Apakah Notasi Spektrum?



The notasi spektrum okonfigurasi elektronik adalah susunan elektron dalam tahap tenaga di sekeliling nukleus atom.

Dari segi model mekanik kuantum yang lebih halus, lapisan K-Q dibahagikan kepada satu set orbital, masing-masing yang boleh diduduki oleh tidak lebih dari sepasang elektron (Encyclopædia Britannica, 2011).

Secara umumnya, konfigurasi elektronik digunakan untuk menggambarkan orbitals atom dalam keadaan dasarnya, tetapi ia juga boleh digunakan untuk mewakili atom yang telah diionisasi dalam kation atau anion, mengimbangi kerugian atau mendapatkan elektron dalam orbital masing-masing.

Banyak sifat fizikal dan kimia unsur-unsur boleh dikaitkan dengan konfigurasi elektronik mereka yang unik.

Elektron valensi, elektron di lapisan terluar, adalah faktor penentu untuk kimia unik elemen (Konfigurasi Elektron dan Sifat-sifat Atom, S.F.).

Apabila elektron di lapisan paling luar atom menerima tenaga dari beberapa jenis, ia bergerak ke lapisan tenaga yang lebih tinggi. Oleh itu, satu elektron dalam lapisan K akan dipindahkan ke lapisan L semasa berada dalam keadaan tenaga yang lebih tinggi.

Apabila elektron kembali ke keadaan dasarnya, ia mengeluarkan tenaga yang diserapnya dengan mengeluarkan spektrum elektromagnet (cahaya). Oleh kerana setiap atom mempunyai konfigurasi elektronik tertentu, ia juga akan mempunyai spektrum tertentu yang akan dipanggil spektrum penyerapan (atau pelepasan)..

Atas sebab ini, notasi spektral istilah digunakan untuk merujuk kepada konfigurasi elektronik (Spectroscopic Notation, S.F.).

Cara menentukan nota spektrum: nombor kuantum

Sejumlah empat nombor kuantum digunakan untuk menggambarkan sepenuhnya pergerakan dan trajektori setiap elektron dalam atom.

Gabungan semua nombor kuantum semua elektron dalam atom digambarkan oleh fungsi gelombang yang mematuhi persamaan Schrödinger. Setiap elektron dalam atom mempunyai set nombor kuantum unik.

Menurut Prinsip Pengecualian Pauli, dua elektron tidak boleh berkongsi gabungan yang sama dengan empat nombor kuantum.

Nombor kuantum adalah penting kerana ia boleh digunakan untuk menentukan konfigurasi elektron atom dan kemungkinan elektron atom.

Nombor kuantum juga digunakan untuk menentukan ciri-ciri lain dari atom, seperti tenaga pengionan dan radius atom.

Nombor kuantum menamakan peluru, sublayer, orbital, dan kelainan elektron tertentu.

Ini bermakna bahawa mereka benar-benar menggambarkan ciri-ciri elektron dalam atom, iaitu, mereka menerangkan setiap penyelesaian unik kepada persamaan Schrödinger, atau fungsi gelombang, elektron dalam atom.

Terdapat sejumlah empat nombor kuantum: nombor kuantum utama (n), bilangan kuantum momentum sudut orbit (l), nombor kuantum magnet (ml) dan nombor kuantum spin elektron (ms).

Nombor kuantum utama, nn, menerangkan tenaga elektron dan jarak elektron paling mungkin dari nukleus. Dalam erti kata lain, ia merujuk kepada saiz orbit dan tahap tenaga di mana sebuah elektron diletakkan.

Bilangan sublayer, atau ll, menerangkan bentuk orbital. Ia juga boleh digunakan untuk menentukan bilangan nod sudut.

Nombor kuantum magnet, ml, menggambarkan tahap tenaga dalam sublayer, dan ms merujuk kepada spin pada elektron, yang boleh naik atau turun (Anastasiya Kamenko, 2017).

Prinsip Aufbau

Aufbau berasal dari perkataan Jerman "Aufbauen" yang bermaksud "untuk membina". Pada dasarnya, ketika menulis konfigurasi elektron kita sedang membina orbit elektron ketika kita berpindah dari satu atom ke yang lain.

Semasa kita menulis konfigurasi elektronik sebuah atom, kita akan mengisi orbital dalam peningkatan bilangan nombor atom.

Prinsip Aufbau berasal dari prinsip pengecualian Pauli yang mengatakan tidak ada dua fermions (misalnya, elektron) dalam atom.

Mereka mungkin mempunyai set nombor kuantum yang sama, jadi mereka perlu "menyusun" pada tahap tenaga yang lebih tinggi. Bagaimana elektron terkumpul adalah subjek konfigurasi elektron (Prinsip Aufbau, 2015).

Atom yang stabil mempunyai banyak elektron seperti proton di dalam nukleus. Elektron berkumpul di sekeliling nukleus dalam orbital kuantum berikutan empat peraturan asas yang dipanggil prinsip Aufbau.

  1. Tidak ada dua elektron dalam atom yang berkongsi nombor kuantum yang sama n, l, m, dan s.
  2. Elektron akan menduduki orbital tahap tenaga terendah terlebih dahulu.
  3. Elektron akan sentiasa mengisi orbital dengan nombor putaran yang sama. Apabila orbital penuh, ia akan bermula.
  4. Elektron akan mengisi orbital dengan jumlah nombor kuantum n dan l. Orbital dengan nilai sama (n + l) akan diisi terlebih dahulu dengan nilai n rendah.

Peraturan kedua dan keempat pada dasarnya adalah sama. Contoh peraturan empat ialah orbital 2p dan 3.

Orbital 2p ialah n = 2 dan l = 2 dan orbital 3s ialah n = 3 dan l = 1. (N + l) = 4 dalam kedua-dua kes, tetapi orbital 2p mempunyai tenaga terendah atau nilai terendah n dan akan diisi sebelum Lapisan 3s.

Nasib baik, gambarajah Moeller yang ditunjukkan dalam Rajah 2 boleh digunakan untuk mengisi elektron. Grafik dibaca dengan melaksanakan pepenjutan dari 1s.

Rajah 2 menunjukkan orbital atom dan anak panah mengikuti laluan untuk diikuti.

Sekarang bahawa diketahui bahawa orbital orbital penuh, satu-satunya perkara yang tinggal adalah menghafal saiz setiap orbit.

Orbital S mempunyai 1 kemungkinan nilai ml untuk mengandungi 2 elektron

P orbit mempunyai 3 kemungkinan nilai ml untuk mengandungi 6 elektron

Orbital D mempunyai 5 kemungkinan nilai ml untuk mengandungi 10 elektron

Orbital F mempunyai 7 kemungkinan nilai ml untuk mengandungi 14 elektron

Ini semua yang diperlukan untuk menentukan konfigurasi elektronik unsur stabil unsur.

Sebagai contoh, ambil unsur nitrogen. Nitrogen mempunyai tujuh proton dan oleh itu tujuh elektron. Orbital pertama untuk diisi adalah orbital 1s. Sebuah orbit mempunyai dua elektron, jadi terdapat lima elektron yang tersisa.

Orbital seterusnya adalah orbital 2s dan mengandungi dua seterusnya. Tiga elektron akhir akan pergi ke orbit 2p yang boleh mengandungi sehingga enam elektron (Helmenstine, 2017).

Peraturan Hund

Bahagian Aufbau membincangkan bagaimana elektron mengisi orbital tenaga rendah terlebih dahulu dan kemudian bergerak ke orbital tenaga yang lebih tinggi hanya selepas orbital tenaga yang lebih rendah penuh.

Walau bagaimanapun, terdapat masalah dengan peraturan ini. Sudah pasti, orbital 1s mesti diisi sebelum orbital 2s, kerana orbital 1s mempunyai nilai n yang lebih rendah, dan oleh itu tenaga yang lebih rendah.

Dan tiga orbital 2p yang berbeza? Dalam apa perintah yang harus dipenuhi? Jawapan kepada soalan ini melibatkan peraturan Hund.

Peraturan Hund menyatakan bahawa:

- Setiap orbit di peringkat bawah ditunaikan secara berasingan sebelum mana-mana orbital diduduki secara keraguan.

- Semua elektron dalam orbital yang diduduki secara individu mempunyai putaran yang sama (untuk memaksimumkan jumlah putaran).

Apabila elektron ditugaskan ke orbitals, elektron pertama bertujuan untuk mengisi semua orbitals dengan tenaga yang sama (juga disebut orbital degenerate) sebelum berpasangan dengan elektron lain dalam orbital separuh penuh.

Atom-atom dalam keadaan tanah cenderung mempunyai bilangan elektron yang tidak berpasangan yang mungkin. Apabila memvisualisasikan proses ini, pertimbangkan bagaimana elektron memamerkan tingkah laku yang sama dengan tiang yang sama dalam magnet jika mereka datang ke dalam kenalan.

Apabila elektron bercas negatif mengisi orbital, mereka mula-mula cuba untuk mendapatkan sejauh mungkin antara satu sama lain sebelum mereka perlu mengawan (Peraturan Hund, 2015).

Rujukan

  1. Anastasiya Kamenko, T. E. (2017, 24 Mac). Nombor Kuantum. Diperolehi daripada chem.libretexts.org.
  2. Prinsip Aufbau. (2015, 3 Jun). Diperolehi daripada chem.libretexts.org.
  3. Konfigurasi Elektron dan Sifat-sifat Atom. (S.F.). Diperolehi daripada oneonta.edu.
  4. Encyclopædia Britannica. (2011, 7 September). Konfigurasi elektronik. Pulih dari britannica.com.
  5. Helmenstine, T. (2017, 7 Mac). Prinsip Aufbau - Struktur Elektronik dan Prinsip Aufbau. Diambil dari thoughtco.com.
  6. Peraturan Hund. (2015, 18 Julai). Diperolehi daripada chem.libretexts.org.
  7. Notasi Spektroskopi. (S.F.). Diambil dari bcs.whfreeman.com.