Elektronisk struktur og Aufbau-prinsippet

Den andre og fjerde regelen er i utgangspunktet den samme. Grafikken viser de relative energinivåene til de forskjellige banene. Et eksempel på regel fire ville være 2p og 3s orbitaler. EN 2p orbital er n = 2 og l = 2 og 3s orbital er n = 3 og l = 1; (N + l) = 4 i begge tilfeller, men 2p orbital har lavere energi eller lavere n verdi og vil bli fylt før 3s skall.

Grafikken viser denne tabellen, og pilene viser banen du skal følge. Nå som du vet rekkefølgen av orbitaler som skal fylles, trenger du bare å huske størrelsen på hver orbital.

Ta for eksempel elementet nitrogen, som har syv protoner og derfor syv elektroner. Den første orbitalen som fylles er 1s orbital. en s orbital rommer to elektroner, så fem elektroner er igjen. Neste bane er 2s orbital og holder de to neste. De tre siste elektronene går til 2p orbital, som kan inneholde opptil seks elektroner.

Silisium er element nr. 14. Den har 14 protoner og 14 elektroner. Det laveste energinivået til et atom fylles først. Pilene i grafikken viser s kvantetall, snurr opp og spinn ned.

instagram viewer

En av reglene for Aufbau-prinsippet er at orbitalene fylles av en type spinn før det motsatte spinnet begynner å vises. I dette tilfellet plasseres de to spin-up-elektronene i de to første tomme sporene, men den faktiske rekkefølgen er vilkårlig. Det kunne ha vært det andre og tredje sporet eller det første og det tredje.

For eksempel har oksygen åtte protoner og åtte elektroner. Aufbau-prinsippet sier at de to første elektronene ville fylle 1s orbital. De to neste ville fylle 2s orbital som etterlater de resterende fire elektronene for å ta flekker i 2p orbital. Dette vil bli skrevet som:

Det neste elementet, natrium, vil være det samme med ett ekstra elektron i 3s orbital. Snarere enn å skrive:

Hver periode bruker notasjonen av forrige periode edel gass. Aufbau-prinsippet fungerer for nesten alle elementer som testes. Det er to unntak fra dette prinsippet, krom, og kobber.

Krom er element nr. 24, og i henhold til Aufbau-prinsippet skal elektronkonfigurasjonen være [Ar] 3d4s2. Faktiske eksperimentelle data viser verdien som skal være [Ar] 3d5s1. Kobber er element nr. 29 og bør være det [Ar] 3d92s2, men det har vært å være bestemt til å være det [Ar] 3d104s1.

Grafikken viser trendene i det periodiske systemet og det høyeste energiomløpet for dette elementet. Det er en fin måte å sjekke beregningene dine på. En annen metode for å sjekke er å bruke en periodiske tabell, som inkluderer denne informasjonen.