13/11/2021
0
Pohledy
Příklad principu AUFBAU
Fyzika / / July 04, 2021
The princip aufbau (složení) je princip atomové fyziky, který vysvětluje uspořádání elektronů na jejich drahách kolem jádra atomu.
Různé studie o povaze a konfiguraci atomu, které nám umožňují pochopit jeho vlastnosti, byly předmětem studia mnoha vědců. Pozoruhodná mezi nimi je práce Nielse Bohra, dánského fyzika, který zdokonalil atomový model navržený Ernestem Rutherfordem.
Jeho model má následující vlastnosti: jádro atomu zaujímá střed, zatímco elektron se otáčí po kruhových drahách. Vysvětlit, proč neztrácí energii na kruhové oběžné dráze, as přihlédnutím k objevům vlnového chování a stejný čas, který mají elektrony, měl za to, že elektrony skákají z energetické úrovně na jinou, emitují nebo absorbují Energie.
Věděli jste, že tyto orbitální úrovně se řídí rovnicí 2n2Jinými slovy, maximální počet elektronů na oběžné dráze se rovná dvojnásobku druhé mocniny počtu oběžné dráhy. Pro dosud známé prvky máme 7 známých oběžných drah, ve kterých má oběžná dráha K 2 elektrony, L, 8 elektronů; M má 18 elektronů, N obsahuje 32, O obsahuje 50, P obsahuje 72 a Q obsahuje 98.
Bylo také objeveno, že elektrony mají čtyři kvantová čísla: jistinu n, která udává jejich vzdálenost od jádra; azimutální kvantové číslo, l, které označuje oběžnou dráhu, ve které se nachází magnetické kvantové číslo m (s, p, d, f atd.), které určuje jeho trajektorii v rámci orbitálu a počet otáček, s, který může být kladný nebo záporný, s hodnotou 1/2. Že dva elektrony ve stejné dráze (stejná čísla n a l) nemohou mít stejné magnetické kvantové číslo nebo stejné spinové číslo současně. To znamená, že dva elektrony v atomu nemohou mít všechna čtyři stejná kvantová čísla (Pauliho vylučovací princip)
To vedlo k závěru, že pro různé elektrony koexistovat na stejné orbitální úrovni, úrovně energetika je rozdělena na podúrovně, z nichž každá je zase rozdělena na orbitály, které mohou obsahovat pouze pár elektrony.
Podle tohoto pozorování obsahuje energetická úroveň K pouze jednu podúrovni nazvanou s úroveň, kterou může obsadit jeden nebo dva elektrony.
Další úroveň, L, bude mít čtyři elektronické podúrovně: úroveň s zvanou 2s a úroveň zvanou 2p, která je zase složena ze tří orbitalů zvaných 2pX, 2 strY a 2pz. Třetí úroveň bude mít následující podúrovně: 3s, 3p a 3d. 3D podúroveň bude mít 5 orbitalů, z nichž každý bude obsazen dvěma elektrony. Následující úrovně mohou obsahovat orbitaly, které budou přidány, s písmeny f, g, h a i.
K tomu dodáváme, že když elektrony nestačí k dokončení energetické úrovně, jsou distribuovány na orbitálech. (Hundovo pravidlo).
Tyto podúrovně a orbitaly nejsou náhodně vyplňovány. Elektrony na oběžných drahách jsou organizovány nejprve naplněním nižších energetických hladin a poté vyšších energetických hladin. To je znázorněno graficky, a proto se tomu říká pravidlo pily nebo úhlopříček.
Podle předchozích pravidel jsou orbitální úrovně prvních 10 prvků periodické tabulky reprezentovány následujícím způsobem:
H: 1 s1
On: 1 s2
Li: 1 s2 , 2 s1
Být: 1 s2 , 2 s2
B: 1 s2 , 2 s2, 2 str1 (1 s.)2 , 2 s2, [2 sX1)
C: 1 s2 , 2 s2, 2 str2 (1 s.)2 , 2 s2, [2 sX1, 2 strY1])
N: 1 s2 , 2 s2, 2 str3 (1 s.)2 , 2 s2, [2 sX1, 2 strY1, 2 strz1])
O: 1 s2 , 2 s2, 2 str4 (1 s.)2 , 2 s2, [2 sX2, 2 strY1, 2 strz1])
F: 1 s2 , 2 s2, 2 str5 (1 s.)2 , 2 s2, [2 sX2, 2 strY2, 2 strz1])
Ne: 1 s2 , 2 s2, 2 str6 (1 s.)2 , 2 s2, [2 sX2, 2 strY2, 2 strz2])
Jak vidíme v těchto příkladech, nejprve jsou naplněny úrovně s méně energií, což jsou v tomto případě úrovně s a poté úroveň p.
Můžeme také pozorovat, že k nasycení hladin dochází inertními plyny Helium a Neon.
V mnoha periodických tabulkách najdeme jako součást dat elektronickou strukturu energetických úrovní a Stručně řečeno, v závorce najdeme inertní prvek před prvkem a poté zbytek úrovní orbitaly.
Například v případě sodíku můžeme vidět, že je znázorněn jedním z těchto dvou způsobů:
Na: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s1
Na: [Ne], 3 s1
Podíváme-li se nyní na graf podúrovní, uvidíme například, že v prvcích, jako je draslík nebo Vápník, navzdory tomu, že je na úrovni 4, neobsadí 3d podúrovni, protože má vyšší energii než úroveň 4s. Podle Bohrova pravidla bude tedy úroveň 4s obsazena jako první, před 3d:
K: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s1 - [Ar], 4 s1
Ca: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2 - [Ar], 4 s2
Sc: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s1, 3d1 - [Ar], 4 s1, 3d1
Ti: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d2 - [Ar], 4 s2, 3d2
Pořadí pořadí orbitalů podle Aufbauova principu, které můžeme odvodit pozorováním úhlopříček grafu, by bylo následující:
1 s2, 2 s2, 2 str6, 3 s2, 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d10, 5 str6, 6s2, 4f14,5 d10, 6s6, 7s2
Příklady principu Aufbau
Znázornění elektronických úrovní některých prvků podle principu Aufbau:
Ano: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2, 3 s2 - [Ne], 3 s2, 3 s2
P: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2, 3 s4 - [Ne], 3 s2, 3 s4
Ar: P: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2, 3 s6 - [Ne], 3 s2, 3 s6
V: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d3 - [Ar], 4 s2, 3d3
Víra: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d6 - [Ar], 4 s2, 3d6
Zn: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10 - [Ar], 4 s2, 3d10
Ga: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s1 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4 s1
Ge: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s2 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4 s2
Br: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s5 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4 s5
Kr: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4 s6
Rb: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s1 - [Kr], 5 s1
Sr: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2 - [Kr], 5 s2
Y: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d1 - [Kr], 5 s2, 4d1
Zr: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d2 - [Kr], 5 s2, 4d2
Ag: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d9 - [Kr], 5 s2, 4d9
Cd: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d10 - [Kr], 5 s2, 4d10
I: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d9, 5 str5 - [Kr], 5 s2, 4d9, 5 str5
Xe: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d10, 5 str6 - [Kr], 5 s2, 4d10, 5 str6
Cs: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d9, 5 str6, 6s1 - [Xe], 6 s1
Ba: 1 s2 , 2 s2, 2 str6, 3 s2 , 3 s6, 4s2, 3d10, 4 s6, 5 s2, 4d10, 5 str6, 6s2 - [Xe], 6 s2
PŘEDPLATIT
YOU MIGHT ALSO LIKE