מהן רמות האנרגיה של האנרגיה?

ה תת-רמות של אנרגיה באטום הם הצורה שבה האלקטרונים מאורגנים בשכבות האלקטרוניות, ההפצה שלהם במולקולה או באטום. רמות האנרגיה הללו נקראות אורביטלים.

ארגון האלקטרונים בתת-רמות הוא מה שמאפשר שילוב כימי של אטומים שונים וגם מגדיר את מיקומם בתוך הטבלה המחזורית של אלמנטים.

האלקטרונים מסודרים בשכבות האלקטרוניות של האטום בדרך מסוימת על ידי שילוב של מצבים קוונטיים. ברגע שמדינה אחת נכבשת על ידי אלקטרון, האלקטרונים האחרים חייבים להיות ממוקמים במדינה אחרת.

מבוא

כל מרכיב כימי בטבלה המחזורית מורכב מאטומים, אשר בתורם מורכבים נייטרונים, פרוטונים ואלקטרונים. האלקטרונים הם חלקיקים טעונים שלילי הנמצאים סביב הגרעין של כל אטום, מופץ אלקטרונים האלקטרון.

אורביטלים אלקטרונים הם נפח של מקום שבו לאלקטרון יש סיכוי של 95% להימצא. ישנם סוגים שונים של אורביטלים, עם צורות שונות. בכל מסלול של מקסימום של שני אלקטרונים יכול להיות ממוקם. מסלולו הראשון של האטום הוא המקום שבו קיימת ההסתברות הגבוהה ביותר למציאת אלקטרונים.

אורביטלים מיועדים לפי האותיות s, p, d ו- f, כלומר, Sharp, Principle, Diffuse and Basic, ומשלבים כאשר האטומים מצטרפים ליצירת מולקולה גדולה יותר. צירופים אלה של אורביטלים נמצאים בכל שכבה של האטום.

לדוגמה, שכבה 1 של S אורביטלים באטום נמצאים בשכבה 2 S אורביטלים שם P, בתוך האטום שכבה 3 יש אורביטלי S, P ו- D ולבסוף ב האטום שכבה 4 כולם S, P, D ו- F.

גם האורביטלים אנו מוצאים רמות משנה שונות, אשר בתורו יכול לאחסן אלקטרונים יותר. האורביטלים ברמות אנרגיה שונות דומים זה לזה, אך תופסים אזורים שונים בחלל.

לאורביטל הראשון ולמסלול השני יש את אותם מאפיינים שיש ל- S אורביאלי צמתים רדיאליים, יש סבירות גבוהה יותר לכמות כדורית, ויכולים להחזיק רק שני אלקטרונים. עם זאת, הם ממוקמים ברמות אנרגיה שונות ובכך תופסים חללים שונים סביב הגרעין.

מיקום בטבלה המחזורית של אלמנטים

כל תצורה אלקטרונית של אלמנטים הם ייחודיים, ולכן הם קובעים את עמדתם בטבלה המחזורית של אלמנטים. עמדה זו מוגדרת על ידי התקופה של כל רכיב ואת מספר האטום שלה על ידי מספר אלקטרונים כי האטום של האלמנט יש.

בדרך זו, באמצעות הטבלה המחזורית כדי לקבוע את תצורת האלקטרונים באטומים הוא המפתח. האלמנטים מחולקים לקבוצות בהתאם לתצורותיהם האלקטרוניות כדלקמן:

מסלולית כל מוצג בלוקים מסוימים בתוך טבלת היסודות המחזורית. לדוגמה, ה- S מסלולית בלוק הוא האזור של מתכות אלקליות, הקבוצה הראשונה של השולחן שהן שש ליתיום (Li), רובידיום (Rb), אשלגן (K), נתרן (Na), אלמנטים פרנציום ( Fr) ו צזיום (Cs) ומימן (H), אשר אינו מתכת, אלא גז.

קבוצה זו של אלמנטים יש אלקטרון, אשר בדרך כלל איבד בקלות כדי ליצור יון טעון חיובי. הם מתכות פעיל ביותר ואת תגובתי ביותר.

מימן, במקרה זה הוא גז, אבל זה בתוך קבוצה 1 של הטבלה המחזורית של אלמנטים מאז יש לו רק אלקטרון אחד. מימן יכול ליצור יונים עם מטען חיובי יחיד, אך השגת אלקטרון יחיד שלה דורש הרבה יותר אנרגיה מאשר הסרת האלקטרונים מן מתכות אלקליין אחרים. כאשר יוצרים תרכובות, מימן בדרך כלל מייצר קשרים קוולנטיים.

עם זאת, תחת לחצים גבוהים מאוד, מימן הופך מתכתי מתנהג כמו שאר האלמנטים של הקבוצה שלה. זה קורה, למשל, בתוך הליבה של כוכב הלכת צדק.

קבוצה 2 מתאים מתכות אלקליין הארץ, שכן תחמוצות שלהם יש תכונות אלקליין. בין האלמנטים של קבוצה זו אנו מוצאים מגנזיום (Mg) ו סידן (Ca). האורביטלים שלהם שייכים גם הם לרמה S.

מתכות המעבר, אשר תואמות את קבוצות של 3 עד 12 בטבלה המחזורית, יש אורביטלים מסוג D.

האלמנטים הנעים מקבוצה 13 עד 18 בטבלה תואמים את אורביטלים פ, ולבסוף האלמנטים הידועים בשם lanthanides ו- actinides כוללים אורביטלים של שם F.

מיקום האלקטרון באורביטלים

אלקטרונים נמצאים האורביטלים של האטום כדרך להקטנת האנרגיה. לכן, אם אתם מבקשים להגדיל את האנרגיה, האלקטרונים ימלאו את רמות החלל העיקריות, ויתרחקו מגרעין האטום.

עלינו לשקול שלאלקטרונים יש מאפיין פנימי המכונה ספין. זהו מושג קוונטי הקובע, בין היתר, את הספין של האלקטרון בתוך המסלול. מה חיוני כדי לקבוע את המיקום שלך האנרגיה תת רמות.

הכללים הקובעים את המיקום של האלקטרונים במסלולים של האטום הם כדלקמן:

• עיקרון של Aufbau: אלקטרונים להיכנס אורביטלים עם אנרגיה נמוכה הראשון. עיקרון זה מבוסס על דיאגרמות של רמות האנרגיה של אטומים מסוימים.

• עקרון אי הכללת פאולי: מסלול אטומי יכול לתאר לפחות שני אלקטרונים. משמעות הדבר היא כי רק שני אלקטרונים עם ספין אלקטרונים שונים יכולים לתפוס מסלול אטומי.

זה מרמז כי מסלול אטומי הוא מצב אנרגטי.

• הכלל של Hund: כאשר האלקטרונים תופסים אורביטלים של אותה אנרגיה, האלקטרונים יכנסו תחילה לאורביטלים הריקים. משמעות הדבר היא כי האלקטרונים מעדיפים ספינים מקבילים באורביטלים נפרדים של תת רמות האנרגיה.

האלקטרונים ימלאו את כל האורביטלים בסולמות לפני שהם נתקלים בספינים מנוגדים.

תצורות אלקטרוניות מיוחדות

יש גם אטומים עם מקרים מיוחדים של תת אנרגיה רמות. כאשר שני אלקטרונים תופסים אותו מסלול, הם חייבים לא רק ספינים שונים (כפי שצוין על ידי עקרון פאולי אי הכללה), אבל הצימוד של האלקטרונים מעט מעלה את האנרגיה.

במקרה של תת-רמות אנרגיה, תת-חצי מלא ומלאה מלאה של תת-רמה מפחיתה את האנרגיה של האטום. זה מוביל את האטום יש יציבות רבה יותר.

הפניות

1. תצורת אלקטרונים. מתוך ויקיפדיה.
2. מבוא תצורות אלקטרוניות. מאוחזר מ chem.libretexts.org.
3. אורביטלים ואג"ח. מאוחזר מ chem.fsu.edu.
4. טבלה תקופתית, אלמנטים קבוצתיים עיקריים. נלקח מתוך.
5. עקרונות תצורת אלקטרו. שחזר מ sartep.com.
6. תצורה אלקטרונית של אלמנטים. מקורו ב- science.uwaterloo.ca.
7. ספין אלקטרון. מתוך hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.