Rajah Moeller dalam apa yang ia ada dan latihan yang diselesaikan

The Rajah Moeller atau kaedah hujan adalah kaedah grafik dan mnemonik untuk mempelajari peraturan Madelung; iaitu, bagaimana untuk menulis konfigurasi elektronik unsur. Ia dicirikan dengan mengesan pepenjuru melalui lajur orbital, dan mengikuti arah anak panah perintah yang sesuai bagi mereka ditubuhkan untuk atom.

Di beberapa bahagian dunia, rajah Moeller juga dikenali sebagai kaedah hujan. Melaluinya, suatu perintah ditakrifkan dalam pengisian orbital, yang juga ditentukan oleh tiga nombor kuantum n, l dan ml.

Di bahagian atas imej rajah Moeller yang mudah ditunjukkan. Setiap lajur sepadan dengan orbital yang berbeza: s, p, d dan f, dengan tahap tenaga masing-masing. Anak panah pertama menunjukkan bahawa pengisian mana-mana atom mesti bermula dengan orbital 1s.

Oleh itu, anak panah seterusnya mesti bermula dengan orbit 2s, dan kemudian dengan 2p melalui orbital 3s. Dengan cara ini, seolah-olah hujan, orbital dan bilangan elektron yang mereka pegang direkodkan (4l+2).

Rajah Moeller mewakili pengenalan bagi mereka yang mengkaji konfigurasi elektronik.

Indeks

• 1 Apakah gambarajah Moeller??
  • 1.1 Peraturan Madelung
  • 1.2 Langkah-langkah untuk diikuti
• 2 Latihan diselesaikan
  • 2.1 Beryllium
  • 2.2 Fosforus
  • 2.3 Zirkonium 
  • 2.4 Iridium
  • 2.5 Pengecualian kepada gambarajah Moeller dan peraturan Madelung
• 3 Rujukan

Apakah rajah Moeller itu?

Peraturan Madelung

Kerana gambarajah Moeller terdiri daripada perwakilan grafik peraturan Madelung, adalah perlu untuk mengetahui bagaimana kerja yang terakhir. Pengisian orbital mesti mematuhi dua peraturan berikut:

-Orbital dengan nilai terendah n+l mereka mengisi pertama, menjadi n nombor kuantum utama, dan l Momentum sudut orbit Sebagai contoh, orbit 3d sepadan dengan n= 3 dan l= 2, oleh itu, n+l= 3 + 2 = 5; sementara, orbit 4s sepadan dengan n= 4 dan l= 0, dan n+l= 4 + 0 = 4. Daripada yang terdahulu, didapatkan bahawa elektron mengisi orbital 4s lebih awal daripada 3d.

-Jika dua orbital mempunyai nilai yang sama n+l, elektron akan menduduki pertama dengan nilai terendah n. Sebagai contoh, orbital 3d mempunyai nilai n+l= 5, seperti orbit 4p (4 + 1 = 5); tetapi sejak 3d mempunyai nilai terendah n, ia akan mengisi dahulu bahawa 4p.

Daripada dua pemerhatian sebelumnya anda boleh mencapai urutan berikut untuk mengisi orbital: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Mengikuti langkah yang sama untuk nilai yang berbeza n+l bagi setiap orbit, konfigurasi elektronik atom lain diperoleh; yang seterusnya juga boleh ditentukan oleh rajah Moeller secara grafik.

Langkah-langkah untuk diikuti

Peraturan Madelung menetapkan formula n+l, dengan konfigurasi elektronik boleh "bersenjata". Walau bagaimanapun, seperti yang dinyatakan, gambarajah Moeller telah menggambarkan secara rawak ini; jadi hanya ikuti lajur anda dan lukiskan langkah secara menyerong secara berturut-turut.

Bagaimana anda memulakan konfigurasi elektronik sesuatu atom? Untuk melakukan ini, anda mesti mengetahui nombor atomnya Z, yang dengan definisi untuk atom neutral adalah sama dengan bilangan elektron.

Oleh itu, dengan Z anda mendapat bilangan elektron, dan dengan ini anda fikir anda mula menarik diagonal oleh rajah Moeller.

Orbital boleh menampung dua elektron (menggunakan formula 4)l+2), p enam elektron, sepuluh d, dan f empat belas. Ia berhenti di orbital di mana elektron terakhir yang diberikan oleh Z telah diduduki.

Untuk penjelasan lanjut, di bawah adalah satu siri latihan yang diselesaikan.

Latihan yang diselesaikan

Beryllium

Menggunakan jadual berkala, elemen berilium terletak dengan Z = 4; iaitu, empat elektron mesti ditempatkan di orbital.

Bermula dengan anak panah pertama dalam rajah Moeller, orbit 1s menduduki dua elektron: 1s²; diikuti oleh orbital 2s, dengan dua elektron tambahan untuk menambah 4 dalam jumlah: 2s².

Oleh itu, konfigurasi elektronik berilium, yang dinyatakan sebagai [Be] adalah 1s²2s². Perhatikan bahawa jumlah superskrip sama dengan bilangan jumlah elektron.

Fosforus

Unsur fosfor mempunyai Z = 15, dan oleh itu, ia mempunyai 15 jumlah elektron yang mesti menduduki orbital. Untuk bergerak maju, anda mulakan sekali dengan konfigurasi 1s²2s², yang mengandungi 4 elektron. Kemudian 9 lagi elektron akan hilang.

Selepas orbit 2-an, anak panah seterusnya "memasuki" melalui orbit 2p, akhirnya jatuh ke orbital 3s. Oleh kerana orbit 2p boleh menduduki 6 elektron, dan 3s2 elektron, kita mempunyai: 1s²2s²2p⁶3s².

Tiga lagi elektron masih hilang, yang menduduki orbital 3p berikut mengikut rajah Moeller: 1s²2s²2p⁶3s²3p³, konfigurasi fosfor elektronik [P].

Zirconium

Unsur zirkonium mempunyai Z = 40. Jalan pendek dengan konfigurasi 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶, dengan 18 elektron (gas argon yang mulia), 22 elektron akan hilang. Selepas orbit 3p, yang berikut diisi mengikut gambarajah Moeller ialah orbital 4s, 3d, 4p dan 5s.

Mengisi mereka sepenuhnya, iaitu, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ dan 5s², sejumlah 20 elektron ditambah. Oleh itu, selebihnya 2 elektron ditempatkan di orbital seterusnya: 4d. Oleh itu, konfigurasi elektronik zirkonium, [Zr] ialah: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d².

Iridium

Iridium mempunyai Z = 77, jadi ia mempunyai 37 elektron tambahan yang berkaitan dengan zirkonium. Bermula dari [Cd], iaitu, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰, anda perlu menambah 29 elektron dengan orbital berikut rajah Moeller.

Mengesan diagonal baru, orbital baru adalah: 5p, 6s, 4f dan 5d. Mengisi tiga orbital pertama yang kami ada: 5p⁶, 6s² dan 4f¹⁴, untuk memberikan sejumlah 22 elektron.

Oleh itu, terdapat 7 elektron yang hilang, yang terdapat dalam orbit 5d: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Yang terdahulu ialah konfigurasi elektronik iridium, [Go]. Perhatikan bahawa orbital 6² dan 5d⁷ mereka diserlahkan dengan berani untuk menunjukkan bahawa mereka sesuai dengan lapisan valensi logam ini.

Pengecualian kepada rajah Moeller dan peraturan Madelung

Terdapat banyak unsur dalam jadual berkala yang tidak mematuhi apa yang telah dijelaskan. Konfigurasi elektronik mereka berbeza secara eksperimen daripada yang diramalkan untuk sebab kuantum.

Antara unsur yang memperlihatkan kepincangan ini ialah: kromium (Z = 24), tembaga (Z = 29), perak (Z = 47), rhodium (Z = 45), cerium (Z = 58) dan banyak lagi.

Pengecualian sangat kerap dalam pengisian orbital d dan f. Sebagai contoh, krom harus mempunyai konfigurasi valensi 4s²3d⁴ menurut rajah Moeller dan peraturan Madelung, tetapi ia benar-benar 4s¹3d⁵.

Juga, dan akhirnya, konfigurasi valensi perak harus 5s²4d⁹; tetapi ia benar-benar 5s¹4d¹⁰.

Rujukan

1. Gavira J. Vallejo M. (6 Ogos 2013). Pengecualian kepada peraturan Madelung dan gambarajah Moeller dalam konfigurasi elektronik unsur-unsur kimia. Pulih daripada: triplenlace.com
2. Misuperclase (s.f.) Apakah konfigurasi elektronik? Diperolehi daripada: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Rajah Moeller. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
4. Dummies (2018). Bagaimana untuk mewakili elektron dalam gambarajah tahap tenaga. Diperolehi daripada: dummies.com
5. Kapal R. (2016). Perintah Pengisian Negara-Negara Elektron. Diperolehi daripada: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu