12 Boikoetliso ba Kabo ea Elektronike: Leka Tsebo ea Hao

Kabo ea elektronike ke mohopolo oa mantlha k'hemistri le fisiks, 'me ho e tseba ho hloka kutloisiso e tiileng ea melao-motheo ea motheo. E le ho leka tsebo ea hau le ho matlafatsa tsebo ea hau, re lokiselitse letoto la lithupelo tse 12 tsa kabo ea elektronike. Sehloohong sena, re tla hlahloba e 'ngoe le e' ngoe ea lithupelo tsena ka botlalo, re shebane le ts'ebeliso ea tsona e sebetsang le ho fana ka litlhaloso tse hlakileng le tse hlakileng bakeng sa tharollo ea tsona. Itokisetse ho phephetsa kutloisiso ea hau ea sehlooho sena sa bohlokoa le ho ntlafatsa tsebo ea hau ea ho aba ka elektroniki!

1. Kenyelletso ea kabo ea elektronike ka khopolo ea quantum

Kabo ea elektronike ka khopolo ea quantum ke khopolo ea motheo ea ho utloisisa hore na lielektrone li hlophisitsoe joang ho pota-pota khubung ea athomo. Karolong ena, re tla hlahloba melao-motheo ea sehlooho sena le ho ithuta ho e sebelisa maemong a fapaneng.

Mohato oa pele oa ho utloisisa kabo ea elektronike ke ho utloisisa molao-motheo oa Pauli, o bolelang hore ha ho li-electrone tse peli ka athomo e le 'ngoe e ka bang le palo e tšoanang ea linomoro tsa quantum. Sena se bolela hore lielektrone li tlameha ho lula maemong a fapaneng a matla le li-sublevels ho athomo.

Ea bobeli, ho bohlokoa ho tloaelana le molao oa Aufbau, o bolelang tatellano eo ho eona orbitals e tlatsitsoeng ka athomo. Molao ona o re thusa ho tseba tatellano eo lielektrone li abeloang ka eona maemong a fapaneng a matla le li-sublevels. Mohlala, rea tseba hore boemo ba 1 bo tlala pele ho boemo ba 2, joalo-joalo.

2. Likhopolo tsa motheo tsa kabo ea elektronike k'hemistri

Kabo ea elektronike k'hemistri ke sesebelisoa sa mantlha sa ho utloisisa sebopeho le boitšoaro ba liathomo le limolek'hule. Kabo ena e theha hore na li-electrone li hlophisitsoe joang ho pota-pota nucleus ea athomo, ho latela melao le melao-motheo e itseng. Karolong ena, re tla hlahloba lintlha tse ling tsa mantlha mabapi le kabo ea elektronike k'hemistri.

E 'ngoe ea likhopolo tsa motheo tsa kabo ea elektronike ke molao-motheo oa Aufbau, o bolelang hore li-electrone li kenngoa ho li-orbitals tse tlaase tsa matla pele li tlatsa li-orbitals tse phahameng tsa matla. Sena se bolela hore lielektrone li tlala ka tatellano ea matla a ntseng a eketseha, ho latela setšoantšo sa orbital le ho hlompha puso ea Hund, e bolelang hore lielektrone li tlatsa li-orbitals ka bomong le ka ho bapisa pele li kopane.

Ho emela kabo ea elektronike ea athomo, ho sebelisoa tlhophiso ea elektronike, e bontšang kamoo lielektrone li abuoang kateng maemong a fapaneng a matla le li-sublevels. Mohlala, tlhophiso ea elektroniki ea athomo ea oksijene ke 1s² 2s² 2p⁴, e bonts'ang hore e na le lielektrone tse 2 boemong ba 1s, lielektrone tse 2 boemong ba 2s, le lielektrone tse 4 boemong ba 2p.

3. Lithupelo tsa kabo ea elektronike ke life, 'me ke hobane'ng ha li le bohlokoa?

Boikoetliso ba kabo ea elektronike ke sesebelisoa sa mantlha sa k'hemistri ho utloisisa hore na lielektrone li hlophisitsoe joang ka athomo. Boikoetliso bona bo re lumella ho khetholla tlhophiso ea elektroniki ea ntho ka 'ngoe le ho utloisisa hore na li-orbitals li tlatsitsoe joang ka lielektrone.

Kabo ea elektronike e bohlokoa hobane e re lumella ho bolela esale pele litšobotsi tsa lik'hemik'hale le tsa 'mele tsa likarolo. Ka ho tseba tlhophiso ea elektroniki ea element, re ka tseba hore na e sebetsa joang hape, bokhoni ba eona ba ho theha maqhama a lik'hemik'hale le boitšoaro ba eona libakeng tse fapaneng.

Ho na le mekhoa e fapaneng ea ho rarolla lithupelo tsena, empa kaofela li latela letoto la mehato e tloaelehileng. Ntlha ea pele, u tlameha ho tseba melao ea ho tlatsa li-orbitals, tse kang molao oa Aufbau, molao-motheo oa ho khetholla Pauli, le molao oa Hund. Ho hlophisoa ha elektrone ho hlophisoa ka setšoantšo kapa ho sebelisoa tlhaku le linomoro. Qetellong, ho hlahlojoa hore kabo e lumellana le melao ea ho tlatsa le hore palo eohle ea li-electrone e nepahetse.

4. Phephetsa tsebo ea hau: Lithupelo tse 12 tsa kabo ea elektronike ho leka tsebo ea hau

Karolong ena, re hlahisa li-exercising tse 12 tse thata tsa kabo ea elektroniki tse tla leka tsebo ea hau ea k'hemistri. E 'ngoe le e' ngoe ea lithupelo tsena e tla u phephetsa ho sebelisa tsebo ea hau mabapi le kabo ea lielektrone maemong a fapaneng le li-sublevels tsa athomo. Ha se feela hore li tla u thusa ho lekola metheo, empa hape li tla u fa mokhoa oa ho rarolla mathata a kabo ea elektroniki. ka katleho.

Bakeng sa boikoetliso bo bong le bo bong, re tla u fa a mohato ka mohato e qaqileng mokhoa oa ho rarolla bothata. Ho feta moo, re tla u fa malebela le mehlala ho thusa kutloisiso ea hau. Haeba o hloka tlhahlobo e potlakileng ea metheo ea kabo ea elektronike, u ka sebelisa lithupelo tsa rona tse kopanetsoeng, tse tla u fa tlhaloso e feletseng ea sehlooho.

Ho feta moo, re khothaletsa ho sebelisa lisebelisoa tse kang litafole tsa periodic le litšoantšo tsa Lewis ho bona kabo ea elektronike ka mokhoa o hlakileng haholoanyane. Lisebelisoa tsena li tla u thusa ho tseba ka nepo palo ea li-electrone boemong bo bong le bo bong le sublevel. Hopola hore senotlolo sa ho rarolla lithupelo tsena ke ho sekaseka ka hloko tlhophiso ea elektronike ea athomo e 'ngoe le e' ngoe le ho latela melao-motheo e thehiloeng ke molao-motheo oa Aufbau, puso ea Hund le molao oa boholo ba spin multiplicity.

5. Koetliso ea 1: Kabo ea elektronike ea athomo ea hydrogen

6. Koetliso ea 2: Kabo ea elektronike ea athomo ea carbon

Athomo ea carbon ke e 'ngoe ea likarolo tsa bohlokoa ka ho fetisisa k'hemik'hale ea organic chemistry. Kabo ea eona ea elektronike e etsa qeto ea tsela eo liathomo tsa carbon li kopanang le likarolo tse ling. Ho tseba kabo ea elektronike ea athomo ea carbon, tse ling li tlameha ho lateloa mehato ea bohlokoa.

Pele ho tsohle, ho bohlokoa ho hopola hore athomo ea carbon e na le li-electrone tse 6. Li-electrone tsena li ajoa ka maemo a fapaneng a matla a bitsoang likhetla. Boemo ba pele ba matla, kapa khetla 1, bo ka ba le li-electrone tse ka bang 2. Boemo ba bobeli ba matla, kapa khetla 2, bo ka ba le lielektrone tse 8. Ho tseba kabo ea elektronike ea athomo ea carbon, likhetla tsena li tlameha ho tlatsoa ka tatellano ea ho eketsa matla.

Athomo ea khabone e na le kabo e latelang ea elektroniki: 1s² 2s² 2p². Sena se bolela hore lielektrone tse 2 tsa pele li fumanoa ho khetla 1, ho 1s orbital. Li-electrone tse 2 tse latelang li fumanoa ho khetla 2, ho 2s orbital. Li-electrone tse 2 tsa ho qetela li fumanoa ka har'a khetla 2, ho 2p orbital. Kabo ena ea elektronike e re bolella hore na li-electrone li hlophisitsoe joang ka li-orbitals tse fapaneng tsa athomo ea carbon.

7. Koetliso ea 3: Kabo ea elektronike ea ion ea chlorine

Ho tseba kabo ea elektronike ea chlorine ion, re tlameha ho hopola pele hore ion ea chlorine, Cl-, e fumane elektronike, ho bolelang hore Hona joale e na le tefiso e feteletseng e mpe. Sena se ama tsela eo lielektrone li ajoang ka eona ho pholletsa le maemo a matla a athomo. Ka tlase ke mohato ka mohato mokhoa oa ho rarolla bothata bona:

1. Hlalosa nomoro ea athomo ea chlorine tafoleng ea periodic. Nomoro ea athomo ea chlorine ke 17, ho bolelang hore e na le li-electrone tse 17 boemong ba eona ba pele ba ho se nke lehlakore.

2. Ka mor'a ho fumana elektrone e le 'ngoe, chlorine hona joale e na le li-electrone tse 18 kaofela. Ho tseba kabo ea elektrone, hopola hore lielektrone li tlatsa matla a matla ka tatellano e itseng: 2, 8, 8, 1. Sena se bolela hore lielektrone tse 2 tsa pele li tlatsa matla a 1, tse 8 tse latelang li tlatsa matla a 2. ea matla 8. , tse 3 tse latelang li tlatsa matla a 4 'me elektronike ea ho qetela e nka matla a matla a XNUMX. Hlokomela hore matla a phahameng a matla a feta ho tloha khubung 'me a na le matla a maholo a ho tšoara lielektrone.

3. Ka hona, kabo ea elektronike ea chlorine ion e tla ba e latelang: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶. Sephetho sena se re bolella hore chlorine e na le kakaretso ea li-electrone tse 18 tse ajoang maemong a fapaneng a matla. Ho phaella moo, ka ho fetoha ion e nang le tefiso ea -1, e fumana botsitso bo boholo ka lebaka la ho tlatsoa ka ho feletseng ha matla a eona a ka ntle ka ho fetisisa.

8. Koetliso ea 4: Kabo ea elektronike ea athomo ea oksijene

Athomo ea oksijene e na le nomoro ea athomo ea 8, e bontšang hore e na le li-electrone tse 8 ka tlhophiso ea eona ea elektronike. Ho tseba kabo ea elektronike ea athomo ea oksijene, re tlameha ho latela mohato ka mohato. Pele ho tsohle, re tlameha ho hopola hore li-electrone li ajoa ka maemo a fapaneng a matla, a tsejoang e le likhetla. Khetla ea pele e haufi le khubu e ka ba le lielektrone tse 2, ea bobeli ho isa ho lielektrone tse 8, 'me ea boraro ho isa ho lielektrone tse 8.

Bakeng sa athomo ea oksijene, re qala ka ho tlatsa khetla e haufi le khubu, e leng khetla ea pele. Re kenya li-electrone tse 2 ka har'a khetla ena. Joale, re fallela khetla e latelang ebe re beha li-electrone tse 6 tse setseng. Sena se re fa kabo ea elektronike ea 2 karolong ea pele le 6 karolong ea bobeli. Mokhoa o mong oa ho emela sena ke ho ngola tlhophiso ea elektroniki ea oksijene joalo ka 1s² 2s² 2p⁴.

Kabo ea elektronike ea athomo ea oksijene e ka bonoa e le tlhophiso eo lielektrone li tlatsang likhetla tse fapaneng le li-subshell ho latela molao oa Aufbau. Ke habohlokoa ho bolela hore kabo ena ea elektronike e re thusa ho utloisisa hore na tefiso e mpe ea lielektrone e hlophisitsoe joang ka har'a athomo ea oksijene le hore na e sebelisana joang le liathomo tse ling ka litlamo tsa lik'hemik'hale. Ho ba le tlhaiso-leseling ena ho bohlokoa ho utloisisa mekhoa ea lik'hemik'hale le thepa ea oksijene tšebetsong e fapaneng ea lik'hemik'hale.

9. Koetliso ea 5: Kabo ea elektronike ea ion ea tšepe (Fe2+)

Ketsahalong ena, re tla ithuta ho tseba kabo ea elektronike ea ion ea tšepe (Fe2 +). Iron ke ntho ea phetoho 'me tlhophiso ea eona ea elektronike e ka khethoa ho sebelisa molao oa aufbau le molao-motheo oa ho khetholla Pauli.

Ho qala, re lokela ho hopola hore tšepe e na le nomoro ea athomo ea 26, e bolelang hore e na le li-electrone tse 26. Ka ho lahleheloa ke li-electrone tse peli ho theha Fe2 + ion, kabo ea eona ea elektronike e tla fetoha.

Mohato oa pele ke ho ngola tlhophiso ea elektronike ea athomo ea tšepe e sa nke lehlakore. Sena se etsoa ho sebelisoa setšoantšo sa boemo ba matla kapa molao oa Aufbau. Sebopeho sa elektronike sa ho se nke lehlakore Fe ke 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. Hona joale, re tlameha ho ela hloko hore tšepe (II) ion e lahlehetsoe ke li-electrone tse peli, kahoo re tlameha ho felisa li-electrone tse ka ntle, ho latela molao-motheo oa ho kenyelletsa Pauli. Kabo ea elektronike e hlahisoang e tla ba 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6. Kabo ena ea elektronike ke kabo ea elektronike ea tšepe (II) ion..

10. Koetliso ea 6: Kabo ea elektronike ea calcium ion (Ca2+)

Ketsahalong ena, kabo ea elektronike ea calcium ion (Ca2+) e tla hlahlojoa. Ho rarolla bothata bona, hoa hlokahala ho utloisisa tlhophiso ea elektronike ea khalsiamo le hore na e fetoloa joang hore e be ion e ntle.

Calcium e na le palo ea athomo ea 20, ho bolelang hore e na le li-electrone tse 20 boemong ba eona ba ho se nke lehlakore. Tlhophiso ea elektronike ea calcium sebakeng sa eona sa fatše ke 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2. Leha ho le joalo, ha khalsiamo e lahleheloa ke li-electrone tse peli ho theha Ca2 + ion, kabo ea eona ea elektronike e fetoha.

Ha re lahleheloa ke li-electrone tse peli ho tloha khetla ea 4s, kabo ea elektronike ea ion ea calcium e fetoha 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Sena se bolela hore ion ea khalsiamo e na le sebopeho sa elektronike se ts'oanang le sa argon e ntle ea khase. Ka ho utloisisa kabo ena ea elektronike, re ka utloisisa boitšoaro le thepa ea calcium ion ka karabelo ea lik'hemik'hale le tšebelisanong ea eona le mefuta e meng ea lik'hemik'hale.

11. Koetliso ea 7: Kabo ea elektronike ea athomo ea nitrogen

Ho rarolla boikoetliso ba kabo ea elektrone bakeng sa athomo ea naetrojene, re tlameha ho latela mehato e meng ea bohlokoa. Ntlha ea pele, ke habohlokoa ho hopola hore athomo ea naetrojene e na le nomoro ea athomo ea 7, e bolelang hore e na le li-electrone tse 7.

Mohato o latelang ke ho fumana hore na li-orbitals li tlatsitsoe joang. Ho etsa sena, re sebelisa molao-motheo oa aufbau, o bolelang hore li-orbitals li tletse tatellano e nyolohang ea matla. Joale, li-electrone li ajoa ka orbitals ho latela molao-motheo oa aufbau ho fihlela li-electrone li felile.

Tabeng ea naetrojene, re qala ka ho tlatsa 1s orbital, e ka tšoarang boholo ba li-electrone tse peli. Ka mor'a moo, re tlatsa 2s orbital ka li-electrone tse ling tse 2. Ka mor'a moo, re tlatsa li-orbitals tse tharo (2px, 2py le 2pz) ka li-electrone tse 2 tse setseng. Qetellong, re hlahloba hore na re sebelisitse li-electrone tse 3 tse fumanehang 'me re tlatsitse li-orbitals tsohle ho tloha tlaase ho ea ho matla a phahameng ka ho fetisisa.

12. Koetliso ea 8: Kabo ea elektronike ea athomo ea sebabole

Sebabole ke ntho ea lik'hemik'hale e nang le nomoro ea athomo ea 16 le letšoao la S. Ho tseba kabo ea elektronike ea athomo ea sebabole, hoa hlokahala ho tseba sebopeho sa athomo le tlhophiso ea elektronike. Sebopeho sa elektronike sa sebabole se fumanoa ka ho latela molao oa setšoantšo sa Aufbau, se bolelang hore li-elektronike tsa athomo li tletse tatellano e ntseng e eketseha ea matla.

Mohato oa pele oa ho fumana kabo ea elektronike ea athomo ea sebabole ke ho tseba nomoro ea eona ea athomo, eo tabeng ena e leng 16. Ho tloha moo, li-electrone li tlameha ho abeloa ho maemo a fapaneng a matla: boemo ba 1 bo ka ba le li-electrone tse 2 , boemo ba 2 ho fihla ho li-electrone tse 8 le li-electrone tsa 3 ho ea ho tse 6. Ho latela molao ona, lielektrone li abeloa ho tloha holimo ho ea ho matla a tlase ho fihlela palo ea athomo e fihla.

Tabeng ea sebabole, kabo ea elektronike e ka emeloa ka tsela e latelang: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. Sena se bontša hore boemo ba 1 bo na le li-electrone tse 2, boemo ba 2 bo na le li-electrone tse 8, boemo ba 3 bo na le li-electrone tse 2 ho sublevel ea s le li-electrone tse 4 ho p sublevel. Ke habohlokoa ho hlokomela hore palo ea li-electrone boemong bo bong le bo bong e tlameha ho lekana le palo ea athomo ea element.

13. Koetliso ea 9: Kabo ea elektronike ea ion ea magnesium (Mg2+)

Hang ha ion ea magnesium (Mg2 +) e thehiloe, ho bohlokoa ho tseba kabo ea eona ea elektroniki ho utloisisa hamolemo Lintho tsa hae lik'hemik'hale. Kabo ea elektroniki e hlalosa kamoo lielektrone li ajoang ka har'a likhetla tse fapaneng le likhetla tse nyane tsa athomo kapa ion. Tabeng ea ion ea magnesium, re ka tseba kabo ea eona ea elektroniki re sebelisa molao-motheo oa ho aha kapa ho fumana tlhophiso ea elektroniki.

Ion ea magnesium (Mg2 +) e na le tefiso e ntle ea 2+, e bolelang hore e lahlile li-electrone tse peli ha e bapisoa le athomo ea magnesium e sa nke lehlakore. Sena se bolela hore joale e na le li-electrone tse 10 ho e-na le tse 12 tsa pele. Ho tseba kabo ea elektronike ea Mg2 +, re tlameha ho abela li-electrone tsena tse 10 ho likhetla tse fapaneng le li-subshell ho latela molao-motheo oa kaho.

Re qala ka ho abela li-electrone ho khetla e ka hare-hare, e leng ea pele (n = 1). Kaha lielektrone li tlatsa tatellano e nyolohang ea matla, elektrone ea pele e abeloa 1s sublevel. Joale, li-electrone tse latelang tse robeli li abeloa khetla ea bobeli (n = 2), ho li-sublevels tsa 2s le 2p. Leha ho le joalo, kaha ion ea magnesium e lahlile lielektrone tse peli, re na le lielektrone tse peli feela tse setseng ho abela. Tsena li behiloe ho 2s sublevel, e siea 2p sublevel e se na letho. Ka hona, kabo ea elektronike ea ion ea magnesium (Mg2 +) ke 1s2 2s2.

14. Koetliso ea 10: Kabo ea elektronike ea athomo ea lithium

Athomo ea lithium e na le tlhophiso e khethehileng ea elektronike e etsang qeto ea hore na li-elektronike tsa eona li ajoa joang maemong a fapaneng a matla le li-sublevels. Ho tseba kabo ena ea elektronike, re ka sebelisa molao oa Aufbau le melao ea Hund le boholo bo bongata ba melao e lekanang ea matla.

Phetoho ea elektroniki ea athomo ea lithium e ka khethoa ka ho latela mehato e latelang:

1. Fumana palo ea athomo ea lithium, e leng 3. Sena se re bolella hore athomo ea lithium e na le li-electrone tse tharo.
2. Fumana li-electrone maemong a fapaneng a matla le li-sublevels. Boemo ba pele ba matla, bo tsejoang e le boemo ba K, bo ka ba le boholo ba li-electrone tse 2, ha matla a bobeli a matla, a tsejoang e le boemo ba L, a ka ba le boholo ba li-electrone tse 8.

3. Beha lielektrone boemong ba K. Lithium e na le elektrone e le 'ngoe boemong ba K.

4. Beha li-electrone tse setseng boemong ba L. Lithium e na le li-electrone tse peli boemong ba L.
5. Kabo ea elektroniki ea athomo ea lithium ke 1s² 2s¹. Sena se bontša hore lithium e na le elektrone e le 'ngoe boemong ba K le li-electrone tse peli boemong ba L.

Ke habohlokoa ho hlokomela hore kabo ea elektronike ea athomo ea lithium e latela melao ea quantum mechanics, e re bolellang hore na maemo a fapaneng a matla le li-sublevels li tlatsitsoe joang. Sebopeho sa elektronike sa lithium se re fa boitsebiso bo mabapi le kabo ea li-electrone tsa eona le botsitso ba eona sebakeng sa eona sa fatše.

Ka bokhutšoanyane, boikoetliso ba kabo ea elektroniki bo hlahisitsoeng ke sesebelisoa sa mantlha sa ho leka le ho matlafatsa tsebo ea hau lefapheng lena la bohlokoa la k'hemistri. Ka bona, u bile le monyetla oa ho tloaelana le melao e laolang kabo ea lielektrone maemong a fapaneng le li-sublevels tsa liathomo.

Ka ho rarolla lithupelo tsena, u khonne ho leka bokhoni ba hau ba ho sebelisa melao-motheo ea kabo ea elektronike, joalo ka molao oa Aufbau, molao-motheo oa Pauli oa ho itokolla, le molao oa Hund. Ho phaella moo, u ithutile ho sebelisa tafole ea periodic ho fumana palo ea li-electrone boemong bo bong le bo bong le sublevel.

Ho bohlokoa ho totobatsa hore kabo ea elektroniki e bohlokoa ho utloisisa thepa le boitšoaro ba likarolo tsa lik'hemik'hale. Ka ho tseba mehopolo le litsebo tse amanang le boikoetliso bona, u tla be u itokiselitse ho ntšetsa pele kutloisiso ea hau ea sebopeho sa athomo le k'hemistri ka kakaretso.

Hopola hore boikoetliso bo sa feleng le ho rarolla mathata ke senotlolo sa ho matlafatsa tsebo ea hau. Re khothaletsa hore o tsoelepele ho hlahloba boikoetliso bo ts'oanang 'me u hlahlobe lintlha tse ling tse amanang le kabo ea elektroniki. Sena se tla u lumella ho ntlafatsa tsebo ea hau le ho theha motheo o tiileng tšimong bohlokoa haholo joalo ka k'hemistri.

Qetellong, ho rarolla lithupelo tsena tsa kabo ea elektroniki ho u file monyetla oa ho leka tsebo le bokhoni ba hau lefapheng lena la bohlokoa la k'hemistri. Ka ho tsoela pele ho itloaetsa le ho hlahloba sehlooho sena, u tla be u le tseleng ea ho ba setsebi sa kabo ea elektronike le ho matlafatsa motheo oa hau k'hemistri ka kakaretso.