Διαμόρφωση ευγενούς αερίου – Διαμόρφωση ηλεκτρονίων συντομογραφίας

Στη χημεία, η διάταξη ευγενών αερίων είναι μια συνοπτική μέθοδος γραφής της διαμόρφωσης ηλεκτρονίων ενός ατόμου. Ο λόγος για τη χρήση της διαμόρφωσης ευγενών αερίων είναι επειδή η πλήρης διαμόρφωση ηλεκτρονίων γίνεται πολύ μεγάλη για άτομα με υψηλούς ατομικούς αριθμούς.

Ακολουθεί μια ματιά στο πώς μπορείτε να γράψετε μια διαμόρφωση ευγενών αερίων και μια λίστα με τις διαμορφώσεις ηλεκτρονίων και για τα 118 στοιχεία.

Πώς να γράψετε μια διαμόρφωση Noble Gas

Η διαμόρφωση ευγενούς αερίου δίνει τον πυρήνα ευγενούς αερίου που εμφανίζεται πριν από το στοιχείο στον περιοδικό πίνακα και στη συνέχεια τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων των ηλεκτρονίων σθένους του ατόμου. Ωστόσο, πρέπει να κατανοήσετε πώς να γράψετε την πλήρη διαμόρφωση ηλεκτρονίων για να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους.

Ακολουθούν τα βήματα για τη σύνταξη μιας διαμόρφωσης ευγενούς αερίου:

1. Βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων για το άτομο. Για ένα ουδέτερο άτομο, αυτός είναι ο ίδιος με τον ατομικό αριθμό. (Για ένα ιόν, ο αριθμός των ηλεκτρονίων δεν είναι ίδιος με τον αριθμό των πρωτονίων, αλλά διαφορετικά ισχύουν τα ίδια βήματα.)
   
   
2. Γεμίστε τα ηλεκτρονιακά κελύφη και τα ενεργειακά επίπεδα με τα ηλεκτρόνια.
   
   Κάθε φλοιός χωρά έως και 2 ηλεκτρόνια.
   Κάθε φλοιός p χωράει έως και 6 ηλεκτρόνια.
   Κάθε d κέλυφος περιέχει έως και 10 ηλεκτρόνια.
   Κάθε φλοιός f περιέχει έως και 14 ηλεκτρόνια.
   
   
3. Ακολουθήστε τον κανόνα Aufbau και γράψτε την πλήρη διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Η αρχή Aufbau δηλώνει ότι τα ηλεκτρόνια γεμίζουν χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας πριν προστεθούν σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας. Ενώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ωμή βία για να γράψετε τη διαμόρφωση, είναι πιο εύκολο να σχεδιάσετε ένα διάγραμμα και να ακολουθήσετε τη διαγώνιο:
   
   1s
   2s 2p
   3s 3p 3d
   4s 4p 4d 4f
   5s 5p 5d 5f
   6s 6p 6d
   7s 7p
   8 δευτ
   
   Παρατηρήστε ότι οι τροχιές επικαλύπτονται, ώστε να μην γεμίζετε απλώς τα κελύφη διαδοχικά (1, 2, 3, 4, ...). Αντίθετα, χρησιμοποιήστε τον κανόνα του Madelung:
   
   1s <2s <2p <3s <3p <4s <3d <4p <5s <4d <5p <6s <4f <5d <6p <7s <5f <6d <7p
   
   Σημείωση:Ο κανόνας του Madelung δεν είναι ένας αυστηρός κανόνας, ειδικά όταν πρόκειται για μερικά από τα βαρύτερα μέταλλα μετάπτωσης. Τα σχετικιστικά εφέ μπαίνουν στο παιχνίδι και αλλάζουν τη σειρά.
   
4. Βρείτε το ευγενές αέριο που προηγείται του στοιχείου στον περιοδικό πίνακα. Γράψτε τη διαμόρφωση του ευγενούς αερίου γράφοντας τον πυρήνα του ευγενούς αερίου, ακολουθούμενο από τα ηλεκτρόνια σθένους. Ένας πυρήνας ευγενούς αερίου είναι το σύμβολο του στοιχείου ευγενούς αερίου που περικλείεται σε αγκύλες:[He], [Ne], [Ar], [Kr], [Xe] ή [Rn]. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι ηλεκτρόνια «υπολείμματα» που δεν γεμίζουν ένα κέλυφος ή δεν ικανοποιούν τον κανόνα της οκτάδας (εκτός από τα ευγενή αέρια) ή τον κανόνα των 18 ηλεκτρονίων (μέταλλα μετάπτωσης). Υπάρχουν δύο εύκολοι τρόποι για να τα αναγνωρίσετε. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα ηλεκτρόνια που απομένουν πέρα ​​από τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων ευγενούς αερίου. Είναι επίσης χαρακτηριστικά μιας ομάδας στοιχείων. Για παράδειγμα, τα αλκαλιμέταλλα έχουν πάντα 1 ηλεκτρόνιο σθένους.

