Moeller diagram i hva det består av og løste øvelser

den Moeller diagram eller regn metode er en grafisk og mnemonic metode for å lære Madelung regel; det vil si hvordan man skriver den elektroniske konfigurasjonen av et element. Den er karakterisert ved å trekke en diagonal av søyler orbitaler, og retningen av pilen riktig rekkefølge derav settes til et atom.

I noen deler av verden er Moeller-diagrammet også kjent som regn metode. Gjennom det er en ordre definert i fyllingen av orbitaler, som også er definert av de tre kvante tallene n, l og ml.

I det øvre bildet vises et enkelt Moeller-diagram. Hver kolonne tilsvarer forskjellige orbitaler: s, p, d og f, med deres respektive energinivåer. Den første pilen indikerer at fyllingen av et hvilket som helst atom må begynne med 1s-banen.

Således må neste pil starte med 2s-omgangen, og deretter med 2p går gjennom 3s-banen. På denne måten, som om det var regn, blir orbitalene og antallet elektroner de holder registrert (4l+2).

Moeller-diagrammet representerer en introduksjon for de som studerer elektroniske konfigurasjoner.

index

• 1 Hva er Moeller-diagrammet?
  • 1.1 Madelung regel
  • 1.2 trinn for å følge
• 2 Oppgaver løst
  • 2.1 Beryllium
  • 2,2 fosfor
  • 2.3 Zirkonium 
  • 2.4 Iridium
  • 2.5 Unntak fra Moeller-diagrammet og Madelung-regelen
• 3 referanser

Hva er Moeller-diagrammet?

Madelungs regel

Fordi Moeller-diagrammet består av en grafisk fremstilling av Madelung-regelen, er det nødvendig å vite hvordan sistnevnte fungerer. Fylling av orbitaler må overholde følgende to regler:

-Orbitaler med de laveste verdiene av n+l de fyller først, blir n hovedkvantumnummeret og l Orbital vinkelmoment For eksempel svarer 3d orbital til n= 3 og l= 2, derfor, n+l= 3 + 2 = 5; mens 4s-banen svarer til n= 4 og l= 0, og n+l= 4 + 0 = 4. Av det foregående er det fastslått at elektronene fyller orbitalet 4s først enn 3d.

-Hvis to orbitaler har samme verdi av n+l, elektronene vil okkupere først den med den laveste verdien av n. For eksempel har 3d orbitalt en verdi på n+l= 5, som 4p orbitalt (4 + 1 = 5); men siden 3d har den laveste verdien av n, det fyller først den 4p.

Fra de to foregående observasjonene kan du nå følgende rekkefølge for å fylle orbitaler: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Følg de samme trinnene for forskjellige verdier av n+l for hver orbit er de elektroniske konfigurasjonene av andre atomer oppnådd; som i sin tur også kan bestemmes av Moeller-diagrammet grafisk.

Fremgangsmåte for å følge

Madelungs regel etablerer formelen n+l, med hvilken den elektroniske konfigurasjonen kan være "bevæpnet". Imidlertid, som nevnt, representerer Moeller-diagrammet allerede dette grafisk; så følg bare kolonnene dine og trekk diagonalt trinnvis.

Hvordan starter du da den elektroniske konfigurasjonen av et atom? For å gjøre dette må du først kjenne sitt atomnummer Z, som per definisjon for et nøytralt atom er lik antall elektroner.

Således, med Z får du antall elektroner, og med dette i tankene begynner du å tegne diagonaler ved Moeller-diagrammet.

Orbitalerne kan ta imot to elektroner (bruk formel 4)l+2), de seks elektroner, de ti d og f fjorten. Det stopper ved orbitalet hvor den siste elektronen gitt av Z var opptatt.

For ytterligere avklaring, nedenfor er en serie løste øvelser.

Løste oppgaver

beryllium

Ved bruk av periodisk tabell er berylliumelementet plassert med en Z = 4; det vil si at de fire elektronene må være plassert i orbitalerne.

Fra og med den første pilen i Moeller-diagrammet, inntar 1s-bane to elektroner: 1s²; etterfulgt av 2s-bane, med to ekstra elektroner for å legge til 4 totalt: 2s².

Derfor er den elektroniske konfigurasjonen av beryllium, uttrykt som [Be], 1s²2s². Legg merke til at superskript summen er lik antall totale elektroner.

fosfor

Fosforelementet har en Z = 15, og derfor har det totalt 15 elektroner som må okkupere orbitaler. For å gå videre, starter du samtidig med 1s konfigurasjon²2s², som inneholder 4 elektroner. Da ville 9 flere elektroner mangle.

Etter 2-bane, kommer den neste pilen "inn i" gjennom 2p-banen, og faller til slutt i 3-tallsbanen. Som 2p-orbitaler kan oppta 6 elektroner og 3s 2-elektroner, har vi: 1s²2s²2p⁶3S².

Tre mangler elektroner mangler fortsatt, som opptar følgende 3p-bane i henhold til Moeller-diagrammet: 1s²2s²2p⁶3S²3p³, elektronisk fosfor konfigurasjon [P].

zirkonium

Zirkoniumelementet har en Z = 40. Forkortingsbane med 1s konfigurasjon²2s²2p⁶3S²3p⁶, med 18 elektroner (den av argon-edelgassen) ville 22 elektroner mangle. Etter 3p, følgende i fylt i samsvar med diagrammet blir 4s orbitaler Moeller, 3d, 4p og 5s.

Fyll dem helt, det vil si 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ og 5s², i alt 20 elektroner blir tilsatt. De resterende 2 elektronene er derfor plassert i neste omgang: 4d. Således er den elektroniske konfigurasjonen av zirkonium, [Zr]: 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d².

iridium

Iridium har en Z = 77, så den har 37 ekstra elektroner med hensyn til zirkonium. Starter fra [Cd], det vil si 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰, du må legge til 29 elektroner med følgende orbitaler av Moeller-diagrammet.

Sporer nye diagonaler, de nye orbitaler er: 5p, 6s, 4f og 5d. Fylling av de første tre orbitaler helt har vi: 5p⁶, 6s² og 4f¹⁴, å gi totalt 22 elektroner.

Så det mangler 7 elektroner, som er i 5d: 1s bane²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Den forrige er den elektroniske konfigurasjonen av iridium, [Go]. Merk at 6s orbitals² og 5d⁷ De er uthevet med fet skrift for å indikere at de stemmer riktig til valenslaget av dette metallet.

Unntak fra Moeller-diagrammet og Madelung-regelen

Det er mange elementer i det periodiske tabellen som ikke overholder det som nettopp har blitt forklart. Deres elektroniske konfigurasjoner varierer eksperimentelt fra de som forutses av kvanteårsaker.

Blant de elementer som fremmer disse uoverensstemmelser er: krom (Z = 24), kobber (Z = 29), sølv (Z = 47), rhodium (Z = 45), cerium (Z = 58), niob (Z = 41) og mange flere.

Unntakene er svært vanlige i fyllingen av d- og f-orbitaler. For eksempel bør krom ha en 4s valensekonfigurasjon²3d⁴ ifølge Moellers diagram og Madelungs regel, men det er virkelig 4s¹3d⁵.

Også, og til slutt, valenskonfigurasjonen av sølvet skal være 5s²4d⁹; men det er virkelig 5s¹4d¹⁰.

referanser

1. Gavira J. Vallejo M. (6. august 2013). Unntak fra Madelung-regelen og Moeller-diagrammet i den elektroniske konfigurasjonen av de kjemiske elementene. Gjenopprettet fra: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Hva er elektronisk konfigurasjon? Hentet fra: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Moeller diagram. Hentet fra: en.wikipedia.org
4. Dummies. (2018). Hvordan representere elektroner i et energinivådiagram. Hentet fra: dummies.com
5. Skip R. (2016). Fyllingsordre for elektronstater. Hentet fra: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu