Τι είναι η δομή των κελύφη ηλεκτρονίων;

Η δομή των κελυφών ηλεκτρονίων

Τα κελύφη ηλεκτρονίων είναι επίπεδα ενέργειας που περιβάλλουν τον πυρήνα ενός ατόμου όπου βρίσκονται τα ηλεκτρόνια. Ακολουθεί μια κατανομή της δομής τους:

1. Επίπεδα ενέργειας:

* Κύριος κβαντικός αριθμός (n): Αυτός ο αριθμός ορίζει το κύριο επίπεδο ενέργειας του κελύφους. Μπορεί να είναι οποιοσδήποτε θετικός ακέραιος (1, 2, 3, ...), με υψηλότερους αριθμούς που υποδεικνύουν υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.

* Subshells: Κάθε κύριο επίπεδο ενέργειας (κέλυφος) χωρίζεται περαιτέρω σε υποβρύχια, που υποδηλώνεται με γράμματα:S, P, D, και F. Αυτά τα υποκείμενα έχουν ελαφρώς διαφορετικές ενέργειες μέσα στο ίδιο κέλυφος.

* S-Subshell: Διατηρεί μέγιστο 2 ηλεκτρόνια

* p-subshell: Διατηρεί μέγιστο 6 ηλεκτρόνια

* d-subshell: Διατηρεί μέγιστο 10 ηλεκτρόνια

* F-Subshell: Διατηρεί μέγιστο 14 ηλεκτρόνια

2. Τροχαλικά:

* Κάθε υποβρύχια περιέχει ένα ή περισσότερα ατομικά τροχιακά, τα οποία είναι τρισδιάστατες περιοχές του χώρου όπου είναι πιθανότερο να βρεθεί ένα ηλεκτρόνιο.

* S-Subshell: Περιέχει 1 σφαιρικό τροχιακό.

* p-subshell: Περιέχει 3 τροχιακά σε σχήμα αλτήρα, προσανατολισμένα κατά μήκος των αξόνων X, Υ και Z.

* d-subshell: Περιέχει 5 πιο πολύπλοκα τροχιακά.

* F-Subshell: Περιέχει 7 ακόμη πιο πολύπλοκα τροχιακά.

* Αρχή αποκλεισμού Pauli: Κάθε τροχιά μπορεί να κρατήσει το πολύ δύο ηλεκτρόνια, με αντίθετες περιστροφές.

3. Παραγγελία συμπλήρωσης:

* Αρχή Aufbau: Τα ηλεκτρόνια γεμίζουν πρώτα τα χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας, μετακινούνται σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας όπως απαιτείται.

* Κανόνας Hund: Μέσα σε ένα υποκείμενο, τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν μεμονωμένα κάθε τροχιά πριν συνδυάζουν το ίδιο τροχιακό.

Παράδειγμα:

* αζώτου (n): Ατομικός αριθμός 7, που σημαίνει 7 ηλεκτρόνια.

* Shell 1 (n =1):2 ηλεκτρόνια (1S2), γεμάτο

* Shell 2 (n =2):5 ηλεκτρόνια (2S2 2P³) - Το 2p subshell έχει 3 ηλεκτρόνια, το καθένα σε διαφορετικό τροχιακό, μετά τον κανόνα του Hund.

Βασικά σημεία:

* Η δομή των κελύφη ηλεκτρονίων καθορίζει τις χημικές ιδιότητες ενός στοιχείου και πώς αλληλεπιδρά με άλλα στοιχεία.

* Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό κέλυφος (ηλεκτρόνια σθένους) είναι ιδιαίτερα σημαντικός για τον προσδιορισμό της συμπεριφοράς συγκόλλησης.

* Οι διαμορφώσεις ηλεκτρονίων, οι οποίες απεικονίζουν την κατανομή των ηλεκτρονίων σε κελύφη και υποβρύχια, αποτελούν μια κρίσιμη πτυχή της κατανόησης της ατομικής δομής και της χημικής συμπεριφοράς.

Σημείωση: Αυτή είναι μια απλοποιημένη εξήγηση. Η πραγματική δομή των κελύφων ηλεκτρονίων είναι πιο πολύπλοκη και περιλαμβάνει κβαντική μηχανική και λειτουργίες κύματος. Ωστόσο, αυτή η κατανόηση παρέχει ένα καλό σημείο εκκίνησης για την κατανόηση των βασικών αρχών της ατομικής δομής.