Moellerov diagram v tom, čo pozostáva a riešené cvičenia

Schéma Moeller alebo metóda dažďa je grafická a mnemotechnická metóda na učenie sa Madelungovho pravidla; to znamená, ako napísať elektronickú konfiguráciu prvku. Je charakterizovaná sledovaním uhlopriečok cez stĺpce orbitálov a podľa smeru šípky je pre atóm určený príslušný poriadok..

V niektorých častiach sveta je Moellerov diagram tiež známy ako metóda dažďa. Prostredníctvom neho je v náplni orbitálov definovaný poriadok, ktorý je tiež definovaný tromi kvantovými číslami n, l a ml.

V hornom obrázku je znázornený jednoduchý Moellerov diagram. Každý stĺpec zodpovedá rôznym orbitálom: s, p, d a f, s ich príslušnými úrovňami energie. Prvá šípka označuje, že naplnenie akéhokoľvek atómu musí začínať orbitálom 1s.

Nasledujúca šípka musí teda začínať s orbitálom 2s a potom s 2p prechádzajúcim cez 3s orbitál. Týmto spôsobom, ako keby išlo o dážď, zaznamenávajú sa orbitály a počet elektrónov, ktoré zadržiavajú (4)l+2).

Schéma Moeller predstavuje úvod pre tých, ktorí študujú elektronické konfigurácie.

index

• 1 Čo je to Moellerov diagram?
  • 1.1 Pravidlo Madelung
  • 1.2
• 2 Riešené úlohy
  • 2.1 Berýlium
  • 2.2 Fosfor
  • 2.3 Zirkónium 
  • 2.4 Irídium
  • 2.5 Výnimky z Moellerovho diagramu a pravidla Madelung
• 3 Odkazy

Čo je to Moellerov diagram?

Madelungovo pravidlo

Pretože Moellerov diagram pozostáva z grafického znázornenia pravidla Madelung, je potrebné vedieť, ako to funguje. Vyplnenie orbitálov sa musí riadiť nasledujúcimi dvoma pravidlami:

-Orbitály s najnižšou hodnotou n+l naplnia sa ako prvé, bytia n hlavné kvantové číslo a l Orbitálny moment hybnosti Napríklad 3d orbitál zodpovedá n= 3 a l= 2, n+l= 3 + 2 = 5; zatiaľ čo orbitál 4s zodpovedá n= 4 a l= 0, a n+l= 4 + 0 = 4. Z vyššie uvedeného je zrejmé, že elektróny vyplňujú orbitál 4s ako prvý.

-Ak majú dve orbitály rovnakú hodnotu n+l, elektróny obsadia prvé miesto s najnižšou hodnotou n. Napríklad 3D orbitál má hodnotu n+l= 5, podobne ako 4p orbitál (4 + 1 = 5); ale keďže 3d má najnižšiu hodnotu n, vyplní najprv, že 4p.

Z dvoch predchádzajúcich pozorovaní môžete dosiahnuť nasledujúce poradie naplnenia orbitálov: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Pri rovnakých krokoch pre rôzne hodnoty n+l pre každú orbitálu sa získajú elektronické konfigurácie iných atómov; ktorý môže byť tiež určený grafom Moeller.

Kroky, ktoré treba nasledovať

Madelungove pravidlo stanovuje vzorec n+l, s ktorým môže byť elektronická konfigurácia „zapnutá“. Ako už bolo uvedené, Moellerov diagram to už graficky reprezentuje; tak len sledujte svoje stĺpce a nakreslite šikmo krok za krokom.

Ako začať elektronickú konfiguráciu atómu? Aby ste to dosiahli, musíte najprv poznať jeho atómové číslo Z, ktoré sa pre neutrálny atóm podľa definície rovná počtu elektrónov.

Tak, s Z dostanete počet elektrónov, as týmto vedomím začnete kresliť uhlopriečky podľa Moellerovho diagramu.

Orbitály môžu ubytovať dva elektróny (s použitím vzorca 4)l+2), p šesť elektrónov, desať d a f štrnásť. Zastavuje sa na orbitáli, kde bol obsadený posledný elektrón Z.

Pre ďalšie objasnenie, nižšie sú série riešených cvičení.

Vyriešené cvičenia

berýlium

Pomocou periodickej tabuľky sa prvok berýlia nachádza so Z = 4; to znamená, že jeho štyri elektróny musia byť umiestnené v orbitaloch.

