Πώς μετριούνται τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο που οργανώνεται;
1. Επίπεδα ενέργειας (κελύφη ηλεκτρονίων):
* Τα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας, συχνά απεικονίζονται ως ομόκεντρα κελύφη γύρω από τον πυρήνα. Αυτά τα κελύφη αριθμούνται 1, 2, 3 και ούτω καθεξής, με υψηλότερους αριθμούς που υποδεικνύουν υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.
* Τα ηλεκτρόνια σε ένα κατώτερο κέλυφος είναι πιο κοντά στον πυρήνα και έχουν χαμηλότερη ενέργεια από εκείνα σε υψηλότερα κελύφη.
* Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορούν να καταλάβουν ένα κέλυφος καθορίζεται από τον τύπο 2N², όπου το 'n' είναι ο αριθμός του κελύφους. Για παράδειγμα, το πρώτο κέλυφος (n =1) μπορεί να κρατήσει το μέγιστο των 2 ηλεκτρονίων, το δεύτερο κέλυφος (n =2) μπορεί να κρατήσει 8 και ούτω καθεξής.
2. Υποβρύχια (τροχιακά):
* Σε κάθε επίπεδο ενέργειας, υπάρχουν περαιτέρω τμήματα που ονομάζονται υποβρύχια. Αυτά ορίζονται με γράμματα:S, P, D, και F.
* Κάθε subshell έχει συγκεκριμένο σχήμα και αριθμό τροχιακών:
* Subshell: 1 σφαιρικό τροχιακό (κρατά 2 ηλεκτρόνια)
* pubshell: 3 τροχιακά σε σχήμα αλτήρα (κρατά 6 ηλεκτρόνια)
* d Subshell: 5 τροχιακά σύνθετα σχήμα (κρατά 10 ηλεκτρόνια)
* f Subshell: 7 Ακόμη πιο περίπλοκα τροχιακά (κρατά 14 ηλεκτρόνια)
* Ο αριθμός των υποβρυχίων σε επίπεδο ενέργειας αντιστοιχεί στον αριθμό του κελύφους:
* Το Shell 1 έχει μόνο το subshell S
* Το Shell 2 έχει τα subshells s και p
* Το Shell 3 έχει τα subshells S, P και D
* Το κέλυφος 4 και άνω έχει subshells S, P, D και F
3. Τροχαλικά:
* Ένα τροχιακό είναι μια περιοχή χώρου γύρω από τον πυρήνα όπου υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου.
* Κάθε τροχιά μπορεί να κρατήσει το μέγιστο δύο ηλεκτρόνια, τα οποία πρέπει να έχουν αντίθετες περιστροφές (γυρίστε και περιστρέψτε προς τα κάτω).
4. Παραγγελία συμπλήρωσης (αρχή Aufbau και κανόνα Hund):
* Τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τροχιακά σε μια συγκεκριμένη σειρά, ακολουθώντας την αρχή του Aufbau:
* Τα ηλεκτρόνια εισέρχονται πρώτα στα χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας.
* Μέσα σε ένα subshell, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τροχιακά μεμονωμένα πριν συνδυάζουν με το ίδιο τροχιακό (κανόνα Hund).
Παράδειγμα:
* Το άζωτο (n) έχει 7 ηλεκτρόνια:
* Τα δύο πρώτα ηλεκτρόνια μπαίνουν στο 1S Orbital.
* Οι επόμενες δύο πηγαίνουν στο τροχιακό 2S.
* Τα υπόλοιπα τρία ηλεκτρόνια μπαίνουν στα τροχιακά 2p, ένα ηλεκτρόνιο σε κάθε τροχιακό πριν από οποιοδήποτε ζεύγος.
Βασικές έννοιες:
* Κβαντικοί αριθμοί: Αυτοί οι αριθμοί περιγράφουν την κατάσταση ενός ηλεκτρονίου και περιλαμβάνουν τον κύριο κβαντικό αριθμό (N), τον αζιμουθιακό κβαντικό αριθμό (L), τον μαγνητικό κβαντικό αριθμό (ML) και τον κβαντικό αριθμό περιστροφής (MS).
* Διαμόρφωση ηλεκτρονίων: Αυτή η σημείωση συνοψίζει τη διάταξη των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο, υποδεικνύοντας τα κατεχόμενα κελύφη, τα κελύφη και τα τροχιακά.
Η κατανόηση της οργάνωσης των ηλεκτρονίων μέσα σε ένα άτομο είναι ζωτικής σημασίας για την εξήγηση της χημικής συμπεριφοράς των στοιχείων, της σύνδεσης και του σχηματισμού μορίων.
