AUFBAU Prensibi Örneği

aufbau prensibi (kompozisyon) atom fiziğinin bir ilkesidir. Elektronların atomun çekirdeği etrafındaki yörüngelerindeki düzenini açıklar..

Atomun özelliklerini anlamamızı sağlayan yapısı ve konfigürasyonu üzerine yapılan çeşitli çalışmalar birçok araştırmacının incelemesine konu olmuştur. Bunlar arasında dikkate değer olanı, Ernest Rutherford tarafından önerilen atom modelini mükemmelleştiren Danimarkalı fizikçi Niels Bohr'un çalışmasıdır.

Modeli aşağıdaki özelliklere sahiptir: elektron dairesel yörüngelerde dönerken atomun çekirdeği merkezi işgal eder. Dairesel yörüngede neden enerji kaybetmediğini açıklamak, dalga davranışı ve dalga davranışı keşiflerini göz önünde bulundurarak. Elektronların sahip olduğu aynı parçacık zamanı, elektronların enerji seviyesinden diğerine atladığını, yayarak veya soğurduğunu düşündü. Enerji.

Bu yörünge seviyelerinin 2n denklemi tarafından yönetildiğini biliyor muydunuz?²Başka bir deyişle, bir yörüngedeki maksimum elektron sayısı, yörünge sayısının karesinin iki katına eşittir. Bugüne kadar bilinen elementler için, K yörüngesinin 2 elektrona, L'nin 8 elektrona sahip olduğu 7 bilinen yörüngemiz var; M 18 elektron içerir, N 32 içerir, O 50 içerir, P 72 içerir ve Q 98 içerir.

Elektronların dört kuantum sayısına sahip olduğu da keşfedilmişti: çekirdekten uzaklıklarını gösteren n asli; manyetik kuantum sayısı m'nin (s, p, d, f, vb.) bulunduğu yörüngeyi gösteren azimut kuantum sayısı, l bir yörünge içindeki yörüngesini ve pozitif veya negatif olabilen bir dönüş sayısı olan s'yi belirler. 1/2. Aynı yoldaki iki elektron (aynı sayılar n ve l), aynı anda aynı manyetik kuantum sayısına veya aynı dönüş sayısına sahip olamaz. Yani, bir atomdaki iki elektron, dört eşit kuantum sayısının tümüne sahip olamaz (Pauli dışlama ilkesi)

Bu, farklı elektronların aynı yörünge seviyesinde bir arada bulunması için seviyelerin, enerjiler, her biri sırayla yalnızca bir çift içerebilen yörüngelere bölünmüş olan alt seviyelere ayrılır. elektronlar.

Bu gözleme göre, enerji seviyesi K, bir veya iki elektron tarafından işgal edilebilen, s seviyesi olarak adlandırılan sadece bir alt seviye içerir.

Bir sonraki seviye, L, dört elektronik alt seviyeye sahip olacaktır: 2s olarak adlandırılan bir seviye s ve 2p olarak adlandırılan ve sırasıyla 2p olarak adlandırılan üç yörüngeden oluşan bir seviye._x, 2 P_Y ve 2p_z. Üçüncü seviye aşağıdaki alt seviyelere sahip olacaktır: 3s, 3p ve 3d. 3B alt seviye, her biri iki elektron tarafından işgal edilecek 5 yörüngeye sahip olacaktır. Aşağıdaki seviyelerde f, g, h ve i harfleriyle eklenecek yörüngeler olabilir.

Buna elektronların bir enerji seviyesini tamamlamaya yetmediği durumlarda, yörüngelerde dağılmış olduklarını ekliyoruz. (Hund kuralı).

Bu alt seviyeler ve yörüngeler rastgele doldurulmaz. Yörüngelerdeki elektronlar, önce düşük enerji seviyelerini, ardından daha yüksek enerji seviyelerini doldurarak düzenlenir. Bu grafiksel olarak gösterilir ve bu nedenle testere veya köşegen kuralı olarak adlandırılır.

Önceki kurallara göre, periyodik tablonun ilk 10 elementinin yörünge seviyeleri aşağıdaki şekilde temsil edilir:

H: 1s¹
O: 1s²
Li: 1s² , 2s¹
Olmak: 1s² , 2s²
B: 1s² , 2s²,2P¹ (1s² , 2s²,[2 P_x¹)
C: 1s² , 2s²,2P² (1s² , 2s²,[2 P_x¹,2P_Y¹])
N: 1s² , 2s²,2P³ (1s² , 2s²,[2 P_x¹,2P_Y¹,2P_z¹])
O: 1s² , 2s²,2P⁴ (1s² , 2s²,[2 P_x²,2P_Y¹,2P_z¹])
F: 1s² , 2s²,2P⁵ (1s² , 2s²,[2 P_x²,2P_Y²,2P_z¹])
Ne: 1s² , 2s²,2P⁶ (1s² , 2s²,[2 P_x²,2P_Y²,2P_z²])

Bu örneklerde gördüğümüz gibi, önce enerji seviyesi daha az olan seviyeler doldurulur, ki bu durumda s seviyeleri ve ardından p seviyesi.

Seviyelerin doygunluğunun inert gazlar Helyum ve Neon ile gerçekleştiğini de gözlemleyebiliriz.

Birçok periyodik tabloda, verilerin bir parçası olarak enerji seviyelerinin elektronik yapısını buluruz ve Kısacası, parantez içinde öğeden önceki eylemsiz öğeyi ve ardından geri kalan seviyeleri buluruz. yörüngeler.

Örneğin, sodyum durumunda, onun şu iki yoldan biriyle temsil edildiğini görebiliriz:

Na: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s¹
Na: [Ne], 3s¹

Şimdi, alt seviyelerin grafiğine bakarsak, örneğin Potasyum veya Kalsiyum, 4. seviyede olmasına rağmen, daha yüksek enerjiye sahip olduğu için 3d alt seviyesini işgal etmeyecektir. seviye 4s. Yani Bohr'un kuralına göre, 3d'den önce seviye 4'ler işgal edilecek:

K: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s¹ - [Ar], 4s¹
Ca: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s² - [Ar], 4s²
SC: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s¹, 3 boyutlu¹ - [Ar], 4s¹, 3 boyutlu¹
Ti: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu² - [Ar], 4s², 3 boyutlu²

Aufbau ilkesine göre ve grafiğin köşegenlerini gözlemleyerek çıkarabileceğimiz yörüngelerin sırası şu şekilde olacaktır:

1s², 2s²,2P⁶, 3s², 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d¹⁰,5 s⁶, 6s², 4f¹⁴,5 gün¹⁰, 6p⁶, 7s²

Aufbau ilkesinin örnekleri

Aufbau ilkesine göre bazı elementlerin elektronik seviyelerinin temsili:

Evet: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s², 3p² - [Ne], 3s², 3p²
S: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s², 3p⁴ - [Ne], 3s², 3p⁴
Ar: P: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s², 3p⁶ - [Ne], 3s², 3p⁶
V: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu³ - [Ar], 4s², 3 boyutlu³
İnanç: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu⁶ - [Ar], 4s², 3 boyutlu⁶
Zn: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰ - [Ar], 4s², 3 boyutlu¹⁰
Ga: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p¹ - [Ar], 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p¹
Ge: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p² - [Ar], 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p²
Br: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁵ - [Ar], 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁵
Kr: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶ - [Ar], 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶
Rb: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s¹ - [Kr], 5s¹
Sn: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s² - [Kr], 5s²
Y: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d¹ - [Kr], 5s², 4d¹
Zr: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d² - [Kr], 5s², 4d²
Ag: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d⁹ - [Kr], 5s², 4d⁹
Cd: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d¹⁰ - [Kr], 5s², 4d¹⁰
ben: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d⁹,5 s⁵ - [Kr], 5s², 4d⁹,5 s⁵
Xe: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d¹⁰,5 s⁶ - [Kr], 5s², 4d¹⁰,5 s⁶
C: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d⁹,5 s⁶, 6s¹ - [Xe], 6s¹
Ba: 1s² , 2s²,2P⁶, 3s² , 3p⁶, 4s², 3 boyutlu¹⁰, 4p⁶, 5s², 4d¹⁰,5 s⁶, 6s² - [Xe], 6s²