„Moeller“ diagrama, kurią sudaro ir išsprendė pratimus

The Moeller diagrama arba lietaus metodas yra grafinis ir mnemoninis būdas išmokti Madelungo taisyklę; tai yra, kaip parašyti elemento elektroninę konfigūraciją. Jis pasižymi įstrižainių atsekimu per orbitų stulpelius, o po rodyklės kryptimi nustatoma atitinkama jų tvarka..

Kai kuriose pasaulio dalyse Moellero diagrama taip pat žinoma kaip lietaus metodas. Per ją orbitų užpildyme apibrėžiama tvarka, kurią taip pat apibrėžia trys kvantiniai skaičiai n, l ir ml.

Viršutiniame paveikslėlyje parodyta paprasta „Moeller“ diagrama. Kiekviena skiltis atitinka skirtingas orbitales: s, p, d ir f, su atitinkamais jų energijos lygiais. Pirmoji rodyklė rodo, kad bet kurio atomo užpildymas turi prasidėti 1s orbitu.

Taigi, kita rodyklė turi prasidėti nuo 2s orbitos, o tada 2p eina per 3s orbitą. Tokiu būdu, lyg jis būtų lietus, orbitos ir jų laikomų elektronų skaičius (4. \ Tl+2).

„Moeller“ diagrama - tai įvadas tiems, kurie studijuoja elektronines konfigūracijas.

Indeksas

• 1 Kas yra Moeller diagrama?
  • 1.1 „Madelung“ taisyklė
  • 1.2 Žingsniai
• 2 Išspręstos pratybos
  • 2.1 Berilis
  • 2.2 Fosforas
  • 2.3 Cirkonis 
  • 2.4 Iridiumas
  • 2.5 Moellerio diagramos ir Madelungo taisyklės išimtys
• 3 Nuorodos

Kas yra Moeller diagrama?

Madelungo taisyklė

Kadangi „Moeller“ diagrama susideda iš grafinio Madelungo taisyklės, būtina žinoti, kaip jis veikia. Orbitų užpildymas turi atitikti šias dvi taisykles:

-Orbitos, kurių mažiausios vertės yra n+l jie užpildo pirmąją vietą n pagrindinis kvantinis skaičius ir l Orbitinis kampinis momentas Pavyzdžiui, 3d orbita atitinka n= 3 ir lTodėl 2, n+l= 3 + 2 = 5; o 4s orbitai atitinka n= 4 ir l= 0, ir n+l= 4 + 0 = 4. Iš to, kas išdėstyta, nustatoma, kad elektronai pirmą kartą užpildo orbitą 4s nei 3d.

-Jei dvi orbitos yra tokios pačios vertės n+l, elektronai užims pirmąją vietą, kurioje yra mažiausia vertė n. Pavyzdžiui, 3d orbitinė vertė yra n+l= 5, kaip ir 4p orbitos (4 + 1 = 5); bet kadangi 3d yra mažiausia vertė n, pirmiausia jis užpildys 4p.

Iš dviejų ankstesnių pastabų galite pasiekti tokią eilučių užpildymo tvarką: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Laikydamiesi tų pačių veiksmų skirtingoms vertėms n+l kiekvienam orbitui gaunamos kitų atomų elektroninės konfigūracijos; kuris, savo ruožtu, taip pat gali būti nustatomas pagal Moeller diagramą.

Žingsniai, kurių reikia laikytis

Madelungo taisyklė nustato formulę n+l, su kuria galima konfigūruoti elektroninę konfigūraciją. Tačiau, kaip minėta, Moeller diagrama tai jau grafiškai atspindi; taip tiesiog sekite savo stulpelius ir nubrėžkite įstrižai žingsnis po žingsnio.

Kaip pradėsite elektroninę atomo konfigūraciją? Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite žinoti savo atominį numerį Z, kuris pagal neutralaus atomo apibrėžimą yra lygus elektronų skaičiui.

Taigi, su Z gausite elektronų skaičių, ir šiuo požiūriu pradėsite įstumti įstrižaines Moeller diagramoje.

Orbitose gali būti du elektronai (taikant 4 formulę)l+2), p šešis elektronus, dešimt d ir f keturiolika. Jis sustoja orbitoje, kurioje buvo užimtas paskutinis ZZ suteiktas elektronas.

Toliau pateikiami išspręsti pratimai.

Išspręstos pratybos

Berilis

Naudojant periodinę lentelę, berilio elementas yra su Z = 4; ty keturi elektronai turi būti laikomi orbitose.

Nuo tada pirmoji rodyklė Moeller diagramoje 1s orbitoje užima du elektronus: 1s²; po 2s orbitos, su dviem papildomais elektronais, iš viso 4: 2s².

Todėl elektroninė berilio konfigūracija, išreikšta kaip [Be], yra 1 s²2s². Atkreipkite dėmesį, kad viršutinės indekso suma yra lygi visų elektronų skaičiui.

Fosforas

Fosforo elementas turi Z = 15, todėl iš viso turi 15 elektronų, kurie turi užimti orbitalius. Jei norite judėti pirmyn, iš karto pradėsite naudoti 1s konfigūraciją²2s², kuriame yra 4 elektronai. Tada trūktų dar 9 elektronų.

Po 2s orbitos, kita rodyklė „patenka“ per 2p orbitą, galiausiai patenka į 3s orbitą. Kadangi 2p orbitos gali užimti 6 elektronus ir 3s 2 elektronus, turime: 1s²2s²2p⁶3s².

Trūksta dar trijų elektronų, kurie pagal Moeller diagramą užima šiuos 3p orbitą: 1s²2s²2p⁶3s²3p³, elektroninė fosforo konfigūracija [P].

Cirkonis

Cirkonio elementas turi Z = 40. Sutrumpinti kelią su 1 s konfigūracija²2s²2p⁶3s²3p⁶, su 18 elektronų (ty argono tauriųjų dujų), trūktų 22 elektronų. Po 3p orbitos, šie užpildai pagal Moeller diagramą yra 4s, 3d, 4p ir 5s orbitos.

Visiškai juos užpildyti, ty 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ ir 5s², iš viso pridedama 20 elektronų. Likusieji 2 elektronai yra laikomi kitoje orbitoje: 4d. Taigi, elektroninė cirkonio konfigūracija [Zr] yra: 1 s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d².

Iridium

Iridiumas turi Z = 77, todėl jis turi 37 papildomus elektronus cirkonio atžvilgiu. Nuo [Cd], tai yra, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰, turite pridėti 29 elektronus su šiomis Moeller diagramos orbitomis.

Atsiradus naujiems įstrižainėms, naujos orbitos yra: 5p, 6s, 4f ir 5d. Pirmųjų trijų orbitų užpildymas visiškai: 5p⁶, 6s² ir 4f¹⁴, iš viso gauti 22 elektronai.

Taigi trūksta 7 elektronų, kurie yra 5d: 1s orbitoje²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Ankstesnis yra elektroninė iridžio konfigūracija, [Go]. Atkreipkite dėmesį, kad 6s orbitos² ir 5d⁷ jie paryškinti paryškintu šriftu, kad jie tinkamai atitiktų šio metalo valentinį sluoksnį.

Moeller diagramos ir Madelungo taisyklės išimtys

Periodinėje lentelėje yra daug elementų, kurie neklauso ką tik paaiškinta. Jų elektroninės konfigūracijos eksperimentiškai skiriasi nuo numatytų kvantinių priežasčių.

Tarp elementų, kurie pateikia šiuos skirtumus, yra: chromas (Z = 24), varis (Z = 29), sidabras (Z = 47), rodis (Z = 45), ceris (Z = 58), niobija (Z = 41) ir daug daugiau.

Išimtys labai dažnai užpildomos d ir f orbitose. Pavyzdžiui, chromui turėtų būti 4s valentų konfigūracija²3d⁴ pagal Moellerio diagramą ir Madelungo taisyklę, bet tai tikrai 4s¹3d⁵.

Be to, ir galiausiai, sidabro valentinė konfigūracija turėtų būti 5s²4d⁹; bet tai tikrai 5s¹4d¹⁰.

Nuorodos

1. Gavira J. Vallejo M. (2013 m. Rugpjūčio 6 d.). „Madelung“ taisyklės ir „Moeller“ diagramos išimtys cheminių elementų elektroninėje konfigūracijoje. Atkurta iš: triplenlace.com
2. Misuperclase (s.f.) Kas yra elektroninė konfigūracija? Gauta iš: misuperclase.com
3. Vikipedija. (2018). Moeller diagrama. Gauta iš: en.wikipedia.org
4. Manekenai (2018). Kaip atstovauti elektronus energijos lygio diagramoje. Gauta iš: dummies.com
5. Laivas R. (2016). Elektroninių valstybių užpildymo tvarka. Gauta iš: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu