Tabla de Contenidos
แผนภาพอะตอมประกอบด้วยการแสดงการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมอย่างง่ายตามชั้นหรือระดับพลังงาน วิธีนี้เป็นวิธีที่ง่ายมากในการดูเวเลนซ์เชลล์ของธาตุรวมถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่อยู่ในเชลล์ชั้นใน ซึ่งมีประโยชน์ในการทำนายคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของธาตุ
แผนภาพอะตอมถูกสร้างขึ้นอย่างไร?
การสร้างแผนภาพอะตอมขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างง่ายซึ่งดำเนินการในลักษณะเดียวกันสำหรับแต่ละอะตอมในตารางธาตุ กระบวนการมีดังต่อไปนี้:
ขั้นตอนที่ 1: เขียนการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ
การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ได้มาจากกฎของฝนและจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดของอะตอมที่เป็นปัญหา ถ้าเป็นอะตอมที่เป็นกลาง จำนวนอิเล็กตรอนจะตรงกับเลขอะตอมของธาตุ ในทางกลับกัน หากไอออนเป็นไอออน จำนวนอิเล็กตรอนจะคำนวณเป็นเลขอะตอมลบด้วยประจุไฟฟ้าของไอออน (รวมถึงเครื่องหมายของไอออนหากเป็นลบ) นั่นคือใช้สูตรต่อไปนี้:
เมื่อได้จำนวนอิเล็กตรอนแล้ว พวกมันจะถูกกระจายไปตามระดับย่อยต่างๆ ของอะตอม เติมอิเล็กตรอนที่มีพลังงานต่ำสุดก่อนจนกว่าจะเต็มก่อนที่จะย้ายไปยังออร์บิทัลหรือระดับย่อยถัดไป ลำดับของการบรรจุถูกกำหนดโดยกฎ Madelung หรือที่เรียกว่ากฎฝน และแสดงแผนผังในรูปต่อไปนี้:
นั่นคือ การเติมจะดำเนินการตามผลรวมของ n+l แทนที่จะพิจารณาเฉพาะ n รายการของเชลล์ย่อยทั้งหมดที่มีจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่สามารถใส่ได้ในแต่ละเชลล์ตามกฎการเติมนี้คือ:
1 วินาที2 | 2 วินาที2 | 2p 6 | 3 วินาที2 | 3p 6 | 4 วินาที2 | 3 มิติ10 | 4p 6 | 5 วินาที2 | 4d 10 | 5p 6 | 6s 2 | 4f 14 | 5d 10 | 6p 6 | 7s 2 | 5ฉ14 | 6d 10 | 7p 6 |
มีระดับย่อยมากกว่า แต่ไม่มีองค์ประกอบใดในตารางธาตุที่สามารถระบุตำแหน่งอิเล็กตรอนในพวกมันได้
ขั้นตอนที่ 2: จัดกลุ่มวงโคจรตามลำดับระดับพลังงานที่เพิ่มขึ้น
การเติมออร์บิทัลตามวิธีฝนไม่ได้สร้างการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ตามระดับพลังงานหลักเสมอไป ด้วยเหตุผลนี้ หลังจากกรอก subshells แล้ว จะต้องจัดกลุ่มตามค่าตัวเลขควอนตัมที่ไม่ใช่ค่าหลัก
ขั้นตอนที่ #3: เพิ่มอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานเพื่อรับการกำหนดค่าของเปลือกอิเล็กตรอน
เมื่อได้การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสุดท้ายแล้ว เราจะเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนในวงโคจรทั้งหมดที่มีอยู่ในแต่ละระดับ ด้วยวิธีนี้ สิ่งที่เรียกว่าการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ตามระดับหรือตามชั้นจะได้รับ ระดับพลังงานหลักแต่ละระดับ (เช่น แต่ละค่าของ n) จะถูกระบุด้วยอักษรตัวใหญ่ของตัวอักษร เริ่มต้นด้วยตัวอักษร K ตามที่ระบุไว้ในตารางต่อไปนี้:
เลขที่ | ชั้น | จำนวน e – |
1 | เค | สูงสุด 2 |
2 | แอล | สูงสุด 8 |
3 | ม | สูงสุด 18 |
4 | เลขที่ | สูงสุด 32 |
5 | ทั้ง | สูงสุด 50 |
6 | พี | สูงสุด 72 |
7 | ถาม | สูงสุด 98 |
จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดถูกวางเป็นข้อมูลอ้างอิงเพื่อตรวจสอบว่าไม่มีข้อผิดพลาดในการนับหรือการกระจายอิเล็กตรอน อะตอมสามารถมีน้อยกว่าค่าสูงสุดในเปลือกอิเล็กทรอนิกส์สุดท้าย แต่ไม่สามารถมีมากกว่าจำนวนนั้น
ขั้นตอนที่ #4: สร้างไดอะแกรมที่มีวงกลมศูนย์กลางมากเท่ากับช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นอยู่
ด้วยการกำหนดค่าแบบเลเยอร์ เราพร้อมที่จะสร้างแผนภาพอะตอม เพียงแค่วาดชุดของวงกลมศูนย์กลางรอบนิวเคลียสของอะตอม ต้องวาดวงกลมสำหรับแต่ละเชลล์ที่มีอิเล็กตรอน ดังนั้น หากโครงร่างของอะตอมเป็น K 2 L 5จะต้องวาดวงกลมสองวง วงหนึ่งสำหรับวง K (n=1) และวงหนึ่งสำหรับวง L (n=2) จำนวนชั้นอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบนั้นเกิดขึ้นพร้อมกับช่วงเวลาที่มันอยู่บนตารางธาตุ
ขั้นตอนที่ #5: เริ่มจากเส้นรอบวงที่เล็กที่สุด (n=1) กระจายอิเล็กตรอนในแต่ละระดับพลังงานจนกว่าจะหมด
ในที่สุด วงกลมเล็กๆ จะถูกวาดในแต่ละเส้นรอบวงเหล่านี้สำหรับอิเล็กตรอนแต่ละตัวที่มีเลเยอร์ที่เกี่ยวข้อง ในตัวอย่างก่อนหน้านี้ (K 2 L 5 ) เราต้องวางอิเล็กตรอนสองตัวในวงกลมแรกและ 5 ในวงกลมที่สอง ควรพยายามทุกวิถีทางเพื่อกระจายอิเล็กตรอนให้เท่ากันมากที่สุด
ตัวอย่างการสร้างแผนภาพอะตอมของธาตุ
ไฮโดรเจน (H, Z=1)
จำนวนอิเล็กตรอน: 1
การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ (วิธีฝน): 1 วินาที1
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที1 | เค | 1 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนแบบเลเยอร์: K 1
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 1
แผนภาพอะตอมของไฮโดรเจน:
ออกซิเจน (O, Z=8)
จำนวนอิเล็กตรอน: 8
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 4
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 4 | แอล | 6 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตามชั้น: K 2 L 6
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 2 (วงกลมศูนย์กลางสองวง)
แผนภาพอะตอมออกซิเจน:
โซเดียม (Na, Z=11)
จำนวนอิเล็กตรอน: 11
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3 วินาที1 | ม | 1 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตามชั้น: K 2 L 8 M 1
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 3 (วงกลมศูนย์กลางสามวง)
แผนภาพอะตอมของโซเดียม:
อะลูมิเนียม (อัล, Z=13)
จำนวนอิเล็กตรอน: 13
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3s 2 3p 1 | ม | 3 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตามชั้น: K 2 L 8 M 3
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 3 (วงกลมศูนย์กลางสามวง)
แผนภาพอะตอมของอลูมิเนียม:
ฟอสฟอรัส (P, Z=15)
จำนวนอิเล็กตรอน: 15
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3s 2 3p 3 | ม | 5 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตามชั้น: K 2 L 8 M 5
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 3 (วงกลมศูนย์กลางสามวง)
แผนภาพอะตอมของฟอสฟอรัส:
แคลเซียม (Ca, Z=20)
จำนวนอิเล็กตรอน: 20
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3s 2 3p 6 | ม | 8 |
4 | 4 วินาที2 | เลขที่ | 2 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนแบบเลเยอร์: K 2 L 8 M 8 N 2
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 4 (วงกลมศูนย์กลางสี่วง)
แผนภาพอะตอมของแคลเซียม:
สังกะสี (Zn, Z=30)
จำนวนอิเล็กตรอน: 30
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3s 2 3p 6 3d 10 | ม | 18 |
4 | 4 วินาที2 | เลขที่ | 2 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนแบบเลเยอร์: K 2 L 8 M 18 N 2
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 4 (วงกลมศูนย์กลางสี่วง)
แผนภาพอะตอมของสังกะสี:
เจอร์เมเนียม (Ge, Z=32)
จำนวนอิเล็กตรอน: 32
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3s 2 3p 6 3d 10 | ม | 18 |
4 | 4s 2 4p 2 | เลขที่ | 4 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตามชั้น: K 2 L 8 M 18 N 4
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 4 (วงกลมศูนย์กลางสี่วง)
แผนภาพอะตอมของเจอร์เมเนียม:
โบรมีน (Br, Z=35)
จำนวนอิเล็กตรอน: 35
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3s 2 3p 6 3d 10 | ม | 18 |
4 | 4s 2 4p 5 | เลขที่ | 7 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตามชั้น: K 2 L 8 M 18 N 7
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 4 (วงกลมศูนย์กลางสี่วง)
แผนภาพอะตอมของโบรมีน:
ซีนอน (Xe, Z=54)
จำนวนอิเล็กตรอน: 54
การกำหนดค่า อิเล็กตรอน (วิธีฝน): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6
จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดต่อเปลือก:
เลขที่ | ระดับย่อย | ชั้น | จำนวน e – |
1 | 1 วินาที2 | เค | 2 |
2 | 2s 2 2p 6 | แอล | 8 |
3 | 3s 2 3p 6 3d 10 | ม | 18 |
4 | 4s 2 4p 6 4d 10 | เลขที่ | 18 |
5 | 5s 2 5p 6 | ทั้ง | 8 |
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนตามชั้น: K 2 L 8 M 18 N 18 O 8
จำนวนเลเยอร์ที่ถูกครอบครอง: 5 (ห้าวงกลมศูนย์กลาง)
แผนภาพอะตอมซีนอน:
อ้างอิง
Chang, R., & Goldsby, K. (2013). เคมี (ฉบับที่ 11) McGraw-Hill Interamericana de España SL
Miguel, J. (2020, 14 กรกฎาคม). การแสดงอะตอมจากเลขอะตอมและเลขมวลโดยใช้แบบจำลองดาวเคราะห์ SpaceScience.com https://espaciociencia.com/representacion-del-atomo/
Montagud Rubio, N. (2022, 15 กุมภาพันธ์) แผนภาพ Moeller: มันคืออะไร ใช้ในวิชาเคมีอย่างไร และตัวอย่าง จิตวิทยาและจิตใจ. https://psicologiaymente.com/miscelanea/diagrama-moeller
ต้นแบบ, C. L. (nd). ส่วนต่างๆ ของกิจกรรมแผนภาพอะตอม กระดานเรื่องราว https://www.storyboardthat.com/es/lesson-plans/ensenanza-de-los-atomos/partes-del-%c3%a1tomo