Dabeşkirina elektronîkî di kîmya û fizîkê de têgehek bingehîn e, û serwerkirina wê têgihîştinek zexm a prensîbên bingehîn hewce dike. Ji bo ku em zanîna we biceribînin û jêhatîbûna we xurt bikin, me rêze 12 temrînên belavkirina elektronîkî amade kirine. Di vê gotarê de, em ê her yek ji van temrînan bi hûrgulî vekolin, li ser sepana wan a pratîkî bisekinin û ji bo çareserkirina wan ravekirinên zelal û berbiçav peyda bikin. Amade bibin ku têgihîştina xwe ya vê mijara sereke bişopînin û jêhatîbûna belavkirina elektronîkî baştir bikin!
1. Destpêka belavkirina elektronîkî di teoriya quantum de
Di teoriya kuantûmê de belavkirina elektronê têgehek bingehîn e ji bo têgihiştina ka elektron çawa li dora navokê di atomê de têne organîze kirin. Di vê beşê de, em ê prensîbên bingehîn ên vê mijarê bikolin û fêr bibin ka meriv çawa wan di rewşên cûda de bicîh tîne.
Pêngava yekem di têgihîştina belavkirina elektron de fêmkirina prensîba dûrxistina Pauli ye, ku dibêje ku di heman atomê de du elektron nikarin tam xwedî heman koma hejmarên kuantûmê bin. Ev tê wê wateyê ku elektron divê di atomê de astên enerjiyê û bineastên cihêreng dagir bikin.
Ya duyemîn, girîng e ku meriv bi qaîdeya Aufbau re nas bike, ku rêzika ku tê de orbital di atomê de tije dibin diyar dike. Ev qaîdeyek ji me re dibe alîkar ku em rêza belavkirina elektron di astên enerjiyê û bineastên cihêreng de diyar bikin. Mînakî, em dizanin ku asta 1 berî asta 2 tije dibe, û hwd.
2. Têgehên bingehîn ên belavkirina elektronîkî di kîmyayê de
Dabeşkirina elektronîkî di kîmyayê de amûrek bingehîn e ji bo têgihîştina avahî û tevgera atom û molekulan. Ev dabeşkirin destnîşan dike ka elektron çawa li dora nukleera atomê têne rêxistin kirin, li gorî hin rêgez û prensîban. Di vê beşê de, em ê hin têgehên bingehîn ên derbarê belavkirina elektronîkî di kîmyayê de bikolin.
Yek ji têgehên bingehîn ên di belavkirina elektronîkî de prensîba Aufbau ye, ku dibêje elektron pêşî li orbîtalên enerjiyê yên jêrîn têne zêdekirin berî ku orbîtalên enerjiya bilind dagirtin. Ev tê wê wateyê ku elektron bi rêza zêdekirina enerjiyê tije dibin, li gorî diyagrama orbîtalê û rêz li qaîdeya Hund digirin, ku dibêje elektron berî hevberdanê orbîtalan bi ferdî û paralel dagirtin.
Ji bo temsîlkirina belavkirina elektronîkî ya atomê, veavakirina elektronîkî tê bikar anîn, ku nîşan dide ka elektron çawa di astên enerjiyê û jêrastên cihêreng de têne belav kirin. Mînakî, veavakirina elektronîkî ya atoma oksîjenê 1s² 2s² 2p2 e, ku nîşan dide ku di asta 1s de 2 elektron, di asta 2s de 4 elektron û di asta 2p de XNUMX elektron hene.
3. Xebatên belavkirina elektronîkî çi ne û çima ew girîng in?
Xebatên belavkirina elektronîkî di kîmyayê de amûrek bingehîn e ku fêm bikin ka elektron di atomê de çawa têne organîze kirin. Van temrîn rê didin me ku em veavakirina elektronîkî ya her elementek nas bikin û fam bikin ka orbital çawa bi elektronan dagirtî ne.
Dabeşkirina elektronîkî girîng e ji ber ku ew dihêle ku em taybetmendiyên kîmyewî û fizîkî yên hêmanan pêşbînî bikin. Bi zanîna konfigurasyona elektronîkî ya hêmanek, em dikarin reaktîvbûna wê, kapasîteya wê ya avakirina girêdanên kîmyewî û tevgera wê di hawîrdorên cihêreng de diyar bikin.
Ji bo çareserkirina van temrîn rêbazên cûda hene, lê ew hemî rêzek gavên hevpar dişopînin. Pêşîn, divê hûn qaîdeyên dagirtina orbîtalan, wek qaîdeya Aufbau, prensîba derxistina Pauli, û qaîdeya Hund zanibin. Dûv re veavakirina elektronê li ser diagramek an bi karanîna tîp û hejmarê tê organîze kirin. Di dawiyê de, tê kontrol kirin ku belavkirin bi qaîdeyên dagirtinê re tevdigere û hejmara giştî ya elektronan rast e.
4. Zanîna xwe biceribîne: 12 temrîn belavkirina elektronîkî ji bo ceribandina jêhatîbûna xwe
Di vê beşê de, em 12 temrînên belavkirina elektronîkî yên dijwar pêşkêşî dikin ku dê jêhatîbûna weya kîmyayê biceribîne. Her yek ji van temrîn dê te biceribîne ku hûn zanîna xwe di derbarê belavkirina elektronan de di astên cihêreng û jêrastên atomê de bicîh bikin. Ew ê ne tenê ji we re bibin alîkar ku hûn bingehan binirxînin, lê ew ê di çareserkirina pirsgirêkên belavkirina elektronîkî de jî pratîkê bidin we. bi bandor.
Ji bo her temrînek, em ê ji we re a pêngavê gavê bi berfirehî ka meriv çawa pirsgirêkê çareser dike. Wekî din, em ê şîret û mînakan bidin we ku têgihîştina we hêsantir bike. Ger hewcedariya we bi vekolînek bilez a bingehên belavkirina elektronîkî hebe, hûn dikarin dersên meya înteraktîf bikar bînin, ku dê li ser mijarê nihêrînek bêkêmasî bide we.
Wekî din, em pêşniyar dikin ku amûrên wekî tabloyên perîyodîk û diagramên Lewis bikar bînin da ku belavkirina elektronîkî zelaltir xuya bikin. Van amûran dê ji we re bibin alîkar ku hûn di her astek û bineastê de hejmara elektronan rast nas bikin. Bînin bîra xwe ku mifteya çareserkirina van temrînan ev e ku meriv bi baldarî veavakirina elektronîkî ya her atomê analîz bike û prensîbên ku ji hêla prensîba Aufbau, qaîdeya Hund û qaîdeya pirjimariya spinê ya herî zêde ve hatî damezrandin bişopîne.
5. Tevger 1: Dabeşkirina elektronîkî ya atoma hîdrojenê
Di vê xebatê de, em ê fêr bibin ku dabeşkirina elektronîkî ya atoma hîdrojenê diyar bikin. Dabeşkirina elektronîkî ji me re vedibêje ka elektron di astên cihêreng ên enerjiyê û bineastên atomê de çawa têne belav kirin. Ev ji bo têgihîştina taybetmendî û tevgera hîdrojenê girîng e.
Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya atoma hîdrojenê, divê em hin gavan bişopînin. Pêşî, divê em hejmara atomê ya hîdrojenê zanibin, ku 1 ye. Paşê, em dikarin qaîdeya Aufbau bikar bînin, ku dibêje elektron pêşî astên enerjiyê yên herî nizm tije dikin, li gorî prensîba Hund a pirjimariya herî zêde.
Em ê bi dagirtina asta 1, ku dikare heya 2 elektronan pêk bîne, dest pê bikin. Asta din asta 2 ye, ku dikare 2 elektronan jî bigire. Di dawiyê de, asta 3 dikare heya 8 elektronan bigire. Bi karanîna vê agahiyê, em dikarin belavkirina elektronîkî ya tevahî ya atoma hîdrojenê diyar bikin.
6. Tevger 2: Dabeşkirina elektronîkî ya atoma karbonê
Atoma karbonê di kîmya organîk de yek ji hêmanên herî girîng e. Dabeşkirina wê ya elektronîkî awayê hevgirtina atomên karbonê bi hêmanên din re diyar dike. Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya atoma karbonê, divê hin kes werin şopandin gavên sereke.