Παραδείγματα διαμόρφωσης Noble Gas

Για παράδειγμα, γράψτε τη διαμόρφωση ευγενών αερίων του νατρίου.

• Ο ατομικός αριθμός του νατρίου είναι 11, επομένως γνωρίζετε ότι το ουδέτερο άτομο έχει 11 πρωτόνια και επίσης 11 ηλεκτρόνια.
• Η πλήρωση των φλοιών ηλεκτρονίων χρησιμοποιώντας την αρχή Aufbau δίνει μια διαμόρφωση 1s 2s sp 3s. Προσθέστε τους εκθέτες και ελέγξτε ξανά για να βεβαιωθείτε ότι έχετε τον σωστό αριθμό ηλεκτρονίων.
• Γράψτε τη διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Κοιτάζοντας έναν περιοδικό πίνακα, σημειώστε το ευγενές αέριο πριν το νάτριο είναι νέον. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του νέον είναι 1s 2s 2p. Έτσι, το σύμβολο του πυρήνα ευγενούς αερίου [Ne] αντικαθιστά αυτό το τμήμα της διαμόρφωσης ηλεκτρονίων νατρίου. Η διαμόρφωση ευγενών αερίων για το νάτριο είναι [Ne] 3s.

Για παράδειγμα, γράψτε τη διαμόρφωση ευγενούς αερίου του νέον.

• Το νέον είναι ένα ευγενές αέριο, αλλά μπορείτε να τα καταφέρετε καλύτερα από το να γράφετε απλώς [Ne] και να το αποκαλείτε καλό. Αρχικά, χρησιμοποιήστε τον περιοδικό πίνακα και δείτε ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων για ένα άτομο νέον είναι 10.
• Ακολουθήστε την αρχή Aufbau και γεμίστε κελύφη ηλεκτρονίων:1s 2s 2p
• Γράψτε τη διαμόρφωση ευγενούς αερίου χρησιμοποιώντας τον πυρήνα ευγενούς αερίου πριν από το νέον στον περιοδικό πίνακα, ακολουθούμενο από τα ηλεκτρόνια σθένους. Η διαμόρφωση ευγενούς αερίου του νέον είναι [He] 2s 2p. Παρατηρήστε ότι το σθένος του νέον είναι 8 (2 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 2s και 6 ηλεκτρόνια στο κέλυφος 2p), που δείχνει ότι έχει μια γεμάτη οκτάδα.

