Paano sumulat ng electron configuration, hakbang-hakbang
Ipinapakita ng electron configuration kung paano nakaayos ang mga electron ng atom sa mga subshell, na isinusulat na may superscript para sa bilang ng electron sa bawat isa, tulad ng 1s² 2s² 2p⁴ para sa oxygen. Para sumulat nito, kunin ang bilang ng electron mula sa atomic number at punan ang mga subshell ayon sa aufbau order (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d at iba pa). Pinaiikli ng noble-gas shorthand ang mahahabang configuration, at ilang elemento, tulad ng chromium at copper, ay hindi sumusunod sa padron.
Ano ang ibig sabihin ng notasyon
May tatlong bahagi ang bawat bahagi ng configuration. Sa 2p⁴, ang 2 ay ang shell (ang principal energy level), ang letrang p ay ang uri ng subshell, at ang superscript na 4 ay ang bilang ng electron sa subshell na iyon. Laging nagsusuma ang mga superscript sa kabuuang bilang ng electron, na para sa neutral na atom ay katumbas ng atomic number.
May apat na uri ng subshell, bawat isa ay may takdang kapasidad: ang s ay may kasya na 2 electron (1 orbital), ang p ay 6 (3 orbital), ang d ay 10 (5 orbital) at ang f ay 14 (7 orbital). Bawat orbital ay may kasya na hanggang 2 electron.
Ang aufbau order
Pinupuno muna ng mga electron ang mga subshell na pinakamababa sa enerhiya. Ito ang aufbau principle, mula sa salitang Aleman na nangangahulugang “pagbuo pataas.” Ang ayos ng pagpuno ay 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p.
Pansinin na napupuno ang 4s bago ang 3d, at ang 6s bago ang 4f. Ipinaliliwanag ito ng n + l na tuntunin: idagdag ang numero ng shell na n sa l (0 para sa s, 1 para sa p, 2 para sa d, 3 para sa f) at punan mula sa pinakamababang kabuuan; kapag magkapantay, ang mas maliit na n ang unang mapupuno. Maraming estudyante ang gumuguhit na lang ng dayagonal na tsart ng mga subshell at sinusundan ang mga palaso.
Ipinapakita rin ng periodic table ang parehong ayos: sa isang period, dadaan ka sa s-block (mga group 1–2), sa d-block (mga group 3–12, isang shell na mas mababa) at sa p-block (mga group 13–18), at ang f-block (dalawang shell na mas mababa) ay kumakasya sa mga period 6 at 7.
Halimbawang may solusyon: oxygen
Ang oxygen ay may atomic number na 8, kaya may 8 itong electron na ilalagay. Maglagay ng 2 sa 1s (6 ang natira), tapos 2 sa 2s (4 ang natira), tapos ang huling 4 sa 2p, na kayang humawak ng hanggang 6. Ang resulta ay 1s² 2s² 2p⁴. Pagsusuri: 2 + 2 + 4 = 8.
Ang pinakamataas na shell ay 2, na may 2 + 4 = 6 na electron, kaya ang oxygen ay may 6 na valence electron. Sa loob ng 2p subshell, sinasabi ng tuntunin ni Hund na sumasakop muna nang isa-isa ang mga electron sa tatlong p orbital bago magpares, kaya ang oxygen atom ay may dalawang hindi magkapares na electron.
Halimbawang may solusyon: iron
Ang iron ay may atomic number na 26, kaya may 26 itong electron. Punan ayon sa aufbau order: 1s² (2 ang nailagay), 2s² (4), 2p⁶ (10), 3s² (12), 3p⁶ (18), 4s² (20), at ang natitirang 6 ay napupunta sa 3d. Ang buong configuration ay 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶.
Maraming aklat, at ang site na ito, ang naglilista ng mga subshell ayon sa numero ng shell: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s². Inilalarawan ng pareho ang iisang atom. Kapag bumubuo ng mga ion ang iron, nawawala muna ang mga 4s electron nito, kaya ang Fe²⁺ ay [Ar] 3d⁶ at ang Fe³⁺ ay [Ar] 3d⁵.
Noble-gas shorthand
Humahaba ang pagsulat ng bawat subshell para sa mabibigat na atom, kaya pinapalitan ng mga chemist ang mga panloob na electron ng simbolo ng nakaraang noble gas sa loob ng mga square bracket. Ang [He] ay kumakatawan sa 1s², ang [Ne] sa 1s² 2s² 2p⁶ at ang [Ar] sa 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶. Ang mas mabibigat na core ay [Kr] (36 na electron), [Xe] (54) at [Rn] (86).
Para gamitin ito, isulat ang nakaraang noble gas sa mga bracket at idagdag lamang ang mga electron na kasunod nito. Ang oxygen ay nagiging [He] 2s² 2p⁴, ang sodium ay nagiging [Ne] 3s¹ at ang iron ay nagiging [Ar] 3d⁶ 4s².
Mga eksepsyon: chromium at copper
May ilang elemento na hindi eksaktong sumusunod sa aufbau order. Ang chromium (24 na electron) ay hinuhulaang [Ar] 3d⁴ 4s², ngunit ang aktwal nitong configuration ay [Ar] 3d⁵ 4s¹. Ang copper (29 na electron) ay hinuhulaang [Ar] 3d⁹ 4s², ngunit aktwal itong [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.
Sa parehong kaso, isang 4s electron ang lumilipat sa 3d. Napakalapit sa isa't isa ang enerhiya ng mga 4s at 3d subshell, at lalong matatag ang kalahating punong (d⁵) o ganap na punong (d¹⁰) d subshell. Ganito rin ang kilos ng ilang mas mabibigat na elemento: ang molybdenum ay [Kr] 4d⁵ 5s¹, ang silver ay [Kr] 4d¹⁰ 5s¹ at ang gold ay [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹. Humigit-kumulang 20 elemento sa mga d- at f-block ang may hindi regular na configuration, kaya tingnan ang maaasahang table para sa mas mabibigat na elemento.
Mga pangunahing punto
- Punan ang mga subshell sa ayos na 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p.
- Ang s subshell ay may kasya na 2 electron, ang p ay 6, ang d ay 10 at ang f ay 14.
- Ang oxygen ay 1s² 2s² 2p⁴; ang iron ay [Ar] 3d⁶ 4s² sa noble-gas shorthand.
- Pinapalitan ng noble-gas shorthand ang mga panloob na electron ng nakaraang noble gas sa loob ng mga square bracket.
- Ang chromium ([Ar] 3d⁵ 4s¹) at copper ([Ar] 3d¹⁰ 4s¹) ang mga klasikong eksepsyon.
Subukin ang sarili
Tatlong mabilis na tanong tungkol sa araling ito.
1. Sa aufbau order, aling subshell ang napupuno kasunod ng 4s?
Ipakita ang sagot
3d — Ang ayos ng pagpuno ay 3p, 4s, 3d, 4p, kaya ang 3d ay kasunod mismo ng 4s.2. Ilang electron ang kayang hawakan ng p subshell?
Ipakita ang sagot
6 — Ang p subshell ay may 3 orbital, at bawat orbital ay may kasya na 2 electron, kaya kabuuang 6.3. Ano ang aktwal na electron configuration ng copper?