Moellera diagramma, ko tā veido un atrisina vingrinājumus

The Moellera diagramma vai lietus metode ir grafiska un mnemoniska metode, lai iemācītos Madelungu likumu; tas ir, kā rakstīt elementa elektronisko konfigurāciju. To raksturo diagonālu izsekošana caur orbitāļu kolonnām, un pēc bultiņas virziena atoms ir izveidots atbilstošs to secības veids..

Dažās pasaules daļās Moellera diagramma ir pazīstama arī kā lietus metode. Ar to orbītu aizpildīšanā tiek noteikta kārtība, ko nosaka arī trīs kvantu skaitļi n, l un ml.

Augšējā attēlā parādīta vienkārša Moellera diagramma. Katra kolonna atbilst dažādām orbitālēm: s, p, d un f ar to attiecīgajiem enerģijas līmeņiem. Pirmā bultiņa norāda, ka jebkura atoma uzpildei jāsākas ar 1s orbitāli.

Tādējādi nākamajai bultiņai jāsākas ar 2s orbitāli, un tad ar 2p iet cauri 3s orbitālam. Tādā veidā, it kā tas būtu lietus, orbītas un to elektronu skaits tiek reģistrēts (4. \ Tl+2).

Moellera diagramma ir ievads tiem, kas mācās elektroniskās konfigurācijas.

Indekss

• 1 Kas ir Moellera diagramma?
  • 1.1 Madelung noteikums
  • 1.2. Sekojošie soļi
• 2 Risinājumi atrisināti
  • 2.1 Berilijs
  • 2.2. Fosfors
  • 2.3. Cirkonijs 
  • 2.4 Irīdijs
  • 2.5 Izņēmumi Moeller diagrammai un Madelung noteikumam
• 3 Atsauces

Kas ir Moellera diagramma?

Madelunga noteikums

Tā kā Moellera diagramma sastāv no Madelung noteikumu grafiskā attēlojuma, ir jāzina, kā tā darbojas. Orbītu aizpildīšanai ir jāatbilst šādiem diviem noteikumiem:

-Orbītas ar viszemākajām vērtībām n+l viņi aizpilda vispirms, būt n galvenais kvantu skaits un l Orbitālais leņķis Piemēram, 3d orbītā atbilst n= 3 un lTāpēc 2, n+l= 3 + 2 = 5; kamēr 4s orbītā atbilst n= 4 un l= 0 un n+l= 4 + 0 = 4. No iepriekš minētā konstatēts, ka elektroni vispirms aizpilda orbitāli 4s nekā 3d.

-Ja divām orbitālēm ir vienāda vērtība n+l, elektroni ieņems pirmo vietu ar zemāko vērtību n. Piemēram, 3D orbitālai ir vērtība n+l= 5, tāpat kā 4p orbītā (4 + 1 = 5); bet kopš 3d ir zemākā vērtība n, tas vispirms aizpildīs 4p.

No diviem iepriekšējiem novērojumiem jūs varat sasniegt šādu orbitāļu aizpildīšanas secību: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Sekojot vienādām darbībām dažādām vērtībām n+l katram orbitālam iegūst citu atomu elektroniskās konfigurācijas; kas savukārt var tikt noteikts arī ar Moellera diagrammu grafiski.

Pasākumi, kas jāievēro

Madelungas noteikums nosaka šo formulu n+l, ar kuru var konfigurēt elektronisko konfigurāciju. Tomēr, kā jau minēts, Moeller diagramma to jau grafiski atspoguļo; tā vienkārši sekojiet kolonnām un pa solim zīmējiet pa diagonāli.

Kā jūs sākat atomu elektronisko konfigurāciju? Lai to izdarītu, vispirms jāzina tā atomu skaits Z, kas pēc definīcijas neitrālajam atomam ir vienāds ar elektronu skaitu.

Tādējādi ar Z jūs saņemat elektronu skaitu, un, ņemot to vērā, jūs sākat izdarīt diagonālus ar Moellera diagrammu.

Orbitāli var uzņemt divus elektronus (izmantojot 4. formulu)l+2), p seši elektroni, desmit d un f četrpadsmit. Tā apstājas pie orbitālās vietas, kur aizņemts pēdējais Zēna dots elektrons.

Tālāk ir sniegti vairāki atrisināti uzdevumi.

Atrisinātās mācības

Berilijs

Izmantojot periodisko tabulu, berilija elements atrodas ar Z = 4; tas nozīmē, ka tā četri elektroni jāatrodas orbitālēs.

Sākot ar pirmo Moeller diagrammas bultiņu, 1s orbītā aizņem divus elektronus: 1s²; seko 2s orbitāls, ar diviem papildu elektroniem, lai kopā pievienotu 4: 2s².

Līdz ar to berilija elektroniskā konfigurācija, izteikta kā [Be], ir 1s²2s². Ņemiet vērā, ka virsraksta summa ir vienāds ar kopējo elektronu skaitu.

Fosfors

Fosfora elementam ir Z = 15, un tāpēc tai ir 15 elektroni, kuriem jāatrodas orbitālēs. Lai virzītos uz priekšu, jūs sākat uzreiz ar 1s konfigurāciju²2s², kas satur 4 elektronus. Tad 9 vēl trūkst elektronu.

Pēc 2s orbitālās kārtas nākamā bultiņa "ieiet" caur 2p orbitālu, galu galā nokļūstot 3s orbitālajā. Tā kā 2p orbītas var aizņemt 6 elektronus un 3s 2 elektronus, mums ir: 1s²2s²2p⁶3s².

Trūkst vēl trīs elektroni, kas saskaņā ar Moeller diagrammu aizņem šādu 3p orbītu: 1s²2s²2p⁶3s²3p³, elektroniskā fosfora konfigurācija [P].

Cirkonijs

Cirkonija elementam ir Z = 40. Ceļa saīsināšana ar 1s konfigurāciju²2s²2p⁶3s²3p⁶, ar 18 elektroniem (ar argona cēlgāzi) trūkst 22 elektronu. Pēc 3p orbitālās sekojošās, aizpildot saskaņā ar Moeller diagrammu, ir 4s, 3d, 4p un 5s orbītas.

Pilnīgi tos aizpildot, tas ir, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ un 5s², kopā tiek pievienoti 20 elektroni. Tādēļ atlikušie 2 elektroni atrodas nākamajā orbitālajā daļā: 4d. Tādējādi, cirkonija elektroniskā konfigurācija [Zr] ir: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d².

Irīdijs

Irīdijs ir Z = 77, tāpēc tam ir 37 papildu elektroni attiecībā uz cirkonija saturu. Sākot no [Cd], tas ir, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰, jums ir jāpievieno 29 elektroni ar sekojošām Moeller diagrammas orbitālēm.

Jaunu diagonālu izsekošana ir jaunie orbitāli: 5p, 6s, 4f un 5d. Pirmo trīs orbītu pilnīga aizpildīšana mums ir: 5p⁶, 6s² un 4f¹⁴, dot 22 elektronus.

Tātad trūkst 7 elektronu, kas atrodas 5d: 1s orbitālajā daļā²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Iepriekšējais ir irīdija, [Go] elektroniskā konfigurācija. Ņemiet vērā, ka 6s orbītas² un 5d⁷ tie ir izcelti treknrakstā, norādot, ka tie pareizi atbilst šī metāla valences slānim.

Izņēmumi Moeller diagrammai un Madelung noteikumam

Periodiskajā tabulā ir daudz elementu, kas neklausās tikko izskaidrotajā. To elektroniskās konfigurācijas eksperimentāli atšķiras no tām, kas paredzētas kvantu dēļ.

Starp elementiem, kas rada šīs atšķirības, ir: hroms (Z = 24), varš (Z = 29), sudrabs (Z = 47), rodijs (Z = 45), cērijs (Z = 58), niobijs (Z = 41) un daudz ko citu.

Izņēmumi ir ļoti bieži aizpildot d un f orbītas. Piemēram, hromam ir jābūt 4s valences konfigurācijai²3d⁴ saskaņā ar Moellera shēmu un Madelungu likumu, bet tas tiešām ir 4s¹3d⁵.

Un, visbeidzot, sudraba valences konfigurācijai jābūt 5s²4d⁹; bet tas tiešām ir 5s¹4d¹⁰.

Atsauces

1. Gavira J. Vallejo M. (2013. gada 6. augusts). Izņēmumi no Madelung noteikuma un Moeller diagrammas ķīmisko elementu elektroniskajā konfigurācijā. Atgūts no: triplenlace.com
2. Misuperclase (s.f.) Kas ir elektroniskā konfigurācija? Saturs iegūts no: misuperclase.com
3. Vikipēdija. (2018). Moellera diagramma. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
4. Manekeni (2018). Kā attēlot elektronus enerģijas līmeņa diagrammā. Saturs iegūts no: dummies.com
5. Kuģis R. (2016). Elektronu valstu aizpildīšanas kārtība. Saturs iegūts no: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu