Zasady zapełniania poziomów orbitalnych
advertisement
Lekcja 5 – Zasady zapełniania poziomów orbitalnych. 1. Konfiguracje elektronowe pierwiastków Wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka wzrasta liczba elektronów. Zajmują one kolejne orbitale zaczynając od najniższych poziomów energetycznych. Kolejność zajmowania poszczególnych poziomów jest następująca: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, co przedstawiono na rysunku poniżej: Taka kolejność wynika z faktu, że na kolejnych powłokach jest coraz więcej podpowłok, a dodatkowo odległości pomiędzy kolejnymi powłokami są coraz mniejsze. 2. Przy zapełnianiu powłok należy pamiętać o następujących zasadach: a. Reguła Hunda - Na podpowłokach pary elektronów powstają dopiero po zapełnieniu każdego poziomu orbitalnego przez jeden elektron; - Elektrony niesparowane na poziomach orbitalnych mają jednakowy spin b. Zakaz Pauliego - atom nie może zawierać dwóch elektronów dla których wszystkie cztery liczby kwantowe miałyby tę samą wartość. Ponieważ orbital (miejsce przebywania elektronu) jest opisany przez trzy liczby kwantowe (n, l, i m), a czwarta – magnetyczno-spinowa liczba kwantowa przyjmuje tylko dwie wartości więc pojedynczy orbital może pomieścić maksymalnie 2 elektrony różniące się spinem. 3. Elektrony walencyjne – są to elektrony, które podczas reakcji chemicznej biorą udział w tworzeniu wiązań chemicznych. Mają najwyższe energie i są słabo związane z atomem. Mają wpływ na właściwości chemiczne pierwiastka. 4. Rdzeń atomowy – jest to część atomu, która nie uczestniczy w reakcji chemicznej i zachowuje liczbę i rodzaj składników. Przy uproszczonym zapisie konfiguracji elektronowej rdzeń atomowy można zastąpić zapisem [X] gdzie X to symbol odpowiedniego helowca 5. Przykłady zapisu konfiguracji elektronowej: K2L3 – zapis powłokowy 5B 1s22s22p1- zapis podpowłokowy [He] 2s22p1 - zapis skrócony 12Mg K2L8M2 1s22s22p6 3s2 rdzeń [Ne] elektrony walencyjne [Ne] 3s2 21Sc K2L8M9N2 1s22s22p63s23p6 4s23d1 rdzeń [Ar] elektrony walencyjne [Ar] 4s23d1 W przypadku pierwiastków d-elektronowych okazuje sie, że korzystne dla atomu jest, jeśli powłoka d ma konfiguracje d5 lub d10. Powoduje to zmianę kolejności zapełnienia powłok dla niektórych pierwiastków np.: Okres 4-ty: [Cr] = [Ar]3d54s1 a nie [Ar]3d44s2 [Cu] = [Ar]3d104s1 a nie [Ar]3d94s2
