Elektroanyske distribúsje is in fûnemintele konsept yn skiekunde en natuerkunde, en it behearskjen fereasket in solide begryp fan 'e ûnderlizzende prinsipes. Om jo kennis te testen en jo feardigens te fersterkjen, hawwe wy in searje fan 12 elektroanyske distribúsje-oefeningen taret. Yn dit artikel sille wy elk fan dizze oefeningen yn detail ûndersykje, fokusje op har praktyske tapassing en dúdlike en bondige ferklearrings leverje foar har resolúsje. Meitsje jo klear om jo begryp fan dit kaaiûnderwerp út te daagjen en jo elektroanyske distribúsjefeardigens te ferbetterjen!
1. Ynlieding ta elektroanyske distribúsje yn kwantumteory
De elektroanenferdieling yn 'e kwantumteory is in fûnemintele konsept foar it begripen fan hoe't elektroanen binne organisearre om 'e kearn yn in atoom. Yn dizze seksje sille wy de basisprinsipes fan dit ûnderwerp ûndersykje en leare hoe't jo se yn ferskate gefallen kinne tapasse.
De earste stap yn it begripen fan elektroanenferdieling is om it Pauli-útslutingsprinsipe te begripen, dat stelt dat gjin twa elektroanen yn itselde atoom krekt deselde set fan kwantumnûmers kinne hawwe. Dit betsjut dat elektroanen ferskate enerzjynivo's en subnivo's yn in atoom moatte besette.
Twadder is it wichtich om bekend te wurden mei de regel fan Aufbau, dy't de folchoarder oanjout wêryn orbitalen yn in atoom fol binne. Dizze regel helpt ús om de folchoarder te bepalen wêryn elektroanen wurde ferdield yn 'e ferskate enerzjynivo's en subnivo's. Bygelyks, wy witte dat nivo 1 follet foar nivo 2, ensfh.
2. Basisbegripen fan elektroanyske distribúsje yn skiekunde
Elektroanyske distribúsje yn skiekunde is in fûnemintele ark foar it begripen fan 'e struktuer en gedrach fan atomen en molekulen. Dizze ferdieling stelt fêst hoe't de elektroanen binne organisearre om 'e atoomkearn, neffens bepaalde regels en prinsipes. Yn dizze seksje sille wy wat basisbegripen ûndersykje oer elektroanyske distribúsje yn skiekunde.
Ien fan 'e fûnemintele begripen yn' e elektroanyske distribúsje is it Aufbau-prinsipe, dat stelt dat elektroanen wurde tafoege oan legere enerzjy-orbitalen earst foardat it foljen fan hegere enerzjy-orbitalen. Dit betsjut dat de elektroanen wurde ynfolle yn folchoarder fan tanimmende enerzjy, nei oanlieding fan it orbital diagram en respektearje Hund syn regel, dy't stelt dat elektroanen folje de orbitalen yndividueel en yn parallel foardat pairing.
Om de elektroanyske ferdieling fan in atoom te fertsjintwurdigjen, wurdt de elektroanyske konfiguraasje brûkt, dy't sjen lit hoe't de elektroanen ferdield binne yn 'e ferskate enerzjynivo's en subnivo's. Bygelyks, de elektroanyske konfiguraasje fan it soerstof atoom is 1s² 2s² 2p⁴, wat oanjout dat it 2 elektroanen hat op it 1s nivo, 2 elektroanen yn it 2s nivo, en 4 elektroanen yn it 2p nivo.
3. Wat binne elektroanyske distribúsje-oefeningen en wêrom binne se wichtich?
Elektroanyske distribúsje-oefeningen binne in fûneminteel ark yn 'e skiekunde om te begripen hoe't elektroanen yn in atoom binne organisearre. Dizze oefeningen jouwe ús de elektroanyske konfiguraasje fan elk elemint te identifisearjen en te begripen hoe't de orbitalen fol binne mei elektroanen.