Berî her tiştî, girîng e ku ji bîr mekin ku atoma karbonê 6 elektron hene. Ev elektron di astên cuda yên enerjiyê de têne belav kirin ku jê re shell tê gotin. Asta enerjiyê ya yekem, an jî şêlê 1, dikare heya 2 elektronan hebe. Asta enerjiyê ya duyemîn, an jî şêlê 2, dikare heya 8 elektronan hebe. Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya atoma karbonê, divê ev şêl bi rêza zêdekirina enerjiyê bêne dagirtin.
Di atoma karbonê de belavkirina elektronîkî ya jêrîn heye: 1s2 2s2 2p2. Ev tê wê wateyê ku 2 elektronên pêşîn di şela 1 de, di orbîtala 1s de têne dîtin. 2 elektronên din di şelpa 2 de, di orbîtala 2s de têne dîtin. 2 elektronên dawî di şelpa 2 de, di orbîtala 2p de têne dîtin. Ev belavkirina elektronîkî ji me re vedibêje ka elektron di orbîtalên cihê yên atoma karbonê de çawa hatine rêz kirin.
7. Tevger 3: Dabeşkirina elektronîkî ya îyona klorê
Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya îona klorê, divê em pêşî bi bîr bînin ku îyona klorê, Cl-, elektronek wergirtiye. ku tê vê wateyê Niha barek neyînî ya zêde heye. Ev bandorê li awayê belavkirina elektron li ser astên enerjiya atomê dike. Li jêr gav bi gav e ku meriv çawa çareser dike vê pirsgirêkê:
1. Numreya atomî ya klorê li ser tabloya perîyodîk destnîşan bikin. Numreya atomê ya klorê 17 e, yanî di rewşa wê ya bêalî de 17 elektron hene.
2. Piştî bidestxistina elektronek, klor niha bi tevahî 18 elektron hene. Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronê, ji bîr mekin ku elektron asta enerjiyê bi rêzek taybetî tijî dikin: 2, 8, 8, 1. Ev tê wê wateyê ku 2 elektronên pêşîn asta enerjiyê 1, 8 yên din asta enerjiyê 2. yên enerjiyê 8 tijî dikin. , 3 paşîn asta enerjiyê 4 tije dikin û elektrona dawî asta enerjiyê XNUMX digire. Bala xwe bidinê ku astên enerjiyê yên bilind ji navokê dûrtir in û xwedî kapasîteya mezintir e ku elektronan bigire.
3. Ji ber vê yekê, belavkirina elektronîkî ya îyona klorê dê jêrîn be: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6. Ev encam ji me re dibêje ku klor bi tevahî 18 elektron hene ku di astên cûda yên enerjiyê de têne belav kirin. Digel vê yekê, bi bûyîna îyonek bi bargiraniya -1 re, ji ber dagirtina tam asta enerjiya xweya herî derveyî îstîqrara mezintir distîne.
8. Tevger 4: Dabeşkirina elektronîkî ya atoma oksîjenê
Atoma oksîjenê xwedî jimareya atomî 8 e, ev jî nîşan dide ku di veavakirina wê ya elektronîkî de 8 elektron hene. Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya atoma oksîjenê, divê em pêvajoyek gav-gav bişopînin. Berî her tiştî, divê em ji bîr mekin ku elektron di astên cûda yên enerjiyê de têne belav kirin, ku wekî şêl têne zanîn. Di qalika yekem a ku herî nêzikî navokê ye dikare 2 elektronan, ya duyemîn heta 8 elektronan û ya sêyemîn jî 8 elektron hebin.
Ji bo atoma oksîjenê, em dest bi dagirtina qalika herî nêzê navokê, ku şêla yekem e, dikin. Em 2 elektronan di vê şêlê de bi cih dikin. Dûv re, em diçin şêlê din û 6 elektronên mayî bi cîh dikin. Ev ji me re belavkirina elektronek 2 di qata yekem û 6 di qata duyemîn de dide me. Yek awayê temsîlkirina vê yekê ev e ku meriv veavakirina elektronîkî ya oksîjenê wekî 1s binivîse2 2s2 2p4.
