Moeller-kaavio siinä, mitä se koostuu ja ratkaisee harjoitukset

Moeller-kaavio tai sademenetelmä on graafinen ja mnemoninen tapa oppia Madelungin sääntöä; eli miten kirjoittaa elementin sähköinen kokoonpano. Sille on tunnusomaista diagonaalien jäljittäminen orbitaalien pylväiden läpi, ja nuolen suunnan mukaisesti niiden sopiva järjestys määritetään atomille.

Joissakin osissa maailmaa Moeller-kaavio tunnetaan myös nimellä sade-menetelmä. Sen kautta orbitaalien täyttämisessä määritellään järjestys, joka myös määritellään kolmella kvanttiluvulla n, l ja ml.

Ylemmässä kuvassa esitetään yksinkertainen Moeller-kaavio. Kukin sarake vastaa eri orbitaaleja: s, p, d ja f ja niiden energian tasot. Ensimmäinen nuoli osoittaa, että minkä tahansa atomin täyttö on aloitettava 1: n orbitaalilla.

Niinpä seuraava nuoli on aloitettava 2s: n kiertoradalla ja sitten 2p: n läpi 3s: n kiertoradan läpi. Tällä tavoin, kuin jos se olisi sade, orbitaalit ja niiden sisältämien elektronien lukumäärä tallennetaan (4. \ Tl+2).

Moeller-kaavio esittää johdon niille, jotka opiskelevat sähköisiä kokoonpanoja.

indeksi

• 1 Mikä on Moeller-kaavio?
  • 1.1 Madelungin sääntö
  • 1.2 Seuraavat vaiheet
• 2 Harjoitukset ratkaistu
  • 2.1 Beryllium
  • 2.2 Fosfori
  • 2.3 Zirkonium 
  • 2.4 Iridium
  • 2.5 Poikkeukset Moeller-kaavioon ja Madelung-sääntöön
• 3 Viitteet

Mikä on Moeller-kaavio?

Madelungin sääntö

Koska Moeller-kaavio koostuu Madelung-säännön graafisesta esityksestä, on tarpeen tietää, miten viimeksi mainittu toimii. Orbitaalien täytön on noudatettava seuraavia kahta sääntöä:

-Orbitaalit, joiden arvot ovat pienimmät n+l he täyttävät ensin, ollessaan n tärkein kvanttiluku ja l Orbitaalinen kulmamomentti Esimerkiksi 3d-kiertorata vastaa n= 3 ja l= 2, siis, n+l= 3 + 2 = 5; kun taas 4s-kiertorata vastaa n= 4 ja l= 0 ja n+l= 4 + 0 = 4. Edellä esitetystä käy ilmi, että elektronit täyttävät kiertoradat 4s ensin kuin 3d.

-Jos kahdella kiertoradalla on sama arvo n+l, elektronit vievät ensimmäisenä sen, jolla on pienin arvo n. Esimerkiksi 3d-kiertoradan arvo on n+l= 5, kuten 4p-kiertorata (4 + 1 = 5); mutta koska 3d: llä on pienin arvo n, se täyttää ensin 4p: n.

Kahdesta edellisestä havainnosta voit saavuttaa seuraavan asteen täyttämisjärjestyksen: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Samojen vaiheiden noudattaminen eri arvojen kohdalla n+l kunkin orbitaalin osalta saadaan muiden atomien elektroniset konfiguraatiot; joka puolestaan ​​voidaan määrittää myös Moeller-kaaviossa graafisesti.

Seuraavat vaiheet

Madelungin sääntö vahvistaa kaavan n+l, jossa elektroninen kokoonpano voidaan "asentaa". Kuten edellä todettiin, Moeller-kaavio edustaa tätä jo graafisesti; joten seuraa vain sarakkeitasi ja piirrä vinosti askel askeleelta.

Miten aloitat atomin elektronisen kokoonpanon? Tätä varten sinun täytyy ensin tietää sen atominumero Z, joka neutraalin atomin määritelmän mukaan on yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä.

Siten Z: n avulla saat elektronien lukumäärän, ja näin mielessä aloitat vetämällä diagonaaleja Moeller-kaavion avulla.

Orbitaaleissa voi olla kaksi elektronia (kaavan 4 mukaisesti)l+2), p kuusi elektronia, kymmenen ja neljätoista. Se pysähtyy kiertoradalla, jossa viimeinen Z: n antama elektroni oli käytössä.

Lisäselvityksiä varten on esitetty joukko ratkaisuja.

Ratkaistut harjoitukset

beryllium

Käyttämällä jaksollista taulukkoa, berylliumelementti sijaitsee a: n kanssa = 4; toisin sanoen sen neljä elektronia on sijoitettava kiertoradoihin.

Ensimmäisen nuolen avulla Moeller-kaaviossa 1s-kiertoradalla on kaksi elektronia: 1s²; sen jälkeen 2s: n kiertoradalla, jossa kaksi muuta elektronia lisää 4: tä: 2s².

Siksi berylliumin elektroninen konfiguraatio ilmaistuna [Be] on 1 s²2s². Huomaa, että yläindeksin summa on yhtä suuri kuin kokonaiselektronien lukumäärä.

fosfori

Fosforielementillä on Z = 15, ja siksi siinä on yhteensä 15 elektronia, joiden täytyy olla kiertoradalla. Voit siirtyä eteenpäin siirtymällä heti 1s-kokoonpanoon²2s², joka sisältää 4 elektronia. Sitten 9 muuta elektronia puuttuisi.

2s-kiertoradan jälkeen seuraava nuoli "siirtyy" 2p-kiertoradan läpi, joka lopulta putoaa 3s-kiertoradalle. Koska 2p: n kiertoradat voivat käyttää 6 elektronia ja 3s 2 elektronia, meillä on: 1s²2s²2p⁶3S².

Kolme muuta elektronia puuttuu vielä, mikä vie seuraavan 3p-kiertoradan Moeller-kaavion mukaisesti: 1s²2s²2p⁶3S²3p³, elektroninen fosforikokoonpano [P].

zirkonium

Zirkoniumelementissä on Z = 40. Lyhennä polkua 1s-kokoonpanolla²2s²2p⁶3S²3p⁶, 18 elektronia (argonin jalokaasun), 22 elektronia puuttuisi. 3p: n kiertoradan jälkeen Moeller-kaavion mukaan seuraavat täyttävät 4s, 3d, 4p ja 5s orbitaalit.

Täytä ne kokonaan, eli 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ ja 5s², yhteensä 20 elektronia lisätään. Loput 2 elektronia sijoitetaan siksi seuraavaan kiertoradaan: 4d. Siten zirkoniumin [Zr] elektroninen konfiguraatio on: 1 s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d².

Iridium

Iridiumilla on Z = 77, joten siinä on 37 muuta elektronia zirkoniumin suhteen. Alkaen [Cd], eli 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰, Sinun on lisättävä 29 elektronia seuraavien Moeller-kaavion orbitaalien kanssa.

Uusien diagonaalien jäljittäminen ovat seuraavat: 5p, 6s, 4f ja 5d. Ensimmäisten kolmen kiertoradan täyttäminen on täysin: 5p⁶, 6s² ja 4f¹⁴, antaa yhteensä 22 elektronia.

Joten puuttuu 7 elektronia, jotka ovat 5d: 1s: n kiertoradalla²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Edellinen on iridiumin, [Go], elektroninen kokoonpano. Huomaa, että 6s: n kiertoradat² ja 5d⁷ ne on korostettu lihavoituna, jotka osoittavat, että ne vastaavat oikein tämän metallin valenssikerrosta.

Poikkeukset Moeller-kaavioon ja Madelung-sääntöön

Jaksollisessa taulukossa on monia elementtejä, jotka eivät noudata juuri selitettyä. Niiden elektroniset kokoonpanot poikkeavat kokeellisesti kvanttitapauksista ennustetuista.

Niistä elementeistä, jotka esittävät näitä poikkeamia, ovat: kromi (Z = 24), kupari (Z = 29), hopea (Z = 47), rodium (Z = 45), cerium (Z = 58), niobium (Z = 41) ja paljon muuta.

Poikkeukset ovat hyvin usein d- ja f-orbitaalien täyttämisessä. Esimerkiksi kromin pitäisi olla 4s -valenssikokoonpano²3d⁴ Moellerin kaavion ja Madelungin sääntöjen mukaan, mutta se on todella 4s¹3d⁵.

Lisäksi ja lopuksi hopean valenssikokoonpanon tulisi olla 5s²4d⁹; mutta se on todella 5s¹4d¹⁰.

viittaukset

1. Gavira J. Vallejo M. (6. elokuuta 2013). Poikkeukset Madelung-sääntöön ja Moeller-kaavioon kemiallisten elementtien elektronisessa kokoonpanossa. Palautettu osoitteesta: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Mikä on elektroninen kokoonpano? Haettu osoitteesta: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Moeller-kaavio. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org
4. Tutteja. (2018). Miten edustaa elektroneja energian tason kaaviossa. Haettu osoitteesta dummies.com
5. Alus R. (2016). Elektronisten valtioiden täyttöjärjestys. Haettu osoitteesta hyperphysics.phy-astr.gsu.edu