Λίστα διαμορφώσεων Noble Gas για Και τα 118 Στοιχεία

NUMBER	ΣΤΟΙΧΕΙΟ	ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ
1	Υδρογόνο	1s
2	Ήλιο	1s
3	Λίθιο	[He]2s
4	Βηρύλλιο	[He]2s
5	Βόριο	[He]2s2p
6	Άνθρακας	[He]2s2p
7	Άζωτο	[He]2s2p
8	Οξυγόνο	[He]2s2p
9	Φθόριο	[He]2s2p
10	Νέον	[He]2s2p
11	Νάτριο	[Ne]3s
12	Μαγνήσιο	[Ne]3s
13	Αλουμίνιο	[Ne]3s3p
14	Πυρίτιο	[Ne]3s3p
15	Φώσφορος	[Ne]3s3p
16	Θείο	[Ne]3s3p
17	Χλώριο	[Ne]3s3p
18	Αργόν	[Ne]3s3p
19	Κάλιο	[Ar]4s
20	Ασβέστιο	[Ar]4s
21	Σκάνδιο	[Ar]3d4s
22	Τιτάνιο	[Ar]3d4s
23	Βανάδιο	[Ar]3d4s
24	Chromium	[Ar]3d4s
25	Μαγγάνιο	[Ar]3d4s
26	Σίδερο	[Ar]3d4s
27	Κοβάλτιο	[Ar]3d4s
28	Νίκελ	[Ar]3d4s
29	Χαλκός	[Ar]3d4s
30	Ψευδάργυρος	[Ar]3d4s
31	Γάλλιο	[Ar]3d4s4p
32	Γερμάνιο	[Ar]3d4s4p
33	Αρσενικό	[Ar]3d4s4p
34	Σελήνιο	[Ar]3d4s4p
35	Βρώμιο	[Ar]3d4s4p
36	Krypton	[Ar]3d4s4p
37	Ρουβίδιο	[Kr]5s
38	Στρόντιο	[Kr]5s
39	Ύττριο	[Kr]4d5s
40	Ζιρκόνιο	[Kr]4d5s
41	Νιόβιο	[Kr]4d5s
42	Μολυβδαίνιο	[Kr]4d5s
43	Τεχνήτιο	[Kr]4d5s
44	Ρουθήνιο	[Kr]4d5s
45	Ρόδιο	[Kr]4d5s
46	Παλλάδιο	[Kr]4d
47	Ασημί	[Kr]4d5s
48	Κάδμιο	[Kr]4d5s
49	Ίνδιο	[Kr]4d5s5p
50	Κασσίτερος	[Kr]4d5s5p
51	Αντιμόνιο	[Kr]4d5s5p
52	Τελλούριο	[Kr]4d5s5p
53	Ιώδιο	[Kr]4d5s5p
54	Xenon	[Kr]4d5s5p
55	Κάσιο	[Xe]6s
56	Βάριο	[Xe]6s
57	Λανθάνιο	[Xe]5d6s
58	Cerium	[Xe]4f5d6s
59	Πρασεοδύμιο	[Xe]4f6s
60	Νεοδύμιο	[Xe]4f6s
61	Προμέθιο	[Xe]4f6s
62	Σαμάριο	[Xe]4f6s
63	Ευρώπιο	[Xe]4f6s
64	Γαδολίνιο	[Xe]4f5d6s
65	Τέρβιο	[Xe]4f6s
66	Δυσπρόσιο	[Xe]4f6s
67	Χόλμιο	[Xe]4f6s
68	Έρβιο	[Xe]4f6s
69	Θούλιο	[Xe]4f6s
70	Υτέρβιο	[Xe]4f6s
71	Λουτέτιο	[Xe]4f5d6s
72	Hafnium	[Xe]4f5d6s
73	Ταντάλιο	[Xe]4f5d6s
74	Βολφράμιο	[Xe]4f5d6s
75	Ρήνιο	[Xe]4f5d6s
76	Όσμιο	[Xe]4f5d6s
77	Ιρίδιο	[Xe]4f5d6s
78	Πλατινένιο	[Xe]4f5d6s
79	Χρυσός	[Xe]4f5d6s
80	Ερμής	[Xe]4f5d6s
81	Θάλλιο	[Xe]4f5d6s6p
82	Προηγούμενος	[Xe]4f5d6s6p
83	Βισμούθιο	[Xe]4f5d6s6p
84	Πολώνιο	[Xe]4f5d6s6p
85	Αστατίνη	[Xe]4f5d6s6p
86	Ραδόνιο	[Xe]4f5d6s6p
87	Φράγκιο	[Rn]7s
88	Ράδιο	[Rn]7s
89	Ακτίνιο	[Rn]6d7s
90	Θόριο	[Rn]6d7s
91	Πρωτακτίνιο	[Rn]5f6d7s
92	Ουράνιο	[Rn]5f6d7s
93	Ποσειδώνιο	[Rn]5f6d7s
94	Πλουτώνιο	[Rn]5f7s
95	Americium	[Rn]5f7s
96	Κούριο	[Rn]5f6d7s
97	Βερκέλιο	[Rn]5f7s
98	Καλιφόρνιο	[Rn]5f7s
99	Αϊνστάιν	[Rn]5f7s
100	Φέρμιο	[Rn]5f7s
101	Μεντελέβιο	[Rn]5f7s
102	Nobelium	[Rn]5f7s
103	Λαυρένιο	[Rn]5f7s7p
104	Rutherfordium	[Rn]5f6d7s
105	Dubnium	*[Rn]5f6d7s
106	Seaborgium	*[Rn]5f6d7s
107	Βόριο	*[Rn]5f6d7s
108	Χάσιο	*[Rn]5f6d7s
109	Meitnerium	*[Rn]5f6d7s
110	Darmstadtium	*[Rn]5f6d7s
111	Roentgenium	*[Rn]5f6d7s
112	Κοπέρνιο	*[Rn]5f6d7s
113	Νιχόνιο	*[Rn]5f6d7s7p
114	Flerovium	*[Rn]5f6d7s7p
115	Μοσκόβιο	*[Rn]5f6d7s7p
116	Livermorium	*[Rn]5f6d7s7p
117	Τενεσί	*[Rn]5f6d7s7p
118	Oganesson	*[Rn]5f6d7s7p

Αναφορές

• Dzikowski, K. D.; et al. (2021). «Σχετικό μοντέλο αποτελεσματικού φορτίου ενός ατόμου πολλαπλών ηλεκτρονίων». Journal of Physics B:Atomic, Molecular and Optical Physics 54 (11):115002. doi:10.1088/1361-6455/abdaca
• Langmuir, Irving (Ιούνιος 1919). «Η διάταξη των ηλεκτρονίων σε άτομα και μόρια». Journal of the American Chemical Society . 41 (6):868–934. doi:10.1021/ja02227a002
• Rayner-Canham, Geoff; Overton, Tina (2014). Περιγραφική Ανόργανη Χημεία (6η έκδ.). Macmillan Education. ISBN 978-1-319-15411-0.
• Stoner, E.C. (1924). «Η κατανομή των ηλεκτρονίων μεταξύ των ατομικών επιπέδων». Philosophical Magazine . 6η Σειρά. 48 (286):719–36. doi:10.1080/14786442408634535
• Wong, D. Pan (1979). «Θεωρητική αιτιολόγηση του κανόνα του Madelung». Journal of Chemical Education . 56 (11):714–18. doi:10.1021/ed056p714