Elektron dizilimi adım adım nasıl yazılır?

Gösterim ne anlama gelir?

Bir dizilimin her parçası üç bölümden oluşur. 2p⁴'te 2 kabuktur (ana enerji düzeyi), p harfi alt kabuk türüdür ve 4 üst simgesi o alt kabuktaki elektron sayısıdır. Üst simgelerin toplamı her zaman toplam elektron sayısına eşittir; nötr bir atom için bu, atom numarasıdır.

Dört alt kabuk türü vardır ve her birinin sabit bir kapasitesi vardır: s 2 elektron (1 orbital), p 6 elektron (3 orbital), d 10 elektron (5 orbital) ve f 14 elektron (7 orbital) alır. Her orbital en fazla 2 elektron alır.

Aufbau sırası

Elektronlar önce en düşük enerjili alt kabukları doldurur. Bu, Almanca “inşa etme” anlamına gelen sözcükten gelen Aufbau ilkesidir. Dolum sırası 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p'dir.

4s'nin 3d'den, 6s'nin 4f'den önce dolduğuna dikkat et. Bunu n + l kuralı açıklar: n kabuk numarasını l ile topla (s için 0, p için 1, d için 2, f için 3) ve en düşük toplamdan başlayarak doldur; eşitlik varsa küçük n önce dolar. Birçok öğrenci bunun yerine alt kabukların çapraz bir çizelgesini çizip okları izler.

Periyodik tablo aynı sırayı gösterir: bir periyot boyunca s bloğundan (1–2. gruplar), d bloğundan (3–12. gruplar, bir kabuk altta) ve p bloğundan (13–18. gruplar) geçersin; f bloğu (iki kabuk altta) 6. ve 7. periyotlara oturur.

Çözümlü örnek: oksijen

Oksijenin atom numarası 8'dir, yani yerleştirilecek 8 elektronu vardır. 1s'ye 2 koy (6 kaldı), sonra 2s'ye 2 koy (4 kaldı), son 4'ü de en fazla 6 alabilen 2p'ye koy. Sonuç 1s² 2s² 2p⁴'tür. Kontrol: 2 + 2 + 4 = 8.

En yüksek kabuk 2'dir ve burada 2 + 4 = 6 elektron vardır, yani oksijenin 6 değerlik elektronu vardır. 2p alt kabuğunun içinde Hund kuralı, elektronların eşleşmeden önce üç p orbitalini tek tek işgal ettiğini söyler; bu yüzden bir oksijen atomunun iki eşleşmemiş elektronu vardır.

Çözümlü örnek: demir

Demirin atom numarası 26'dır, yani 26 elektronu vardır. Aufbau sırasına göre doldur: 1s² (2 yerleşti), 2s² (4), 2p⁶ (10), 3s² (12), 3p⁶ (18), 4s² (20) ve kalan 6 elektron 3d'ye gider. Tam dizilim 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶'dır.

Birçok ders kitabı ve bu site, alt kabukları bunun yerine kabuk numarası sırasına göre yazar: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s². İkisi de aynı atomu anlatır. Demir iyon oluştururken önce 4s elektronlarını verir; bu yüzden Fe²⁺ [Ar] 3d⁶, Fe³⁺ [Ar] 3d⁵'tir.

Soy gaz kısaltması

Ağır atomlar için her alt kabuğu yazmak uzar; bu yüzden kimyacılar iç elektronları köşeli parantez içinde bir önceki soy gazın sembolüyle değiştirir. [He], 1s²'yi; [Ne], 1s² 2s² 2p⁶'yı; [Ar], 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶'yı temsil eder. Daha ağır özler [Kr] (36 elektron), [Xe] (54) ve [Rn] (86)'dir.

Kullanmak için bir önceki soy gazı parantez içinde yaz ve yalnızca ondan sonra gelen elektronları ekle. Oksijen [He] 2s² 2p⁴, sodyum [Ne] 3s¹ ve demir [Ar] 3d⁶ 4s² olur.

İstisnalar: krom ve bakır

Birkaç element Aufbau sırasını tam olarak izlemez. Kromun (24 elektron) [Ar] 3d⁴ 4s² olması beklenir, ama gerçek dizilimi [Ar] 3d⁵ 4s¹'dir. Bakırın (29 elektron) [Ar] 3d⁹ 4s² olması beklenir, ama gerçekte [Ar] 3d¹⁰ 4s¹'dir.

Her iki durumda da bir 4s elektronu 3d'ye geçer. 4s ve 3d alt kabuklarının enerjisi birbirine çok yakındır ve yarı dolu (d⁵) ya da tamamen dolu (d¹⁰) bir d alt kabuğu özellikle kararlıdır. Bazı daha ağır elementler de aynı şekilde davranır: molibden [Kr] 4d⁵ 5s¹, gümüş [Kr] 4d¹⁰ 5s¹ ve altın [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹'dir. d ve f bloklarındaki yaklaşık 20 elementin dizilimi düzensizdir; bu yüzden daha ağır elementler için güvenilir bir tabloya bak.