Moellerjev diagram v tem, kaj sestavljajo in rešujejo vaje

The Moellerjev diagram ali metoda dežja je grafična in mnemonična metoda za učenje Madelungovega pravila; to je, kako napisati elektronsko konfiguracijo elementa. Zaznamuje ga sledenje diagonal skozi stolpce orbitalov in sledenje smeri puščice določa ustrezen vrstni red za atome..

V nekaterih delih sveta je Moellerjev diagram znan tudi kot metoda dežja. Z njo se v zapolnitvi orbital, ki jih določajo tudi tri kvantne številke, določi red n, l in ml.

Na zgornji sliki je prikazan preprost Moellerjev diagram. Vsak stolpec ustreza različnim orbitalom: s, p, d in f, z ustreznimi ravnmi energije. Prva puščica kaže, da se mora polnjenje kateregakoli atoma začeti z 1s orbitalom.

Tako mora naslednja puščica začeti z 2s orbitalom, nato pa z 2p, ki gre skozi 3s orbital. Tako se, kot da bi bilo dež, zabeležijo orbitale in število elektronov, ki jih imajo (4l+2).

Moellerjev diagram predstavlja uvod za tiste, ki študirajo elektronske konfiguracije.

Indeks

• 1 Kaj je Moellerjev diagram?
  • 1.1 Pravilo Madelung
  • 1.2 Koraki, ki jih je treba upoštevati
• 2 Vaje rešene
  • 2.1 Berilij
  • 2.2 Fosfor
  • 2.3 Cirkonij 
  • 2.4 Iridij
  • 2.5 Izjeme za Moellerjev diagram in Madelungovo pravilo
• 3 Reference

Kaj je Moellerjev diagram?

Pravilo Madelunga

Ker je Moellerjev diagram sestavljen iz grafičnega prikaza Madelungovega pravila, je treba vedeti, kako slednje deluje. Izpolnjevanje orbitalov mora upoštevati naslednja pravila:

-Orbitale z najnižjimi vrednostmi n+l najprej napolnijo, da so n glavno kvantno število in. \ t l Orbitalna vrtilna količina Na primer, 3d orbital ustreza n= 3 in l= 2, torej, n+l= 3 + 2 = 5; medtem ko orbital 4s ustreza n= 4 in l= 0 in n+l= 4 + 0 = 4. Iz navedenega je ugotovljeno, da elektroni zapolnijo orbito 4s prej kot 3d.

-Če imata dve orbitali enako vrednost n+l, elektroni bodo zasedli najprej tisti z najnižjo vrednostjo n. Na primer, 3d orbital ima vrednost n+l= 5, kot je orbitalna 4p (4 + 1 = 5); ampak ker ima 3d najnižjo vrednost n, najprej bo zapolnil 4p.

Iz dveh prejšnjih opazovanj lahko dosežete naslednji vrstni red polnjenja orbital: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Po enakih korakih za različne vrednosti n+l za vsako orbito dobimo elektronske konfiguracije drugih atomov; ki ga lahko grafično določimo z Moellerjevim diagramom.

Koraki za sledenje

Pravilo Madelunga določa formulo n+l, s katerim je lahko elektronska konfiguracija "oborožena". Vendar, kot je bilo navedeno, Moellerjev diagram že grafično predstavlja to; zato sledite svojim stolpcem in narišite diagonalno korak za korakom.

Kako začnete nato elektronsko konfiguracijo atoma? Če želite to narediti, morate najprej poznati njegovo atomsko število Z, ki je po definiciji za nevtralni atom enako številu elektronov.

Tako z Z dobimo število elektronov in s tem v mislih začnemo risati diagonale z Moellerjevim diagramom.

V orbitale se lahko namestita dva elektrona (z uporabo formule 4)l+2), p šest elektronov, deset d in f štirinajst. Ustavi se na orbiti, kjer je bil zaseden zadnji elektron, ki ga je dal Z..

Za nadaljnja pojasnila, spodaj je niz rešenih vaj.

Rešene vaje

Berilij

S pomočjo periodnega sistema se berilijev element nahaja z Z = 4; to pomeni, da morajo biti njegovi štirje elektroni nameščeni v orbitale.

