Elektronkonfigurasjonen til et atom er en numerisk representasjon av elektronenes baner. Elektronbaner er de forskjellige områdene rundt atomkjernen, hvor elektroner vanligvis er tilstede. En elektronkonfigurasjon kan fortelle leseren om antall elektrobaner et atom har, samt antall elektroner som opptar hver bane. Når du forstår de grunnleggende prinsippene bak elektronkonfigurasjoner, vil du kunne skrive dine egne konfigurasjoner og håndtere kjemitestene dine med tillit.
Steg
Metode 1 av 2: Bestemmelse av elektroner gjennom det periodiske systemet
Trinn 1. Finn atomnummeret ditt
Hvert atom har et bestemt antall elektroner. Finn det kjemiske symbolet for atomet ditt i det periodiske systemet ovenfor. Atomnummeret er et positivt heltall som starter med 1 (for hydrogen) og øker med 1 hver gang for påfølgende atomer. Dette atomnummeret er også antall protoner i et atom - så det representerer også antall elektroner i et atom med nullinnhold.
Trinn 2. Bestem atominnholdet
Atomer med nullinnhold vil ha det eksakte antallet elektroner oppført i det periodiske systemet ovenfor. Atomet med innholdet vil imidlertid ha et høyere eller lavere antall elektroner, avhengig av innholdets størrelse. Hvis du har å gjøre med atominnhold, legg til eller legg til elektroner: legg til et elektron for hver negativ ladning og trekk fra en for hver positiv ladning.
For eksempel vil et natriumatom med et innhold på -1 ha et ekstra elektron i tillegg til det grunnleggende atomnummeret, som er 11. Så dette natriumatomet vil ha totalt 12 elektroner
Trinn 3. Lagre listen over standardbaner i minnet
Når et atom får elektroner, fyller det forskjellige baner i en bestemt rekkefølge. Hvert sett med disse banene vil, når de er fullt opptatt, inneholde et jevnt antall elektroner. Settene til disse banene er:
- Settet med s orbitaler (et hvilket som helst tall i elektronkonfigurasjonen etterfulgt av et "s") inkluderer en enkelt bane, og i henhold til Paulis ekskluderingsprinsipp kan en enkelt bane inneholde maksimalt 2 elektroner, så hvert sett med s orbitaler kan inneholder 2 elektroner.
- P -orbital -settet inneholder 3 baner, og kan inneholde totalt 6 elektroner.
- D -orbitalsettet inneholder 5 baner, så dette settet kan inneholde 10 elektroner.
- F -orbital -settet inneholder 7 baner, så det kan inneholde 14 elektroner.
Trinn 4. Forstå elektronkonfigurasjonsnotasjon
Elektronkonfigurasjonen er skrevet på en måte som tydelig viser antall elektroner i et atom og hver bane. Hver bane skrives sekvensielt, med antall elektroner i hver bane skrevet med små bokstaver og i en høyere posisjon (overskrift) til høyre for bane -navnet. Den siste elektronkonfigurasjonen er en samling av data om bane navn og overskrift.
Her er for eksempel en enkel elektronkonfigurasjon: 1s2 2s2 2p6. Denne konfigurasjonen viser at det er to elektroner i 1s orbital -settet, to elektroner i 2s -orbital -settet og seks elektroner i 2p -orbitalsettet. 2 + 2 + 6 = 10 elektroner. Denne elektronkonfigurasjonen gjelder neonatomer som ikke har noe innhold (atomnummeret for neon er 10.)
Trinn 5. Husk rekkefølgen på banene
Vær oppmerksom på at selv om settet med baner er nummerert i henhold til antall elektronlag, er banene ordnet i henhold til deres energi. For eksempel en 4s2 som inneholder et lavere energinivå (eller potensielt mer flyktig) enn et 3d. atom10 som er helt eller delvis fylt, så kolonne 4s skrives først. Når du kjenner rekkefølgen på banene, kan du fylle dem ut basert på antall elektroner i hvert atom. Rekkefølgen for å fylle banene er som følger: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- En elektronkonfigurasjon for et atom med hver bane fullstendig fylt ville se slik ut: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d107p68s2
- Listen ovenfor, hvis alle lag er fylt ut, vil være elektronkonfigurasjonen for Uuo (Ununoctium), 118, som er det høyest nummererte atomet i det periodiske systemet - så denne elektronkonfigurasjonen inneholder alle elektronlagene som for øyeblikket er kjent i en nøytralt atom.
Trinn 6. Fyll ut banene basert på antall elektroner i atomet ditt
For eksempel, hvis vi ønsket å skrive elektronkonfigurasjonen for et kalsiumatom uten innhold, ville vi starte med å bestemme atomnummeret for kalsium på det periodiske bordet. Tallet er 20, så vi skriver konfigurasjonen for et atom med 20 elektroner i rekkefølgen ovenfor.
- Fyll banene etter sekvensen ovenfor til du når totalt 20 elektroner. 1s bane inneholder to elektroner, 2s bane to, 2p bane seks, 3s bane to, 3p bane seks og 4s bane to (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Så, elektronkonfigurasjonen for kalsium er: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.
- Merk: Energinivåene endres etter hvert som banen blir større. For eksempel, når du når fjerde energinivå, vil 4s være først, deretter 3d. Etter det fjerde energinivået går du til 5. nivå der rekkefølgen går tilbake til begynnelsen. Dette skjer bare etter det tredje energinivået.
Trinn 7. Bruk det periodiske systemet som din visuelle snarvei
Du har kanskje lagt merke til at formen på det periodiske systemet representerer rekkefølgen på settet med baner i elektronkonfigurasjonen. For eksempel ender atomene i den andre kolonnen fra venstre alltid med "s2", atomer i den høyre delen av det tynne senteret ender alltid med" d10, "etc. Bruk det periodiske systemet som visuelt hjelpemiddel når du skriver ned konfigurasjonene til elektroner - rekkefølgen på elektronene du skriver i baner er direkte relatert til posisjonen din på tabellen. Se nedenfor:
- Spesielt representerer de to kolonnene lengst til venstre atomer med elektronkonfigurasjoner som slutter i s -baner, den høyre halvdelen av tabellen representerer atomer med elektronkonfigurasjoner som slutter i s -baner, de midterste delene representerer atomer som slutter i d -baner, og den nedre halvdelen for atomer som slutter på d orbitaler. baner f.
- Når du for eksempel vil skrive elektronkonfigurasjonen for klor, tenk: "Dette atomet er i den tredje raden (eller" perioden ") i det periodiske systemet. Det er også i den femte kolonnen i p-baneblokken i periodisk system. Så konfigurasjonen elektronet vil ende opp med … 3p5
- Forsiktig - d og f orbitale regioner i tabellen representerer forskjellige energinivåer med raden de befinner seg i. For eksempel representerer den første raden med d -baneblokker 3d -baner, selv om de er plassert i periode 4, mens den første raden med f -baner representerer 4f -baner, selv om de faktisk er i periode 6.
Trinn 8. Lær hvordan du raskt skriver elektronkonfigurasjoner
Atomene på høyre side av det periodiske systemet kalles edle gasser. Disse elementene er veldig kjemisk stabile. For å forkorte den lange prosessen med å skrive elektronkonfigurasjoner, skriv det kjemiske symbolet på det nærmeste gasselementet som har færre elektroner enn atomer i parentesene dine, og fortsett deretter med elektronkonfigurasjonen for settet av baner som følger. Se eksemplet nedenfor:
- For å gjøre det lettere for deg å forstå dette konseptet, er det gitt et eksempel på konfigurasjon. La oss skrive konfigurasjonen for sink (med atomnummer 30) ved hjelp av metoden for edel gass. Den generelle elektronkonfigurasjonen av sink er: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Vær imidlertid oppmerksom på at 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 er konfigurasjonen for Argon, en edel gass. Erstatt denne delen av sinkelektron -notasjonen med det kjemiske symbolet Argon i parentes ([Ar].)
- Så kan elektronkonfigurasjonen av sink skrives raskt som [Ar] 4s2 3d10.
Metode 2 av 2: Bruke ADOMAH periodiske system
Trinn 1. Forstå ADOMAH periodiske system
Denne metoden for å skrive elektronkonfigurasjoner krever ikke at du husker dem. Imidlertid er det nødvendig å omorganisere det periodiske systemet, fordi i det tradisjonelle periodiske systemet, fra den fjerde raden, representerer ikke periodetallet elektronlaget. Se etter ADOMAH Periodic Table, som er et periodisk bord spesielt designet av forskeren Valery Tsimmerman. Du finner det enkelt gjennom et online søk.
- I ADOMAHs periodiske system representerer de horisontale radene elementgrupper, for eksempel halogener, svake gasser, alkalimetaller, jordalkalier, etc. De vertikale kolonnene representerer elektronlagene og kalles "kaskader" (diagonale linjer som forbinder s, p, d og f blokkene) som tilsvarer perioden.
- Helium flyttes ved siden av hydrogen, fordi begge har 1s bane. Flere punktum (s, p, d og f) vises til høyre og lagnummerene er nedenfor. Elementene er vist i rektangulære bokser nummerert fra 1 til 120. Disse tallene er normale atomnummer som representerer det totale antallet elektroner i et nøytralt atom.
Trinn 2. Finn ditt atom i ADOMAH -tabellen
For å skrive elektronkonfigurasjonen til et element, finn symbolet på ADOMAHs periodiske system og kryss av alle elementene med det høyeste atomnummeret. For eksempel, hvis du vil skrive elektronkonfigurasjonen til Erbium (68), kryss av elementene 69 til 120.
Legg merke til tallene 1 til 8 nederst i tabellen. Disse tallene er elektronlagnummer eller kolonnetall. Ignorer kolonnene som bare inneholder elementene du har krysset av. For Erbium er de resterende kolonnene kolonnetall 1, 2, 3, 4, 5 og 6
Trinn 3. Beregn ditt atombegrensede sett med baner
Ved å se på blokksymbolene på høyre side av tabellen (s, p, d og f) og kolonnetallene nederst i tabellen og ignorere de diagonale linjene mellom blokkene, deler du kolonnene i kolonner. -Blokk og skriv dem i rekkefølge fra bunn til topp. Igjen, ignorer kolonneblokkene som inneholder alle de kryssede elementene. Skriv ned begynnelsen på blokkkolonnen som begynner med kolonnenummeret og deretter etterfulgt av blokksymbolet, slik: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (i tilfelle Erbium).
Merk: Elektronkonfigurasjonene til Er ovenfor er skrevet i økende rekkefølge av lagnummer. Du kan også skrive i den rekkefølgen banene fylles ut. Følg kaskaden fra topp til bunn (ikke kolonner) mens du skriver kolonneblokker: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12.
Trinn 4. Tell elektronene i hvert sett med baner
Telle elementene som ikke er strippet, i hver kolonneblokk, skriv inn ett elektron per element, og skriv deretter tallet etter blokkeringssymbolet for hver kolonneblokk, slik: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f12 5s2 5p6 6s2. I vårt eksempel er dette elektronkonfigurasjonen til Erbium.
Trinn 5. Kjenn den uregelmessige elektronkonfigurasjonen
Det er atten unntak fra elektronkonfigurasjonen for atomer med det laveste energinivået, eller det som vanligvis kalles elementærnivå. Dette unntaket bryter hovedregelen i posisjonene til de to -tre siste elektronene. I et slikt tilfelle holder den faktiske elektronkonfigurasjonen elektronen i en lavere energitilstand enn i atomets standardkonfigurasjon. Disse uregelmessige atomer er:
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); Klimaanlegg (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) og cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).
Tips
-
Når et atom er et ion, betyr dette at antall protoner ikke tilsvarer antall elektroner. Atominnholdet vil (vanligvis) vises i øvre høyre hjørne av det kjemiske symbolet. Således vil et antimonatom med et +2 -innhold ha en elektronkonfigurasjon på 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1. Vær oppmerksom på at 5p3 endret til 5p1. Vær forsiktig når elektronkonfigurasjonen ender i en annen bane enn settet med s og p -baner.
Når du fjerner et elektron, kan du bare fjerne det fra valensbanen (s og p -bane). Så hvis en konfigurasjon ender på 4s2 3d7, og atomet får et +2 -innhold, vil konfigurasjonen endres til å ende på 4s0 3d7. Vær oppmerksom på at 3d7Nei endres, men s elektronbane går tapt.
- Hvert atom vil være stabilt, og de mest stabile konfigurasjonene vil inneholde hele settet med s og p -baner (s2 og p6). Gasser begynner å ha denne konfigurasjonen, og derfor er de sjelden reaktive og ligger på høyre side av det periodiske systemet. Så hvis en konfigurasjon slutter med 3p4, så denne konfigurasjonen krever at bare to ekstra elektroner blir stabile (fjerning av seks, inkludert elektroner i s orbital -sett, krever mer energi, så det er lettere å fjerne fire). Og hvis en konfigurasjon ender på 4d3, da trenger denne konfigurasjonen bare å miste tre elektroner for å nå en stabil tilstand. Dessuten er lag med halvt innhold (s1, p3, d5..) mer stabile enn (for eksempel) p4 eller p2; Imidlertid vil s2 og p6 være enda mer stabile.
- Det er ikke noe som heter en halvnivåbalanse. Dette er en forenkling. Alle balanser knyttet til "halvfylte" undernivåer er basert på det faktum at hver bane bare har ett elektron, slik at frastøtningen mellom elektronene minimeres.
- Du kan også skrive elektronkonfigurasjonen til et element ved ganske enkelt å skrive dets valenskonfigurasjon, dvs. det siste settet med s og p -baner. Så, valenskonfigurasjonen til et antimonatom vil være 5s2 5p3.
- Det samme gjelder ikke for ioner. Ioner er vanskeligere å skrive. Hopp over to nivåer og følg samme mønster, avhengig av hvor du begynner å skrive, basert på hvor høyt eller lavt antall elektroner er.
- For å finne atomnummeret når det er i elektronkonfigurasjon, legger du sammen alle tallene som følger bokstavene (s, p, d og f). Dette prinsippet gjelder bare for nøytrale atomer, hvis dette atomet er et ion, må du legge til eller fjerne elektroner i henhold til tallet som er lagt til eller fjernet.
- Det er to forskjellige måter å skrive elektronkonfigurasjoner på. Du kan skrive dem i rekkefølge etter lagnummer oppover, eller rekkefølgen der banene fylles, som i eksemplet ovenfor for elementet Erbium.
- Det er visse omstendigheter der elektroner må "promoteres". Når et sett med baner bare krever ett elektron for å gjøre det fullt eller halvfullt, fjerner du ett elektron fra det nærmeste settet med s eller p -baner og flytter det til settet med baner som krever det elektronet.
- Tallene etter bokstavene er overskrift, så ikke skriv dem ned på testen.