De elektroanyske distribúsje is wichtich om't it ús de gemyske en fysike eigenskippen fan eleminten kin foarsizze. Troch de elektroanyske konfiguraasje fan in elemint te kennen, kinne wy syn reaktiviteit bepale, har fermogen om gemyske obligaasjes te foarmjen en har gedrach yn ferskate omjouwings.
D'r binne ferskate metoaden om dizze oefeningen op te lossen, mar se folgje allegear in searje mienskiplike stappen. Earst moatte jo de regels witte foar it ynfoljen fan orbitalen, lykas de regel fan Aufbau, it útslutingsprinsipe fan Pauli en de regel fan Hund. De elektroanenkonfiguraasje wurdt dan organisearre op in diagram of mei letter- en nûmernotaasje. As lêste wurdt kontrolearre dat de ferdieling foldocht oan de ynfollingsregels en dat it totale oantal elektroanen goed is.
4. Daagje jo kennis: 12 elektroanyske distribúsje oefeningen foar in test jo feardichheden
Yn dizze seksje presintearje wy 12 útdaagjende elektroanyske distribúsje-oefeningen dy't jo skiekundefeardigens sille testen. Elk fan dizze oefeningen sil jo útdaagje om jo kennis oan te passen oer de ferdieling fan elektroanen yn 'e ferskate nivo's en subnivo's fan in atoom. Se sille jo net allinich helpe om de basis te besjen, mar se sille jo ek oefenje mei it oplossen fan elektroanyske distribúsjeproblemen. effektyf.
Foar elk fan de oefeningen, wy sille foarsjen jo mei in stap foar stap detaillearre hoe't jo it probleem oplosse. Derneist sille wy jo tips en foarbylden jaan om jo begryp te fasilitearjen. As jo in flugge resinsje nedich hawwe fan 'e basis fan elektroanyske distribúsje, kinne jo ús ynteraktive tutorials brûke, dy't jo in folslein oersjoch sille jaan fan it ûnderwerp.
Derneist riede wy oan om ark te brûken lykas periodike tabellen en Lewis-diagrammen om de elektroanyske ferdieling dúdliker te visualisearjen. Dizze ark sille jo helpe it oantal elektroanen op elk nivo en subnivo sekuer te identifisearjen. Unthâld dat de kaai foar it oplossen fan dizze oefeningen is in soarchfâldich analysearje de elektroanyske konfiguraasje fan elk atoom en folgje de prinsipes fêststeld troch de Aufbau prinsipe, Hund syn regel en de regel fan maksimale spin mearfâldichheid.
5. Oefening 1: Elektroanyske ferdieling fan it wetterstofatoom
Yn dizze oefening sille wy leare om de elektroanyske ferdieling fan it wetterstofatom te bepalen. De elektroanyske ferdieling fertelt ús hoe't elektroanen ferdield binne yn 'e ferskate enerzjynivo's en subnivo's fan it atoom. Dit is wichtich foar it begripen fan 'e eigenskippen en gedrach fan wetterstof.
Om de elektroanyske ferdieling fan it wetterstofatom te bepalen, moatte wy guon stappen folgje. Earst moatte wy it atoomnûmer fan wetterstof witte, dat is 1. Dan kinne wy Aufbau's regel brûke, dy't stelt dat elektroanen earst de leechste enerzjynivo's folje, neffens Hund's prinsipe fan maksimale mearfâldichheid.
Wy sille begjinne mei it ynfoljen fan nivo 1, dat kin befetsje oant 2 elektroanen. It folgjende nivo is nivo 2, dat kin ek oant 2 elektroanen hâlde. Uteinlik kin nivo 3 oant 8 elektroanen befetsje. Mei dizze ynformaasje kinne wy de folsleine elektroanyske ferdieling fan it wetterstofatom bepale.
6. Oefening 2: Elektroanyske ferdieling fan it koalstofatom
It koalstofatom is ien fan 'e wichtichste eleminten yn organyske skiekunde. De elektroanyske distribúsje bepaalt de manier wêrop koalstofatomen kombinearje mei oare eleminten. Om de elektroanyske ferdieling fan it koalstofatom te bepalen, moatte guon wurde folge wichtige stappen.
Alderearst is it wichtich om te betinken dat it koalstofatom 6 elektroanen hat. Dizze elektroanen wurde ferdield yn ferskate enerzjynivo's neamd skelpen. It earste enerzjynivo, of shell 1, kin maksimaal 2 elektroanen befetsje. It twadde enerzjynivo, of shell 2, kin maksimaal 8 elektroanen befetsje. Om de elektroanyske ferdieling fan it koalstofatom te bepalen, moatte dizze skulpen yn folchoarder fan tanimmende enerzjy wurde ynfold.
It koalstofatom hat de folgjende elektroanyske ferdieling: 1s2 2s2 2p2. Dit betsjut dat de earste 2 elektroanen fûn wurde yn shell 1, yn 'e 1s orbital. De folgjende 2 elektroanen wurde fûn yn shell 2, yn 'e 2s orbital. De lêste 2 elektroanen wurde fûn yn shell 2, yn 'e 2p orbital. Dizze elektroanyske ferdieling fertelt ús hoe't de elektroanen binne regele yn 'e ferskate orbitalen fan it koalstofatom.
7. Oefening 3: Elektroanyske ferdieling fan it chlorion
Om de elektroanyske ferdieling fan it chlorion te bepalen, moatte wy earst betinke dat it chlorion, Cl-, in elektroan krige hat, wat betsjut dat It hat no in oerskot fan in negative lading. Dit beynfloedet de manier wêrop elektroanen ferdield wurde oer de enerzjynivo's fan it atoom. Hjirûnder is in stap foar stap hoe te lossen dit probleem:
1. Identifisearje it atoomnûmer fan chloor op it periodyk systeem. It atoomnûmer fan chlor is 17, wat betsjut dat it 17 elektroanen hat yn syn oarspronklike neutrale steat.
2. Nei it winnen fan ien elektroan, hat chlor no yn totaal 18 elektroanen. Om bepale de elektroanyske ferdieling, hâld der rekken mei dat elektroanen folje enerzjynivo's yn in spesifike folchoarder: 2, 8, 8, 1. Dit betsjut dat de earste 2 elektroanen folle enerzjynivo 1, de folgjende 8 folle enerzjynivo 2. fan enerzjy 8 , de folgjende 3 folje enerzjynivo 4 en de lêste elektroan beslacht enerzjynivo XNUMX. Tink derom dat hegere enerzjynivo's fierder binne fan 'e kearn en hawwe in gruttere kapasiteit om elektroanen te hâlden.
3. Dêrom soe de elektroanyske ferdieling fan it chlorion de folgjende wêze: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6. Dit resultaat fertelt ús dat chloor in totaal fan 18 elektroanen hat ferdield yn ferskate enerzjynivo's. Derneist, troch in ion te wurden mei in lading fan -1, krijt it gruttere stabiliteit troch de folsleine vulling fan syn bûtenste enerzjynivo.
8. Oefening 4: Elektroanyske ferdieling fan it soerstofatom
It soerstofatoom hat in atoomnûmer fan 8, wat oanjout dat it 8 elektroanen hat yn syn elektroanyske konfiguraasje. Om de elektroanyske ferdieling fan it soerstofatom te bepalen, moatte wy in stap foar stap proses folgje. Alderearst moatte wy betinke dat elektroanen wurde ferdield yn ferskate enerzjynivo's, bekend as skulpen. De earste shell it tichtst by de kearn kin befetsje oant 2 elektroanen, de twadde oant 8 elektroanen, en de tredde oant 8 elektroanen.
Foar it soerstofatoom begjinne wy mei it foljen fan de shell dy't it tichtst by de kearn leit, dat is de earste shell. Wy pleatse 2 elektroanen yn dizze shell. Dan geane wy nei de folgjende shell en pleatse de oerbleaune 6 elektroanen. Dit jout ús in elektroanenferdieling fan 2 yn 'e earste laach en 6 yn' e twadde laach. Ien manier om dit te fertsjintwurdigjen is om de elektroanyske konfiguraasje fan soerstof as 1s te skriuwen2 2s2 2p4.
De elektroanyske distribúsje fan it soerstofatom kin fisualisearre wurde as in konfiguraasje wêryn de elektroanen de ferskillende skelpen en subshells folje neffens Aufbau's regel. It is wichtich om te neamen dat dizze elektroanyske distribúsje ús helpt te begripen hoe't de negative lading fan elektroanen is organisearre binnen it soerstofatom en hoe't se ynteraksje mei oare atomen yn gemyske obligaasjes. It hawwen fan dizze ynformaasje is essensjeel om de gemyske meganismen en eigenskippen fan soerstof yn ferskate gemyske reaksjes te begripen.
9. Oefening 5: Elektroanyske distribúsje fan it izerion (Fe2+)
Yn dizze oefening sille wy leare om de elektroanyske ferdieling fan it izerion (Fe2+) te bepalen. Izer is in oergong elemint en syn elektroanyske konfiguraasje kin bepaald wurde mei help fan de aufbau regel en de Pauli útsluting prinsipe.
Om te begjinnen, moatte wy betinke dat izer in atoomnûmer fan 26 hat, wat betsjut dat it 26 elektroanen hat. Troch twa elektroanen te ferliezen om it Fe2+ ion te foarmjen, sil de elektroanyske ferdieling feroarje.
De earste stap is om de elektroanyske konfiguraasje fan it neutrale izeren atoom te skriuwen. Dit wurdt dien mei it enerzjynivodiagram of Aufbau's regel. De elektroanyske konfiguraasje fan neutraal Fe is 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. No moatte wy rekken hâlde dat it izer (II) ion twa elektroanen ferlern hat, dus moatte wy de bûtenste elektroanen eliminearje, neffens it Pauli-útslutingsprinsipe. De resultearjende elektroanyske distribúsje sil 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 wêze. Dizze elektroanyske distribúsje is de elektroanyske distribúsje fan it izer(II)-ion..
10. Oefening 6: Elektroanyske ferdieling fan it kalziumion (Ca2+)
Yn dizze oefening sil de elektroanyske ferdieling fan it kalziumion (Ca2+) analysearre wurde. Om dit probleem op te lossen, is it nedich om de elektroanyske konfiguraasje fan kalzium te begripen en hoe't it wurdt omset yn in positive ion.
Calcium hat in atoomnûmer fan 20, wat betsjut dat it 20 elektroanen hat yn syn neutrale steat. De elektroanyske konfiguraasje fan kalzium yn syn grûn tastân is 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2. As kalsium lykwols twa elektroanen ferliest om it Ca2+-ion te foarmjen, feroaret syn elektroanyske ferdieling.
As wy de twa elektroanen út 'e 4s-shell ferlieze, wurdt de elektroanyske ferdieling fan it kalziumion 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Dit betsjut dat it kalsiumion in elektroanyske struktuer hat dy't fergelykber is mei dy fan it aadlik gas argon. Troch dizze elektroanyske distribúsje te begripen, kinne wy it gedrach en eigenskippen fan it kalziumion yn gemyske reaksjes en yn har ynteraksje mei oare gemyske soarten begripe.
11. Oefening 7: Elektroanyske ferdieling fan it stikstofatoom
Om de elektroanenferdielingsoefening foar it stikstofatoom op te lossen, moatte wy wat wichtige stappen folgje. Earst is it wichtich om te betinken dat it stikstofatoom in atoomnûmer fan 7 hat, wat betsjut dat it 7 elektroanen hat.
De folgjende stap is om de folchoarder te bepalen wêryn't de orbitalen ynfold binne. Om dit te dwaan, brûke wy it aufbau-prinsipe, dat stelt dat orbitalen yn oprinnende folchoarder fan enerzjy fol binne. Dan wurde de elektroanen ferdield yn 'e orbitalen neffens it aufbau-prinsipe oant de elektroanen útput binne.
Yn it gefal fan stikstof begjinne wy mei it foljen fan de 1s orbital, dy't maksimaal 2 elektroanen kin hâlde. Dêrnei folje wy de 2s orbital mei 2 mear elektroanen. Dêrnei folje wy de trije p-orbitalen (2px, 2py en 2pz) mei de oerbleaune 3 elektroanen. Uteinlik kontrolearje wy dat wy de 7 beskikbere elektroanen hawwe brûkt en alle orbitalen fan leechste oant heechste enerzjy hawwe folbrocht.
12. Oefening 8: Elektroanyske ferdieling fan it swevelatoom
Sulver is in gemysk elemint mei atoomnûmer 16 en symboal S. Om de elektroanyske ferdieling fan it swevelatoom te bepalen, is it nedich om de struktuer fan it atoom en de elektroanyske konfiguraasje te kennen. De elektroanyske konfiguraasje fan swevel wurdt krigen troch it folgjen fan 'e regel fan it Aufbau-diagram, dat stelt dat de elektroanen fan in atoom yn tanimmende folchoarder fan enerzjy fol binne.
De earste stap om de elektroanyske ferdieling fan it swevelatoom te bepalen is it atoomnûmer te kennen, dat yn dit gefal 16 is. Fan dêrút moatte de elektroanen oan ferskate enerzjynivo's wurde tawiisd: nivo 1 kin maksimaal 2 elektroanen befetsje, nivo 2 oant 8 elektroanen en nivo 3 oant 6 elektroanen. Nei dizze regel wurde elektroanen fan heechste oant leechste enerzjy tawiisd oant it atoomnûmer is berikt.
Yn it gefal fan swevel kin de elektroanyske distribúsje as folget wurde fertsjintwurdige: 1s22s22p63s23p4. Dit jout oan dat nivo 1 befettet 2 elektroanen, nivo 2 befettet 8 elektroanen, nivo 3 befettet 2 elektroanen yn de s sublevel en 4 elektroanen yn de p sublevel. It is wichtich om te notearjen dat it oantal elektroanen yn elk nivo gelyk wêze moat oan it atoomnûmer fan it elemint.
13. Oefening 9: Elektroanyske distribúsje fan it magnesiumion (Mg2+)
Ienris it magnesiumion (Mg2+) is foarme, is it wichtich om de elektroanyske distribúsje te kennen om better te begripen syn eigenskippen gemikaliën. De elektroanyske ferdieling beskriuwt hoe't elektroanen ferdield binne yn 'e ferskate skelpen en subshells fan in atoom of ion. Yn it gefal fan it magnesiumion kinne wy de elektroanyske distribúsje bepale mei it prinsipe fan it bouwen of it krijen fan de elektroanyske konfiguraasje.
It magnesiumion (Mg2+) hat in positive lading fan 2+, wat betsjut dat it twa elektroanen ferlern hat yn ferliking mei it neutrale magnesiumatoom. Dit betsjut dat it no 10 elektroanen hat ynstee fan de oarspronklike 12. Om de elektroanyske ferdieling fan Mg2+ te bepalen, moatte wy dizze 10 elektroanen tawize oan de ferskillende skelpen en subshells neffens it bouprinsipe.
Wy begjinne mei it tawizen fan de elektroanen oan 'e binnenste shell, dat is de earste (n = 1). Sûnt elektroanen ynfolje oprinnende folchoarder fan enerzjy, it earste elektroan wurdt tawiisd oan de 1s sublevel. Dan wurde de folgjende acht elektroanen tawiisd oan 'e twadde shell (n = 2), oan' e 2s en 2p subnivo's. Om't it magnesiumion lykwols twa elektroanen ferlern hat, hawwe wy mar twa elektroanen oer om te allocearjen. Dizze wurde pleatst yn it 2s sublevel, wêrtroch it 2p sublevel leech bliuwt. Dêrom is de elektroanyske ferdieling fan it magnesiumion (Mg2+) 1s2 2s2.
