化学元素的电子排布是其原子中电子的表示。乍一看,这似乎非常复杂,但由于许多杰出人才的研究,今天这是一个非常容易实现的任务。即使在元素周期表中,您也可以毫不费力地找到这些信息。
此外,还可以遵循一些基本规则和步骤来自己获得元素的电子排布,在这里我们教您从基本概念到解决其所有练习时必须遵循的规则。种类。
什么是电子排布?
给定原子轨道,电子在原子中的定位方式称为电子构型。它可以被定义为一种系统表示,它告诉我们每个电子在不同能级(更好地称为能级和子能级)中的位置。
电子构型是有序的,遵循我们稍后将看到的一组规则,我们可以观察每个轨道如何相对于能量以递增的方式填充。我们不能抛开轨道的概念,轨道是位于每个原子核周围的地方,一般来说,我们很可能比其他任何地方都更容易找到电子。
一些作者将元素的电子构型定义为电子分布的方式,考虑到量子模型教导这种构型将电子置于不同的能级。
电子配置的用途是什么?
化学元素的电子构型的用途可能会有所不同,但是,最重要的是它使我们能够了解每种元素的反应性。换句话说,电子构型帮助我们了解化学元素与另一种元素结合的能力。
这就是大量化合物的产生方式,因为我们可以知道化学元素与第二种元素结合时可以放弃的电子数量。
理论上,这种配置使我们能够确定元素周期表中每个元素所占据的位置。它是一种了解每种元素的特征及其属性的方法,一般来说,它可以帮助我们更多地了解生命的物理、化学和自然现象。
电子排布的4条规则是什么?
根据作者的不同,实现电子配置的步骤也有所不同。在这里我教你4个基本规则( Pauli、Hund、Aubau、Moller ),以及了解元素电子排布必须遵循的4个步骤。
关于轨道填充的 4 条规则:
- 泡利不相容原理:原子中2个电子不可能有4个相同的量子数。只有当电子具有不同的自旋时,才能具有相同的集合。该书的作者是 90 多年前的 1925 年沃尔夫冈·恩斯特·泡利 (Wolfgang Ernst Pauli)。
- 洪德法则:它告诉我们,当我们填满轨道时,每个电子的自旋仍然是奇数。这允许在分配过程中产生最大旋转。它的作者是弗里德里希·洪德 (Friedrich Hund),于 1927 年,即泡利之后不久。
- Aufbau 原理:轨道的填充必须从能量最小的轨道开始。
- 莫勒规则:要实现元素的电子排布,必须首先对能级进行排序,定义子能级,然后分配电子。他建议遵循我们在下面分享的模式。
至于编写电子配置的 4 个基本规则,我们有以下几点:
- 电子的值等于元素的原子序数。该值是执行分配时需要知道的第一个值。
- 为了表示电子构型,考虑能级(1、2、3…)和子能级(s、p、d、f) 。
- 电子分布在每个子能级中。
- 根据莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)的理论和图表(也称为对角线规则),应尊重它们可以支持的最大数量。
如果您考虑这些步骤,您将能够验证电子分布的结果是否与元素周期表中每种化学元素的官方建议结果相同。
什么是莱纳斯鲍林图?
它是一个帮助我们定义元素在不同子层中的电子配置的图表。它之所以得此名,是因为它是由卡尔·鲍林创建的。子级别由以下字母表示:
- S 代表附属机构。
- P 表示主要。
- D 表示扩散。
- F表示基本。
理论上还有其他可以使用的字母,但是,尚未发现达到这种电子水平的原子。这些字母是:g、h、i。每个子级别都支持特定数量的电子,其中:
- 人:2。
- p:6。
- 日:10。
- f:14。
- 克:18。
- 时间:22。
- 我:26。
该图分为多个层,这些层具有以下名称,并允许以非常有序的方式识别和执行分布:
- K:由子级别组成。
- L:由s和p子层组成。
- M:由s、p、d组成。
- N:由s、p、d、f组成。
- O:包括子级别 s、p、d、f、g。
- P:由s、p、d、d、g、h组成。
- Q:由s、p、d、f、g、h、i组成。
至于它的创造者,不得不说他是一位非常有名的化学工程师,也是一位生物化学专家。 1954年,他因在化学键方面的工作而获得诺贝尔化学奖。该图是他的知识的一个例子,而他的背景是该图用于进行电子配置的可靠性的一个例子。
电子排布是如何确定的?
在上图中,您可以看到箭头指示每个子级别的使用顺序,其指数指示可以放置在那里的最大电子数量。因此,要确定原子的电子排布,只需使用莱纳斯图即可。
例如,我们知道氢的电子排布是1S 1 ,因为根据图表我们从所述子能级开始。我们不会继续添加更多元素,因为根据其原子序数,该元素只有一个电子(它是最高的电子)。正是由于这个原因,我们没有像图中那样放置 1S 2 。
在氦的情况下,构型为1S 2 ,因为它有 2 个电子。但是,例如钙,根据其原子序数有20个电子,就不是说1S 20那么简单,因为正如规则和图表所示,该子能级最多可以支持2个电子。
因此,按照顺序,我们写成1S 2 ,这象征着我们已经分配了 20 个电子中的 2 个,但还有 18 个电子需要分配。因此,我们按照图中箭头的顺序进入下一个子级别,直到完成 20。结果如下: 1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2 。如果将所有代表电子的指数相加,您可以看到它们的总和是 20。