任意の元素の原子の電子配置を書く方法

著者: Florence Bailey
作成日: 21 行進 2021
更新日: 1 J 2024
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【化学基礎】 物質の構成19 電子殻と電子配置 (11分)
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電子配置 原子はその電子軌道の数値表現です。電子軌道は、原子核の周りにあるさまざまな形状の領域であり、電子が数学的に可能性があります。電子配置は、原子が持つ電子軌道の数をすばやく簡単に読者に伝え、各軌道の電子数を決定するのに役立ちます。この記事を読むと、電子配置を生成する方法をマスターできます。

ステップ

方法1/2:D。I。メンデレーエフの周期表を使用した電子の分布

  1. 1 原子の原子番号を見つけます。 各原子には、特定の数の電子が関連付けられています。周期表で原子の記号を見つけます。原子番号は、1(水素の場合)から始まり、後続の原子ごとに1ずつ増加する正の整数です。原子番号は、原子内のプロトンの数であるため、電荷がゼロの原子内の電子の数でもあります。
  2. 2 原子の電荷を決定します。 中性原子は、周期表に示されているのと同じ数の電子を持ちます。ただし、荷電原子は、その電荷の量に応じて、より多くのまたはより少ない電子を持ちます。荷電原子を使用している場合は、次のように電子を加算または減算します。負の電荷ごとに1つの電子を加算し、正の電荷ごとに1つ減算します。
    • たとえば、電荷が-1のナトリウム原子には余分な電子があります 更に つまり、原子全体で12個の電子が発生します。
    • 電荷が+1のナトリウム原子について話している場合、基本原子番号11から1つの電子を引く必要があります。したがって、原子には10個の電子があります。
  3. 3 軌道の基本的なリストを覚えておいてください。 電子の数が増えると、それらは特定の順序に従って原子の電子殻のさまざまなサブレベルを満たします。電子殻の各サブレベルは、満たされると、偶数の電子を含みます。次のサブレベルを使用できます。
    • s-サブレベル (文字「s」の前にある電子配置の任意の数)には、単一の軌道が含まれ、 パウリの原理、1つの軌道には最大2つの電子を含めることができるため、電子殻の各sサブレベルに2つの電子が存在する可能性があります。
    • p-サブレベル 3つの軌道を含むため、最大6つの電子を含めることができます。
    • d-サブレベル 5つの軌道が含まれているため、最大10個の電子を持つことができます。
    • f-サブレベル 7つの軌道が含まれているため、最大14個の電子を持つことができます。
    • g-、h-、i-およびk-サブレベル 理論的です。これらの軌道に電子を含む原子は不明です。 gサブレベルには9つの軌道が含まれているため、理論的には18個の電子を持つことができます。 hサブレベルは11個の軌道と最大22個の電子を持つことができます。 iサブレベルの-13軌道と最大26個の電子。 kサブレベルで-15軌道と最大30電子。
    • ニーモニックトリックを使用して、軌道の順序を記憶します。
      NSober NS物理学者 NSない NSind NSiraffes NSiding NSNS Kitchens(地味な物理学者はキリンが台所に隠れているのを見つけません)。
  4. 4 電子配置記録を理解します。 電子配置は、各軌道の電子数を明確に反映するように記録されます。軌道は順番に書き込まれ、各軌道の原子数は軌道名の右側に上付き文字で示されます。完成した電子配置は、一連のサブレベル指定と上付き文字の形式を取ります。
    • たとえば、最も単純な電子構成: 1秒2秒2p。 この構成は、1sサブレベルに2つの電子、2sサブレベルに2つの電子、および2pサブレベルに6つの電子があることを示しています。 2 + 2 + 6 =合計10個の電子。これは中性ネオン原子の電子配置です(ネオン原子番号は10です)。
  5. 5 軌道の順序を覚えておいてください。 電子軌道は、電子殻番号の昇順で番号が付けられていますが、エネルギーの昇順で番号が付けられていることに注意してください。たとえば、満たされた4s軌道は、部分的に満たされたまたは満たされた3dよりもエネルギーが少ない(または移動性が低い)ため、4s軌道が最初に記録されます。軌道の順序がわかれば、原子内の電子の数に応じて簡単に軌道を埋めることができます。軌道を埋める順序は次のとおりです。 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、7p。
    • すべての軌道が満たされている原子の電子配置は、次の形式になります。1s2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p
    • 上記のエントリは、すべての軌道が満たされている場合、周期表で最も番号の大きい原子である元素Uuo(ununoctium)118の電子配置であることに注意してください。したがって、この電子配置には、中性荷電原子の現在知られているすべての電子サブレベルが含まれています。
  6. 6 原子内の電子の数に応じて軌道を埋めます。 たとえば、中性カルシウム原子の電子配置を書き留めたい場合は、周期表でその原子番号を探すことから始めなければなりません。原子番号は20なので、上記の順序で20個の電子を持つ原子の構成を記述します。
    • 20番目の電子に到達するまで、上記の順序で軌道を埋めます。最初の1s軌道には2つの電子が含まれ、2s軌道にも2つ、2p-6、3s-2、3p-6、および4s-2(2 + 2 + 6 +2 + 6 + 2 = 20)が含まれます。言い換えれば、カルシウムの電子配置は次のとおりです。 1s 2s 2p 3s 3p4s。
    • 軌道はエネルギーの昇順であることに注意してください。たとえば、4番目のエネルギーレベルに移動する準備ができたら、最初に4s軌道を書き留めます。 それから 3D。 4番目のエネルギーレベルの後、同じ順序が繰り返される5番目に進みます。これは、3番目のエネルギーレベルの後でのみ発生します。
  7. 7 視覚的な手がかりとして周期表を使用してください。 周期表の形状が電子配置の電子サブレベルの順序に対応していることにお気づきかもしれません。たとえば、左から2番目の列の原子は常に「s」で終わり、薄い中央セクションの右端の原子は常に「d」で終わります。周期表は、構成を書くための視覚的なガイドとして使用してください。軌道に追加する順序は、テーブル内の位置に対応しているためです。下記参照:
    • 特に、左端の2つの列には、電子配置がs軌道で終わる原子が含まれ、表の右側のブロックには、構成がp軌道で終わる原子が含まれ、下部の原子はf軌道で終わります。
    • たとえば、塩素の電子配置を書き留めるときは、次のように考えます。「この原子は周期表の3行目(または「周期」)にあります。また、p軌道ブロックの5番目のグループにもあります。したがって、その電子配置は..3pで終わります。
    • 注意:表のd軌道とf軌道の領域にある元素は、それらが配置されている期間に対応しないエネルギーレベルによって特徴付けられます。たとえば、d軌道を持つ要素のブロックの最初の行は4番目の周期にありますが、3d軌道に対応し、f軌道を持つ要素の最初の行は4f軌道に対応します。第6期です。
  8. 8 長い電子構成を作成するための省略形を学びます。 周期表の右端にある原子は 希ガス。 これらの元素は化学的に非常に安定しています。長い電子配置を作成するプロセスを短縮するには、原子よりも少ない電子を持つ最も近い希ガスの化学記号を四角い括弧で囲み、その後の軌道レベルの電子配置を作成し続けます。下記参照:
    • この概念を理解するには、構成例を作成すると便利です。希ガスの略語を使用して、亜鉛(原子番号30)の構成を記述しましょう。完全な亜鉛配置は次のようになります:1s 2s 2p 3s 3p 4s3d。ただし、1s 2s 2p 3s 3pは、希ガスであるアルゴンの電子配置であることがわかります。亜鉛の電子配置部分を角括弧([Ar])内の化学記号アルゴンに置き換えるだけです。
    • したがって、省略形で書かれた亜鉛の電子配置は次のとおりです。 [Ar] 4s3d。
    • 希ガス、たとえばアルゴンの電子配置を記述している場合、[Ar]を記述できないことに注意してください。この元素に面している希ガスの還元を使用する必要があります。アルゴンの場合はネオン([Ne])になります。

方法2/2:ADOMAH周期表の使用

  1. 1 ADOMAH周期表を学びます。 電子配置を記録するこの方法は、記憶を必要としませんが、第4周期から始まる従来の周期表では、周期番号が電子殻に対応していないため、改訂された周期表が必要です。 ADOMAH周期表を見つけてください-科学者ヴァレリージマーマンによって開発された特別なタイプの周期表。インターネットで簡単に検索すれば簡単に見つけることができます。
    • ADOMAHの周期表では、横の列はハロゲン、希ガス、アルカリ金属、アルカリ土類金属などの元素のグループを表しています。縦の列は電子レベルに対応し、いわゆる「カスケード」(ブロックs、p、d、およびfを結ぶ対角線)は期間に対応します。
    • これらの元素は両方とも1s軌道を持っているため、ヘリウムは水素に移動します。ピリオドブロック(s、p、d、f)が右側に表示され、レベル番号が下部に表示されます。元素は1から120までの番号が付けられたボックスに表示されます。これらの番号は、中性原子内の電子の総数を表す一般的な原子番号です。
  2. 2 ADOMAHテーブルで原子を見つけます。 元素の電子配置を記録するには、ADOMAH周期表でその記号を見つけ、原子番号の大きいすべての元素に取り消し線を付けます。たとえば、エルビウム(68)の電子配置を書き留める必要がある場合は、69から120までのすべての要素に取り消し線を引きます。
    • 表の下部にある1から8までの数字に注意してください。これらは電子レベル番号、または列番号です。取り消し線の付いた項目のみを含む列は無視してください。エルビウムの場合、1、2、3、4、5、および6の番号が付けられた列が残ります。
  3. 3 要素の軌道サブレベルを数えます。 表の右側に表示されているブロック記号(s、p、d、およびf)と下部に表示されている列番号を見て、ブロック間の対角線を無視し、列を下から順に列ブロックに分割します。トップに。繰り返しますが、すべての要素に取り消し線が引かれたボックスは無視してください。列番号で始まり、ブロック記号が続く列ブロックを書き留めます。つまり、1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s(エルビウムの場合)。
    • 注:上記の電子配置Erは、電子サブレベル番号の昇順で記述されています。軌道を埋める順に書くこともできます。これを行うには、列ブロックを作成するときに、列ではなく、下から上にカスケードをたどります。1s2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s4f。
  4. 4 各電子サブレベルの電子を数えます。 消されていない各ブロック列の要素を数え、各要素から1つの電子を付加し、次のように各ブロック列のブロック記号の横に番号を書き込みます。1s2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6秒..。この例では、これはエルビウムの電子配置です。
  5. 5 誤った電子配置を検討してください。 基底エネルギー状態とも呼ばれる最低エネルギー状態の原子の電子配置に関連する18の典型的な例外があります。それらは、電子が占める最後の2つまたは3つの位置でのみ一般的な規則に従わない。この場合、実際の電子配置は、電子が原子の標準配置と比較してエネルギーが低い状態にあることを前提としています。例外アトムは次のとおりです。
    • Cr (。。。、3d5、4s1); Cu (。。。、3d10、4s1); Nb (。。。、4d4、5s1); Mo (。。。、4d5、5s1); Ru (。。。、4d7、5s1); Rh (。。。、4d8、5s1); Pd (。。。、4d10、5s0); Ag (。。。、4d10、5s1); (。。。、5d1、6s2); Ce (。。。、4f1、5d1、6s2); Gd (。。。、4f7、5d1、6s2); Au (。。。、5d10、6s1); 交流 (。。。、6d1、7s2); NS (。。。、6d2、7s2); Pa (。。。、5f2、6d1、7s2); U (。。。、5f3、6d1、7s2); Np (。。。、5f4、6d1、7s2)および CM (。。。、5f7、6d1、7s2)。

チップ

  • 電子配置で記述されたときに原子の原子番号を見つけるには、文字(s、p、d、およびf)に続くすべての番号を合計するだけです。これは中性原子に対してのみ機能します。イオンを扱っている場合は何も機能しません。余分な電子または失われた電子の数を加算または減算する必要があります。
  • 文字に続く数字は上付き文字です。チェックを間違えないでください。
  • 「半分満たされた」サブレベルの安定性はありません。これは単純化です。 「半分満たされた」サブレベルに関連する安定性は、各軌道が1つの電子によって占められているため、電子間の反発が最小限に抑えられます。
  • 各原子は安定した状態になる傾向があり、最も安定した構成ではサブレベルsとp(s2とp6)が満たされています。希ガスはそのような配置をしているため、反応することはめったになく、周期表の右側にあります。したがって、構成が3pで終了する場合、安定状態に達するには2つの電子が必要です(sサブレベルの電子を含めて6つを失うには、より多くのエネルギーが必要になるため、4つを失うのは簡単です)。また、構成が4dで終了する場合、安定した状態に到達するには3つの電子を失う必要があります。さらに、半分満たされたサブレベル(s1、p3、d5 ..)は、たとえばp4またはp2よりも安定しています。ただし、s2とp6はさらに堅牢になります。
  • イオンを扱っている場合、これは陽子の数が電子の数と等しくないことを意味します。この場合、原子の電荷は(原則として)化学記号の右上に表示されます。したがって、電荷が+2のアンチモン原子の電子配置は1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d5pです。 5pが5pに変更されていることに注意してください。 中性原子の配置がsとp以外のサブレベルになる場合は注意してください。 電子を拾うときは、原子価軌道(sおよびp軌道)からのみ拾うことができます。したがって、構成が4s 3dで終了し、原子が+2の電荷を獲得した場合、構成は4s3dで終了します。 3Dに注意してください いいえ s軌道電子を失う代わりに変化します。
  • 電子が「より高いエネルギーレベルに行く」ことを余儀なくされる条件があります。サブレベルに1つの電子が不足している場合は、最も近いsまたはpサブレベルから1つの電子を取り出し、電子を必要とするサブレベルに移動します。
  • 電子配置を記録するための2つのオプションがあります。それらは、エルビウムについて上に示したように、エネルギー準位番号の昇順または電子軌道の充填の順序で書くことができます。
  • 最後のsおよびpサブレベルである原子価配置のみを書き留めることにより、元素の電子配置を書き留めることもできます。したがって、アンチモンの原子価配置は5s5pの形式になります。
  • ヨナは同じではありません。彼らにとってははるかに難しいことです。 2つのレベルをスキップし、開始した場所と電子の数に応じて同じパターンに従います。