Moellerův diagram v čem spočívá a řeší cvičení

Moellerův diagram nebo metoda deště je grafická a mnemotechnická metoda učit se Madelung pravidlo; to je jak psát elektronickou konfiguraci elementu. To je charakterizováno sledováním diagonál přes sloupy orbitals, a následovat směr šipky příslušné pořadí je určeno pro atom..

V některých částech světa je Moellerův diagram také známý jako metoda deště. Skrze to je v plnění orbitálů definováno pořadí, které je také definováno třemi kvantovými čísly n, Já a ml.

V horním obrázku je zobrazen jednoduchý Moellerův diagram. Každý sloupec odpovídá různým orbitálům: s, p, d a f, s příslušnými hladinami energie. První šipka označuje, že naplnění jakéhokoliv atomu musí začínat orbitálem 1s.

Další šipka musí tedy začínat orbitálem 2s a pak 2p procházejícím orbitálem 3s. Tímto způsobem, jako by to byl déšť, jsou zaznamenány orbity a počet elektronů, které drží, (4)Já+2).

Schéma Moeller představuje úvod pro ty, kteří studují elektronické konfigurace.

Index

• 1 Co je to Moellerův diagram?
  • 1.1 Pravidlo Madelung
  • 1.2
• 2 Řešené úlohy
  • 2.1 Beryllium
  • 2.2 Fosfor
  • 2.3 Zirkonium 
  • 2.4 Iridium
  • 2.5 Výjimky z Moellerova diagramu a pravidla Madelung
• 3 Odkazy

Co je to Moellerův diagram?

Madelungovo pravidlo

Vzhledem k tomu, že se Moellerův diagram skládá z grafického znázornění pravidla Madelung, je nutné vědět, jak to funguje. Vyplnění orbitálů musí splňovat následující dvě pravidla:

-Orbitály s nejnižšími hodnotami n+Já zaplňují se jako první n hlavní kvantové číslo a Já Orbitální moment hybnosti Například 3d orbitál odpovídá n= 3 a Já= 2, proto, n+Já= 3 + 2 = 5; zatímco 4s orbitál odpovídá n= 4 a Já= 0, a n+Já= 4 + 0 = 4. Z výše uvedeného vyplývá, že elektrony vyplňují orbitál 4s nejprve než 3d.

-Pokud mají dvě orbitály stejnou hodnotu n+Já, elektrony zabírají první elektrony s nejnižší hodnotou n. Například, 3d orbital má hodnotu n+Já= 5, podobně jako 4p orbitál (4 + 1 = 5); ale protože 3d má nejnižší hodnotu n, vyplní nejprve, že 4p.

Ze dvou předchozích pozorování můžete dosáhnout následujícího pořadí naplnění orbitálů: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Při stejných krocích pro různé hodnoty n+Já pro každý orbitál jsou získány elektronické konfigurace jiných atomů; který může být také určen grafem Moeller.

Kroky, které je třeba dodržet

Madelungovo pravidlo stanoví vzorec n+Já, se kterým může být elektronická konfigurace „aktivována“. Jak však bylo uvedeno, Moellerův graf to již graficky reprezentuje; tak jen následujte své sloupy a nakreslete šikmo krok za krokem.

Jak začít s elektronickou konfigurací atomu? K tomu musíte nejprve znát své atomové číslo Z, které je pro neutrální atom rovné počtu elektronů.

Tak, s Z vy dostanete množství elektronů, as tímto v mysli vy začnete kreslit diagonály Moellerovým diagramem.

Orbitály mohou ubytovat dva elektrony (použití vzorce 4)Já+2), p šest elektronů, deset d a f čtrnáct. Zastavuje se na orbitálu, kde byl obsazen poslední elektron vydaný Z.

Pro další vysvětlení níže uvádíme řadu vyřešených cvičení.

Vyřešená cvičení

Beryllium

Pomocí periodické tabulky je prvek beryllium umístěn se Z = 4; tj. jeho čtyři elektrony musí být umístěny v orbitálech.

