Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Atomdiagram består av en förenklad representation av en atoms elektroniska konfiguration genom lager eller energinivåer. De är ett mycket enkelt sätt att se valensskalet för ett grundämne samt antalet elektroner som finns i de inre skalen, vilket är användbart för att förutsäga ett grundämnes fysikaliska och kemiska egenskaper.

Hur är atomdiagram uppbyggda?

Konstruktionen av atomdiagram är baserad på den elektroniska konfigurationen av elementet. Det är en relativt enkel process som utförs på samma sätt för varje atom i det periodiska systemet. Processen är följande:

Steg #1: Skriv elementets elektroniska konfiguration

Den elektroniska konfigurationen erhålls med hjälp av regeln för regn och det totala antalet elektroner för den aktuella atomen. Om det är en neutral atom, matchar antalet elektroner elementets atomnummer. Om det däremot är en jon, beräknas antalet elektroner som atomnumret minus jonens elektriska laddning (inklusive dess tecken om den är negativ). Det vill säga följande formel används:

antalet elektroner i en jon

När antalet elektroner har erhållits fördelas de mellan de olika undernivåerna av atomen, fyller de med lägst energi först tills de är helt fyllda innan de går vidare till nästa orbital eller undernivå. Fyllningsordningen bestäms av Madelung-regeln, även känd som regnregeln, och schematiskt visas i följande figur:

regnregel eller Madelung regel för elektronisk konfiguration

Det vill säga, fyllningen görs enligt summan av n+l, istället för att endast beakta n. Listan över alla underskal med det maximala antalet elektroner som får plats i var och en, enligt denna fyllningsregel, är:

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

Det finns fler undernivåer, men inget element i det periodiska systemet lyckas lokalisera elektroner i dem.

Steg #2: Gruppera orbitalerna i ordning efter ökande energinivå

Fyllningen av orbitalerna enligt metoden med regnet ger inte alltid den elektroniska konfigurationen ordnad efter huvudenerginivå. Av denna anledning måste de efter att ha fyllt i underskalen grupperas efter sitt icke-huvudsakliga kvanttalsvärde.

Steg #3: Lägg ihop elektronerna i varje energinivå för att få elektronskalskonfigurationen

När den slutliga elektroniska konfigurationen har erhållits lägger vi till antalet elektroner i alla orbitaler som finns på varje nivå. På detta sätt erhålls det som kallas den elektroniska konfigurationen efter nivåer eller efter lager. Varje huvudenerginivå (dvs varje värde på n) identifieras med en stor bokstav i alfabetet, som börjar med bokstaven K, enligt följande tabell:

Nej Lager antal e
1 k max 2
2 L max 8
3 m max 18
4 Nej. max 32
5 ANTINGEN max 50
6 P max 72
7 F max 98

Det maximala antalet elektroner placeras som en referens för att verifiera att det inte fanns något fel i räkningen eller distributionen av elektroner. En atom kan ha mindre än maximum i sina sista elektroniska skal, men den kan aldrig ha mer än det antalet.

Steg #4: Gör ett diagram med lika många koncentriska cirklar som den period då elementet befinner sig

Genom att ha den skiktade konfigurationen är vi redo att bygga atomdiagrammet. Rita bara en serie koncentriska cirklar runt atomkärnan. En cirkel måste ritas för varje skal som innehåller elektroner. Således, om skalkonfigurationen för en atom är K 2   L 5 , måste två cirklar ritas, en för K-skalet (n=1) och en för L-skalet (n=2). Antalet elektroniska lager av ett element sammanfaller med den period då det är beläget i det periodiska systemet.

Steg #5: Börja med den minsta omkretsen (n=1), fördela elektronerna i varje energinivå tills alla är slut

Slutligen ritas en liten cirkel på var och en av dessa omkretsar för varje elektron som innehåller respektive skal. I det föregående exemplet, (K 2   L 5 ) måste vi placera två elektroner i den första cirkeln och 5 i den andra. Alla ansträngningar bör göras för att fördela elektronerna så jämnt som möjligt.

Exempel på konstruktion av atomdiagram över elementen

Väte (H, Z=1)

Antal elektroner: 1

Elektronisk konfiguration (regnmetod): 1s 1

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 1 k 1

Skiktad elektronkonfiguration: K 1

Antal upptagna lager: 1

Atomdiagram av väte:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Syre (O, Z=8)

Antal elektroner: 8

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 4

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 4 L 6

Elektronkonfiguration efter lager: K 2   L 6

Antal upptagna lager: 2 (två koncentriska cirklar)

Syreatomdiagram:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Natrium (Na, Z=11)

Antal elektroner: 11

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6   3s 1

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 1 m 1

Elektronkonfiguration efter lager: K 2   L 8   M 1

Antal upptagna lager: 3 (tre koncentriska cirklar)

Natrium atomdiagram:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Aluminium (Al, Z=13)

Antal elektroner: 13

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6   3s 2   3p 1

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 2   3p 1 m 3

Elektronkonfiguration efter lager: K 2   L 8   M 3

Antal upptagna lager: 3 (tre koncentriska cirklar)

Atomdiagram av aluminium:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Fosfor (P, Z=15)

Antal elektroner: 15

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6   3s 2   3p 3

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 2   3p 3 m 5

Elektronkonfiguration efter lager: K 2   L 8   M 5

Antal upptagna lager: 3 (tre koncentriska cirklar)

Fosfor atomdiagram:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Kalcium (Ca, Z=20)

Antal elektroner: 20

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6   3s 2   3p 6   4s 2

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 2   3p 6 m 8
4 4s 2 Nej. 2

Skiktad elektronkonfiguration: K 2   L 8   M 8   N 2

Antal upptagna lager: 4 (fyra koncentriska cirklar)

Kalcium atomdiagram:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Zink (Zn, Z=30)

Antal elektroner: 30

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6   3s 2   3p 6   4s 2   3d 10

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 2   3p 6   3d 10 m 18
4 4s 2 Nej. 2

Skiktad elektronkonfiguration: K 2   L 8   M 18   N 2

Antal upptagna lager: 4 (fyra koncentriska cirklar)

Atomdiagram av zink:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Germanium (Ge, Z=32)

Antal elektroner: 32

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6   3s 2   3p 6   4s 2   3d 10   4p 2

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 2   3p 6   3d 10 m 18
4 4s 2   4p 2 Nej. 4

Elektronkonfiguration efter lager: K 2   L 8   M 18   N 4

Antal upptagna lager: 4 (fyra koncentriska cirklar)

Germanium atomdiagram:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Brom (Br, Z=35)

Antal elektroner: 35

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6   3s 2   3p 6   4s 2   3d 10   4p 5

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 2   3p 6   3d 10 m 18
4 4s 2   4p 5 Nej. 7

Elektronkonfiguration efter lager: K 2   L 8   M 18   N 7

Antal upptagna lager: 4 (fyra koncentriska cirklar)

Brom atomdiagram:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Xenon (Xe, Z=54)

Antal elektroner: 54

Elektronkonfiguration (regnmetod): 1s 2   2s 2   2p 6 3s 2   3p 6   4s 2   3d 10   4p 6   5s 2   4d   10 5p   6

Totalt antal elektroner per skal:

Nej undernivåer Lager antal e
1 1s 2 k 2
2 2s 2   2p 6 L 8
3 3s 2   3p 6   3d 10 m 18
4 4s 2   4p 6   4d 10 Nej. 18
5 5s 2   5p 6 ANTINGEN 8

Elektronkonfiguration efter skikt: K 2   L 8   M 18   N 18   O 8

Antal upptagna lager: 5 (fem koncentriska cirklar)

Xenon atomdiagram:

Atomdiagram som visar den skiktade elektroniska konfigurationen av elementen

Referenser

Chang, R., & Goldsby, K. (2013). Chemistry (11:e upplagan). McGraw-Hill Interamericana de España SL

Miguel, J. (2020, 14 juli). Representation av atomen från atomnumret och masstalet med hjälp av planetmodellen . SpaceScience.com. https://espaciociencia.com/representacion-del-atomo/

Montagud Rubio, N. (2022, 15 februari). Moeller-diagram: vad det är, hur det används i kemi och exempel . Psykologi och sinne. https://psicologiaymente.com/miscelanea/diagrama-moeller

Prototyper, C.L. (nd). Delar av en atomdiagramaktivitet . Storyboard That. https://www.storyboardthat.com/es/lesson-plans/ensenanza-de-los-atomos/partes-del-%c3%a1tomo

-Annons-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Flamfärgtestet