12 практыкаванняў па электронным распаўсюджванні: праверце свае веды

Электроннае размеркаванне з'яўляецца фундаментальным паняццем у хіміі і фізіцы, і авалоданне ім патрабуе цвёрдага разумення асноўных прынцыпаў. Каб праверыць свае веды і замацаваць навыкі, мы падрыхтавалі серыю з 12 электронных практыкаванняў. У гэтым артыкуле мы падрабязна разгледзім кожнае з гэтых практыкаванняў, засяродзіўшы ўвагу на іх практычным прымяненні і даючы дакладныя і кароткія тлумачэнні іх рашэння. Будзьце гатовыя выпрабаваць сваё разуменне гэтай ключавой тэмы і палепшыць свае навыкі электроннага распаўсюджвання!

1. Уводзіны ў электроннае размеркаванне ў квантавай тэорыі

Размеркаванне электронаў у квантавай тэорыі з'яўляецца фундаментальнай канцэпцыяй для разумення таго, як электроны арганізаваны вакол ядра ў атаме. У гэтым раздзеле мы вывучым асноўныя прынцыпы гэтай тэмы і даведаемся, як прымяняць іх у розных выпадках.

Першым крокам у разуменні размеркавання электронаў з'яўляецца разуменне прынцыпу выключэння Паўлі, які сцвярджае, што ніякія два электроны ў адным атаме не могуць мець аднолькавы набор квантавых лікаў. Гэта азначае, што электроны павінны займаць розныя энергетычныя ўзроўні і падузроўні ў атаме.

Па-другое, важна азнаёміцца ​​з правілам Ауфбау, якое вызначае паслядоўнасць запаўнення арбіталяў у атаме. Гэта правіла дапамагае нам вызначыць парадак размеркавання электронаў на розных энергетычных узроўнях і падузроўнях. Напрыклад, мы ведаем, што ўзровень 1 запаўняецца перад узроўнем 2 і гэтак далей.

2. Асноўныя паняцці электроннага размеркавання ў хіміі

Электроннае размеркаванне ў хіміі з'яўляецца фундаментальным інструментам для разумення структуры і паводзін атамаў і малекул. Такое размеркаванне вызначае, як электроны арганізаваны вакол атамнага ядра ў адпаведнасці з пэўнымі правіламі і прынцыпамі. У гэтым раздзеле мы разгледзім некаторыя асноўныя канцэпцыі электроннага размеркавання ў хіміі.

Адной з фундаментальных канцэпцый электроннага размеркавання з'яўляецца прынцып Аўфбаў, які абвяшчае, што электроны спачатку дадаюцца на больш нізкія энергетычныя арбіты, перш чым запаўняць больш высокія энергетычныя арбіты. Гэта азначае, што электроны запаўняюцца ў парадку ўзрастання энергіі, прытрымліваючыся арбітальнай дыяграмы і выконваючы правіла Хунда, якое абвяшчае, што электроны запаўняюць арбіталі паасобку і паралельна перад спарваннем.

Каб прадставіць электроннае размеркаванне атама, выкарыстоўваецца электронная канфігурацыя, якая паказвае, як размеркаваны электроны на розных энергетычных узроўнях і падузроўнях. Напрыклад, электронная канфігурацыя атама кіслароду 1s² 2s² 2p⁴, што паказвае на тое, што ён мае 2 электроны на ўзроўні 1s, 2 электроны на ўзроўні 2s і 4 электроны на ўзроўні 2p.

3. Што такое электроннае распаўсюджванне і чаму яны важныя?

Практыкаванні па электронным размеркаванні з'яўляюцца фундаментальным інструментам у хіміі, каб зразумець, як арганізаваны электроны ў атаме. Гэтыя практыкаванні дазваляюць нам вызначыць электронную канфігурацыю кожнага элемента і зразумець, як арбіталі запаўняюцца электронамі.

Электроннае размеркаванне важна, таму што яно дазваляе прадказваць хімічныя і фізічныя ўласцівасці элементаў. Ведаючы электронную канфігурацыю элемента, мы можам вызначыць яго рэакцыйную здольнасць, здольнасць утвараць хімічныя сувязі і паводзіны ў розных асяроддзях.

Існуюць розныя метады рашэння гэтых практыкаванняў, але ўсе яны выконваюць шэраг агульных крокаў. Па-першае, вы павінны ведаць правілы запаўнення арбіталей, такія як правіла Аўфбаў, прынцып выключэння Паўлі і правіла Хунда. Затым электронная канфігурацыя арганізуецца на схеме або з выкарыстаннем літарных і лічбавых абазначэнняў. Нарэшце, правяраецца, што размеркаванне адпавядае правілам запаўнення і што агульная колькасць электронаў правільная.

4. Праверце свае веды: 12 электронных практыкаванняў па размеркаванні, каб праверыць свае навыкі

У гэтым раздзеле мы прадстаўляем 12 складаных практыкаванняў па электронным размеркаванні, якія правераць вашы навыкі хіміі. Кожнае з гэтых практыкаванняў прымусіць вас прымяніць свае веды аб размеркаванні электронаў на розных узроўнях і падузроўнях атама. Яны не толькі дапамогуць вам паўтарыць асновы, але і папрактыкавацца ў вырашэнні праблем электроннага распаўсюджвання. эфектыўна.

Для кожнага з практыкаванняў мы дамо вам a крок за крокам падрабязна, як вырашыць праблему. Акрамя таго, мы дамо вам парады і прыклады для палягчэння вашага разумення. Калі вам патрэбны кароткі агляд асноў электроннага распаўсюджвання, вы можаце скарыстацца нашымі інтэрактыўнымі падручнікамі, якія дадуць вам поўнае ўяўленне аб тэме.

Акрамя таго, мы рэкамендуем выкарыстоўваць такія інструменты, як перыядычныя табліцы і дыяграмы Льюіса, каб больш дакладна візуалізаваць электроннае размеркаванне. Гэтыя інструменты дапамогуць вам дакладна вызначыць колькасць электронаў на кожным узроўні і падузроўні. Памятайце, што ключ да рашэння гэтых практыкаванняў заключаецца ў дбайным аналізе электроннай канфігурацыі кожнага атама і прытрымліванні прынцыпаў, устаноўленых прынцыпам Аўфбаў, правілам Хунда і правілам максімальнай кратнасці спіна.

5. Практыкаванне 1: Электроннае размеркаванне атама вадароду

6. Практыкаванне 2: Электроннае размеркаванне атама вугляроду

Атам вугляроду - адзін з найважнейшых элементаў арганічнай хіміі. Яго электроннае размеркаванне вызначае спосаб злучэння атамаў вугляроду з іншымі элементамі. Каб вызначыць электроннае размеркаванне атама вугляроду, трэба прытрымлівацца некаторых ключавыя крокі.

Перш за ўсё, важна памятаць, што атам вугляроду мае 6 электронаў. Гэтыя электроны размеркаваны на розных энергетычных узроўнях, якія называюцца абалонкамі. Першы энергетычны ўзровень, або абалонка 1, можа ўтрымліваць да 2 электронаў. Другі энергетычны ўзровень, або абалонка 2, можа ўтрымліваць да 8 электронаў. Каб вызначыць электроннае размеркаванне атама вугляроду, гэтыя абалонкі неабходна запоўніць у парадку ўзрастання энергіі.

Атам вугляроду мае наступнае электроннае размеркаванне: 1с² 2s² 2p². Гэта азначае, што першыя 2 электрона знаходзяцца ў абалонцы 1, на 1s-арбіталі. Наступныя 2 электрона знаходзяцца ў абалонцы 2, на 2s-арбіталі. Апошнія 2 электрона знаходзяцца ў абалонцы 2, на 2p-арбіталі. Гэта электроннае размеркаванне паказвае нам, як электроны размешчаны на розных арбіталях атама вугляроду.

7. Практыкаванне 3: Электроннае размеркаванне іона хлору

Каб вызначыць электроннае размеркаванне іёна хлору, мы павінны спачатку памятаць, што іон хлору, Cl-, атрымаў электрон, што азначае, што Цяпер ён мае лішак адмоўнага зарада. Гэта ўплывае на спосаб размеркавання электронаў па энергетычных узроўнях атама. Ніжэй крок за крокам, як вырашыць гэтая праблема:

1. Вызначце атамны нумар хлору ў перыядычнай сістэме. Атамны нумар хлору роўны 17, што азначае, што ён мае 17 электронаў у зыходным нейтральным стане.

2. Пасля атрымання аднаго электрона хлор цяпер мае 18 электронаў. Каб вызначыць размеркаванне электронаў, майце на ўвазе, што электроны запаўняюць энергетычныя ўзроўні ў пэўным парадку: 2, 8, 8, 1. Гэта азначае, што першыя 2 электроны запаўняюць энергетычны ўзровень 1, наступныя 8 запаўняюць энергетычны ўзровень 2. энергіі 8 , наступныя 3 запаўняюць энергетычны ўзровень 4, а апошні электрон займае энергетычны ўзровень XNUMX. Звярніце ўвагу, што больш высокія энергетычныя ўзроўні знаходзяцца далей ад ядра і маюць большую здольнасць утрымліваць электроны.

3. Такім чынам, электроннае размеркаванне іона хлору будзе наступным: 1с² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶. Гэты вынік кажа нам, што хлор мае ў агульнай складанасці 18 электронаў, размеркаваных на розных энергетычных узроўнях. Акрамя таго, ператвараючыся ў іён з зарадам -1, ён набывае большую стабільнасць за кошт поўнага запаўнення свайго вонкавага энергетычнага ўзроўню.

8. Практыкаванне 4: Электроннае размеркаванне атама кіслароду

Атам кіслароду мае атамны нумар 8, што сведчыць аб наяўнасці ў яго электроннай канфігурацыі 8 электронаў. Каб вызначыць электроннае размеркаванне атама кіслароду, мы павінны прытрымлівацца паэтапнага працэсу. Перш за ўсё, мы павінны памятаць, што электроны размеркаваны на розных энергетычных узроўнях, вядомых як абалонкі. Бліжэйшая да ядра першая абалонка можа ўтрымліваць да 2 электронаў, другая — да 8 электронаў, трэцяя — да 8 электронаў.

Для атама кіслароду мы пачынаем з запаўнення самай блізкай да ядра абалонкі, якая з'яўляецца першай абалонкай. Мы змяшчаем 2 электрона ў гэтую абалонку. Затым мы пераходзім да наступнай абалонкі і змяшчаем астатнія 6 электронаў. Гэта дае нам размеркаванне электронаў 2 у першым пласце і 6 у другім пласце. Адзін са спосабаў прадставіць гэта - запісаць электронную канфігурацыю кіслароду ў выглядзе 1с² 2s² 2p⁴.

Электроннае размеркаванне атама кіслароду можна візуалізаваць як канфігурацыю, у якой электроны запаўняюць розныя абалонкі і подоболочки ў адпаведнасці з правілам Аўфбаў. Важна адзначыць, што гэта электроннае размеркаванне дапамагае нам зразумець, як арганізаваны адмоўны зарад электронаў у атаме кіслароду і як яны ўзаемадзейнічаюць з іншымі атамамі ў хімічных сувязях. Валоданне гэтай інфармацыяй важна для разумення хімічных механізмаў і ўласцівасцей кіслароду ў розных хімічных рэакцыях.

9. Практыкаванне 5: Электроннае размеркаванне іёна жалеза (Fe2+)

У гэтым практыкаванні мы навучымся вызначаць электроннае размеркаванне іона жалеза (Fe2+). Жалеза з'яўляецца пераходным элементам, і яго электронная канфігурацыя можа быць вызначана з дапамогай правіла Aufbau і прынцыпу выключэння Паўлі.

Для пачатку мы павінны памятаць, што жалеза мае атамны нумар 26, што азначае, што яно мае 26 электронаў. Пры страце двух электронаў з адукацыяй іёна Fe2+ яго электроннае размеркаванне зменіцца.

Першы крок - напісаць электронную канфігурацыю нейтральнага атама жалеза. Гэта робіцца з дапамогай дыяграмы ўзроўню энергіі або правіла Ауфбау. Электронная канфігурацыя нейтральнага Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. Цяпер мы павінны прыняць да ўвагі, што іён жалеза(II) страціў два электроны, таму мы павінны ліквідаваць крайнія электроны, прытрымліваючыся прынцыпу выключэння Паўлі. У выніку электроннае размеркаванне будзе 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6. Гэта электроннае размеркаванне з'яўляецца электронным размеркаваннем іёна жалеза(II)..

10. Практыкаванне 6: Электроннае размеркаванне іёна кальцыя (Ca2+)

У гэтым практыкаванні будзе прааналізавана электроннае размеркаванне іёна кальцыя (Ca2+). Каб вырашыць гэтую праблему, неабходна зразумець электронную канфігурацыю кальцыя і тое, як ён ператвараецца ў станоўчы іён.

Кальцый мае атамны нумар 20, гэта значыць ён мае 20 электронаў у нейтральным стане. Электронная канфігурацыя кальцыя ў яго асноўным стане 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2. Аднак калі кальцый губляе два электроны з адукацыяй іёна Ca2+, яго электроннае размеркаванне змяняецца.

Калі мы губляем два электроны з абалонкі 4s, электроннае размеркаванне іёна кальцыя становіцца 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Гэта азначае, што іён кальцыя мае электронную структуру, аналагічную структуры высакароднага газу аргону. Разумеючы гэта электроннае размеркаванне, мы можам зразумець паводзіны і ўласцівасці іёна кальцыя ў хімічных рэакцыях і пры яго ўзаемадзеянні з іншымі хімічнымі рэчывамі.

11. Практыкаванне 7: Электроннае размеркаванне атама азоту

Каб вырашыць задачу размеркавання электронаў для атама азоту, мы павінны выканаць некаторыя ключавыя крокі. Па-першае, важна памятаць, што атам азоту мае атамны нумар 7, гэта значыць ён мае 7 электронаў.

Наступны крок - вызначыць парадак запаўнення арбіталей. Для гэтага мы выкарыстоўваем прынцып аўфбау, які сцвярджае, што арбіты запаўняюцца ў парадку ўзрастання энергіі. Затым электроны размяркоўваюцца па арбіталях па прынцыпе ауфбау, пакуль электроны не скончацца.

У выпадку з азотам мы пачынаем з запаўнення арбіты 1s, якая можа ўтрымліваць максімум 2 электроны. Далей мы запаўняем 2s-арбіталь яшчэ 2 электронамі. Далей мы запаўняем тры р-арбіталі (2px, 2py і 2pz) астатнімі 3 электронамі. Нарэшце, мы правяраем, што мы выкарысталі 7 даступных электронаў і запоўнілі ўсе арбіталі ад самай нізкай да самай высокай энергіі.

12. Практыкаванне 8: Электроннае размеркаванне атама серы

Сера - хімічны элемент з атамным нумарам 16 і сімвалам S. Каб вызначыць электроннае размеркаванне атама серы, неабходна ведаць структуру атама і электронную канфігурацыю. Электронная канфігурацыя серы атрымліваецца ў адпаведнасці з правілам дыяграмы Аўфбаў, якое абвяшчае, што электроны атама запаўняюцца ў парадку ўзрастання энергіі.

Першым крокам для вызначэння электроннага размеркавання атама серы з'яўляецца веданне яго атамнага нумара, які ў дадзеным выпадку роўны 16. Адтуль электроны павінны быць аднесены да розных узроўняў энергіі: узровень 1 можа ўтрымліваць да 2 электронаў, узровень 2 да 8 электронаў і ўзровень 3 да 6 электронаў. Згодна з гэтым правілам, электроны прысвойваюцца ад самай высокай да самай нізкай энергіі, пакуль не будзе дасягнуты атамны нумар.

У выпадку серы электроннае размеркаванне можна прадставіць наступным чынам: 1с²2s²2p⁶3s²3p⁴. Гэта азначае, што ўзровень 1 змяшчае 2 электроны, узровень 2 змяшчае 8 электронаў, узровень 3 змяшчае 2 электроны на падузроўні s і 4 электроны на падузроўні p. Важна адзначыць, што колькасць электронаў на кожным узроўні павінна быць роўна атамнаму нумару элемента.

13. Практыкаванне 9: Электроннае размеркаванне іёна магнію (Mg2+)

Пасля ўтварэння іёна магнію (Mg2+) важна ведаць яго электроннае размеркаванне, каб лепш зразумець Яго ўласцівасці хімічныя рэчывы. Электроннае размеркаванне апісвае, як электроны размеркаваны ў розных абалонках і подоболочках атама або іона. У выпадку іёна магнію мы можам вызначыць яго электроннае размеркаванне, выкарыстоўваючы прынцып пабудовы або атрымання электроннай канфігурацыі.

Іён магнію (Mg2+) мае станоўчы зарад 2+, што азначае, што ён страціў два электроны ў параўнанні з нейтральным атамам магнію. Гэта азначае, што цяпер у яго 10 электронаў замест першапачатковых 12. Каб вызначыць электроннае размеркаванне Mg2+, мы павінны прызначыць гэтыя 10 электронаў розным абалонкам і падабалонкам у адпаведнасці з прынцыпам пабудовы.

Мы пачынаем з прысваення электронаў самай унутранай абалонцы, якая з'яўляецца першай (n = 1). Паколькі электроны запаўняюцца ў парадку ўзрастання энергіі, першы электрон адносіцца да падузроўню 1s. Затым наступныя восем электронаў адносяць да другой абалонкі (n = 2), да падузроўняў 2s і 2p. Аднак, паколькі іён магнію страціў два электроны, нам засталося вылучыць толькі два электроны. Яны змяшчаюцца на падузровень 2s, пакідаючы падузровень 2p пустым. Такім чынам, электроннае размеркаванне іёна магнію (Mg2+) складае 1s2 2s2.

14. Практыкаванне 10: Электроннае размеркаванне атама літыя

Атам літыя мае спецыфічную электронную канфігурацыю, якая вызначае, як яго электроны размеркаваны на розных энергетычных узроўнях і падузроўнях. Для вызначэння гэтага электроннага размеркавання мы можам выкарыстоўваць правіла Ауфбаў і правілы Хунда, а таксама правілы максімальнай кратнасці роўнасці энергіі.

Электронная канфігурацыя атама літыя можа быць вызначана з дапамогай наступных крокаў:

1. Вызначце атамны нумар літыя, які роўны 3. Гэта сведчыць аб тым, што атам літыя мае тры электроны.
2. Знайдзіце электроны на розных энергетычных узроўнях і падузроўнях. Першы ўзровень энергіі, вядомы як узровень K, можа ўтрымліваць максімум 2 электроны, у той час як другі ўзровень энергіі, вядомы як узровень L, можа ўтрымліваць максімум 8 электронаў.

3. Размесціце электроны на ўзроўні K першымі. Літый мае адзін электрон на ўзроўні K.

4. Размясціце астатнія электроны на ўзроўні L. Літый мае два электроны на ўзроўні L.
5. Электроннае размеркаванне атама літыя роўна 1s² 2s¹. Гэта паказвае на тое, што літый мае адзін электрон на ўзроўні K і два электроны на ўзроўні L.

Важна адзначыць, што электроннае размеркаванне атама літыя адпавядае правілам квантавай механікі, якія кажуць нам, як запаўняюцца розныя энергетычныя ўзроўні і падузроўні. Электронная канфігурацыя літыя дае нам інфармацыю аб размеркаванні яго электронаў і яго стабільнасці ў асноўным стане.

Падводзячы вынік, прадстаўленыя практыкаванні па электронным размеркаванні з'яўляюцца фундаментальным інструментам для праверкі і ўмацавання вашых ведаў у гэтай найважнейшай галіне хіміі. Дзякуючы ім вы мелі магчымасць азнаёміцца ​​з правіламі размеркавання электронаў на розных узроўнях і падузроўнях атамаў.

Рашаючы гэтыя практыкаванні, вы змаглі праверыць сваю здольнасць прымяняць асноўныя прынцыпы электроннага размеркавання, такія як правіла Аўфбаў, прынцып выключэння Паўлі і правіла Хунда. Акрамя таго, вы навучыліся выкарыстоўваць перыядычную сістэму для вызначэння колькасці электронаў на кожным узроўні і падузроўні.

Важна падкрэсліць, што электроннае размеркаванне мае вырашальнае значэнне для разумення ўласцівасцей і паводзін хімічных элементаў. Асвоіўшы паняцці і навыкі, звязаныя з гэтымі практыкаваннямі, вы будзеце падрыхтаваны да далейшага разумення атамнай структуры і хіміі ў цэлым.

Памятайце, што пастаянная практыка і рашэнне практыкаванняў з'яўляюцца ключом да ўмацавання вашых ведаў. Мы рэкамендуем вам працягнуць вывучэнне падобных практыкаванняў і паглыбіцца ў іншыя аспекты, звязаныя з электронным распаўсюджваннем. Гэта дазволіць вам палепшыць свае навыкі і стварыць трывалую аснову ў гэтай галіне так важна як хімія.

У заключэнне, рашэнне гэтых практыкаванняў па электронным размеркаванні дало вам магчымасць праверыць свае веды і навыкі ў гэтай жыццёва важнай галіне хіміі. Працягваючы практыкаваць і даследаваць гэтую тэму, вы будзеце на шляху да таго, каб стаць экспертам у галіне электроннага распаўсюджвання і ўмацаваць свае асновы хіміі ў цэлым.