14. Oefening 10: Elektroanyske ferdieling fan it lithium atoom
It lithiumatoom hat in spesifike elektroanyske konfiguraasje dy't bepaalt hoe't syn elektroanen ferdield wurde yn 'e ferskate enerzjynivo's en subnivo's. Om dizze elektroanyske distribúsje te bepalen, kinne wy Aufbau's regel en Hund's regels en de maksimale mearfâldichheid fan gelikense enerzjyregels brûke.
De elektroanyske konfiguraasje fan it lithiumatoom kin wurde bepaald troch de folgjende stappen te folgjen:
1. Bepaal it atoomnûmer fan lithium, dat is 3. Dit fertelt ús dat it lithiumatoom trije elektroanen hat.
2. Sykje de elektroanen yn 'e ferskillende enerzjynivo's en subnivo's. It earste enerzjynivo, bekend as it K-nivo, kin maksimaal 2 elektroanen befetsje, wylst it twadde enerzjynivo, bekend as it L-nivo, maksimaal 8 elektroanen kin befetsje.
3. Plak earst de elektroanen yn it nivo K. Lithium hat ien elektron yn it nivo K.
4. Plak de oerbleaune elektroanen yn it nivo L. Lithium hat twa elektroanen yn it nivo L.
5. De elektroanyske ferdieling fan it lithiumatoom is 1s² 2s¹. Dit jout oan dat lithium ien elektron hat op it K-nivo en twa elektroanen yn it L-nivo.
It is wichtich om te notearjen dat de elektroanyske ferdieling fan it lithium-atoom de regels fan 'e kwantummeganika folget, dy't ús fertelle hoe't de ferskate enerzjynivo's en subnivo's fol binne. De elektroanyske konfiguraasje fan lithium jout ús ynformaasje oer de ferdieling fan syn elektroanen en syn stabiliteit yn syn grûn tastân.
Gearfetsjend binne de presintearre elektroanyske distribúsjeoefeningen in fûneminteel ark om jo kennis te testen en te fersterkjen yn dit krúsjale fjild fan skiekunde. Troch har hawwe jo de kâns hân om bekend te wurden mei de regels dy't de ferdieling fan elektroanen yn 'e ferskate nivo's en subnivo's fan atomen regelje.
Troch dizze oefeningen op te lossen, hawwe jo jo fermogen west om de fûnemintele prinsipes fan elektroanyske distribúsje ta te passen, lykas Aufbau's regel, Pauli's útslutingsprinsipe en Hund's regel. Derneist hawwe jo leard it periodyk systeem te brûken om it oantal elektroanen op elk nivo en subnivo te bepalen.
It is wichtich om te markearjen dat de elektroanyske distribúsje krúsjaal is foar it begripen fan 'e eigenskippen en gedrach fan gemyske eleminten. Troch de begripen en feardigens te behearjen dy't ferbûn binne mei dizze oefeningen, sille jo ree wêze om jo begryp fan atomêre struktuer en skiekunde yn 't algemien te befoarderjen.
Unthâld dat konstante praktyk en oplossingsoefeningen de kaai binne foar it fersterkjen fan jo kennis. Wy riede oan dat jo trochgean mei ferkenne ferlykbere oefeningen en ferdjipje yn oare aspekten yn ferbân mei elektroanyske distribúsje. Hjirmei kinne jo jo feardigens ferbetterje en in solide basis ûntwikkelje yn in fjild sa wichtich lykas chemie.
Ta beslút, it oplossen fan dizze elektroanyske distribúsje-oefeningen hat jo de kâns jûn om jo kennis en feardigens te testen op dit fitale fjild fan skiekunde. Troch troch te gean mei dit ûnderwerp te oefenjen en te ferkennen, sille jo op 'e wei wêze om in ekspert te wurden yn elektroanyske distribúsje en jo basis te fersterkjen yn skiekunde yn it algemien.
Ik bin Sebastián Vidal, in kompjûteryngenieur hertstochtlik oer technology en DIY. Fierders bin ik de skepper fan tecnobits.com, wêr't ik tutorials diel om technology tagonkliker en begrypliker te meitsjen foar elkenien.