ELEKTRONISCHE KERNELCONFIGURATIE: CONSTRUCTIE, VOORBEELDEN - CHEMIE

De compacte of kernel-elektronenconfiguratie is er een waarvan de kwantumnotaties voor het aantal elektronen en hun energiesubniveaus worden afgekort door de edelgassymbolen tussen haakjes. Het is erg handig bij het schrijven van elektronische configuraties voor een bepaald element, omdat het eenvoudig en snel is.

Het woord 'kernel' verwijst meestal naar de binnenste elektronenschillen van een atoom; dat wil zeggen, die waarin hun elektronen geen valentie hebben en daarom niet deelnemen aan de chemische binding, hoewel ze wel de eigenschappen van het element bepalen. Metaforisch gesproken zou de pit het inwendige van de ui zijn, met zijn lagen samengesteld uit een reeks orbitalen die in energie toenemen.

Elektronische configuraties afgekort met de edelgassymbolen. Bron: Gabriel Bolívar.

De afbeelding hierboven toont de chemische symbolen voor vier van de edelgassen tussen haakjes en in verschillende kleuren: (groen), (rood), (paars) en (blauw).

Elk van de gestippelde frames bevat vakken die de orbitalen vertegenwoordigen. Hoe groter ze zijn, hoe groter het aantal elektronen dat ze bevatten; wat op zijn beurt betekent dat de elektronische configuraties van meer elementen kunnen worden vereenvoudigd met deze symbolen. Dit bespaart tijd en energie bij het schrijven van alle notaties.

Bouw orde op

Voordat u kernel-elektronenconfiguraties gebruikt, is het een goed idee om de juiste volgorde te bekijken om dergelijke configuraties te bouwen of te schrijven. Dit wordt geregeld volgens de regel van diagonalen of Moeller-diagram (in sommige delen de regenmethode genoemd). Met dit diagram bij de hand, zijn de kwantumnotaties als volgt:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Deze reeks kwantumnotaties ziet er inspannend uit; en het zou zelfs nog meer het geval zijn als het elke keer zou moeten worden geschreven als de elektronenconfiguratie van een element dat in periode 5 werd gevonden, zou worden weergegeven. Merk ook op dat de snaar geen elektronen bevat; er zijn geen cijfers in de rechterbovenhoeken (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Onthoud dat s orbitalen twee elektronen kunnen "huisvesten" (ns ² ). De p-orbitalen zijn in totaal drie (kijk naar de drie boxen hierboven), dus ze kunnen zes elektronen herbergen (np ⁶ ). En tot slot, de d-orbitalen zijn vijf, en de f zijn zeven, met een totaal van respectievelijk tien (nd ¹⁰ ) en veertien (nf ¹⁴ ) elektronen.

Afkorting voor elektronische configuratie

Dit gezegd hebbende, gaan we verder met het vullen van de vorige rij kwantumnotaties met elektronen:

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 ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Hoeveel elektronen zijn er in totaal? 118. En met welk element correspondeert zo'n enorm aantal elektronen in zijn atoom? Op de edelgas oganeson, Og.

Stel dat er een element is met een kwantumgetal Z gelijk aan 119. Dan zou de valentie-elektronenconfiguratie 8s ^{1 zijn} ; maar wat zou de volledige elektronische configuratie zijn?

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 ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

En wat zou uw elektronische kernelconfiguratie zijn, de compacte? Is:

8 seconden ¹

Let op de duidelijke vereenvoudiging of afkorting. In het symbool worden alle 118 hierboven geschreven elektronen geteld, dus dit onzekere element heeft 119 elektronen, waarvan er slechts één valentie heeft (het zou zich onder francium in het periodiek systeem bevinden).

Voorbeelden

algemeen

Stel nu dat u de afkorting progressief wilt maken:

2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Merk op dat 1s ² is vervangen door. Het volgende edelgas is neon, dat 10 elektronen heeft. Dit wetende, gaat de afkorting verder:

3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Dan volgt argon, met 18 elektronen:

4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Omdat het volgende edelgas krypton is, wordt de afkorting met nog eens 36 elektronen vooruitgeschoven:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Xenon heeft 54 elektronen en daarom verplaatsen we de afkorting naar de 5p-orbitaal:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Het is je inmiddels opgevallen dat de elektronenconfiguratie altijd wordt afgekort tot de np-orbitaal; dat wil zeggen, de edelgassen hebben deze orbitalen gevuld met elektronen. En tenslotte volgt radon, met 86 elektronen, dus korten we af tot de 6p-orbitaal:

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Zuurstof

Zuurstof heeft acht elektronen, waarvan de volledige elektronische configuratie:

1s ² 2s ² 2p ⁴

De enige afkorting die we kunnen gebruiken is voor 1s ² . Zo wordt uw elektronische kernelconfiguratie:

2s ² 2p ⁴

Kalium

Kalium heeft negentien elektronen, waarvan de volledige elektronische configuratie:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Merk op dat we het symbool kunnen gebruiken om deze configuratie af te korten; evenals en. Dit laatste wordt gebruikt omdat argon het edelgas is dat het dichtst bij kalium komt. Dus je kernelelektronica-configuratie ziet er als volgt uit:

4s ¹

Indisch

Indium heeft negenenveertig elektronen, waarvan de volledige elektronische configuratie:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Omdat krypton het dichtstbijzijnde edelgas is voorafgaand aan indium, wordt het symbool gebruikt voor de afkorting en hebben we de kernelelektronenconfiguratie:

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Hoewel de 4d-orbitalen formeel niet tot de indium-kernel behoren, zijn hun elektronen niet (althans onder normale omstandigheden) betrokken bij de metalen binding, maar eerder die van de 5s en 5p-orbitalen.

Wolfraam

Wolfraam (of wolfraam) heeft 74 elektronen en de volledige elektronenconfiguratie is:

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 ¹⁴ 5d ⁴

Nogmaals, we zoeken naar het dichtstbijzijnde edelgas dat eraan voorafgaat. In jouw geval komt het overeen met xenon, dat volledige 5p-orbitalen heeft. Dus we vervangen de reeks kwantumnotaties door het symbool, en we hebben eindelijk de kernelelektronenconfiguratie:

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Referenties

Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde . (Vierde druk). Mc Graw Hill.
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
Pat Thayer. (2016). Elektronenconfiguratiediagrammen. Hersteld van: chemistryapp.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 december 2018). Definitie van edelgaskern. Hersteld van: thoughtco.com/
Wikipedia. (2019). Elektronische configuratie. Hersteld van: es.wikipedia.org

ELEKTRONISCHE KERNELCONFIGURATIE: CONSTRUCTIE, VOORBEELDEN - CHEMIE - 2025