Počnúc prvou šípkou v Moellerovom diagrame, orbitál 1s zaberá dva elektróny: 1s²; nasledované orbitálom 2s, s dvoma ďalšími elektrónmi na pridanie 4 celkom: 2s².

Preto je elektronická konfigurácia berýlia, vyjadrená ako [Be], 1s²2s². Všimnite si, že súčet horných indexov sa rovná počtu celkových elektrónov.

fosfor

Fosforový prvok má Z = 15, a preto má celkom 15 elektrónov, ktoré musia obsiahnuť orbitály. Ak sa chcete posunúť dopredu, začnete naraz s konfiguráciou 1s²2s², ktorý obsahuje 4 elektróny. Potom by chýbalo 9 ďalších elektrónov.

Po 2s orbital, ďalšia šípka "vstúpi" cez orbitál 2p, nakoniec spadajúci do 3s orbitálu. Keďže 2p orbitály môžu obsadiť 6 elektrónov a 3s 2 elektróny, máme: 1s²2s²2p⁶3S².

Ešte stále chýbajú tri elektróny, ktoré zaberajú nasledujúci 3p orbitál podľa Moellerovho diagramu: 1s²2s²2p⁶3S²3p³, konfigurácia elektronického fosforu [P].

zirkón

Zirkónový prvok má Z = 40. Skrátenie cesty s konfiguráciou 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶, s 18 elektrónmi (to je ušľachtilý plyn argónu) bude chýbať 22 elektrónov. Po orbitáli 3p sú nasledujúce v plnení podľa Moellerovho diagramu orbitály 4s, 3d, 4p a 5s.

Vyplnenie je úplne, to znamená, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ a 5s², pridá sa celkom 20 elektrónov. Zostávajúce 2 elektróny sú preto umiestnené v nasledujúcej orbitáli: 4d. Takže elektronická konfigurácia zirkónia, [Zr] je: 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d².

irídium

Iridium má Z = 77, takže má 37 ďalších elektrónov vzhľadom na zirkónium. Počnúc [Cd], to znamená 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰, musíte pridať 29 elektrónov s nasledujúcimi orbitálmi Moellerovho diagramu.

Sledovanie nových uhlopriečok, nové orbitály sú: 5p, 6s, 4f a 5d. Naplnenie prvých troch orbitálov úplne máme: 5p⁶, 6s² a 4f¹⁴, aby sa získalo celkom 22 elektrónov.

Chýba teda 7 elektrónov, ktoré sú v orbitáli 5d: 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Predchádzajúca je elektronická konfigurácia irídia, [Go]. Všimnite si, že 6s orbitals² a 5d⁷ sú zvýraznené tučným písmom, čo znamená, že zodpovedajú koreňovej vrstve tohto kovu.

Výnimky z Moellerovho diagramu a pravidla Madelung

V periodickej tabuľke je veľa prvkov, ktoré nie sú v súlade s tým, čo bolo vysvetlené. Ich elektronické konfigurácie sa experimentálne líšia od tých, ktoré boli predpovedané z kvantových dôvodov.

Medzi prvkami, ktoré predstavujú tieto nesúlady, patria: chróm (Z = 24), meď (Z = 29), striebro (Z = 47), ródium (Z = 45), cér (Z = 58), niób (Z = 41) a mnoho ďalších.

Výnimky sú veľmi časté pri vypĺňaní orbitálov d a f. Napríklad chróm by mal mať 4-valenčnú konfiguráciu²3d⁴ podľa Moellerovho diagramu a Madelungovho pravidla, ale je to naozaj 4s¹3d⁵.

A nakoniec, valenčná konfigurácia striebra by mala byť 5s²4d⁹; ale je to naozaj 5s¹4d¹⁰.

referencie

1. Gavira J. Vallejo M. (6. augusta 2013). Výnimky z pravidla Madelung a Moellerov diagram v elektronickej konfigurácii chemických prvkov. Obnovené z: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Čo je to elektronická konfigurácia? Zdroj: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Schéma Moeller. Zdroj: en.wikipedia.org
4. Figuríny. (2018). Ako reprezentovať elektróny v diagrame energetickej hladiny. Zdroj:: dummies.com
5. Ship R. (2016). Poradie naplnenia elektrónových štátov. Zdroj: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu