Пример принципа АУФБАУ

Тхе ауфбау принцип (састав) је принцип атомске физике, који објашњава распоред електрона у њиховим орбитама око језгра атома.

Различита истраживања о природи и конфигурацији атома, која нам омогућавају да разумемо његове карактеристике, била су предмет проучавања многих истраживача. Међу њима је запажено дело Ниелса Борха, данског физичара, који је усавршио атомски модел који је предложио Ернест Рутхерфорд.

Његов модел има следеће карактеристике: језгро атома заузима центар, док се електрон окреће око кружних орбита. Објаснити зашто не губи енергију у кружној орбити и узимајући у обзир открића понашања таласа и исто време честица које имају и електрони, сматрао је да електрони скачу са нивоа енергије на други, емитујући или упијајући Енергија.

Да ли сте знали да се овим орбиталним нивоима управља једначином 2н²Другим речима, максималан број електрона у орбити једнак је двоструком квадрату броја орбите. За до данас познате елементе имамо 7 познатих орбита, у којима К орбита има 2 електрона, Л, 8 електрона; М има 18 електрона, Н садржи 32, О садржи 50, П садржи 72 и К садржи 98.

Такође је откривено да електрони имају четири квантна броја: главни н, што указује на њихову удаљеност од језгра; азимутни квантни број, л, који означава орбиталу у којој се налази магнетни квантни број м (с, п, д, ф, итд.), који одређује његову путању унутар орбите и спин број с, који може бити позитиван или негативан, са вредношћу 1/2. Да два електрона у истој путањи, (исти бројеви н и л) не могу истовремено имати исти магнетни квантни број или исти спин број. Односно, два електрона у атому не могу имати сва четири једнака квантна броја (Паули принцип искључења)

То је довело до закључка да различити електрони коегзистирају на истом орбиталном нивоу, нивоима енергетика је подељена на поднивое, од којих је сваки подељен на орбитале које могу да садрже само пар електрони.

Према овом запажању, ниво енергије К садржи само један подниво, назван с ниво, који може да заузима један или два електрона.

Следећи ниво, Л, имаће четири електронска поднивоа: ниво с, назван 2с, и ниво зван 2п, који се пак састоји од три орбитале, названог 2п_Икс, 2 П._И. и 2п_з. Трећи ниво имаће следеће поднивое: 3с, 3п и 3д. 3Д подниво имаће 5 орбитала, од којих ће сваку заузимати два електрона. Следећи нивои могу имати орбитале који ће се додати, словима ф, г, х и и.

Овоме додајемо да кад електрони нису довољни за достизање енергетског нивоа, они се распоређују у орбитале. (Хундово правило).

Ови поднивои и орбитале нису насумично попуњени. Електрони у орбитама се организују тако што се прво пуне нижи нивои енергије, а затим виши нивои енергије. Ово је представљено графички и из тог разлога се назива правилом тестере или дијагонала.

Према претходним правилима, орбитални нивои првих 10 елемената периодног система, представљени на следећи начин:

Х: 1с¹
Он: 1с²
Ли: 1с² , 2с¹
Буди: 1с² , 2с²
Б: 1с² , 2с², 2 П.¹ (1с² , 2с², [2 стр_Икс¹)
Ц: 1с² , 2с², 2 П.² (1с² , 2с², [2 стр_Икс¹, 2 П._И.¹])
Н: 1с² , 2с², 2 П.³ (1с² , 2с², [2 стр_Икс¹, 2 П._И.¹, 2 П._з¹])
О: 1с² , 2с², 2 П.⁴ (1с² , 2с², [2 стр_Икс², 2 П._И.¹, 2 П._з¹])
Ф: 1с² , 2с², 2 П.⁵ (1с² , 2с², [2 стр_Икс², 2 П._И.², 2 П._з¹])
Не: 1с² , 2с², 2 П.⁶ (1с² , 2с², [2 стр_Икс², 2 П._И.², 2 П._з²])

Као што видимо у овим примерима, прво се попуњавају нивои са мање енергије, што су у овом случају с нивои, а затим ниво п.

Такође можемо приметити да се засићење нивоа дешава са инертним гасовима Хелијум и Неон.

У многим периодним системима као део података налазимо електронску структуру нивоа енергије и Укратко, у заградама налазимо инертни елемент пре елемента, а затим и остале нивое орбитале.

На пример, у случају натријума, можемо га видети представљеног на било који од ова два начина:

На: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с¹
На: [Не], 3с¹

Сада, ако погледамо графикон поднивоа, видећемо, на пример, да у елементима, попут калијума или Калцијум, упркос томе што је на нивоу 4, неће заузети 3д подниво, јер има већу енергију од ниво 4с. Дакле, према Боровом правилу, ниво 4с ће се прво заузети, пре 3д:

К: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с¹ - [Ар], 4 с¹
Ца: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с² - [Ар], 4 с²
Сц: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с¹, 3д¹ - [Ар], 4 с¹, 3д¹
Ти: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д² - [Ар], 4 с², 3д²

Редослед редоследа орбитала по Ауфбауовом принципу и који можемо утврдити посматрањем дијагонала графикона био би следећи:

1с², 2с², 2 П.⁶, 3с², 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д¹⁰, 5 стр⁶, 6с², 4ф¹⁴, 5 д¹⁰, 6п⁶, 7с²

Примери Ауфбау принципа

Представљање електронских нивоа неких елемената према Ауфбауовом принципу:

Да: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с², 3п² - [Не], 3с², 3п²
П: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с², 3п⁴ - [Не], 3с², 3п⁴
Ар: П: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с², 3п⁶ - [Не], 3с², 3п⁶
В: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д³ - [Ар], 4 с², 3д³
Вера: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д⁶ - [Ар], 4 с², 3д⁶
Зн: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰ - [Ар], 4 с², 3д¹⁰
Га: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п¹ - [Ар], 4 с², 3д¹⁰, 4п¹
Ге: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п² - [Ар], 4 с², 3д¹⁰, 4п²
Бр: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁵ - [Ар], 4 с², 3д¹⁰, 4п⁵
Кр: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶ - [Ар], 4 с², 3д¹⁰, 4п⁶
Рб: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с¹ - [Кр], 5с¹
Ср: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с² - [Кр], 5с²
И: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д¹ - [Кр], 5с², 4д¹
Зр: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д² - [Кр], 5с², 4д²
Аг: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д⁹ - [Кр], 5с², 4д⁹
ЦД: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д¹⁰ - [Кр], 5с², 4д¹⁰
И: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д⁹, 5 стр⁵ - [Кр], 5с², 4д⁹, 5 стр⁵
Ксе: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д¹⁰, 5 стр⁶ - [Кр], 5с², 4д¹⁰, 5 стр⁶
Цс: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д⁹, 5 стр⁶, 6с¹ - [Ксе], 6 с¹
Ба: 1с² , 2с², 2 П.⁶, 3с² , 3п⁶, 4с², 3д¹⁰, 4п⁶, 5с², 4д¹⁰, 5 стр⁶, 6с² - [Ксе], 6 с²