Condividere:
Qual è la configurazione elettronica esterna?
il configurazione elettronica, chiamata anche struttura elettronica, è la disposizione degli elettroni nei livelli di energia attorno a un nucleo atomico.
Secondo l'ex modello atomico Bohr, gli elettroni occupano vari livelli in orbita intorno al nucleo, il primo più vicino al nucleo, K, al settimo strato strato Q, che è la più lontana dal nucleo.
In termini di un più sofisticato modello meccanico quantistico, gli strati K-Q sono suddivisi in una serie di orbitali, ciascuno dei quali può essere occupati da non più di una coppia di elettroni (Encyclopædia Britannica, 2011).
Comunemente, la configurazione elettronica è utilizzata per descrivere gli orbitali di un atomo nel suo stato fondamentale, ma può anche essere utilizzato per rappresentare un atomo che è stato ionizzato in un catione o anione, compensando la perdita o il guadagno di elettroni nei rispettivi orbitali.
Molte delle proprietà fisiche e chimiche degli elementi possono essere correlate con le loro esclusive configurazioni elettroniche. Gli elettroni di valenza, gli elettroni nello strato più esterno, sono il fattore determinante per l'unicità chimica dell'elemento.
Concetti di base di configurazioni elettroniche
Prima di assegnare gli elettroni di un atomo agli orbitali, bisogna familiarizzare con i concetti di base delle configurazioni elettroniche. Ogni elemento della tavola periodica è costituito da atomi, composti da protoni, neutroni ed elettroni.
Gli elettroni mostrano una carica negativa e si trovano attorno al nucleo dell'atomo negli orbitali dell'elettrone, definito come il volume di spazio in cui l'elettrone può essere trovato entro il 95% di probabilità.
I quattro diversi tipi di orbitali (s, p, d e f) hanno forme diverse e un orbitale può contenere un massimo di due elettroni. Gli orbitali p, d e f hanno sottolivelli diversi, quindi possono contenere più elettroni.
Come indicato, la configurazione elettronica di ciascun elemento è unica per la sua posizione nella tavola periodica. Il livello di energia è determinato dal periodo e il numero di elettroni è dato dal numero atomico dell'elemento.
Gli orbitali a diversi livelli di energia sono simili l'uno all'altro, ma occupano diverse aree nello spazio.
L'orbitale 1s e l'orbitale 2s hanno le caratteristiche di una s orbitale (nodi radiali, probabilità di volume sferico, possono contenere solo due elettroni, ecc.). Ma, poiché si trovano in diversi livelli di energia, occupano diversi spazi attorno al nucleo. Ogni orbitale può essere rappresentato da blocchi specifici nella tavola periodica.
Il blocco s è la regione dei metalli alcalini includendo elio (gruppi 1 e 2), blocco D sono i metalli di transizione (Gruppi da 3 a 12), blocco p sono i principali elementi di gruppo di gruppi da 13 a 18 E i blocchi f sono la serie dei lantanidi e degli attinidi (Faizi, 2016).
Figura 1: elementi della tavola periodica e loro periodi che variano in base ai livelli di energia degli orbitali.
Principio di Aufbau
Aufbau deriva dalla parola tedesca "Aufbauen" che significa "costruire". In sostanza, quando scriviamo configurazioni di elettroni stiamo costruendo orbitali elettronici mentre ci spostiamo da un atomo all'altro.
Mentre scriviamo la configurazione elettronica di un atomo, riempiremo gli orbitali in ordine crescente di numero atomico.
Il principio di Aufbau ha origine dal principio di esclusione di Pauli che dice che non ci sono due fermioni (per esempio, gli elettroni) in un atomo. Possono avere lo stesso insieme di numeri quantici, quindi devono "accumularsi" a livelli di energia più alti.
Come gli elettroni si accumulano è un soggetto di configurazioni di elettroni (Aufbau Principle, 2015).
Gli atomi stabili hanno tanti elettroni quanti i protoni fanno nel nucleo. Gli elettroni si riuniscono attorno al nucleo in orbitali quantici seguendo quattro regole di base chiamate principio Aufbau.
- Nell'atomo non ci sono due elettroni che condividono gli stessi quattro numeri quantici n, l, m ed s.
- Gli elettroni occuperanno prima gli orbitali del livello di energia più basso.
- Gli elettroni riempiranno sempre gli orbitali con lo stesso numero di spin. Quando gli orbitali sono pieni, comincerà.
- Gli elettroni riempiranno gli orbitali della somma dei numeri quantici n e l. Gli Orbitali con valori uguali di (n + l) saranno riempiti prima con i valori di n in basso.
La seconda e la quarta regola sono fondamentalmente le stesse. Un esempio di regola quattro sarebbe l'orbita 2p e 3s.
Un 2p orbitale è n = 2 e L = 2 e 3s orbitale è n = 3 e L = 1 (N + l) = 4 in entrambi i casi, ma la 2p orbitale avente la più bassa energia o il valore n minore sarà riempito prima della Strato 3s.
Fortunatamente, il diagramma di Moeller mostrato in Figura 2 può essere usato per riempire gli elettroni. Il grafico viene letto eseguendo le diagonali da 1 s.
Figura 2: diagramma Moeller di riempimento della configurazione elettronica.
La Figura 2 mostra gli orbitali atomici e le frecce seguono il percorso da seguire.
Ora che è noto che l'ordine degli orbitali è pieno, l'unica cosa rimasta è quella di memorizzare la dimensione di ciascun orbitale.
Gli orbitali S hanno 1 possibile valore di ml contenere 2 elettroni
Gli orbitali P hanno 3 valori possibili di ml contenere 6 elettroni
Gli orbitali D hanno 5 valori possibili di ml contenere 10 elettroni
Gli orbitali F hanno 7 valori possibili di ml contenere 14 elettroni
Questo è tutto ciò che è necessario per determinare la configurazione elettronica di un atomo stabile di un elemento.
Ad esempio, prendi l'elemento azoto. L'azoto ha sette protoni e quindi sette elettroni. Il primo orbitale da riempire è il 1 ° orbitale.
Un orbitale ha due elettroni, quindi restano cinque elettroni. Il prossimo orbitale è il 2 ° orbitale e contiene i due successivi. I tre elettroni finali andranno all'orbitale 2p che può contenere fino a sei elettroni (Helmenstine, 2017).
Importanza della configurazione elettronica esterna
Le configurazioni di elettroni svolgono un ruolo importante nel determinare le proprietà degli atomi.
Tutti gli atomi dello stesso gruppo hanno la stessa configurazione elettronica esterna ad eccezione del numero atomico n, per questo hanno proprietà chimiche simili.
Alcuni dei fattori chiave che influenzano le proprietà atomiche includono la dimensione dei più grandi orbitali occupati, l'energia degli orbitali di energia più elevata, il numero di posti vacanti orbitali e il numero di elettroni negli orbitali di più alta energia (Electron configurazioni e le proprietà degli atomi, SF).
Maggior parte delle proprietà atomiche possono essere correlate al grado di attrazione tra l'esterno al nucleo e il numero di elettroni nello strato più esterno di elettroni, il numero di elettroni di valenza elettroni.
Elettroni dello strato esterno sono quelli in grado di formare legami chimici covalenti, sono quelli con la capacità di ionizzare formare cationi o anioni sono quelli che danno gli elementi chimici stato di ossidazione (Khan, 2014).
Determineranno anche il raggio atomico. Man mano che n diventa più grande, il raggio atomico aumenta. Quando un atomo perde un elettrone, ci sarà una contrazione del raggio atomico a causa della diminuzione della carica negativa attorno al nucleo.
Elettroni dello strato esterno sono quelli che sono considerati dal legame di valenza, teoria del campo cristallino e teoria orbitale per le proprietà delle molecole e ibridazioni pubblicitari (Bozeman Science, 2013).
riferimenti
- Principio di Aufbau. (3 giugno 2015). Estratto da chem.libretexts: chem.libretexts.org.
- Scienza di Bozeman. (2013, Agoto 4). Configurazione elettronica. Tratto da youtube: youtube.com.
- Configurazioni di elettroni e proprietà degli atomi. (S.F.). Tratto da oneonta.edu: oneonta.edu.
- Encyclopædia Britannica. (2011, 7 settembre). Configurazione elettronica. Tratto da britannica: britannica.com.
- Faizi, S. (2016, 12 luglio). Configurazioni elettroniche. Tratto da chem.libretexts: chem.libretexts.org.
- Helmenstine, T. (2017, 7 marzo). Il principio di Aufbau - Struttura elettronica e principio di Aufbau. Tratto da thoughtco: thoughtco.com.
- Khan, S. (2014, 8 giugno). Elettroni di valenza e legame. Tratto da khanacademy: khanacademy.org.