Začenši s prvo puščico v Moellerjevem diagramu, 1s orbita zavzema dva elektrona: 1s²; sledi 2s orbital, z dvema dodatnima elektronima, ki skupaj dodata 4: 2s².

Zato je elektronska konfiguracija berilija, izražena kot [Be], 1s²2s². Upoštevajte, da je nadpisni znesek enak številu vseh elektronov.

Fosfor

Fosforni element ima Z = 15, zato ima skupaj 15 elektronov, ki morajo zasedati orbitale. Če se želite premakniti naprej, začnete takoj s konfiguracijo 1s²2s², ki vsebuje 4 elektrona. Nato manjka še 9 elektronov.

Po orbiti 2s, naslednja puščica "vstopi" skozi orbital 2p, sčasoma pade v orbitalo 3s. Ker lahko 2p orbitale zasede 6 elektronov, in 3s 2 elektrona, imamo: 1s²2s²2p⁶3s².

Še vedno manjkajo še trije elektroni, ki zavzemajo naslednjo 3p orbitalo po Moellerjevem diagramu: 1s²2s²2p⁶3s²3p³, elektronska fosforna konfiguracija [P].

Cirkonij

Cirkonijev element ima Z = 40. Skrajša pot s konfiguracijo 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶, pri 18 elektronov (argonovega žlahtnega plina) bi manjkalo 22 elektronov. Po orbitalni 3p so pri polnjenju po Moellerjevi shemi 4s, 3d, 4p in 5s orbitale.

Popolnoma jih napolnim, to je 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ in 5s², doda se skupno 20 elektronov. Preostali 2 elektrona sta zato nameščena v naslednji orbiti: 4d. Tako je elektronska konfiguracija cirkonija, [Zr]: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d².

Iridij

Iridij ima Z = 77, tako da ima 37 dodatnih elektronov glede na cirkonij. Začenši s [Cd], to je 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰, morate dodati 29 elektronov z naslednjimi orbitali Moellerjevega diagrama.

Nove orbite sledijo novim diagonalam: 5p, 6s, 4f in 5d. Popolnoma izpolnjujemo prve tri orbitale: 5p⁶, 6s² in 4f¹⁴, da dobimo skupaj 22 elektronov.

Torej manjka 7 elektronov, ki so v orbiti 5d: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Prejšnja je elektronska konfiguracija iridija, [Go]. Upoštevajte, da 6s orbitals² in 5d⁷ poudarjeni so krepko, da kažejo, da ustrezajo valenčni plasti te kovine.

Izjeme za Moellerjev diagram in Madelungovo pravilo

V periodnem sistemu je veliko elementov, ki ne spoštujejo pravkar pojasnjenega. Njihove elektronske konfiguracije se eksperimentalno razlikujejo od tistih, ki so predvidene za kvantne razloge.

Med elementi, ki predstavljajo te neskladnosti, so: krom (Z = 24), baker (Z = 29), srebro (Z = 47), rodij (Z = 45), cerij (Z = 58), niobij (Z = 41). in še veliko več.

Izjeme so zelo pogoste pri polnjenju orbitale d in f. Na primer, krom mora imeti konfiguracijo valne 4s²3d⁴ po Moellerjevem diagramu in Madelungovem pravilu, vendar je resnično 4s¹3d⁵.

Tudi končno, valenčna konfiguracija srebra naj bo 5s²4d⁹; ampak res je 5s¹4d¹⁰.

Reference

1. Gavira J. Vallejo M. (6. avgust 2013). Izjeme od pravila Madelung in Moellerjev diagram v elektronski konfiguraciji kemijskih elementov. Izterjano iz: triplenlace.com
2. Zgornjo mejo (s.f.) Kaj je elektronska konfiguracija? Vzpostavljeno iz: misuperclase.com
3. Wikipedija. (2018). Moellerjev diagram. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
4. Dummies (2018). Kako predstaviti elektrone v diagramu energetske ravni. Vzpostavljeno iz: dummies.com
5. Ladja R. (2016). Vrstni red polnjenja elektronskih držav. Vzpostavljeno iz: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu