תוֹכֶן

• צעדים
• עֵצָה

תצורת האלקטרון של אטום היא סדרת מספרים המייצגת את מסלולי האלקטרונים. אוביטאנים אלקטרוניים הם האזורים המרחבים של צורות שונות המקיפים את גרעין האטום, בהם האלקטרונים מסודרים בצורה מסודרת. באמצעות תצורת אלקטרונים תוכלו לקבוע במהירות כמה מסלולי אלקטרונים נמצאים באטום, ומספר האלקטרונים בכל מסלול. לאחר שהבנתם את העקרונות הבסיסיים של תצורת האלקטרונים, תוכלו לכתוב את תצורת האלקטרונים בעצמכם ותוכלו לבצע בדיקות כימיות בביטחון.

צעדים

שיטה 1 מתוך 2: קבע את מספר האלקטרונים באמצעות טבלה מחזורית כימית

1. 

   מצא את המספר האטומי של האטום. לכל אטום יש מספר ספציפי של אלקטרונים המשויכים אליו. אתר את האלמנט בטבלה המחזורית. המספר האטומי הוא מספר שלם חיובי המתחיל ב- 1 (למימן) ומצטבר ב -1 לכל אטום לאחר מכן. המספר האטומי הוא מספר הפרוטונים של האטום - ולכן זהו גם מספר האלקטרונים של האטום במצב הקרקע.
2. קבע את מטען האטום. אטום ניטרלי חשמלי מכיל את המספר הנכון של אלקטרונים כפי שמוצג בטבלה המחזורית. עם זאת, אטום עם מטען יהיה בעל פחות או יותר אלקטרונים בהתבסס על גודל המטען שלו. אם אתם עובדים עם אטומים עם מטען, הוסיפו או חיסרו את מספר האלקטרונים המתאים: הוסיפו אלקטרון אחד לכל מטען שלילי והחסירו אלקטרון אחד עבור כל מטען חיובי.
   • לדוגמא, אטום נתרן במטען +1 יוסר אלקטרון אחד ממספר האטום הבסיסי 11. לכן אטום הנתרן יהיה בסך הכל 10 אלקטרונים.
3. שינן את רשימת המסלול הבסיסית. כאשר אטום מקבל אלקטרונים, האלקטרונים הללו יסודרו למסלולים בסדר מסוים. כאשר האלקטרונים ממלאים מסלולים, מספר האלקטרונים בכל מסלול הוא שווה. יש לנו מסלולים הבאים:
   • אוביטן ס (לכל מספר עם "s" מאחור בתצורת האלקטרונים) יש רק מסלול אחד, ובצע העיקרון פרט לפאוליכל מסלול מכיל מקסימום 2 אלקטרונים, ולכן כל מסלול מכיל 2 אלקטרונים בלבד.
   • אוביטן עמ ' יש לו 3 מסלולים, כך שהוא יכול להכיל עד 6 אלקטרונים.
   • אוביטן ד בעל 5 מסלולים, כך שהוא יכול להכיל עד 10 אלקטרונים.
   • אוביטן פ בעל 7 מסלולים, ולכן יכול להכיל עד 14 אלקטרונים. שינן את סדר האורביטלים על פי המשפט הקליט הבא:
     סעַל פתוֹקפָּנִי דאה Fבסדר זחסר תחושה האופס Íקאני בא.
     
     עבור אטומים עם יותר אלקטרונים, אורביטלים ממשיכים להיכתב באותיות אלפביתיות אחרי האות k, ומשאירים את התווים ששימשו.
4. להבין את תצורת האלקטרונים. תצורות אלקטרונים נכתבות כדי להראות בבירור את מספר האלקטרונים באטום, כמו גם את מספר האלקטרונים בכל מסלול. כל מסלול נכתב בסדר מסוים, כאשר מספר האלקטרונים בכל מסלול נכתב מעל לימין שם המסלול. לבסוף תצורת האלקטרונים היא רצף המורכב משמות האורביטלים ומספר האלקטרונים הכתובים לעיל מימין להם.
   • הדוגמה הבאה היא תצורת אלקטרונים פשוטה: 1s 2s 2p. תצורה זו מראה כי ישנם שני אלקטרונים במסלול 1s, שני אלקטרונים במסלול 2s, ושישה אלקטרונים במסלול 2p. 2 + 2 + 6 = 10 אלקטרונים (סה"כ). תצורת אלקטרונים זו מיועדת לאטום ניאון ניטרלי חשמלי (מספר האטום של הניאון הוא 10).
5. שינן את סדר האורביטלים. שימו לב שהאורביטלים ממוספרים לפי מעמד האלקטרונים, אך הם מסודרים אנרגטית. לדוגמא, מסלול 4S רווי באנרגיה נמוכה יותר (או עמידה יותר) ממסלול 3D רווי או בלתי רווי, ולכן תת-מחלקת 4S נכתבת תחילה. לאחר שתדעו את סדר האורביטלים, תוכלו לסדר את האלקטרונים לתוכם לפי מספר האלקטרונים באטום. הסדר להצבת אלקטרונים למסלולים הוא כדלקמן: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
   • תצורת האלקטרונים של אטום עם כל מסלול מלא אלקטרונים נכתבת כך: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p
   • שים לב שאם כל השכבות מלאות, תצורת האלקטרונים הנ"ל היא זו של אוג (Oganesson), 118, שהוא האטום הממוספר הגבוה ביותר בטבלה המחזורית - המכיל את כל שכבות האלקטרונים הידועות כיום עבור עם אטום ניטרלי חשמלי.
6. ממיין אלקטרונים למסלולים לפי מספר האלקטרונים באטום. לדוגמא, אם ברצונך לכתוב את תצורת האלקטרונים של אטום הסידן הנייטרלי חשמלי, הדבר הראשון לעשות הוא למצוא את המספר האטומי שלו בטבלה המחזורית. המספר האטומי של הסידן הוא 20, ולכן נכתוב את התצורה של אטום עם 20 אלקטרונים בסדר לעיל.
   • שים את האלקטרונים שלך במסלולים בסדר לעיל עד שתגיע ל -20 אלקטרונים. Obitan 1s מקבל שני אלקטרונים, 2s מקבל שניים, 2p מקבל שישה, 3s מקבל שניים, 3p מקבל שישה, ו 4s מקבל שניים (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20). מכאן שתצורת האלקטרונים של סידן היא: 1s 2s 2p 3s 3p 4s.
   • הערה: רמת האנרגיה משתנה עם עליית שכבת האלקטרונים. לדוגמא, כאשר אתה כותב לרמת האנרגיה הרביעית, תת-הכיתה 4s נכתבת תחילה, יותר מאוחר ל -3 d. לאחר כתיבת מפלס האנרגיה הרביעי, תעבור למדרגה החמישית ותתחיל מחדש את סדר השכבות. זה קורה רק אחרי רמת האנרגיה השלישית.
7. השתמש בטבלה המחזורית כקיצור דרך חזותי. יתכן ששמת לב שצורת הטבלה המחזורית מתאימה לסדר האורביטלים בתצורת האלקטרונים. לדוגמא, אטומים בעמודה השמאלית השנייה תמיד מסתיימים ב- "s", אטומים בצד ימין הקיצוני של החלק האמצעי מסתיימים תמיד ב- "d" וכו '. השתמש בטבלה המחזורית כדי לכתוב מבנים. איור - סדר מיקומם של האלקטרונים למסלולים יתאים למיקומים המוצגים בטבלה המחזורית. ראה למטה:
   • שתי העמודות השמאליות ביותר הן אטומים שתצורת האלקטרונים שלהם מסתיימת במסלול s, החלק הימני של הטבלה המחזורית הוא אטומים עם תצורת אלקטרונים המסתיימת במסלול p, החלק האמצעי הוא אטומים שמסתיימים במסלול s. ד, ומתחת הם האטומים המסתיימים במסלול f.
   • לדוגמא, בעת כתיבת תצורת אלקטרונים של היסוד כלור, טען את הטיעון הבא: אטום זה נמצא בשורה השלישית (או "המחזור") בטבלה המחזורית. זה נמצא גם בעמודה החמישית של בלוק מסלולית בטבלה המחזורית. אז תצורת האלקטרונים תסתיים ... 3p.
   • זָהִיר! מחלקות מסלול d ו- f בטבלה המחזורית תואמות את רמות האנרגיה השונות מהתקופה שלהן. לדוגמא, השורה הראשונה של בלוק המסלול d מתאימה למסלול 3d למרות שהיא נמצאת בתקופה 4, ואילו השורה הראשונה במסלול f תואמת למסלול 4f למרות שהיא נמצאת בתקופה 6.
8. למד כיצד לכתוב תצורות אלקטרונים מתקפלות. האטומים לאורך הקצה הימני של הטבלה המחזורית נקראים גז נדיר. אלמנטים אלה הם אינרטיים מאוד מבחינה כימית. כדי לקצר את תצורת האלקטרונים הארוכה, כתוב בסוגריים מרובעים את הסמל הכימי של הגז הנדיר הקרוב ביותר שיש בו פחות אלקטרונים מזה של האטום, ואז המשך לכתוב את תצורות האלקטרונים של האורביטלים הבאים. . ראה למטה:
   • כדי להבין מושג זה, כתוב את תצורת האלקטרונים הממוטטת של דוגמא. נניח שעלינו לכתוב את תצורת האלקטרונים להפחתת אבץ (מספר אטומי 30) באמצעות תצורת גז נדירה. תצורת האלקטרונים המלאה של אבץ היא: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. שים לב, עם זאת, ש- 1s 2s 2p 3s 3p הוא התצורה של הגז העגוני הנדיר. פשוט החלף את החלק הזה בסימן האלקטרונים של האבץ בסמל הכימי האגוני בסוגריים מרובעים ().
   • מכאן שתצורת האלקטרונים של אבץ היא קומפקטית 4s 3d.
   פרסומת

שיטה 2 מתוך 2: שימוש בטבלה המחזורית ADOMAH

1. 

   
   
   חקור את הטבלה המחזורית ADOMAH. שיטה זו לכתיבת תצורת אלקטרונים אינה דורשת שינון. עם זאת, שיטה זו מחייבת טבלה מחזורית מסודרת מחדש, מכיוון שבטבלה מחזורית רגילה, מאז השורה הרביעית, מספר המחזורים אינו תואם את שכבת האלקטרונים. מצא טבלה מחזורית ADOMAH, טבלה מחזורית כימית מיוחדת שתוכננה על ידי המדען ולרי צימרמן. אתה יכול למצוא את הטבלה המחזורית הזו באינטרנט.
   • בטבלה המחזורית ADOMAH, השורות האופקיות הן קבוצות של אלמנטים כמו הלוגנים, גזים אינרטיים, מתכות אלקליות, מתכות אדמה אלקליין וכו '. העמודים האנכיים תואמים את שכבת האלקטרונים ומכונים "שלבים" (צמתים אלכסוניים). בלוקים s, p, d ו- f) תואמים לתקופה.
   • הליום מסודר ליד מימן מכיוון שלשניהם מסלול ייחודי של 1s. הגושים התקופתיים (s, p, d ו- f) מוצגים בצד ימין ומספר שכבות האלקטרונים מוצג בבסיס. שמות היסודות נכתבים במלבן שמספרו 1 עד 120. מספרים אלה הם המספרים האטומיים הרגילים, המייצגים את המספר הכולל של האלקטרונים באטום נייטרלי חשמלי.
2. מצא אלמנטים בטבלה המחזורית ADOMAH. כדי לכתוב תצורת אלקטרונים עבור אלמנט, אתר את הסמל שלו בטבלה המחזורית ADOMAH וחצה את כל האלמנטים עם מספרים אטומיים גבוהים יותר. לדוגמה, אם ברצונך לכתוב את תצורת האלקטרונים של אריבי (68), חצה את האלמנטים 69 עד 120.
   • שימו לב למספרים 1 עד 8 בבסיס הטבלה המחזורית. זהו מספר שכבות האלקטרונים או העמודות. אל תשים לב לעמודות שרק חצו אלמנטים.עבור אריבי, העמודות הנותרות הן 1, 2, 3, 4, 5 ו -6.
3. ספר את מספר האורביטלים למיקום האטום כדי לכתוב את התצורה. הסתכל על סמל הבלוק שמוצג בצד ימין של הטבלה המחזורית (s, p, d ו- f) והסתכל על מספר העמודות המוצגות בבסיס הטבלה, ללא קשר לקווים אלכסוניים בין בלוקים, חלק עמודות לגושי עמודות וכתוב הם בסדר מלמטה למעלה. התעלם מגושי עמודות המכילים רק אלמנטים חוצים. רשמו את גושי העמודות המתחילים במספר העמודות ואז סמל החסימה, כך: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (במקרה של eribi).
   • הערה: תצורת האלקטרונים לעיל עבור Er נכתבת בסדר עולה של מספר שכבות האלקטרונים. תצורה זו יכולה להיכתב גם לפי סדר הכנסת האלקטרונים למסלולים. בצע את הצעדים מלמעלה למטה במקום עמודות בעת כתיבת גושי עמודות: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f.
4. ספר את מספר האלקטרונים למסלול. ספרו את מספר האלקטרונים שאינם מחוצים בכל גוש עמודות, הקצו אלקטרון אחד לכל אלמנט וכתבו את מספר האלקטרונים לצד סמל הבלוק עבור כל עמודת בלוקים, כך: 1s 2s 2p 3s 3p 3 4 3d 4 4 4 4 4 4 5 5 6s. בדוגמה זו זו תצורת האלקטרונים של האריבי.
5. זיהוי תצורות אלקטרונים חריגות. ישנם שמונה עשרה חריגים נפוצים לתצורת האלקטרונים של אטומים במצב האנרגיה הנמוך ביותר, המכונה גם מצב הקרקע. בהשוואה לכלל האצבע הכללי, הם חורגים רק משני עד שלוש עמדות האלקטרונים האחרונות. במקרה זה, תצורת האלקטרונים בפועל גורמת לאלקטרונים להיות במצב אנרגיה נמוך יותר מהתצורה הסטנדרטית של האטום. האטומים יוצאי הדופן הם:
   • Cr (..., 3d5, 4s1); Cu (..., 3d10, 4s1); Nb (..., 4d4, 5s1); מו (..., 4d5, 5s1); רו (..., 4d7, 5s1); Rh (..., 4d8, 5s1); Pd (..., 4d10, 5s0); אג (..., 4d10, 5s1); לָה (..., 5d1, 6s2); לִספִירַת הַנוֹצרִים (..., 4f1, 5d1, 6s2); אלוקים (..., 4f7, 5d1, 6s2); או (..., 5d10, 6s1); Ac (..., 6d1, 7s2); ת (..., 6d2, 7s2); אבא (..., 5f2, 6d1, 7s2); U (..., 5f3, 6d1, 7s2); Np (..., 5f4, 6d1, 7s2) ו- ס"מ (..., 5f7, 6d1, 7s2).
   פרסומת

עֵצָה

• כאשר האטום הוא יון, המשמעות היא שמספר הפרוטונים אינו שווה למספר האלקטרונים. המטען של האטום מוצג אז בפינה הימנית העליונה (בדרך כלל) של סמל היסוד. לכן אטום אנטימון עם מטען +2 יהיה בעל תצורת אלקטרונים של 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. שים לב ש- 5p משתנה ל- 5p. היזהר כאשר תצורתו של אטום ניטרלי חשמלי מסתיימת במסלולים אחרים שאינם s ו- p. כאשר האלקטרונים מוסרים, אתה יכול לקחת אלקטרונים רק ממסלולי הערכיות (אורביטלי s ו- p). אז אם תצורה מסתיימת ב- 4s 3d, והאטום טעון +2, התצורה משתנה ל- 4s 3d. אנו רואים 3dקָבוּעַ, אך רק אלקטרונים במסלול s מוסרים.
• כל האטומים נוטים לחזור למצב יציב, ולתצורת האלקטרונים היציבה ביותר יהיו מספיק אורביטלים של s ו- p (s2 ו- p6). לגזים נדירים אלה יש תצורת אלקטרונים זו, ולכן הם ממעטים להשתתף בתגובות ונמצאים בצד ימין של הטבלה המחזורית. כך שאם תצורה מסתיימת ב -3p, היא צריכה להוסיף רק שני אלקטרונים נוספים כדי להיות יציבים (הענקת שישה אלקטרונים, כולל אלה של מסלול ההליכה, תדרוש יותר אנרגיה, ולכן מתן ארבעה אלקטרונים יהיה קל. קל יותר). אם תצורה מסתיימת ב- 4d, היא רק צריכה למסור שלושה אלקטרונים כדי להגיע למצב יציב. באופן דומה, מחלקות המשנה החדשות המקבלות מחצית מהאלקטרונים (s1, p3, d5 ..) יציבות יותר, למשל p4 או p2, אך s2 ו- p6 יהיו יציבים עוד יותר.
• אתה יכול גם להשתמש בתצורת האלקטרון הערכית כדי לכתוב את תצורת האלקטרונים של אלמנט, שהוא מסלולי s ו- p האחרונים. לכן, תצורת הערכיות של אטום אנטימון לאנטימון היא 5s 5p.
• יונים לא אוהבים את זה כי הם עמידים הרבה יותר. דלג על שני השלבים שלמעלה במאמר זה ועבוד באותה צורה, תלוי איפה אתה מתחיל וכמה או פחות אלקטרונים יש לך.
• כדי למצוא את המספר האטומי מתצורת האלקטרונים שלו, הוסף את כל המספרים העוקבים אחר האותיות (s, p, d ו- f). זה נכון רק אם זה אטום ניטרלי, אם זה יון אז אתה לא יכול להשתמש בשיטה זו. במקום זאת, עליך להוסיף או להפחית את מספר האלקטרונים שאתה לוקח או נותן.
• המספר העוקב אחר האות חייב להיכתב בפינה הימנית העליונה, אסור לכתוב בצורה שגויה בעת ביצוע המבחן.
• ישנן שתי דרכים שונות לכתוב תצורות אלקטרונים. אתה יכול לכתוב בסדר עולה של שכבת האלקטרונים, או בסדר שבו האלקטרונים ממוקמים לאורביטלים, כפי שמוצג עבור אטום האריבי.
• ישנם מקרים בהם צריך "לדחוף" אלקטרון. כלומר כאשר במסלול יש רק אלקטרון אחד שחסר לו חצי או כל האלקטרונים, אז אתה צריך לקחת אלקטרון מהמסלול s או p הקרוב ביותר כדי להעביר אותו למסלול שזקוק לאלקטרון זה.
• איננו יכולים לומר ש"יציבות שבר האנרגיה "של תת המשנה מקבלת מחצית מהאלקטרונים. זהו פשטנות יתר. הסיבה לרמת האנרגיה היציבה של תת המשנה החדשה שקיבלה "מחצית ממספר האלקטרונים" היא שלכל מסלול יש רק אלקטרון יחיד אחד, כך שהדחייה האלקטרונית-אלקטרונית ממוזערת.