Dabeşkirina elektronîkî ya atoma oksîjenê dikare wekî veavakirinek ku tê de elektron li gorî qaîdeya Aufbau şeq û bineşeleyên cihêreng tijî dikin were xuyang kirin. Girîng e ku were gotin ku ev belavkirina elektronîkî ji me re dibe alîkar ku em fam bikin ka bara neyînî ya elektronan çawa di nav atoma oksîjenê de tê organîze kirin û ew çawa bi atomên din ên di girêdanên kîmyewî de têkilî dikin. Hebûna vê agahiyê ji bo fêmkirina mekanîzmayên kîmyewî û taybetmendiyên oksîjenê di reaksiyonên cihêreng ên kîmyewî de pêdivî ye.
9. Tevger 5: Dabeşkirina elektronîkî ya îyona hesin (Fe2+)
Di vê xebatê de, em ê fêr bibin ku dabeşkirina elektronîkî ya îona hesin (Fe2+) diyar bikin. Hesin hêmanek veguhêz e û veavakirina wê ya elektronîkî dikare bi karanîna qaîdeya aufbau û prensîba derxistina Pauli were destnîşankirin.
Ji bo destpêkê, divê em ji bîr nekin ku hesin xwediyê jimareya atomî 26 e, ango 26 elektronên wî hene. Bi windakirina du elektronan ji bo avakirina îona Fe2+, belavkirina wê ya elektronîkî dê biguhere.
Gava yekem nivîsandina veavakirina elektronîkî ya atoma hesinê bêalî ye. Ev bi karanîna diyagrama asta enerjiyê an qaîdeya Aufbau tête kirin. Veavakirina elektronîkî ya Fe bêalî 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 e. Naha, divê em bihesibînin ku îyona hesin (II) du elektron winda kiriye, ji ber vê yekê divê em elektronên herî derveyî ji holê rakin, li gorî prensîba dûrxistina Pauli. Dabeşkirina elektronîkî ya encam dê bibe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6. Ev belavkirina elektronîk belavkirina elektronîkî ya îyona hesin (II) ye..
10. Tevger 6: Dabeşkirina elektronîkî ya îyona kalsiyûmê (Ca2+)
Di vê xebatê de, belavkirina elektronîkî ya îyona kalsiyûmê (Ca2+) dê were analîz kirin. Ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê, pêdivî ye ku meriv konfigurasyona elektronîkî ya kalsiyûmê fam bike û ka ew çawa vediguhere îyonek erênî.
Kalsiyûm xwedî jimareya atomê 20 e, ango di rewşa xwe ya bêalî de 20 elektron hene. Veavakirina elektronîkî ya kalsiyûmê di rewşa wê ya bingehîn de 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 e. Lêbelê, dema ku kalsiyûm du elektronan winda dike da ku îyona Ca2+ çêbike, belavkirina wê ya elektronîkî diguhezîne.
Dema ku em du elektronên ji qalika 4s winda dikin, belavkirina elektronîkî ya îyona kalsiyûmê dibe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Ev tê vê wateyê ku îyona kalsiyûmê xwedan avahiyek elektronîkî ya mîna ya argona gaza hêja ye. Bi têgihiştina vê belavkirina elektronîkî, em dikarin tevger û taybetmendiyên îyona kalsiyûmê di reaksiyonên kîmyewî de û di têkiliya wê de bi celebên din ên kîmyewî re fam bikin.
11. Tevger 7: Dabeşkirina elektronîkî ya atoma nîtrojenê
Ji bo çareserkirina xebata belavkirina elektronê ji bo atoma nîtrojenê, divê em hin gavên sereke bişopînin. Pêşîn, girîng e ku ji bîr mekin ku atoma nîtrojenê xwedî jimareyek atomî 7 e, ango 7 elektronên wê hene.
Pêngava paşîn ew e ku meriv rêza dagirtina orbîtalan diyar bike. Ji bo vê yekê, em prensîba aufbau bikar tînin, ku dibêje ku orbîtal bi rêza enerjiyê ya hilkişînê dagirtî ne. Dûv re, elektron li orbîtalan li gorî prensîba aufbau têne belav kirin heya ku elektron biqede.
