Moeller'i diagramm selles, mida see koosneb ja lahendab harjutusi

The Moeller'i diagramm või vihma meetod on graafiline ja mnemoniline meetod Madelungi reegli õppimiseks; see tähendab, kuidas kirjutada elemendi elektrooniline konfiguratsioon. Seda iseloomustab diagonaalide jälgimine orbitaalide veergude kaudu ja noole suunale järgides määratakse aatomile sobiv järjekord..

Mõnes maailma osas on Moeller'i diagramm tuntud ka kui vihma meetod. Selle kaudu määratletakse orbitaalide täitmisel järjekord, mis on määratletud ka kolme kvantarvuga n, l ja ml.

Ülemises pildis on näidatud lihtne Moeller'i diagramm. Iga veerg vastab erinevatele orbitaalidele: s, p, d ja f koos nende vastavate energiatasemetega. Esimene nool näitab, et iga aatomi täitmine peab algama 1s orbitaaliga.

Seega peab järgmine nool algama 2s orbiidiga ja seejärel 2p läbima 3s orbiidi. Sel viisil, nagu oleks tegemist vihma, salvestatakse orbitaalid ja nende elektronide arv (4. \ Tl+2).

Moeller'i diagramm kujutab endast tutvustust neile, kes õpivad elektroonilisi konfiguratsioone.

Indeks

• 1 Mis on Moeller'i diagramm?
  • 1.1 Madelungi reegel
  • 1.2 Järgmised sammud
• 2 Harjutused lahendatud
  • 2.1 Berüllium
  • 2.2 Fosfor
  • 2.3 Tsirkoonium 
  • 2.4 Iridium
  • 2.5 Erandid Moeller'i diagrammist ja Madelungi reeglist
• 3 Viited

Mis on Moeller'i diagramm?

Madelungi reegel

Kuna Moeller'i diagramm koosneb Madelungi reegli graafilisest kujutisest, on vaja teada, kuidas see toimib. Orbitaalide täitmine peab järgima kahte järgmist reeglit:

-Orbitaalid, mille madalaimad väärtused on n+l nad täidavad esimesena, olles n peamine kvantarv ja l Orbitaalnurk Näiteks vastab 3d orbitaal n= 3 ja lSeega 2, n+l= 3 + 2 = 5; samal ajal vastab 4s orbitaal n= 4 ja l= 0 ja n+l= 4 + 0 = 4. Eeltoodust selgub, et elektronid täidavad orbiidid 4s kõigepealt kui 3d.

-Kui kahel orbitaalil on sama väärtus n+l, elektronid hõivavad esmalt madalaima väärtusega n. Näiteks on 3d orbiidil väärtus n+l= 5, nagu 4p orbitaal (4 + 1 = 5); kuid kuna 3d-l on madalaim väärtus n, see täidab kõigepealt 4p.

Kahest eelnevast tähelepanekust saate järgmise orbiidide täitmise järjekorra: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Järgides samu samme erinevate väärtuste puhul n+l iga orbiidi jaoks saadakse teiste aatomite elektroonilised konfiguratsioonid; mis saab omakorda määrata ka Moeller'i diagrammiga graafiliselt.

Järgnevad sammud

Madelungi reegel kehtestab valemi n+l, mille abil saab elektroonilist konfiguratsiooni "relvastada". Kuid nagu öeldud, on Moeller'i diagramm seda juba graafiliselt näidanud; nii lihtsalt järgige oma veerge ja joonistage diagonaalselt samm-sammult.

Kuidas alustada siis aatomi elektroonilist konfiguratsiooni? Selleks peate kõigepealt teadma selle aatomi numbrit Z, mis neutraalse aatomi määratluse järgi on võrdne elektronide arvuga.

Seega saad Z-ga elektronide arvu ja seda silmas pidades hakkate Moeller-diagrammi abil diagonaale joonistama.

Orbitaalid võivad mahutada kaks elektroni (valem 4)l+2), kuus kuut elektroni, kümme ja neliteist. See peatub orbiidil, kus viimane Z poolt antud elektron oli hõivatud.

Täiendav selgitus on allpool lahendatud harjutuste seeria.

Lahendatud harjutused

Berüllium

Perioodilise tabeli abil paikneb berüllielement a = 4; see tähendab, et selle neli elektroni tuleb paigutada orbitaalidesse.

