ELEKTRONISCHE KERNELKONFIGURATION: AUFBAU, BEISPIELE - CHEMIE

Die kompakte oder Kernelektronenkonfiguration ist eine Konfiguration, deren Quantennotationen für die Anzahl der Elektronen und ihre Energieebenen durch die Edelgassymbole in Klammern abgekürzt werden. Dies ist sehr nützlich beim Schreiben elektronischer Konfigurationen für ein bestimmtes Element, da es einfach und schnell ist.

Das Wort "Kernel" bezieht sich normalerweise auf die inneren elektronischen Schalen eines Atoms; das heißt, diejenigen, bei denen ihre Elektronen nicht von Wert sind und daher nicht an der chemischen Bindung beteiligt sind, obwohl sie die Eigenschaften des Elements definieren. Metaphorisch gesehen wäre der Kern das Innere der Zwiebel, dessen Schichten aus einer Reihe von Orbitalen bestehen, deren Energie zunimmt.

Elektronische Konfigurationen mit den Edelgassymbolen abgekürzt. Quelle: Gabriel Bolívar.

Das Bild oben zeigt die chemischen Symbole für vier der Edelgase in Klammern und mit verschiedenen Farben: (grün), (rot), (lila) und (blau).

Jeder der gepunkteten Rahmen enthält Kästchen, die die Orbitale darstellen. Je größer sie sind, desto mehr Elektronen enthalten sie; Dies bedeutet wiederum, dass die elektronischen Konfigurationen weiterer Elemente mit diesen Symbolen vereinfacht werden können. Dies spart Zeit und Energie beim Schreiben aller Notationen.

Bauauftrag

Bevor Sie Kernel-Elektronenkonfigurationen verwenden, sollten Sie die richtige Reihenfolge zum Erstellen oder Schreiben solcher Konfigurationen überprüfen. Dies wird nach der Regel der Diagonalen oder dem Moeller-Diagramm (in einigen Teilen als Regenmethode bezeichnet) geregelt. Mit diesem Diagramm lauten die Quantennotationen wie folgt:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Diese Folge von Quantennotationen sieht anstrengend aus; und es wäre umso mehr, wenn es jedes Mal geschrieben werden müsste, wenn die Elektronenkonfiguration eines Elements, das in Periode 5 gefunden wurde, dargestellt werden würde. Beachten Sie auch, dass die Kette leer von Elektronen ist; In den oberen rechten Winkeln befinden sich keine Zahlen (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Es sei daran erinnert, dass s-Orbitale zwei Elektronen (ns ² ) "aufnehmen" können . Die p-Orbitale sind insgesamt drei (siehe die drei Kästchen oben), sodass sie sechs Elektronen aufnehmen können (np ⁶ ). Und schließlich sind die d-Orbitale fünf und die f sieben mit insgesamt zehn (nd ¹⁰ ) bzw. vierzehn (nf ¹⁴ ) Elektronen.

Abkürzung für elektronische Konfiguration

Nachdem wir das oben Gesagte gesagt haben, füllen wir die vorherige Reihe von Quantennotationen mit Elektronen:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Wie viele Elektronen gibt es insgesamt? 118. Und welchem Element entspricht eine so große Anzahl von Elektronen in seinem Atom? Zum Edelgas-Oganeson Og.

Angenommen, es gibt ein Element mit einer Quantenzahl Z gleich 119. Dann wäre seine Valenzelektronenkonfiguration 8s ¹ ; aber was wäre seine vollständige elektronische Konfiguration?

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

Und wie würde Ihre elektronische Kernelkonfiguration aussehen, die kompakte? Ist:

8s ¹

Beachten Sie die offensichtliche Vereinfachung oder Abkürzung. In dem Symbol werden alle oben geschriebenen 118 Elektronen gezählt, so dass dieses unsichere Element 119 Elektronen hat, von denen nur eines von Wert ist (es würde sich im Periodensystem unter Francium befinden).

Beispiele

Allgemeines

Angenommen, Sie möchten jetzt die Abkürzung schrittweise vornehmen:

2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Beachten Sie, dass 1s ² durch ersetzt wurde. Das nächste Edelgas ist Neon mit 10 Elektronen. In diesem Wissen wird die Abkürzung fortgesetzt:

3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Dann folgt Argon mit 18 Elektronen:

4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Da das nächste Edelgas Krypton ist, wird die Abkürzung um weitere 36 Elektronen vorgerückt:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Xenon hat 54 Elektronen, und deshalb verschieben wir die Abkürzung auf das 5p-Orbital:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Inzwischen haben Sie bemerkt, dass die Elektronenkonfiguration immer mit dem np-Orbital abgekürzt wird. Das heißt, die Edelgase haben diese Orbitale mit Elektronen gefüllt. Und schließlich folgt Radon mit 86 Elektronen, also kürzen wir das 6p-Orbital ab:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Sauerstoff

Sauerstoff hat acht Elektronen, seine vollständige elektronische Konfiguration ist:

1s ² 2s ² 2p ⁴

Die einzige Abkürzung, die wir verwenden können, ist für 1s ² . So wird Ihre elektronische Kernelkonfiguration:

2s ² 2p ⁴

Kalium

Kalium hat neunzehn Elektronen, seine vollständige elektronische Konfiguration ist:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Beachten Sie, dass wir das Symbol verwenden können, um diese Konfiguration abzukürzen. sowie und. Letzteres wird verwendet, weil Argon das Edelgas ist, das Kalium am nächsten kommt. Ihre Kernelelektronikkonfiguration sieht also folgendermaßen aus:

4s ¹

indisch

Indium hat neunundvierzig Elektronen, seine vollständige elektronische Konfiguration ist:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Da Krypton das nächstgelegene Edelgas vor Indium ist, wird das Symbol für die Abkürzung verwendet, und wir haben seine Kernelektronenkonfiguration:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Obwohl die 4d-Orbitale formal nicht zum Indiumkern gehören, sind ihre Elektronen (zumindest unter normalen Bedingungen) nicht an seiner metallischen Bindung beteiligt, sondern an denen der 5s- und 5p-Orbitale.

Wolfram

Wolfram (oder Wolfram) hat 74 Elektronen und seine vollständige Elektronenkonfiguration ist:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Wieder suchen wir nach dem nächsten Edelgas, das ihm vorausgeht. In Ihrem Fall entspricht es Xenon, das volle 5p-Orbitale hat. Also ersetzen wir die Folge von Quantennotationen durch das Symbol und haben endlich ihre Kernelektronenkonfiguration:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Verweise

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Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. Aufl.). CENGAGE Lernen.
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Wikipedia. (2019). Elektronische Konfiguration. Wiederhergestellt von: es.wikipedia.org

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