Di mijara nîtrojenê de, em bi dagirtina orbîtala 1s dest pê dikin, ku dikare herî zêde 2 elektronan bigire. Paşê, em orbîtala 2s bi 2 elektronên din dagirtin. Paşê, em sê orbîtalên p (2px, 2py û 2pz) bi 3 elektronên mayî tijî dikin. Di dawiyê de, em kontrol dikin ku me 7 elektronên berdest bikar aniye û hemî orbital ji enerjiya herî nizm heya herî bilind tije kirine.
12. Tevger 8: Dabeşkirina elektronîkî ya atoma sulfur
Sulfur hêmaneke kîmyayî ya bi hejmara atomê 16 û sembola S e. Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya atoma kewûltê, pêdivî ye ku meriv avahiya atomê û veavakirina elektronîkî were zanîn. Veavakirina elektronîkî ya kewkurtê bi şopandina qaîdeya diyagrama Aufbau, ku diyar dike ku elektronên atomê bi rêza zêdekirina enerjiyê tije dibin, tê wergirtin.
Gava yekem ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya atoma sulfur ev e ku meriv jimareya wê ya atomê zanibe, ku di vê rewşê de 16 e. Ji wir, divê elektron di astên cihêreng ên enerjiyê de werin veqetandin: asta 1 dikare heya 2 elektronan hebe, asta 2. heta 8 elektronan û asta 3 heta 6 elektronan. Li gorî vê qaîdeyê, heya ku bigihîje jimareya atomê, elektron ji enerjiya herî bilind berbi herî hindik têne destnîşan kirin.
Di doza sulfur de, belavkirina elektronîkî dikare bi vî rengî were temsîl kirin: 1s22s22p63s23p4. Ev nîşan dide ku di asta 1 de 2 elektron hene, di asta 2 de 8 elektron hene, di asta 3 de 2 elektron di bin-asta s de û 4 elektron di bin-asta p de hene. Girîng e ku were zanîn ku divê hejmara elektronan di her astê de bi hejmara atomî ya elementê re wekhev be.
13. Tevger 9: Dabeşkirina elektronîkî ya îyona magnesium (Mg2+)
Dema ku îyona magnesium (Mg2+) hate çêkirin, girîng e ku hûn belavkirina wê ya elektronîkî zanibin da ku çêtir fam bikin. Taybetmendiyên wî kîmyewî. Dabeşkirina elektronîkî diyar dike ka elektron çawa di şel û binerxên cûda yên atom an îyonekê de têne belav kirin. Di mijara îyona magnesium de, em dikarin belavkirina wê ya elektronîkî bi karanîna prensîba çêkirin an bidestxistina veavakirina elektronîkî diyar bikin.
Iyona magnezyûm (Mg2+) xwedî barek erênî 2+ ye, ango li gorî atoma magnesiumê ya bêalî du elektron winda kiriye. Ev tê wê wateyê ku ew niha li şûna 10 elektronên orîjînal 12 elektron hene. Ji bo destnîşankirina belavkirina elektronîkî ya Mg2+, divê em van 10 elektronan li gorî prensîba çêkirinê li şel û bineşeleyên cihêreng bidin nasîn.
Em dest bi danîna elektronan li şenga herî hundurîn dikin, ku ya yekem e (n = 1). Ji ber ku elektron di rêza hilkişîna enerjiyê de tijî dikin, elektroneya yekem li jêr-asta 1s tê destnîşankirin. Dûv re, heşt elektronên paşîn li şêlê duyemîn (n = 2), li jêr astên 2s û 2p têne danîn. Lêbelê, ji ber ku îyona magnesiumê du elektron winda kiriye, em tenê du elektron mane ku em veqetînin. Vana di bin-asta 2-an de têne danîn, jêr-asta 2p vala dihêlin. Ji ber vê yekê, belavkirina elektronîkî ya îyona magnesium (Mg2+) 1s2 2s2 ye.
14. Tevger 10: Dabeşkirina elektronîkî ya atoma lîtium
Atoma lîtium xwedan vesazkirinek elektronîkî ya taybetî ye ku diyar dike ka elektronên wê çawa di astên enerjiyê û jêrastên cihêreng de têne belav kirin. Ji bo destnîşankirina vê belavkirina elektronîkî, em dikarin qaîdeya Aufbau û qaîdeyên Hund û qaîdeyên pirjimariya herî zêde ya wekheviya enerjiyê bikar bînin.
Veavakirina elektronîkî ya atoma lîtium dikare bi gavên jêrîn were destnîşankirin:
1. Jimara atomê ya lîtiumê diyar bike, ku ew 3 ye. Ev ji me re dibêje ku atoma lîtiumê sê elektron hene.
2. Elektronên di astên enerjiyê û jêrasta cihê de cih bigirin. Asta enerjiyê ya yekem, ku wekî asta K tê zanîn, dikare herî zêde 2 elektronan bigire, lê asta enerjiyê ya duyemîn ku wekî asta L tê zanîn, dikare herî zêde 8 elektronan bigire.
3. Di asta K de pêşî li elektronan bi cih bikin.
4. Elektronên mayî di asta L de bi cih bikin.
5. Dabeşkirina elektronîkî ya atoma lîtium 1s² 2s¹ ye. Ev nîşan dide ku lîtium di asta K de yek elektronek û di asta L de du elektron hene.
Girîng e ku were zanîn ku belavkirina elektronîkî ya atoma lîtium qaîdeyên mekanîka quantumê dişopîne, ku ji me re vedibêje ka astên cûda yên enerjiyê û astên jêrîn çawa têne dagirtin. Veavakirina elektronîkî ya lîtiumê agahdarî li ser belavkirina elektronên wê û aramiya wê di rewşa wê ya bingehîn de peyda dike.
Bi kurtahî, ceribandinên belavkirina elektronîkî yên ku têne pêşkêş kirin amûrek bingehîn e ku hûn di vê qada girîng a kîmyayê de ceribandin û xurtkirina zanîna we bikin. Bi saya wan, we fersendek dît ku hûn bi qaîdeyên ku dabeşkirina elektronan di ast û jêrastên cihê yên atomê de rêve dibin nas bikin.
Bi çareserkirina van temrînan, we karî kapasîteya xwe biceribînin ku hûn prensîbên bingehîn ên belavkirina elektronîkî, wek qaîdeya Aufbau, prensîba dûrxistina Pauli, û hukmê Hund biceribînin. Wekî din, hûn fêr bûne ku hûn tabloya perîyodîk bikar bînin da ku hejmara elektronan di her ast û jêrastekê de diyar bikin.
Girîng e ku were ronî kirin ku belavkirina elektronîkî ji bo têgihiştina taybetmendî û tevgera hêmanên kîmyewî pir girîng e. Bi serweriya têgeh û jêhatîbûnên ku bi van temrînan re têkildar in, hûn ê amade bibin ku têgihîştina xwe ya avahiya atomê û kîmyayê bi gelemperî pêş bixin.
Bînin bîra xwe ku pratîka domdar û temrînên çareserkirinê ji bo bihêzkirina zanîna we mifteyê ne. Em pêşniyar dikin ku hûn lêkolîna temrînên bi heman rengî bidomînin û li aliyên din ên têkildarî belavkirina elektronîkî vekolin. Ev ê bihêle ku hûn jêhatîbûnên xwe baştir bikin û di qadekî de bingehek zexm pêşve bibin ewqas girîng mîna kîmyayê.
Di encamê de, çareserkirina van ceribandinên belavkirina elektronîkî fersendek daye we ku hûn di vê qada girîng a kîmyayê de zanîn û jêhatîbûna xwe biceribînin. Bi berdewamkirina pratîk û vekolîna vê mijarê, hûn ê di rê de bin ku hûn bibin pispor di belavkirina elektronîkî de û bi gelemperî bingeha xwe di kîmyayê de xurt bikin.
Ez Sebastián Vidal im, endezyarek komputerê ku ji teknolojiyê û DIY-ê dilşewat e. Wekî din, ez afirînerê wê me tecnobits.com, ku ez dersan parve dikim da ku teknolojiyê ji her kesî re bigihînim û têgihîştî bikim.