне љуске, подлоге, орбитале и електронске плетива.

То значи да у потпуности описују карактеристике електрона у атому, тј. Описују свако јединствено решење Сцхродингер-ове једначине, или таласну функцију електрона у атому..

Постоји укупно четири квантна броја: главни квантни број (н), квантни број орбиталног момента (л), магнетни квантни број (мл) и квантни број спина електрона (мс)..

Главни квантни број, нн, описује енергију електрона и највјероватнију удаљеност електрона од језгра. Другим речима, то се односи на величину орбите и енергетски ниво на којем се електрон налази.

Број слојева, или лл, описује облик орбите. Такође се може користити за одређивање броја угловних чворова.

Магнетски квантни број, мл, описује нивое енергије у подлогу, а мс се односи на спин на електрону, који може бити горе или доле (Анастасииа Каменко, 2017).

Принцип Ауфбауа

Ауфбау долази од немачке речи "Ауфбауен", што значи "градити". У суштини, приликом писања електронских конфигурација градимо електронске орбитале док се крећемо од једног атома до другог.

Док пишемо електронску конфигурацију атома, попунићемо орбитале у растућем редоследу атомског броја.

Принцип Ауфбау потиче из Паулијевог принципа искључења који каже да не постоје два фермиона (нпр. Електрона) у атому.

Они могу имати исти скуп квантних бројева, тако да морају "стогирати" на вишим нивоима енергије. Како се акумулирају електрони је предмет електронских конфигурација (Ауфбау принцип, 2015).

Стабилни атоми имају толико електрона колико и протони у језгру. Електрони се скупљају око језгра у квантним орбиталима слиједећи четири основна правила која се називају Ауфбау принцип.

  1. Не постоје два електрона у атому који деле иста четири квантна броја н, л, м и с.
  2. Електрони ће прво заузети орбитале најнижег нивоа енергије.
  3. Електрони ће увек попунити орбитале са истим бројем спина. Када су орбите пуне, то ће почети.
  4. Електрони ће испунити орбитале сумом квантних бројева н и л. Орбитале са једнаким вредностима (н + л) ће се прво попунити вредностима н ниже.

Друга и четврта правила су у основи иста. Пример правила четири би биле орбитале 2п и 3с.

Орпитал 2п је н = 2 и л = 2 и 3с орбитал је н = 3 и л = 1. (Н + л) = 4 у оба случаја, али орбитална 2п има најнижу енергију или најнижу вредност н и биће попуњена пре 3с лаиер.

Срећом, Моеллер-ов дијаграм приказан на слици 2 може се користити за пуњење електрона. Граф се чита извршавањем дијагонала из 1с.

На слици 2 приказане су атомске орбите, а стрелице прате путању.

Сада када је познато да је редослијед орбитала пун, преостаје само да се запамти величина сваке орбите.

С орбитале имају 1 могућу вриједност мл да садржи 2 електрона

П орбитале имају 3 могуће вриједности мл да садржи 6 електрона

Д орбитале имају 5 могућих вредности мл да садржи 10 електрона

Ф орбитале имају 7 могућих вредности мл да садржи 14 електрона

То је све што је потребно да се одреди електронска конфигурација стабилног атома неког елемента.

На пример, узмите елемент азота. Азот има седам протона и стога седам електрона. Прва орбита коју треба попунити је орбита од 1с. Орбитал има два електрона, тако да је остало пет електрона.

Следећа орбита је орбитална 2с и садржи следеће две. Три коначна електрона ће ићи у орбиталу 2п која може да садржи до шест електрона (Хелменстине, 2017).

Хунд Рулес

Ауфбау секција расправља о томе како електрони прво попуњавају ниже енергетске орбитале, а затим прелазе на орбитале више енергије тек када су орбитале ниже енергије пуне.

Међутим, постоји проблем са овим правилом. Свакако, 1с орбитале морају бити попуњене пре 2с орбитала, јер 1с орбитале имају мању вредност н, а самим тим и нижу енергију..

А три различите орбитале? У ком редоследу треба да се попуне? Одговор на ово питање укључује Хундово правило.

Хундово правило каже да:

- Свака орбита на под-нивоу је заузета појединачно пре него што је било која орбита двоструко заузета.

- Сви електрони у појединачно окупираним орбиталима имају исти спин (да максимизирају укупни спин).

Када су електрони додељени орбиталима, електрон прво тражи да испуни све орбитале са сличном енергијом (која се назива и дегенерисаним орбиталима) пре спаривања са другим електроном у полу-пуном орбиталу.

Атоми у основним стањима имају тенденцију да имају што је више могуће неспарених електрона. Када визуализујете овај процес, размотрите како електрони показују исто понашање као исти полови у магнету ако дођу у контакт.

Када негативно набијени електрони попуне орбитале, они прво покушавају да стигну што даље могуће један од другог прије него што се морају парити (Хундова правила, 2015).

Референце

  1. Анастасија Каменко, Т. Е. (2017, 24. март). Куантум Нумберс. Преузето са цхем.либретектс.орг.
  2. Ауфбау Принципле. (2015, 3. јун). Преузето са цхем.либретектс.орг.
  3. Електронске конфигурације и својства атома. (С.Ф.). Преузето са онеонта.еду.
  4. Енцицлопӕдиа Британница. (2011, 7. септембар). Електронска конфигурација. Рецоверед фром британница.цом.
  5. Хелменстине, Т. (2017, 7. март). Ауфбау принцип - електронска структура и Ауфбау принцип. Преузето са тхоугхтцо.цом.
  6. Хундова правила. (2015, 18. јул). Преузето са цхем.либретектс.орг.
  7. Спецтросцопиц Нотатион. (С.Ф.). Добављено из бцс.вхфрееман.цом.