Як написати електронну конфігурацію атома будь-якого елемента

У створенні цієї статті брала участь наша досвідчена команда редакторів та дослідників, які перевірили її на точність та повноту.

Команда контент-менеджерів wikiHow ретельно слідкує за роботою редакторів, щоб гарантувати відповідність кожної статті нашим високим стандартам якості.

Кількість переглядів цієї статті: 611 616.

Електронна конфігурація атома - це чисельне уявлення його електронних орбіталей. Електронні орбіталі - це області різної форми, розташовані навколо атомного ядра, в яких математично можливе знаходження електрона. Електронна конфігурація допомагає швидко і легко сказати читачеві, скільки електронних орбіталей є в атома, а також визначити кількість електронів, що знаходяться на кожній орбіталі. Прочитавши цю статтю, ви освоїте спосіб складання електронних конфігурацій.

Розподіл електронів з допомогою періодичної системи Д. І. Менделєєва

Знайдіть атомний номер вашого атома. Кожен атом має кілька електронів, що з ним. Знайдіть символ вашого атома у таблиці Менделєєва. Атомний номер - це ціле позитивне число, що починається від 1 (у водню) і зростає на одиницю кожного наступного атома. Атомний номер — це число протонів в атомі, а отже, це ще й число електронів атома з нульовим зарядом.

• Наприклад, атом натрію із зарядом -1 матиме додатковий електрон. на додаток до свого базового атомного числа 11. Інакше висловлюючись, у сумі атома буде 12 електронів.
• Якщо йдеться про атом натрію із зарядом +1, від базового атомного числа 11 потрібно відібрати один електрон. Таким чином, атом матиме 10 електронів.

• s-підрівень (будь-яке число в електронній конфігурації, яке стоїть перед буквою "s") містить єдину орбіталь, і, відповідно Принципу Пауліодна орбіталь може містити максимум 2 електрона, отже, на кожному s-підрівні електронної оболонки може знаходитися 2 електрона.
• p-підрівень містить 3 орбіталі, і тому може містити максимум 6 електронів.
• d-підрівень містить 5 орбіталей, у ньому може бути до 10 електронів.
• f-підрівень містить 7 орбіталей, у ньому може бути до 14 електронів.
• g-, h-, i- та k-підрівні є теоретичними. Атоми, які містять електрони у цих орбіталях, невідомі. g-підрівень містить 9 орбіталей, тому теоретично може бути 18 електронів. У h-підрівні може бути 11 орбіталей і максимум 22 електрони; в i-підрівні -13 орбіталей і максимум 26 електронів; у k-підрівні - 15 орбіталей і максимум 30 електронів.
• Запам'ятаєте порядок орбіталей за допомогою мнемонічного прийому: [1] X Джерело інформації
  Sober Physicists Don't Find Giraffes Hiding In Kitchens (тверезі фізики не знаходять жирафів, що ховаються на кухнях).

• Ось, наприклад, найпростіша електронна конфігурація: 1s 2 2s 2 2p 6 . Ця конфігурація показує, що на підрівні 1s є два електрони, два електрони - на підрівні 2s і шість електронів на підрівні 2p. 2 + 2 + 6 = 10 електронів у сумі. Це електронна конфігурація нейтрального атома неону (атомний номер неону - 10).

• Електронна конфігурація атома, в якому заповнені всі орбіталі, буде мати такий вигляд: 6d 10 7p 6
• Зверніть увагу, що наведений вище запис, коли заповнені всі орбіталі, є електронною конфігурацією елемента Uuo (унуноктія) 118, атома періодичної системи з найбільшим номером. Тому дана електронна конфігурація містить усі відомі нашого часу електронні підрівні нейтрально зарядженого атома.

• Заповнюйте орбіталі згідно з наведеним вище порядком, поки не досягнете двадцятого електрона.На першій 1s орбіталі будуть два електрони, на 2s орбіталі - також два, на 2p - шість, на 3s - два, на 3p - 6, і на 4s - 2 (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20 .) Іншими словами, електронна конфігурація кальцію має вигляд: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .
• Зверніть увагу: орбіталі розташовуються у порядку зростання енергії. Наприклад, коли ви вже готові перейти на 4-й енергетичний рівень, спочатку записуйте 4s орбіталь, а потім 3d. Після четвертого енергетичного рівня ви переходите на п'ятий, у якому повторюється такий самий порядок. Це відбувається лише після третього енергетичного рівня.

• Зокрема, дві ліві колонки містять атоми, чиї електронні конфігурації закінчуються s-орбіталями, в правому блоці таблиці представлені атоми, чиї конфігурації закінчуються p-орбіталями, а в нижній частині атоми закінчуються f-орбіталями.
• Наприклад, коли ви записуєте електронну конфігурацію хлору, розмірковуйте наступним чином: "Цей атом розташований у третьому ряду (або "періоді") таблиці Менделєєва. Також він розташовується в п'ятій групі орбітального блоку p періодичної системи. Тому його електронна конфігурація буде закінчуватися на . 3p 5
• Зверніть увагу: елементи в області орбіталей d та f таблиці характеризуються енергетичними рівнями, які не відповідають періоду, в якому вони розташовані. Наприклад, перший ряд блоків елементів з d-орбіталями відповідає 3d орбіталям, хоча і розташовується в 4 періоді, а перший ряд елементів з f-орбіталями відповідає орбіталі 4f, незважаючи на те, що він знаходиться в 6 періоді.

• Щоб зрозуміти цю концепцію, корисно написати приклад конфігурації. Напишемо конфігурацію цинку (атомний номер 30), використовуючи скорочення, що включає благородний газ. Повна конфігурація цинку виглядає так: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 . Проте бачимо, що 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 — це електронна конфігурація аргону, благородного газу.Просто замініть частину запису електронної конфігурації цинку хімічним символом аргону у квадратних дужках ([Ar].)
• Отже, електронна конфігурація цинку, записана у скороченому вигляді, має вигляд: [Ar] 4s 2 3d 10 .
• Врахуйте, якщо ви пишете електронну конфігурацію благородного газу, скажімо, аргону, писати [Ar] не можна! Потрібно використати скорочення благородного газу, що стоїть перед цим елементом; для аргону це неон ([Ne]).

За допомогою періодичної таблиці ADOMAH

• У періодичній таблиці ADOMAH горизонтальні ряди являють собою групи елементів, такі як галогени, інертні гази, лужні метали, лужноземельні метали і т.д. Вертикальні колонки відповідають електронним рівням, а звані "каскади" (діагональні лінії, що з'єднують блоки s,p,d і f) відповідають періодам.
• Гелій переміщений до водню, оскільки обидва ці елементи характеризуються орбіталлю 1s. Блоки періодів (s, p, d і f) показані з правого боку, а номери рівнів наведені на підставі. Елементи представлені у прямокутниках, пронумерованих від 1 до 120. Ці номери є звичайними атомними номерами, які становлять загальну кількість електронів у нейтральному атомі.

• Зверніть увагу на номери від 1 до 8 на підставі таблиці. Це номери електронних рівнів або номери колонок. Ігноруйте колонки, які містять лише викреслені елементи. Для ербія залишаються колонки з номерами 1,2,3,4,5 та 6.

• Зверніть увагу: Наведена вище електронна конфігурація Er записана у порядку зростання номера електронного рівня. Її можна записати в порядку заповнення орбіталей. Для цього слідуйте по каскадах знизу вгору, а не по колонках, коли ви записуєте блоки-колонки: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 4.

Порахуйте електрони для кожного електронного рівня. Підрахуйте елементи, в кожному блоці-колонці які не були викреслені, прикріплюючи по одному електрону від кожного елемента, і запишіть їх кількість поряд із символом блоку для кожного блоку-колонки таким чином: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2 . У прикладі це електронна конфігурація ербія.

• 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); Ac (. 6d1, 7s2); Th (. 6d2, 7s2); Pa (. 5f2, 6d1, 7s2); U (. 5f3, 6d1, 7s2); Np (. 5f4, 6d1, 7s2) та Cm (. 5f7, 6d1, 7s2).

• Щоб знайти атомний номер атома, коли він записаний у формі електронної конфігурації, просто складіть усі числа, які йдуть за літерами (s, p, d та f). Це працює тільки для нейтральних атомів, якщо ви маєте справу з іоном, то нічого не вийде - вам доведеться додати або відняти кількість додаткових або втрачених електронів.
• Число, що йде за літерою – це верхній індекс, не зробіть помилку в контрольній.
• "Стабільності напівзаповненого" підрівня немає. Це спрощення. Будь-яка стабільність, яка належить до "наполовину заповненим" підрівням, має місце через те, що кожна орбіталь зайнята одним електроном, тому мінімізується відштовхування між електронами.
• Кожен атом прагне стабільного стану, а найстабільніші зміни мають заповнені підрівні s і p (s2 і p6). Така конфігурація є у шляхетних газів, тому вони рідко вступають у реакції і в таблиці Менделєєва розташовані праворуч. Тому, якщо конфігурація закінчується на 3p 4 то для досягнення стабільного стану їй необхідно два електрони (щоб втратити шість, включаючи електрони s-підрівня, потрібно більше енергії, тому втратити чотири легше).А якщо конфігурація закінчується на 4d 3 то для досягнення стабільного стану їй необхідно втратити три електрони. Крім того, напівзаповнені підрівні (s1, p3, d5..) є стабільнішими, ніж, наприклад, p4 або p2; однак s2 та p6 будуть ще більш стійкими.
• Коли ви маєте справу з іоном, це означає, що кількість протонів не дорівнює кількості електронів. Заряд атома у разі буде зображений зверху праворуч (як правило) від хімічного символу. Тому атом сурми із зарядом +2 має електронну конфігурацію 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1 . Зверніть увагу, що 5p 3 змінилося на 5p 1 . Будьте уважні, коли конфігурація нейтрального атома закінчується на рівні, відмінні від s і p. Коли ви забираєте електрони, можна забрати їх тільки з валентних орбіталей (s і p орбіталей). Тому якщо конфігурація закінчується на 4s 2 3d 7 і атом отримує заряд +2, то конфігурація буде закінчуватися 4s 0 3d 7 . Зверніть увагу, що 3d 7 не змінюється, натомість губляться електрони s-орбіталі.
• Існують умови, коли електрон змушений "перейти на вищий енергетичний рівень". Коли підрівню не вистачає одного електрона до половинної або повної заповненості, заберіть один електрон із найближчого s або p-підрівня та перемістіть його на той підрівень, якому необхідний електрон.
• Є два варіанти запису електронної конфігурації. Їх можна записувати у порядку зростання номерів енергетичних рівнів або у порядку заповнення електронних орбіталей, як було показано вище для ербію.
• Також ви можете записувати електронну конфігурацію елемента, записавши лише валентну конфігурацію, яка є останнім s і p підрівнем. Таким чином, валентна конфігурація сурми матиме вигляд 5s 2 5p 3 .
• Іони не те саме. З ними набагато складніше. Пропустіть два рівні та дійте за тією ж схемою залежно від того, де ви почали, і від того, наскільки велика кількість електронів.

Додаткові статті

Про цю статтю

У створенні цієї статті брала участь наша досвідчена команда редакторів та дослідників, які перевірили її на точність та повноту.

Команда контент-менеджерів wikiHow ретельно слідкує за роботою редакторів, щоб гарантувати відповідність кожної статті нашим високим стандартам якості. Кількість переглядів цієї статті: 611 616.

Електронні формули атомів хімічних елементів

Електронні формули атомів хімічних елементів, шари розташовані у порядку заповнення підрівнів. Електронні шари атомів заповнюються електронами гаразд, згідно з правилом Клечковського.

Електронні конфігурації елементів з 105 до 118

Електронні конфігурації елементів з 105 до 118 наведені згідно з даними сайту WebElements

• 105 Db : [Rn].5f 14 .6d 3 .7s 2 (здогад, заснований на електронній конфігурації танталу) ; 2.8.18.32.32.11.2
• 106 Sg : [Rn].5f 14 .6d 4 .7s 2 (здогад, заснований на електронної конфігурації вольфраму) ; 2.8.18.32.32.12.2
• 107 Bh : [Rn].5f 14 .6d 5 .7s 2 (здогад, заснований на електронній конфігурації ренію) ; 2.8.18.32.32.13.2
• 108 Hs : [Rn].5f 14 .6d 6 .7s 2 (здогад, заснований на електронній конфігурації осмію) ; 2.8.18.32.32.14.2
• 109 Mt : [Rn].5f 14 .6d 7 .7s 2 (здогад, заснований на електронній конфігурації іридію) ; 2.8.18.32.32.15.2
• 110 Ds : [Rn].5f 14 .6d 9 .7s 1 (здогад, заснований на електронної конфігурації платини) ; 2.8.18.32.32.17.1
• 111 Rg : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 1 (здогад, заснований на електронній конфігурації золота) ; 2.8.18.32.32.18.1
• 112 Cn : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 2 (здогад, заснований на електронній конфігурації ртуті) ; 2.8.18.32.32.18.2
• 113 Uut : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 2 .7p 1 (здогад, заснований на електронній конфігурації талію) ; 2.8.18.32.32.18.3
• 114 Fl : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 2 .7p 2 (здогад, заснований на електронній конфігурації свинцю) ; 2.8.18.32.32.18.4
• 115 Uup : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 2 .7p 3 (здогад, заснований на електронній конфігурації вісмуту) ; 2.8.18.32.32.18.5
• 116 Lv : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 2 .7p 4 (здогад, заснований на електронній конфігурації полонію) ; 2.8.18.32.32.18.6
• 117 Uus : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 2 .7p 5 (здогад, заснований на електронній конфігурації астату) ; 2.8.18.32.32.18.7
• 118 Uuo : [Rn].5f 14 .6d 10 .7s 2 .7p 6 (здогад, заснований на електронній конфігурації радону) ; 2.8.18.32.32.18.8

Емпіричне правило Клечковського

Емпіричне правило Клечковського і схема чергов, що випливає з нього, кілька суперечать реальній енергетичній послідовності атомних орбіталей тільки в двох однотипних випадках: у атомів Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au має місце «провал» електрона з s-підрівня зовнішнього шару на d-підрівень попереднього шару, що призводить до енергетично більш стійкого стану атома, а саме: після заповнення двома електронами орбіталі 6s наступний електрон з'являється на орбіталі 5d, а не 4f, і тільки потім відбувається заселення чотирнадцятьма електронами орбіталей 4f, потім продовжується і завершується заселення десятиелектронного стану 5d. орбіталей 7s, 6d та 5f.

• Atomic, Molecular, & Optical Physics Handbook, Ed.
• R.L. DeKock and H.B.
• A.M. James and M.P. Lord in Macmillan's Chemical and Physical Data
• J.E. Huheey, E.A. Keiter, і R.L.