Диаграма на Моел в това, което се състои и решени упражнения

на Диаграма на Моел или методът на дъжд е графичен и мнемоничен метод за изучаване на правилото на Маделанг; това е, как да се напише електронната конфигурация на елемент. Характеризира се с проследяване на диагоналите през колоните на орбиталите и следвайки посоката на стрелката се установява подходящият ред за тях..

В някои части на света диаграмата на Moeller също е известна като метод на дъжд. Чрез нея се определя ред в запълването на орбиталите, които също се определят от трите квантови числа п, л и мл.

В горното изображение е показана проста диаграма на Moeller. Всяка колона съответства на различни орбитали: s, p, d и f, с техните съответни енергийни нива. Първата стрелка показва, че пълненето на който и да е атом трябва да започва с орбиталната 1s.

По този начин следващата стрелка трябва да започне с орбитата 2s, а след това с 2p, преминаваща през орбитата 3s. По този начин, като че ли е дъжд, се записват орбиталите и броят на електроните, които държат (4л+2).

Диаграмата на Moeller представлява въведение за тези, които изучават електронни конфигурации.

индекс

• 1 Какво представлява диаграмата на Moeller?
  • 1.1 Правилото на Маделунг
  • 1.2 Следващи стъпки
• 2 Упражнения са решени
  • 2.1 Берилий
  • 2.2 Фосфор
  • 2.3 Цирконий 
  • 2.4 Иридий
  • 2.5 Изключения от диаграмата на Moeller и правилото Madelung
• 3 Препратки

Какво е диаграмата на Моел?

Правилото на Маделанг

Тъй като диаграмата на Moeller се състои от графично представяне на правилото Madelung, е необходимо да се знае как работи последното. Попълването на орбиталите трябва да спазва следните две правила:

-Орбиталите с най-ниските стойности на п+л те се напълват първо п основния квантов номер и л Орбитален ъглови момент Например, орбитата 3d съответства на п= 3 и л= 2, следователно, п+л= 3 + 2 = 5; докато орбитата 4s съответства п= 4 и л= 0, и п+л= 4 + 0 = 4. От гореизложеното е установено, че електроните запълват орбиталите 4s първо от 3d.

-Ако две орбитали имат еднаква стойност п+л, електрони ще заемат първо този с най-ниската стойност на п. Например, орбитата на 3d има стойност от п+л= 5, подобно на 4р орбиталата (4 + 1 = 5); но тъй като 3d има най-ниската стойност п, първо ще запълни 4p.

От двете предишни наблюдения можете да достигнете следния ред за попълване на орбиталите: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Следвайки същите стъпки за различни стойности на п+л за всяка орбита се получават електронни конфигурации на други атоми; което на свой ред може да се определи графично по диаграмата на Moeller.

Следват стъпки

Правилото на Маделанг установява формулата п+л, с която електронната конфигурация може да бъде "въоръжена". Въпреки това, както е посочено, диаграмата на Moeller вече графично представя това; така че просто следвайте колоните и рисувайте диагонално стъпка по стъпка.

Как тогава започвате електронната конфигурация на атома? За да направите това, първо трябва да знаете атомния му номер Z, който по дефиниция за неутрален атом е равен на броя на електроните.

По този начин, с Z получавате броя на електроните и с оглед на това започвате да рисувате диагонали по диаграмата на Молер.

Орбиталите могат да приемат два електрона (прилагайки формула 4)л+2), p шест електрона, десетте d и f четиринадесетте. Той спира в орбиталната зона, където е зает последният подаден от Z електрон.

За по-нататъшно изясняване по-долу са представени редица решени упражнения.

Решени упражнения

берилий

Използвайки периодичната таблица, берилиевият елемент се намира със Z = 4; това означава, че четирите му електрона трябва да се намират в орбиталите.

Започвайки тогава с първата стрелка в диаграмата на Моел, орбитата 1s заема два електрона: 1s²; последвано от 2s орбитала, с два допълнителни електрона за добавяне на общо 4: 2s².

Следователно, електронната конфигурация на берилий, изразена като [Be], е 1s²2s². Отбележете, че сумата на индекса е равна на броя на общите електрони.

фосфор

Фосфорният елемент има Z = 15 и следователно има общо 15 електрона, които трябва да заемат орбиталите. За да се придвижите напред, започнете веднага с конфигурацията 1s²2s², който съдържа 4 електрона. Тогава ще изчезнат още 9 електрона.

След орбитата 2s, следващата стрелка "влиза" през орбитата 2p, като в крайна сметка попада в орбиталната 3s. Тъй като 2р орбиталите могат да заемат 6 електрона и 3s 2 електрона, имаме: 1s²2s²2P⁶3S².

Все още липсват още три електрона, които заемат следната 3р орбитала съгласно схемата на Молер: 1s²2s²2P⁶3S²3p³, електронна фосфорна конфигурация [P].

цирконий

Циркониевият елемент има Z = 40. Скъсява се път с 1s конфигурация²2s²2P⁶3S²3p⁶, с 18 електрона (този на благородния газ аргон), 22 електрона ще липсват. След 3р орбиталата, следните попълване съгласно диаграмата на Moeller са 4s, 3d, 4p и 5s орбитали.

Запълването им напълно, т.е. 4s², 3d¹⁰, 4P⁶ и 5s², добавени са общо 20 електрона. Следователно останалите 2 електрона се намират в следващата орбитала: 4d. Така, електронната конфигурация на циркония, [Zr] е: 1s²2s²2P⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4P⁶5S²4d².

иридий

Иридийът има Z = 77, така че има 37 допълнителни електрона по отношение на циркония. Започвайки от [Cd], т.е. 1s²2s²2P⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4P⁶5S²4d¹⁰, трябва да добавите 29 електрона със следните орбитали на диаграмата на Молер.

Проследявайки нови диагонали, новите орбитали са: 5p, 6s, 4f и 5d. Запълвайки изцяло първите три орбитали, имаме: 5p⁶, 6s² и 4f¹⁴, да даде общо 22 електрона.

Така че липсват 7 електрона, които са в орбита 5d: 1s²2s²2P⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4P⁶5S²4d¹⁰5 пенса⁶6s²4е¹⁴5г⁷.

Предишният е електронната конфигурация на иридий, [Go]. Имайте предвид, че 6s орбитали² и 5d⁷ те са подчертани с удебелен шрифт, за да покажат, че те съответстват правилно на валентния слой на този метал.

Изключения от диаграмата на Moeller и правилото на Madelung

Има много елементи в периодичната таблица, които не се подчиняват на току-що обяснено. Техните електронни конфигурации се различават експериментално от тези, предвидени за квантовите причини.

Сред елементите, които представят тези несъответствия са: хром (Z = 24), мед (Z = 29), сребро (Z = 47), родий (Z = 45), церий (Z = 58), ниобий (Z = 41). и много други.

Изключенията са много чести при запълването на d и f орбиталите. Например, хромът трябва да има 4-валентна конфигурация²3d⁴ според диаграмата на Moeller и правилото на Madelung, но това е наистина 4s¹3d⁵.

Също така, и накрая, валентната конфигурация на среброто трябва да бъде 5s²4d⁹; но наистина е 5s¹4d¹⁰.

препратки

1. Gavira J. Vallejo M. (6 август 2013 г.). Изключения от правилото Madelung и диаграмата на Moeller в електронната конфигурация на химичните елементи. Възстановен от: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Какво представлява електронната конфигурация? Изтеглено от: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Диаграма на Моел. Изтеглено от: en.wikipedia.org
4. Dummies. (2018). Как да представим електроните в диаграма на енергийното ниво. Изтеглено от: dummies.com
5. Корабен Р. (2016). Ред за попълване на електроните държави. Изтеглено от: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu