Електронска дистрибуција је фундаментални концепт у хемији и физици, а њено савладавање захтева чврсто разумевање основних принципа. Како бисмо проверили ваше знање и ојачали своје вештине, припремили смо серију од 12 вежби електронске дистрибуције. У овом чланку ћемо детаљно истражити сваку од ових вежби, фокусирајући се на њихову практичну примену и пружајући јасна и концизна објашњења за њихово решавање. Спремите се да изазовете своје разумевање ове кључне теме и побољшате своје вештине електронске дистрибуције!
1. Увод у електронску дистрибуцију у квантној теорији
Расподела електрона у квантној теорији је фундаментални концепт за разумевање како су електрони организовани око језгра у атому. У овом одељку ћемо истражити основне принципе ове теме и научити како да их применимо у различитим случајевима.
Први корак у разумевању расподеле електрона је разумевање Паулијевог принципа искључења, који каже да два електрона у истом атому не могу имати потпуно исти скуп квантних бројева. То значи да електрони морају да заузимају различите енергетске нивое и поднивое у атому.
Друго, важно је упознати се са Ауфбауовим правилом, које наводи редослед у коме се орбитале попуњавају у атому. Ово правило нам помаже да одредимо редослед дистрибуције електрона у различитим енергетским нивоима и поднивоима. На пример, знамо да се ниво 1 попуњава пре нивоа 2, и тако даље.
2. Основни појмови електронске дистрибуције у хемији
Електронска дистрибуција у хемији је основно средство за разумевање структуре и понашања атома и молекула. Ова дистрибуција утврђује како су електрони организовани око атомског језгра, пратећи одређена правила и принципе. У овом одељку ћемо истражити неке основне концепте о електронској дистрибуцији у хемији.
Један од основних концепата у електронској дистрибуцији је Ауфбау принцип, који каже да се електрони прво додају на орбитале ниже енергије пре него што попуне орбитале веће енергије. То значи да се електрони попуњавају редоследом повећања енергије, пратећи орбитални дијаграм и поштујући Хундово правило, које каже да електрони попуњавају орбитале појединачно и паралелно пре упаривања.
За представљање електронске дистрибуције атома користи се електронска конфигурација, која показује како су електрони распоређени у различитим енергетским нивоима и поднивоима. На пример, електронска конфигурација атома кисеоника је 1с² 2с² 2п⁴, што указује да има 2 електрона на 1с нивоу, 2 електрона на 2с нивоу и 4 електрона на 2п нивоу.
3. Шта су вежбе електронске дистрибуције и зашто су важне?
Вежбе електронске дистрибуције су основно средство у хемији да се разуме како су електрони организовани у атому. Ове вежбе нам омогућавају да идентификујемо електронску конфигурацију сваког елемента и разумемо како су орбитале испуњене електронима.
Електронска дистрибуција је важна јер нам омогућава да предвидимо хемијска и физичка својства елемената. Познавањем електронске конфигурације елемента можемо одредити његову реактивност, способност формирања хемијских веза и понашање у различитим срединама.
Постоје различите методе за решавање ових вежби, али све прате низ заједничких корака. Прво, морате знати правила за попуњавање орбитала, као што су Ауфбауово правило, Паулијев принцип искључења и Хундово правило. Конфигурација електрона је затим организована на дијаграму или коришћењем записа слова и бројева. На крају се проверава да ли је дистрибуција у складу са правилима пуњења и да ли је укупан број електрона тачан.
4. Изазовите своје знање: 12 вежби електронске дистрибуције да бисте тестирали своје вештине
У овом одељку представљамо 12 изазовних вежби електронске дистрибуције које ће тестирати ваше вештине из хемије. Свака од ових вежби ће вас изазвати да примените своје знање о расподели електрона на различитим нивоима и поднивоима атома. Не само да ће вам помоћи да прегледате основе, већ ће вам такође дати вежбу у решавању проблема електронске дистрибуције. ефикасно.
За сваку од вежби даћемо вам а корак по корак детаљно како решити проблем. Поред тога, даћемо вам савете и примере који ће вам олакшати разумевање. Ако вам је потребан брзи преглед основа електронске дистрибуције, можете користити наше интерактивне туторијале, који ће вам дати потпуни преглед теме.
Поред тога, препоручујемо коришћење алата као што су периодичне табеле и Луисови дијаграми да бисте јасније визуелизовали електронску дистрибуцију. Ови алати ће вам помоћи да прецизно идентификујете број електрона на сваком нивоу и поднивоу. Запамтите да је кључ за решавање ових вежби пажљиво анализирање електронске конфигурације сваког атома и праћење принципа установљених Ауфбауовим принципом, Хундовим правилом и правилом максималног броја спинова.
5. Вежба 1: Електронска расподела атома водоника
У овој вежби научићемо да одредимо електронску дистрибуцију атома водоника. Електронска дистрибуција нам говори како су електрони распоређени у различитим енергетским нивоима и поднивоима атома. Ово је важно за разумевање особина и понашања водоника.
Да бисмо одредили електронску дистрибуцију атома водоника, морамо следити неке кораке. Прво, морамо знати атомски број водоника, који је 1. Затим, можемо користити Ауфбауово правило, које каже да електрони прво попуњавају најниже енергетске нивое, пратећи Хундов принцип максималне мултиплицитности.
Почећемо са попуњавањем нивоа 1, који може да садржи до 2 електрона. Следећи ниво је ниво 2, који такође може да задржи до 2 електрона. Коначно, ниво 3 може садржати до 8 електрона. Користећи ове информације, можемо одредити потпуну електронску дистрибуцију атома водоника.
6. Вежба 2: Електронска расподела атома угљеника
Атом угљеника је један од најважнијих елемената у органској хемији. Његова електронска дистрибуција одређује начин на који се атоми угљеника комбинују са другим елементима. Да би се одредила електронска дистрибуција атома угљеника, неке се морају пратити кључни кораци.
Пре свега, важно је запамтити да атом угљеника има 6 електрона. Ови електрони су распоређени у различитим енергетским нивоима који се називају шкољкама. Први енергетски ниво, или шкољка 1, може да садржи до 2 електрона. Други енергетски ниво, или шкољка 2, може да садржи до 8 електрона. Да би се одредила електронска дистрибуција атома угљеника, ове шкољке морају бити попуњене по растућој енергији.
Атом угљеника има следећу електронску дистрибуцију: 1с2 2s2 2p2. То значи да се прва 2 електрона налазе у љусци 1, на орбитали 1с. Следећа 2 електрона се налазе у љусци 2, у орбитали 2с. Последња 2 електрона се налазе у љусци 2, у 2п орбитали. Ова електронска дистрибуција нам говори како су електрони распоређени у различитим орбиталама атома угљеника.
7. Вежба 3: Електронска дистрибуција јона хлора
Да бисмо одредили електронску дистрибуцију јона хлора, прво морамо запамтити да је јон хлора, Цл-, добио електрон, што значи да Сада има вишак негативног наелектрисања. Ово утиче на начин на који се електрони дистрибуирају по енергетским нивоима атома. Испод је корак по корак како то решити овај проблем:
1. Идентификујте атомски број хлора на периодном систему. Атомски број хлора је 17, што значи да има 17 електрона у свом оригиналном неутралном стању.
2. Након добијања једног електрона, хлор сада има укупно 18 електрона. Да бисте одредили расподелу електрона, имајте на уму да електрони испуњавају енергетске нивое одређеним редоследом: 2, 8, 8, 1. То значи да прва 2 електрона испуњавају енергетски ниво 1, следећих 8 испуњавају енергетски ниво 2. енергије 8 , следећих 3 испуњава енергетски ниво 4, а последњи електрон заузима енергетски ниво XNUMX. Имајте на уму да су виши нивои енергије даље од језгра и имају већи капацитет да држе електроне.
3. Дакле, електронска расподела јона хлора би била следећа: 1с2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6. Овај резултат нам говори да хлор има укупно 18 електрона распоређених на различитим нивоима енергије. Поред тога, постајући јон са наелектрисањем од -1, стиче већу стабилност услед потпуног пуњења свог крајњег енергетског нивоа.
8. Вежба 4: Електронска дистрибуција атома кисеоника
Атом кисеоника има атомски број 8, што указује да има 8 електрона у својој електронској конфигурацији. Да бисмо одредили електронску дистрибуцију атома кисеоника, морамо пратити процес корак по корак. Пре свега, морамо запамтити да су електрони распоређени у различитим енергетским нивоима, познатим као шкољке. Прва љуска најближа језгру може да садржи до 2 електрона, друга до 8 електрона, а трећа до 8 електрона.
За атом кисеоника почињемо тако што ћемо напунити љуску која је најближа језгру, а то је прва љуска. Стављамо 2 електрона у ову шкољку. Затим прелазимо на следећу шкољку и постављамо преосталих 6 електрона. Ово нам даје дистрибуцију електрона од 2 у првом слоју и 6 у другом слоју. Један од начина да се ово представи је да се електронска конфигурација кисеоника запише као 1с2 2s2 2p4.
Електронска дистрибуција атома кисеоника може се визуализовати као конфигурација у којој електрони испуњавају различите љуске и подљуске према Ауфбауовом правилу. Важно је напоменути да нам ова електронска дистрибуција помаже да разумемо како је негативно наелектрисање електрона организовано унутар атома кисеоника и како они ступају у интеракцију са другим атомима у хемијским везама. Поседовање ових информација је од суштинског значаја за разумевање хемијских механизама и особина кисеоника у различитим хемијским реакцијама.
9. Вежба 5: Електронска дистрибуција јона гвожђа (Фе2+)
У овој вежби научићемо да одредимо електронску дистрибуцију јона гвожђа (Фе2+). Гвожђе је прелазни елемент и његова електронска конфигурација се може одредити коришћењем ауфбау правила и Паулијевог принципа искључења.
За почетак, морамо запамтити да гвожђе има атомски број 26, што значи да има 26 електрона. Губитком два електрона да би се формирао Фе2+ јон, његова електронска дистрибуција ће се променити.
Први корак је писање електронске конфигурације неутралног атома гвожђа. Ово се ради помоћу дијаграма нивоа енергије или Ауфбауовог правила. Електронска конфигурација неутралног Фе је 1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2 3д6. Сада морамо узети у обзир да је јон гвожђа(ИИ) изгубио два електрона, тако да морамо елиминисати најудаљеније електроне, пратећи Паулијев принцип искључења. Добијена електронска дистрибуција ће бити 1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 3д6. Ова електронска дистрибуција је електронска дистрибуција јона гвожђа(ИИ)..
10. Вежба 6: Електронска дистрибуција јона калцијума (Ца2+)
У овој вежби ће се анализирати електронска дистрибуција јона калцијума (Ца2+). Да би се решио овај проблем, потребно је разумети електронску конфигурацију калцијума и како се он претвара у позитиван јон.
Калцијум има атомски број 20, што значи да има 20 електрона у свом неутралном стању. Електронска конфигурација калцијума у његовом основном стању је 1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2. Међутим, када калцијум изгуби два електрона да би формирао Ца2+ јон, његова електронска дистрибуција се мења.
Када изгубимо два електрона из љуске 4с, електронска дистрибуција јона калцијума постаје 1с2 2с2 2п6 3с2 3п6. То значи да јон калцијума има електронску структуру сличну оној племенитог гаса аргона. Разумевањем ове електронске дистрибуције, можемо разумети понашање и својства јона калцијума у хемијским реакцијама и у његовој интеракцији са другим хемијским врстама.
11. Вежба 7: Електронска расподела атома азота
Да бисмо решили вежбу расподеле електрона за атом азота, морамо следити неке кључне кораке. Прво, важно је запамтити да атом азота има атомски број 7, што значи да има 7 електрона.
Следећи корак је одређивање редоследа којим се орбитале попуњавају. Да бисмо то урадили, користимо ауфбау принцип, који каже да се орбитале попуњавају узлазним редоследом енергије. Затим се електрони распоређују по орбиталама по принципу ауфбау док се електрони не исцрпе.
У случају азота, почињемо попуњавањем орбитале 1с, која може да задржи највише 2 електрона. Затим попуњавамо 2с орбиталу са још 2 електрона. Затим попуњавамо три п орбитале (2пк, 2пи и 2пз) са преостала 3 електрона. Коначно, проверавамо да ли смо искористили 7 доступних електрона и попунили све орбитале од најниже до највеће енергије.
12. Вежба 8: Електронска расподела атома сумпора
Сумпор је хемијски елемент са атомским бројем 16 и симболом С. За одређивање електронске дистрибуције атома сумпора потребно је познавати структуру атома и електронску конфигурацију. Електронска конфигурација сумпора се добија праћењем правила Ауфбау дијаграма, који каже да су електрони атома испуњени растућим редом енергије.
Први корак за одређивање електронске дистрибуције атома сумпора је сазнање његовог атомског броја, који је у овом случају 16. Одатле, електрони морају бити додељени различитим енергетским нивоима: ниво 1 може садржати до 2 електрона, ниво 2 до 8 електрона и ниво 3 до 6 електрона. Пратећи ово правило, електрони се додељују од највеће до најниже енергије док се не постигне атомски број.
У случају сумпора, електронска дистрибуција се може представити на следећи начин: 1с22s22p63s23p4. Ово указује да ниво 1 садржи 2 електрона, ниво 2 садржи 8 електрона, ниво 3 садржи 2 електрона у с поднивоу и 4 електрона у п поднивоу. Важно је напоменути да број електрона на сваком нивоу мора бити једнак атомском броју елемента.
13. Вежба 9: Електронска дистрибуција јона магнезијума (Мг2+)
Једном када се формира јон магнезијума (Мг2+), важно је знати његову електронску дистрибуцију да бисте боље разумели његова својства хемикалије. Електронска дистрибуција описује како су електрони распоређени у различитим љускама и подљускама атома или јона. У случају јона магнезијума, можемо одредити његову електронску дистрибуцију користећи принцип конструисања или добијања електронске конфигурације.
Јон магнезијума (Мг2+) има позитиван набој од 2+, што значи да је изгубио два електрона у поређењу са неутралним атомом магнезијума. Ово имплицира да сада има 10 електрона уместо првобитних 12. Да бисмо одредили електронску дистрибуцију Мг2+, морамо доделити ових 10 електрона различитим шкољкама и подљускама према принципу конструкције.
Почињемо са додељивањем електрона најдубљој љусци, која је прва (н = 1). Пошто електрони испуњавају растући редослед енергије, први електрон је додељен 1с поднивоу. Затим је следећих осам електрона додељено другој љусци (н = 2), 2с и 2п поднивоима. Међутим, пошто је јон магнезијума изгубио два електрона, имамо само два електрона за расподелу. Они се постављају у подниво 2с, остављајући подниво 2п празним. Дакле, електронска дистрибуција јона магнезијума (Мг2+) је 1с2 2с2.
14. Вежба 10: Електронска дистрибуција атома литијума
Атом литијума има специфичну електронску конфигурацију која одређује како су његови електрони распоређени у различитим енергетским нивоима и поднивоима. Да бисмо одредили ову електронску дистрибуцију, можемо користити Ауфбауово правило и Хундова правила и максималну многострукост једнаких енергетских правила.
Електронска конфигурација атома литијума може се одредити следећим корацима:
1. Одредити атомски број литијума, који је 3. То нам говори да атом литијума има три електрона.
2. Лоцирајте електроне на различитим енергетским нивоима и поднивоима. Први енергетски ниво, познат као К ниво, може да садржи највише 2 електрона, док други енергетски ниво, познат као Л ниво, може да садржи највише 8 електрона.
3. Прво поставите електроне на ниво К. Литијум има један електрон на нивоу К.
4. Поставите преостале електроне у ниво Л. Литијум има два електрона на нивоу Л.
5. Електронска дистрибуција литијумовог атома је 1с² 2с¹. Ово указује да литијум има један електрон на нивоу К и два електрона на нивоу Л.
Важно је напоменути да електронска дистрибуција атома литијума прати правила квантне механике, која нам говоре како се попуњавају различити енергетски нивои и поднивои. Електронска конфигурација литијума пружа нам информације о дистрибуцији његових електрона и његовој стабилности у основном стању.
Укратко, представљене вежбе електронске дистрибуције су основно средство за тестирање и јачање вашег знања у овој кључној области хемије. Преко њих сте имали прилику да се упознате са правилима која регулишу расподелу електрона у различитим нивоима и поднивоима атома.
Решавањем ових вежби могли сте да тестирате своју способност примене основних принципа електронске дистрибуције, као што су Ауфбауово правило, Паулијев принцип искључења и Хундово правило. Поред тога, научили сте да користите периодни систем за одређивање броја електрона на сваком нивоу и поднивоу.
Важно је нагласити да је електронска дистрибуција кључна за разумевање својстава и понашања хемијских елемената. Савладавањем концепата и вештина повезаних са овим вежбама, бићете спремни да унапредите своје разумевање структуре атома и хемије уопште.
Запамтите да су стална вежба и вежбе решавања кључни за јачање вашег знања. Препоручујемо вам да наставите да истражујете сличне вежбе и удубите се у друге аспекте који се односе на електронску дистрибуцију. Ово ће вам омогућити да побољшате своје вештине и развијете чврсту основу у некој области тако важно попут хемије.
У закључку, решавање ових вежби електронске дистрибуције дало вам је прилику да тестирате своје знање и вештине у овој виталној области хемије. Настављајући да практикујете и истражујете ову тему, бићете на путу да постанете стручњак за електронску дистрибуцију и ојачате своје основе у хемији уопште.
Ја сам Себастијан Видал, рачунарски инжењер који се страствено бави технологијом и уради сам. Штавише, ја сам креатор tecnobits.цом, где делим туторијале како бих технологију учинио доступнијом и разумљивијом за све.