Alates esimesest noolest Moeller'i diagrammis võtab 1s orbitaal kaks elektroni: 1s²; millele järgneb 2s orbitaal, koos kahe täiendava elektroniga, et lisada kokku 4: 2s².

Seetõttu on berülliumi elektrooniline konfiguratsioon, väljendatud kui [Be], 1 s²2s². Pange tähele, et ülemise koodi summa võrdub elektronide koguarvuga.

Fosfor

Fosforielemendil on Z = 15 ja seetõttu on sellel kokku 15 elektroni, mis peavad orbitaalide hõivamiseks. Edasi liikumiseks alustate korraga 1 s konfiguratsiooniga²2s², mis sisaldab 4 elektroni. Siis oleks veel 9 elektroni kadunud.

Pärast 2s orbitaali, siseneb järgmine nool 2p orbiidi kaudu, mis lõpuks satub 3s orbiidile. Kuna 2p orbitaalid võivad hõivata 6 elektroni ja 3s 2 elektroni, on meil: 1s²2s²2p⁶3s².

Puuduvad veel veel kolm elektroni, mis on vastavalt Moelleri diagrammile järgmised 3p orbiidid: 1s²2s²2p⁶3s²3p³, elektrooniline fosfori konfiguratsioon [P].

Tsirkoonium

Tsirkooniumelement on Z = 40. Tee lühendamine 1 s konfiguratsiooniga²2s²2p⁶3s²3p⁶, 18 elektroniga (argooni väärisgaasi), puuduks 22 elektroni. Pärast 3p orbitaali on järgnevad Moelleri diagrammi täitmisel 4s, 3d, 4p ja 5s orbitaalid..

Täidetakse need täielikult, st 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ ja 5s², kokku on lisatud 20 elektroni. Ülejäänud 2 elektroni on seega paigutatud järgmisesse orbiidile: 4d. Seega on tsirkooniumi [Zr] elektrooniline konfiguratsioon 1 s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d².

Iridium

Iridiumil on Z = 77, seega on tsirkooniumiga võrreldes veel 37 elektroni. Alates [Cd], st 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰, peate lisama 29 elektroni Moeller'i diagrammi järgmiste orbitaalidega.

Uute diagonaalide jälgimine on järgmised: 5p, 6s, 4f ja 5d. Kolme esimese orbitaali täitmine on täielikult: 5p⁶, 6s² ja 4f¹⁴, kokku 22 elektroni.

Seega puuduvad 7 elektroni, mis on 5d: 1s orbitaalis²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Eelmine on iriidiumi elektrooniline konfiguratsioon [Go]. Pange tähele, et 6s orbitaalid² ja 5d⁷ need on paksus kirjas, mis näitab, et need vastavad selle metalli valentsikihile.

Erandid Moeller'i diagrammist ja Madelungi reeglist

Perioodilises tabelis on palju elemente, mis ei järgi seda, mida äsja selgitatud. Nende elektroonilised konfiguratsioonid erinevad eksperimentaalselt kvantsi põhjustel prognoositud omadustest.

Nende erinevuste hulka kuuluvad järgmised elemendid: kroom (Z = 24), vask (Z = 29), hõbe (Z = 47), roodium (Z = 45), tserium (Z = 58), nioobium (Z = 41) ja palju muud.

Erandid on väga sagedased d ja f orbitaalide täitmisel. Näiteks peaks kroomil olema 4s valentsikonfiguratsioon²3d⁴ vastavalt Moelleri skeemile ja Madelungi reeglile, kuid see on tõesti 4s¹3d⁵.

Ja lõpuks, hõbeda valentsikonfiguratsioon peaks olema 5 sekundit²4d⁹; kuid see on tõesti 5s¹4d¹⁰.

Viited

1. Gavira J. Vallejo M. (6. august 2013). Madelungi reegli ja Moeller'i diagrammi erandid keemiliste elementide elektroonilises konfiguratsioonis. Taastatud: triplenlace.com
2. Misuperklaas (s.f.) Mis on elektrooniline konfiguratsioon? Välja otsitud andmebaasist: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Moeller'i diagramm. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
4. Dummies (2018). Kuidas esindada elektroone energia taseme diagrammis. Välja otsitud andmebaasist: dummies.com
5. Laev R. (2016). Elektrooniliste riikide täitmise kord. Välja otsitud andmebaasist: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu