Forklar de regler, der bestemmer, hvordan elektroner er arrangeret omkring atomer kerner?

Reglerne for elektronarrangement:

Arrangementet af elektroner omkring et atoms kerne styres af et sæt regler baseret på kvantemekanik. Her er en sammenbrud:

1. Kvantenumre:

* hovedkantenummer (n): Beskriver elektronens energiniveau. Højere 'n' betyder højere energi. Det kan være ethvert positivt heltal (1, 2, 3, ...), hvor 1 er jordtilstanden.

* vinkelmomentum eller azimuthal kvantetal (L): Beskriver formen på elektronens orbital. Det spænder fra 0 til N-1.

* L =0:S Orbital (sfærisk)

* L =1:P orbital (håndvægtformet)

* L =2:D Orbital (mere komplekse former)

* l =3:f orbital (endnu mere komplekse former)

* Magnetisk kvantenummer (ML): Beskriver orienteringen af ​​orbitalen i rummet. Det kan påtage sig værdier fra -l til +l, inklusive 0. Så for l =1 (p orbitaler) er der ml =-1, 0, +1, hvilket giver tre p orbitaler orienteret langs x-, y- og z -akserne.

* spin kvantenummer (MS): Beskriver den iboende vinkelmoment for et elektron, der kvantificeres og visualiseres ofte som elektronet "spinning." Det kan være enten +1/2 eller -1/2.

2. Aufbau -princip:

* Elektroner udfylder orbitaler i rækkefølge af stigende energi.

* Fyldningsordenen er baseret på den diagonale regel (undertiden kaldet Madelung -reglen).

3. Pauli Exclusion Principle:

* Ingen to elektroner i et atom kan have det samme sæt med alle fire kvantetal.

* Dette betyder, at hver orbital maksimalt kan rumme to elektroner med modsatte spins.

4. Hunds regel:

* Inden for et underskal (f.eks. 2P -underskalet) vil elektroner individuelt besætte hver orbital inden for dette underskal, før de parrer sig.

* Dette maksimerer antallet af uparrede elektroner og minimerer elektronelektron-frastødning.

5. Elektronisk konfiguration:

Arrangementet af elektroner i et atom kaldes dets elektroniske konfiguration. Det er skrevet i formularen:

(n) l^(antal elektroner i det underskal)

For eksempel er den elektroniske konfiguration af nitrogen 1S² 2s² 2p³.

Eksempel:

Lad os se på den elektroniske konfiguration af ilt (atomnummer 8):

1. aufbau -princip: Efter den diagonale regel udfylder vi orbitaler i rækkefølgen 1s, 2s, 2p.

2. Pauli Ekskluderingsprincip: Hver orbital kan maksimalt holde to elektroner med modsatte spins.

3. Hunds regel: Inden for underskalet 2P placerer vi et elektron i hver af de tre 2p -orbitaler, før vi parrer op på elektroner.

Derfor er den elektroniske konfiguration af ilt:1S² 2S² 2P⁴

Bemærk: Disse regler giver en ramme for forståelse af, hvordan elektroner distribueres omkring kernen. Imidlertid er elektronernes opførsel kompleks, og kvantemekanik spiller en betydelig rolle i at forklare deres opførsel.