Konfigurasi elektron atom adalah perwakilan berangka orbit elektron. Orbit elektron adalah kawasan yang berlainan di sekitar nukleus atom, di mana elektron biasanya ada. Konfigurasi elektron dapat memberitahu pembaca tentang jumlah orbit elektro yang dimiliki oleh atom, serta bilangan elektron yang menempati setiap orbit. Setelah anda memahami prinsip asas di sebalik konfigurasi elektron, anda akan dapat menulis konfigurasi anda sendiri dan mengendalikan ujian kimia anda dengan yakin.
Langkah
Kaedah 1 dari 2: Menentukan Elektron Melalui Jadual Berkala
Langkah 1. Cari nombor atom anda
Setiap atom mempunyai bilangan elektron tertentu. Cari simbol kimia bagi atom anda dalam jadual berkala di atas. Nombor atom adalah bilangan bulat positif bermula pada 1 (untuk hidrogen) dan meningkat 1 setiap kali untuk atom seterusnya. Nombor atom ini juga merupakan bilangan proton dalam atom - jadi ia juga mewakili bilangan elektron dalam atom dengan kandungan sifar.
Langkah 2. Tentukan kandungan atom
Atom dengan kandungan sifar akan mempunyai bilangan elektron yang tepat yang disenaraikan dalam jadual berkala di atas. Walau bagaimanapun, atom dengan kandungannya akan mempunyai bilangan elektron yang lebih tinggi atau lebih rendah, bergantung pada ukuran kandungannya. Sekiranya anda berurusan dengan kandungan atom, tambahkan atau tambahkan elektron: tambahkan satu elektron untuk setiap cas negatif dan tolak satu untuk setiap cas positif.
Sebagai contoh, atom natrium dengan kandungan -1 akan mempunyai elektron tambahan selain nombor atom asasnya, iaitu 11. Jadi atom natrium ini akan mempunyai jumlah 12 elektron
Langkah 3. Simpan senarai orbit standard dalam ingatan anda
Apabila atom memperoleh elektron, ia mengisi orbit yang berbeza mengikut urutan tertentu. Setiap set orbit ini, apabila dihuni sepenuhnya, akan mengandungi bilangan elektron yang sama rata. Kumpulan orbit ini adalah:
- Kumpulan orbit s (sebarang nombor dalam konfigurasi elektron diikuti oleh "s") merangkumi orbit tunggal, dan, menurut Prinsip Pengecualian Pauli, orbit tunggal boleh merangkumi maksimum 2 elektron, sehingga setiap set orbital s dapat mengandungi 2 elektron.
- Set orbital p mengandungi 3 orbit, dan boleh merangkumi sejumlah 6 elektron.
- Set orbit d mengandungi 5 orbit, jadi set ini boleh merangkumi 10 elektron.
- Set orbit f mengandungi 7 orbit, sehingga dapat merangkumi 14 elektron.
Langkah 4. Memahami notasi konfigurasi elektron
Konfigurasi elektron ditulis dengan cara yang jelas menunjukkan bilangan elektron dalam atom dan setiap orbit. Setiap orbit ditulis secara berurutan, dengan bilangan elektron di setiap orbit ditulis dengan huruf kecil dan dalam kedudukan yang lebih tinggi (superskrip) di sebelah kanan nama orbit. Konfigurasi elektron terakhir adalah kumpulan data mengenai nama orbit dan superskrip.
Sebagai contoh, berikut adalah konfigurasi elektron mudah: 1s2 2s2 2p6. Konfigurasi ini menunjukkan bahawa terdapat dua elektron dalam set orbit 1s, dua elektron dalam set orbit 2s, dan enam elektron pada set orbit 2p. 2 + 2 + 6 = 10 elektron. Konfigurasi elektron ini berlaku untuk atom neon yang tidak mempunyai kandungan (bilangan atom neon adalah 10.)
Langkah 5. Ingat urutan orbit
Perhatikan bahawa walaupun kumpulan orbit diberi nombor mengikut bilangan lapisan elektron, orbit disusun mengikut tenaganya. Contohnya, 4s2 mengandungi tahap tenaga yang lebih rendah (atau berpotensi lebih mudah berubah) daripada atom 3d10 yang diisi sebahagian atau sepenuhnya, jadi ruangan 4s ditulis terlebih dahulu. Sebaik sahaja anda mengetahui susunan orbit, anda boleh mengisinya berdasarkan bilangan elektron di setiap atom. Urutan mengisi orbit adalah seperti berikut: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- Konfigurasi elektron untuk atom dengan setiap orbit terisi penuh akan kelihatan seperti ini: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4 p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d107p68s2
- Senarai di atas, jika semua lapisan diisi, akan menjadi konfigurasi elektron untuk Uuo (Ununoctium), 118, yang merupakan atom bernombor tertinggi pada jadual berkala - jadi konfigurasi elektron ini mengandungi semua lapisan elektron yang diketahui ada dalam atom neutral.
Langkah 6. Isi orbit berdasarkan bilangan elektron di atom anda
Sebagai contoh, jika kita ingin menulis konfigurasi elektron untuk atom kalsium tanpa kandungan, kita akan memulakan dengan menentukan bilangan atom kalsium pada jadual berkala. Nombornya adalah 20, jadi kami akan menulis konfigurasi untuk atom dengan 20 elektron dalam urutan di atas.
- Isi orbit mengikut urutan di atas sehingga anda mencapai jumlah 20 elektron. Orbit 1s mengandungi dua elektron, orbit 2s dua, orbit 2p enam, orbit 3s dua, orbit enam p 3, dan orbit dua 2s (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Jadi, konfigurasi elektron untuk kalsium adalah: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.
- Catatan: Tahap tenaga berubah apabila orbit anda semakin besar. Contohnya, apabila anda mencapai tahap tenaga ke-4, maka 4s akan menjadi yang pertama, kemudian 3d. Selepas tahap tenaga keempat, anda akan menuju ke tahap 5 di mana pesanan kembali ke permulaan. Ini hanya berlaku selepas tahap tenaga ke-3.
Langkah 7. Gunakan jadual berkala sebagai jalan pintas visual anda
Anda mungkin menyedari bahawa bentuk jadual berkala mewakili susunan kumpulan orbit dalam konfigurasi elektron. Contohnya, atom pada lajur kedua dari kiri selalu berakhir pada "s2", atom di bahagian kanan tengah pusat nipis selalu berakhir pada" d10, "dsb. Gunakan jadual berkala sebagai alat bantu visual anda untuk menuliskan konfigurasi elektron - susunan elektron yang anda tulis dalam orbit secara langsung berkaitan dengan kedudukan anda di atas meja. Lihat di bawah:
- Secara khusus, dua lajur paling kiri mewakili atom dengan konfigurasi elektron yang berakhir dengan orbit s, separuh kanan jadual mewakili atom dengan konfigurasi elektron yang berakhir dengan orbit s, bahagian tengah mewakili atom yang berakhir dengan orbit d, dan separuh bawah untuk atom yang berakhir pada d orbit. orbit f.
- Contohnya, semasa anda ingin menulis konfigurasi elektron untuk klorin, fikirkan: "Atom ini berada di baris ketiga (atau" noktah ") jadual berkala. Ia juga berada di lajur kelima blok p-orbit jadual berkala. Oleh itu, konfigurasi elektron akan berakhir dengan… 3p5
- Perhatian - kawasan orbit d dan f dalam jadual mewakili tahap tenaga yang berbeza dengan baris di mana mereka berada. Contohnya, baris pertama blok orbit d mewakili orbit 3d walaupun berada dalam tempoh 4, sementara baris pertama orbit f mewakili orbit 4f walaupun sebenarnya berada dalam tempoh 6.
Langkah 8. Ketahui cara menulis konfigurasi elektron dengan cepat
Atom di sebelah kanan jadual berkala dipanggil gas mulia. Unsur-unsur ini sangat stabil secara kimia. Untuk memendekkan proses penulisan konfigurasi elektron yang panjang, tuliskan simbol kimia unsur gas terdekat yang mempunyai lebih sedikit elektron daripada atom dalam pendakap anda, kemudian teruskan dengan konfigurasi elektron untuk set orbit yang mengikuti. Lihat contoh di bawah:
- Untuk memudahkan anda memahami konsep ini, konfigurasi contoh telah diberikan. Mari tulis konfigurasi Zink (dengan nombor atom 30) menggunakan kaedah gas mulia mulia. Keseluruhan konfigurasi elektron Zinc adalah: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Walau bagaimanapun, perhatikan bahawa 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 adalah konfigurasi untuk Argon, gas mulia. Gantikan bahagian notasi elektron Zink ini dengan simbol kimia Argon dalam tanda kurung ([Ar].)
- Jadi, konfigurasi elektron Zinc dapat ditulis dengan cepat seperti [Ar] 4s2 3d10.
Kaedah 2 dari 2: Menggunakan Jadual Berkala ADOMAH
Langkah 1. Fahami Jadual Berkala ADOMAH
Kaedah penulisan konfigurasi elektron ini tidak memerlukan anda menghafalnya. Walau bagaimanapun, perlu menyusun semula jadual berkala, kerana dalam jadual berkala tradisional, bermula dari baris keempat, bilangan titik tidak mewakili lapisan elektron. Cari Jadual Berkala ADOMAH, yang merupakan jadual berkala yang direka khas oleh saintis Valery Tsimmerman. Anda dapat menemuinya dengan mudah melalui carian dalam talian.
- Dalam Jadual Berkala ADOMAH, baris mendatar mewakili kumpulan elemen, seperti halogen, gas lemah, logam alkali, bumi beralkali, dll. Lajur menegak mewakili lapisan elektron dan disebut "lata" (garis pepenjuru yang menghubungkan blok s, p, d dan f) yang sesuai dengan titik.
- Helium dipindahkan di sebelah Hidrogen, kerana kedua-duanya mempunyai orbit 1s. Beberapa titik (s, p, d dan f) ditunjukkan di sebelah kanan dan nombor lapisan di bawah. Unsur-unsur tersebut ditunjukkan dalam kotak segi empat tepat bernombor 1 hingga 120. Nombor-nombor ini adalah nombor atom normal yang mewakili jumlah elektron dalam atom neutral.
Langkah 2. Cari atom anda dalam jadual ADOMAH
Untuk menulis konfigurasi elektron unsur, cari simbolnya pada Jadual Berkala ADOMAH dan gariskan semua elemen dengan nombor atom yang lebih tinggi. Contohnya, jika anda ingin menulis konfigurasi elektron Erbium (68), gariskan elemen 69 hingga 120.
Perhatikan nombor 1 hingga 8 di bahagian bawah jadual. Nombor-nombor ini adalah nombor lapisan elektron, atau nombor lajur. Abaikan lajur yang hanya mengandungi elemen yang telah anda lewati. Untuk Erbium, lajur yang tinggal adalah nombor lajur 1, 2, 3, 4, 5 dan 6
Langkah 3. Hitung kumpulan orbit terhingga atom anda
Dengan melihat simbol blok di sebelah kanan meja (s, p, d, dan f) dan nombor lajur di bahagian bawah jadual dan mengabaikan garis pepenjuru antara blok, bahagikan lajur menjadi lajur. dan tuliskan mengikut urutan dari bawah ke atas. Sekali lagi, abaikan blok lajur yang merangkumi semua elemen yang dicoret. Tuliskan permulaan blok-kolom bermula dengan nombor lajur dan kemudian diikuti dengan simbol blok, seperti ini: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (jika berlaku Erbium).
Catatan: Konfigurasi elektron Er di atas ditulis dengan susunan bilangan lapisan yang bertambah. Anda juga boleh menulis mengikut urutan orbit diisi. Ikuti lata dari atas ke bawah (bukan lajur) semasa anda menulis blok lajur: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4 p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12.
Langkah 4. Hitung elektron dalam setiap set orbit
Hitung unsur-unsur yang tidak dipotong di setiap blok lajur, masukkan satu elektron per elemen, kemudian tulis nombor selepas simbol blok untuk setiap blok lajur, seperti ini: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4 p6 4d10 4f12 5s2 5p6 6s2. Dalam contoh kami, ini adalah konfigurasi elektron Erbium.
Langkah 5. Ketahui konfigurasi elektron yang tidak menentu
Terdapat lapan belas pengecualian untuk konfigurasi elektron bagi atom dengan tahap tenaga terendah, atau yang biasa disebut tahap dasar. Pengecualian ini melanggar peraturan umum pada kedudukan dua hingga tiga elektron terakhir. Dalam kes sedemikian, konfigurasi elektron yang sebenarnya menjadikan elektron dalam keadaan tenaga yang lebih rendah daripada pada konfigurasi standard atom. Atom yang tidak menentu ini adalah:
Cr (…, 3d5, 4s1); Cu (…, 3d10, 4s1); Nb (…, 4d4, 5s1); Mo (…, 4d5, 5s1); Ru (…, 4d7, 5s1); Rh (…, 4d8, 5s1); Pd (…, 4d10, 5s0); Ag (…, 4d10, 5s1); La (…, 5d1, 6s2); Ce (…, 4f1, 5d1, 6s2); Gd (…, 4f7, 5d1, 6s2); Au (…, 5d10, 6s1); Penyaman udara (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pa (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Np (…, 5f4, 6d1, 7s2) dan cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).
Petua
-
Apabila atom adalah ion, ini bermaksud bahawa bilangan proton tidak sama dengan bilangan elektron. Kandungan atom (biasanya) akan ditunjukkan di sudut kanan atas simbol kimia. Oleh itu, atom antimoni dengan kandungan +2 akan mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4 p6 5s2 4d10 5p1. Perhatikan bahawa 5p3 ditukar kepada 5p1. Hati-hati apabila konfigurasi elektron berakhir di orbit selain daripada set orbit s dan p.
Apabila anda mengeluarkan elektron, anda hanya boleh mengeluarkannya dari orbit valensinya (orbit p dan p). Jadi jika konfigurasi berakhir dalam 4s2 3d7, dan atom mendapat kandungan +2, maka konfigurasi akan berubah menjadi berakhir pada 4s0 3d7. Perhatikan bahawa 3d7tidak perubahan, bagaimanapun, orbit elektron s hilang.
- Setiap atom mahu stabil, dan konfigurasi yang paling stabil akan mengandungi kumpulan orbit s dan p penuh (s2 dan p6). Gas mula mempunyai konfigurasi ini, sebab itulah ia jarang reaktif dan terletak di sebelah kanan jadual berkala. Jadi jika konfigurasi berakhir dengan 3p4, jadi konfigurasi ini hanya memerlukan dua elektron tambahan untuk menjadi stabil (mengeluarkan enam, termasuk elektron dalam set orbit, memerlukan lebih banyak tenaga, jadi mengeluarkan empat lebih mudah dilakukan). Dan jika konfigurasi berakhir pada 4d3, maka konfigurasi ini hanya perlu kehilangan tiga elektron untuk mencapai keadaan stabil. Juga, lapisan dengan separuh kandungan (s1, p3, d5..) lebih stabil daripada (contohnya) p4 atau p2; namun, s2 dan p6 akan menjadi lebih stabil.
- Tidak ada perkara seperti sublevel "keseimbangan separuh kandungan". Ini adalah penyederhanaan. Semua keseimbangan yang berkaitan dengan sublevel "separuh terisi" didasarkan pada fakta bahawa setiap orbit hanya mempunyai satu elektron, sehingga tolakan antara elektron diminimumkan.
- Anda juga boleh menulis konfigurasi elektron elemen dengan hanya menulis konfigurasi valensnya, iaitu set terakhir orbit s dan p. Jadi, konfigurasi valensi atom antimon adalah 5s2 5p3.
- Perkara yang sama tidak berlaku untuk ion. Ion lebih sukar ditulis. Langkau dua tahap dan ikuti corak yang sama, bergantung pada tempat anda mula menulis, berdasarkan seberapa tinggi atau rendah bilangan elektron.
- Untuk mencari nombor atom ketika dalam bentuk konfigurasi elektron, tambahkan semua nombor yang mengikuti huruf (s, p, d, dan f). Prinsip ini hanya berlaku untuk atom neutral, jika atom ini adalah ion, anda mesti menambah atau mengeluarkan elektron mengikut nombor yang ditambahkan atau dikeluarkan.
- Terdapat dua cara yang berbeza untuk menulis konfigurasi elektron. Anda boleh menulisnya mengikut urutan nombor lapisan ke atas, atau urutan orbit mengisi, seperti dalam contoh di atas untuk elemen Erbium.
- Terdapat keadaan tertentu di mana elektron perlu "dipromosikan". Apabila satu set orbit hanya memerlukan satu elektron untuk menjadikannya penuh atau separuh penuh, keluarkan satu elektron dari kumpulan orbit s atau p terdekat dan pindahkannya ke kumpulan orbit yang memerlukan elektron itu.
- Nombor-nombor berikut adalah superskrip, jadi jangan tuliskannya pada ujian anda.
