Differential Electron Quantum -numerot, sen tunteminen ja esimerkit

eroelektroni tai differentiaattori on viimeinen elektroni, joka on sijoitettu atomin elektronisen konfiguraation järjestykseen. Miksi hänen nimensä on? Vastatakseen tähän kysymykseen atomin perusrakenne on välttämätön: sen ydin, tyhjiö ja elektronit.

Ydin on tiheä, kompakti positiivisten hiukkasten kokonaisuus, jota kutsutaan protoneiksi, ja neutraaleja partikkeleita, joita kutsutaan neutroneiksi. Protonit määrittelevät atomiluvun Z ja yhdessä neutronien kanssa muodostavat atomimassaa. Atomi ei kuitenkaan voi kantaa vain positiivisia maksuja; Siksi elektronit kiertävät ytimen ympärillä neutraloimaan sen. 

Niinpä jokaiselle ytimelle lisätylle protonille lisätään uusi elektroni sen orbitaaleihin kasvavan positiivisen varauksen torjumiseksi. Tällä tavoin uusi lisätty elektroni, differentiaalielektroni, liittyy läheisesti atomilukuun Z.

Eroelektroni on ulkoisessa elektronisessa kerroksessa: valenssikerroksessa. Siksi mitä kauempana olet ytimestä, sitä suurempi on siihen liittyvä energia. Tämä energia vastaa niiden osallistumisesta sekä muusta valenssielektronista elementeille ominaisissa kemiallisissa reaktioissa.

indeksi

• 1 Kvanttiluvut
• 2 Miten erilaisten elektronien tunteminen?
• 3 Esimerkkejä useista osista
  • 3.1 Kloori
  • 3.2 ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ _
  • 3.3 Magnesium
  • 3.4 ↑ ↓
  • 3.5 Zirkonium
  • 3.6 Tuntematon elementti
  • 3.7 ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
• 4 Viitteet

Kvanttiluvut

Kuten muutkin elektronit, differentiaalielektroni voidaan tunnistaa sen neljän kvanttiluvun avulla. Mutta mitkä ovat kvanttiluvut? Ne ovat "n", "l", "m" ja "s".

Kvanttiluku "n" tarkoittaa atomin kokoa ja energian tasoja (K, L, M, N, O, P, Q). "L" on toissijainen tai atsimuuttinen kvanttiluku, joka ilmaisee atomipyörien muodon ja ottaa arvot 0, 1, 2 ja 3 orbitaaleille "s", "p", "d" ja "f" , vastaavasti.

"M" on magneettinen kvanttiluku ja osoittaa kiertoradojen avaruusasennon magneettikentän alla. Siten 0: n "s" -kiertoradalle; -1, 0, +1 "p" -kiertoradalle; -2, -1, 0, +1, +2 kiertoradalle "d"; ja -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, "f" -kiertoradalle. Lopuksi spin "s" kvanttimäärä (+1/2 ↑: lle ja -1/2 ↓: lle).

Siksi differentiaalielektronilla on niihin liittyvät aikaisemmat kvanttiluvut ("n", "l", "m", "s"). Koska se estää uuden protonin tuottaman uuden positiivisen varauksen, se tarjoaa myös elementin atominumeron Z.

Miten tuntea differentiaalielektroni??

Ylemmässä kuvassa on esitetty vedyn ja neonkaasun (H → Ne) elementtien elektroniset konfiguraatiot.

Tässä avattujen kerrosten elektronit on merkitty punaisella värillä, kun taas suljettujen kerrosten elektronit on merkitty sinisellä värillä. Kerrokset viittaavat kvanttilukuun "n", joka on ensimmäinen neljästä.

Tällä tavoin H: n valenssikokoonpano (punaisen värin ↑) lisää toisen elektronin, jolla on päinvastainen suuntaus, jotta hänestä tulee He: n (↓ ↑, molemmat sininen, koska nyt taso 1 on suljettu). Tämä lisätty elektroni on sitten differentiaalielektroni.

Niinpä graafisesti voidaan havaita, miten erotuselektroni lisätään elementtien valenssikerrokseen (punaiset nuolet), erottamalla ne toisistaan. Elektronit täyttävät orbitaalit kunnioittaen Hundin sääntöä ja Paulingin poissulkemisen periaatetta (täysin havaittu B: stä Ne: iin).

Entä kvanttiluvut? Nämä määrittelevät kukin nuoli - eli jokainen elektroni - ja niiden arvot voidaan vahvistaa sähköisellä konfiguraatiolla, jotta tiedetään, ovatko ne erilaista elektronia vai eivät..

Esimerkkejä useista elementeistä

kloori

Kloorin (Cl) tapauksessa sen atomiluku Z on yhtä kuin 17. Elektroninen kokoonpano on sitten 1 s²2s²sp⁶3S²3p⁵. Punaisella merkillä varustetut kiertoradat vastaavat valenssikerroksen tasoja, jotka esittävät tason 3 auki.

Eroelektroni on viimeinen elektroni, joka on sijoitettu elektroniseen kokoonpanoon, ja klooriatomi on 3p-kiertoradan, jonka sijoitus on seuraava:

↓ ↓  ↓ ↓  ↑ _

3px 3py 3pz

(-1) (0) (+1)

Hundin sääntöä kunnioittaen ensin täytetään 3p: n orbitaalit, joilla on sama energia (yksi nuoli ylös jokaisessa kiertoradassa). Toiseksi muut elektronit yhdistyvät yksinäisten elektronien kanssa vasemmalta oikealle. Eroelektroni esitetään vihreässä kehyksessä.

Siten kloorin differentiaalielektronilla on seuraavat kvanttiluvut: (3, 1, 0, -1/2). Toisin sanoen "n" on 3; "L" on 1, orbitaali "p"; "M" on 0, koska se on väliaineen "p" orbitaali; ja "s" on -1/2, koska nuoli osoittaa alaspäin.

magnesium

Magneettiatomin elektroninen kokoonpano on 1 s²2s²sp⁶3S², edustavat orbitaalia ja sen valenssielektronia samalla tavalla:

↓ ↓

3S

0

Tällä kertaa differentiaalielektronilla on kvanttiluvut 3, 0, 0, -1/2. Ainoa ero tässä tapauksessa klooriin nähden on, että kvanttiluku "l" on 0, koska elektroni on "s": n kiertoradalla (3s)..

zirkonium

Zirkoniumatomin (siirtymämetalli) elektroninen konfiguraatio on 1 s²2s²sp⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d². Samoin kuin edellisissä tapauksissa, valenssikellojen ja elektronien esitys on seuraava:

Täten vihreällä merkityn differentiaalielektronin kvanttiluvut ovat: 4, 2, -1, +1/2. Tässä, koska elektroni vie toisen kiertoradan "d", sen kvanttiluku "m" on -1. Myös koska nuoli osoittaa ylöspäin, sen pyörimisnumero "s" on +1/2.

Tuntematon elementti

Tuntemattoman elementin differentiaalielektronin kvanttiluvut ovat 3, 2, +2, -1/2. Mikä on elementin atomiluku Z? Z: n tunteminen voi poistaa sen, mikä on elementti.

Tällä kertaa, koska "n" on yhtä suuri kuin 3, se tarkoittaa, että elementti on jaksollisen taulukon kolmannessa jaksossa, jossa valenssikerroksena on "d" orbitaaleja ("l" on 2). Siksi orbitaalit esitetään edellisessä esimerkissä:

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

Kvanttiluvut "m", jotka ovat yhtä suuria kuin +2, ja "s" ovat -1/2, ovat avaimia, joilla paikannetaan differentiaalielektroni oikein viimeisellä 3D-kiertoradalla.

Tällöin haetulla elementillä on 3d-orbitaalit¹⁰ täynnä, aivan kuten sen sisäiset elektroniset kerrokset. Lopuksi, elementti on sinkkimetalli (Zn).

Eroelektronin kvanttiluvut eivät kuitenkaan voi erottaa sinkkiä ja kuparia, koska jälkimmäisessä on myös täynnä 3D-orbitaaleja. Miksi? Koska kupari on metalli, joka ei täytä elektronien täyttämistä koskevia sääntöjä kvanttitapauksista.

viittaukset

1. Jim Branson (2013). Hundin säännöt Haettu 21.4.2018 osoitteesta: quantummechanics.ucsd.edu
2. Luento 27: Hundin säännöt. Haettu 21. huhtikuuta 2018 osoitteesta: ph.qmul.ac.uk
3. Purduen yliopisto. Quantum-numerot ja elektronikonfiguraatiot. Haettu 21. huhtikuuta 2018 osoitteesta: chemed.chem.purdue.edu
4. Salvat Encyclopedia of Sciences. (1968). Fysiikka Salvat, S.A. Ediciones Pamplonan tilavuus 12, Espanja, s. 314-322.
5. Walter J. Moore. (1963). Fysikaalinen kemia sisään hiukkaset ja aallot. Neljäs painos, Longmans.