Príklad princípu AUFBAU

Fyzika   /   by admin   /   July 04, 2021

The princíp aufbau (zloženie) je princíp atómovej fyziky, ktorý vysvetľuje usporiadanie elektrónov na ich obežných dráhach okolo jadra atómu.

Rôzne štúdie o podstate a konfigurácii atómu, ktoré nám umožňujú pochopiť jeho vlastnosti, boli predmetom štúdia mnohých vedcov. Medzi nimi je pozoruhodná práca Nielsa Bohra, dánskeho fyzika, ktorý zdokonalil atómový model navrhnutý Ernestom Rutherfordom.

Jeho model má nasledujúce vlastnosti: jadro atómu zaberá stred, zatiaľ čo elektrón sa otáča dookola po kruhových dráhach. Vysvetliť, prečo nestráca energiu na kruhovej obežnej dráhe, a pri zohľadnení objavov vlnového správania a Rovnaký čas častíc, aký majú elektróny, sa domnieval, že elektróny skákajú z energetickej hladiny na inú, emitujú alebo absorbujú Energie.

Vedeli ste, že tieto orbitálne úrovne sa riadia rovnicou 2n2Inými slovami, maximálny počet elektrónov na obežnej dráhe sa rovná dvojnásobku druhej mocniny čísla dráhy. Pre prvky známe dodnes máme 7 známych obežných dráh, v ktorých má obežná dráha K 2 elektróny, L, 8 elektrónov; M má 18 elektrónov, N obsahuje 32, O obsahuje 50, P obsahuje 72 a Q obsahuje 98.

instagram story viewer

Tiež sa zistilo, že elektróny majú štyri kvantové čísla: principál n, ktorý označuje ich vzdialenosť od jadra; azimutálne kvantové číslo, l, ktoré označuje orbitál, v ktorom sa nachádza magnetické kvantové číslo m (s, p, d, f atď.), ktoré určuje jeho dráhu v obežnej dráhe a počet otáčok s, ktoré môžu byť kladné alebo záporné, s hodnotou 1/2. Že dva elektróny v rovnakej dráhe (rovnaké čísla n a l) nemôžu mať rovnaké magnetické kvantové číslo alebo rovnaké spinové číslo súčasne. To znamená, že dva elektróny v atóme nemôžu mať všetky štyri rovnaké kvantové čísla (Pauliho princíp vylúčenia)

To viedlo k záveru, že pre rôzne elektróny koexistujúce na rovnakej orbitálnej úrovni, úrovniach energetika sú rozdelené do podúrovní, z ktorých každá je zase rozdelená na orbitály, ktoré môžu obsahovať iba dvojicu elektróny.

Podľa tohto pozorovania obsahuje energetická úroveň K iba jednu úroveň, nazývanú s, ktorá môže byť obsadená jedným alebo dvoma elektrónmi.

Ďalšia úroveň, L, bude mať štyri elektronické podúrovne: úroveň s nazývanú 2s a úroveň nazývanú 2p, ktorá je zase tvorená tromi orbitalmi nazývanými 2pX, 2 strY. a 2pz. Tretia úroveň bude mať nasledujúce podúrovne: 3s, 3p a 3d. 3D podúroveň bude mať 5 orbitálov, z ktorých každý bude obsadený dvoma elektrónmi. Nasledujúce úrovne môžu obsahovať orbitaly, ktoré budú pridané s písmenami f, g, h a i.

K tomu dodávame, že keď elektróny nestačia na dokončenie energetickej úrovne, sú distribuované na orbitáloch. (Hundovo pravidlo).

Tieto podúrovne a orbitaly nie sú náhodne vyplnené. Elektróny na obežných dráhach sú usporiadané tak, že sa najskôr naplnia nižšie energetické hladiny a potom vyššie energetické hladiny. Toto je znázornené graficky, a preto sa mu hovorí pravidlo píly alebo uhlopriečok.

Podľa predchádzajúcich pravidiel boli orbitálne úrovne prvých 10 prvkov periodickej tabuľky reprezentované nasledujúcim spôsobom:

H: 1 s1
On: 1 s2
Li: 1 s2 , 2s1
Buďte: 1 s2 , 2s2
B: 1 s2 , 2s2, 2 str1 (1 s.)2 , 2s2, [2 sX1)
C: 1 s2 , 2s2, 2 str2 (1 s.)2 , 2s2, [2 sX1, 2 strY.1])
N: 1 s2 , 2s2, 2 str3 (1 s.)2 , 2s2, [2 sX1, 2 strY.1, 2 strz1])
O: 1 s2 , 2s2, 2 str4 (1 s.)2 , 2s2, [2 sX2, 2 strY.1, 2 strz1])
Ž: 1 s2 , 2s2, 2 str5 (1 s.)2 , 2s2, [2 sX2, 2 strY.2, 2 strz1])
Ne: 1 s2 , 2s2, 2 str6 (1 s.)2 , 2s2, [2 sX2, 2 strY.2, 2 strz2])

Ako vidíme v týchto príkladoch, najskôr sa naplnia úrovne s menšou energiou, čo sú v tomto prípade úrovne s a potom hladina p.

Môžeme tiež pozorovať, že k nasýteniu hladín dochádza pri inertných plynoch Hélium a Neón.

V mnohých periodických tabuľkách nájdeme ako súčasť údajov elektronickú štruktúru energetických úrovní a Stručne povedané, v zátvorkách nájdeme inertný prvok pred prvkom a potom zvyšné úrovne orbitály.

Napríklad v prípade sodíka môžeme vidieť, že je zastúpený jedným z týchto dvoch spôsobov:

Na: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s1
Na: [Ne], 3 s1

Teraz, keď sa pozrieme na graf podúrovní, uvidíme napríklad, že v prvkoch, ako je Draslík alebo Vápnik napriek tomu, že je na úrovni 4, nebude obsadzovať 3dúrovňu, pretože má vyššiu energiu ako úroveň 4s. Podľa Bohrovho pravidla bude teda úroveň 4s obsadená ako prvá, pred 3d:

K: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s1 - [Ar], 4 s1
Ca: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2 - [Ar], 4 s2
Sc: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s1, 3d1 - [Ar], 4 s1, 3d1
Ti: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d2 - [Ar], 4 s2, 3d2

Postupnosť poradia orbitálov podľa Aufbauovho princípu, ktorú môžeme odvodiť pozorovaním uhlopriečok grafu, by bola nasledovná:

1 s2, 2s2, 2 str6, 3s2, 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d10, 5 s6, 6s2, 4f14, 5 d10, 6s6, 7s2

Príklady princípu Aufbau

Reprezentácia elektronických úrovní niektorých prvkov podľa princípu Aufbau:

Áno: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2, 3s2 - [Ne], 3 s2, 3s2
P: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2, 3s4 - [Ne], 3 s2, 3s4
Ar: P: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2, 3s6 - [Ne], 3 s2, 3s6
V: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d3 - [Ar], 4 s2, 3d3
Viera: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d6 - [Ar], 4 s2, 3d6
Zn: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10 - [Ar], 4 s2, 3d10
Ga: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s1 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4s1
Ge: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s2 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4s2
Br: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s5 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4s5
Kr: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6 - [Ar], 4 s2, 3d10, 4s6
Rb: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s1 - [Kr], 5 s1
Sr: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s2 - [Kr], 5 s2
Y: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d1 - [Kr], 5 s24d1
Zr: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d2 - [Kr], 5 s24d2
Ag: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d9 - [Kr], 5 s24d9
Cd: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d10 - [Kr], 5 s24d10
I: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d9, 5 s5 - [Kr], 5 s24d9, 5 s5
Xe: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d10, 5 s6 - [Kr], 5 s24d10, 5 s6
Cs: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d9, 5 s6, 6s1 - [Xe], 6 s1
Ba: 1 s2 , 2s2, 2 str6, 3s2 , 3s6, 4s2, 3d10, 4s6, 5s24d10, 5 s6, 6s2 - [Xe], 6 s2

Značky cloud
Hodnotenie
0
Názory
0
Pripomienky
YOU MIGHT ALSO LIKE