Počínaje první šipkou v Moellerově diagramu zabírá orbitál 1s dva elektrony: 1s²; následovaný 2s orbitálem, se dvěma dalšími elektrony přidat 4 celkem: 2s².

Proto je elektronická konfigurace berylia, vyjádřená jako [Be], 1s²2s². Všimněte si, že součet horního indexu se rovná počtu celkových elektronů.

Fosfor

Fosforový prvek má Z = 15, a proto má celkem 15 elektronů, které musí zabírat orbitály. Chcete-li se posunout dopředu, začněte okamžitě s konfigurací 1s²2s², který obsahuje 4 elektrony. Pak bude chybět dalších 9 elektronů.

Po 2s orbital, další šipka “vstoupí” přes 2p orbital, nakonec spadat do 3s orbital. Protože 2p orbitály mohou zabírat 6 elektronů a 3s 2 elektrony, máme: 1s²2s²2p⁶3s².

Stále ještě chybí tři další elektrony, které zabírají následující 3p orbitál podle Moellerova diagramu: 1s²2s²2p⁶3s²3p³, elektronická konfigurace fosforu [P].

Zirkonium

Prvek zirkonia má Z = 40. Zkrácení cesty s konfigurací 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶, s 18 elektrony (to je ušlechtilý plyn argonu) bude chybět 22 elektronů. Po orbitálu 3p jsou následující v plnění podle Moellerova diagramu orbitály 4s, 3d, 4p a 5s.

Naplňte je úplně, tj. 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ a 5s², přidá se celkem 20 elektronů. Zbývající 2 elektrony jsou proto umístěny v následujícím orbitálu: 4d. Elektronická konfigurace zirkonia, [Zr] je tedy: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d².

Iridium

Iridium má Z = 77, takže má 37 dalších elektronů s ohledem na zirkonium. Počínaje [Cd], tj. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰, musíte přidat 29 elektronů s následujícími orbitály Moellerova diagramu.

Sledování nových úhlopříček, nové orbitály jsou: 5p, 6s, 4f a 5d. Naplnění prvních tří orbitálů úplně máme: 5p⁶, 6s² a 4f¹⁴, celkem 22 elektronů.

Chybí tedy 7 elektronů, které jsou v orbitálu 5d: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Předchozí je elektronická konfigurace iridia, [Go]. Všimněte si, že 6s orbitals² a 5d⁷ jsou zvýrazněny tučným písmem, což znamená, že správně odpovídají valenční vrstvě tohoto kovu.

Výjimky z Moellerova diagramu a pravidla Madelung

V periodické tabulce je mnoho prvků, které neposlouchají to, co bylo právě vysvětleno. Jejich elektronické konfigurace se experimentálně liší od těch, které byly předpovězeny z kvantových důvodů.

Mezi prvky, které představují tyto neshody, patří: chrom (Z = 24), měď (Z = 29), stříbro (Z = 47), rhodium (Z = 45), cer (Z = 58), niob (Z = 41) a mnoho dalších.

Výjimky jsou velmi časté při plnění d a f orbitálů. Například chrom by měl mít 4s valenční konfiguraci²3d⁴ podle Moellerova diagramu a Madelungova pravidla, ale je to opravdu 4s¹3d⁵.

Také, a nakonec, valenční konfigurace stříbra by měla být 5s²4d⁹; ale je to opravdu 5s¹4d¹⁰.

Odkazy

1. Gavira J. Vallejo M. (6. srpna 2013). Výjimky z pravidla Madelung a Moellerova diagramu v elektronické konfiguraci chemických prvků. Obnoveno z: triplenlace.com
2. Misuperclase (s.f.) Co je to elektronická konfigurace? Zdroj: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Moellerův diagram. Zdroj: en.wikipedia.org
4. Dummies (2018). Jak reprezentovat elektrony v diagramu energetické hladiny. Citováno z: dummies.com
5. Ship R. (2016). Řád naplnění elektronových států. Zdroj: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu