Qaysi elektron konfiguratsiya o2 ioniga mos keladi. Atom va ionlarning elektron formulalari. D. I. Mendeleyev davriy sistemasi yordamida elektronlarning taqsimlanishi

Vazifa 1. Quyidagi elementlarning elektron konfiguratsiyasini yozing: N, Si, F e, Kr, Te, V.

Qaror. Atom orbitallarining energiyasi quyidagi tartibda ortadi:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d.

Har bir s-qobig'ida (bitta orbital) ikkitadan ko'p bo'lmagan elektron, p-qobig'ida (uch orbital) - oltidan ko'p bo'lmagan, d-qobig'ida (besh orbital) - 10 dan ko'p bo'lmagan elektron bo'lishi mumkin. f-qobig'i (etti orbital) - 14 dan ortiq emas.

Atomning asosiy holatida elektronlar eng kam energiyaga ega orbitallarni egallaydi. Elektronlar soni yadro zaryadiga (atom umuman neytral) va elementning atom raqamiga teng. Masalan, azot atomida 7 ta elektron bor, ulardan ikkitasi 1s orbitalda, ikkitasi 2s orbitalda, qolgan uchta elektron 2p orbitalda joylashgan. Azot atomining elektron konfiguratsiyasi:

7 N: 1s 2 2s 2 2p 3. Boshqa elementlarning elektron konfiguratsiyasi:

14 Si: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2,

26 F e : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 ,

36 K r: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 3p 6 ,

52 Ular : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 3p 6 5s 2 4d 10 5p 4 ,

74 Ular : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 3p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 4 .

Vazifa 2. Qanday inert gaz va qaysi elementlarning ionlari kaltsiy atomidan barcha valentlik elektronlarini olib tashlash natijasida zarracha bilan bir xil elektron konfiguratsiyaga ega?

Qaror. Kaltsiy atomining elektron qobig'i 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 tuzilishga ega. Ikki valentlik elektron chiqarilganda 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 konfiguratsiyaga ega Ca 2+ ioni hosil boʻladi. Atom bir xil elektron konfiguratsiyaga ega Ar va ionlari S 2-, Cl -, K +, Sc 3+ va boshqalar.

Vazifa 3. Al 3+ ionining elektronlari quyidagi orbitallarda bo'lishi mumkinmi: a) 2p; b) 1r; c) 3d?

Qaror. Alyuminiy atomining elektron konfiguratsiyasi: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. Al 3+ ioni alyuminiy atomidan uchta valentlik elektronni olib tashlash natijasida hosil bo'ladi va 1s 2 2s 2 2p 6 elektron konfiguratsiyasiga ega.

a) elektronlar allaqachon 2p orbitalda;

b) l (l = 0, 1, ... n -1) kvant soniga qo'yilgan cheklovlarga muvofiq, n = 1 bilan faqat l = 0 qiymati mumkin, shuning uchun 1p orbital mavjud emas. ;

v) ion qo'zg'aluvchan holatda bo'lsa, elektronlar 3d orbitalda bo'lishi mumkin.

Vazifa 4. Neon atomining birinchi qo'zg'aluvchan holatidagi elektron konfiguratsiyasini yozing.

Qaror. Neon atomining asosiy holatidagi elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 6. Birinchi qo'zg'aluvchan holat bitta elektronning eng yuqori egallangan orbitaldan (2p) eng past erkin orbitalga (3s) o'tishi bilan olinadi. Neon atomining birinchi qo'zg'aluvchan holatidagi elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 5 3s 1 ga teng.

Vazifa 5. 12 C va 13 C, 14 N va 15 N izotoplari yadrolarining tarkibi qanday?

Qaror. Yadrodagi protonlar soni elementning atom raqamiga teng va bu elementning barcha izotoplari uchun bir xil. Neytronlar soni massa soniga (element raqamining yuqori chap tomonida ko'rsatilgan) protonlar soniga teng. Xuddi shu elementning turli izotoplari turli xil miqdordagi neytronlarga ega.

Ushbu yadrolarning tarkibi:

12 C: 6p + 6n; 13 C: 6p + 7n; 14 N: 7p + 7n; 15N: 7p + 8n.

H2+ zarrachalarini hosil qilish jarayonini quyidagicha ifodalash mumkin:

H + H+ H2+.

Shunday qilib, bitta elektron bog'lovchi molekulyar s-orbitalda joylashgan.

Bog'lanishning ko'pligi bog'lovchi va bo'shashuvchi orbitallardagi elektronlar sonining yarim farqiga teng. Demak, H2+ zarrachadagi bog’ning ko’pligi (1 – 0):2 = 0,5 ga teng. VS usuli, MO usulidan farqli o'laroq, bir elektron bilan bog'lanish imkoniyatini tushuntirmaydi.

Vodorod molekulasi quyidagi elektron konfiguratsiyaga ega:

H2 molekulasi ikkita bog'lovchi elektronga ega, ya'ni molekuladagi bog'lanish yagonadir.

H2 molekulyar ioni elektron konfiguratsiyaga ega:

H2- [(s 1s)2(s *1s)1].

H2-dagi bog'lanishning ko'pligi (2 - 1): 2 = 0,5.

Endi ikkinchi davrning gomonüklear molekulalari va ionlarini ko'rib chiqamiz.

Li2 molekulasining elektron konfiguratsiyasi quyidagicha:

2Li(K2s)Li2 .

Li2 molekulasi bitta bog'lanishga mos keladigan ikkita bog'lovchi elektronni o'z ichiga oladi.

Be2 molekulasining hosil bo'lish jarayonini quyidagicha ifodalash mumkin:

2 Be(K2s2) Be2 .

Be2 molekulasidagi bog'lovchi va bo'shashuvchi elektronlar soni bir xil bo'lib, bitta bo'shashuvchi elektron bir bog'lovchi elektronning ta'sirini buzganligi sababli, asosiy holatdagi Be2 molekulasi topilmadi.

Azot molekulasida 10 ta valentlik elektron orbitallarda joylashgan. N2 molekulasining elektron tuzilishi:

N2 molekulasida sakkizta bog'lanish va ikkita bo'shashtiruvchi elektron mavjud bo'lganligi sababli, bu molekulada uch aloqa mavjud. Azot molekulasi diamagnitdir, chunki unda juftlashtirilmagan elektronlar mavjud emas.

O2 molekulasining orbitallarida 12 valentlik elektron taqsimlanadi, shuning uchun bu molekula quyidagi konfiguratsiyaga ega:

Guruch. 9.2. O2 molekulasida molekulyar orbitallarning hosil bo'lish sxemasi (faqat 2p kislorod atomlarining elektronlari ko'rsatilgan)

O2 molekulasida Xund qoidasiga ko'ra, parallel spinli ikkita elektron bir vaqtning o'zida bir xil energiyaga ega ikkita orbitalga joylashtiriladi (9.2-rasm). VS usuliga ko'ra, kislorod molekulasi juftlashtirilmagan elektronlarga ega emas va diamagnit xususiyatlarga ega bo'lishi kerak, bu eksperimental ma'lumotlarga mos kelmaydi. Molekulyar orbital usul kislorodning paramagnit xususiyatlarini tasdiqlaydi, bu kislorod molekulasida ikkita juftlashtirilmagan elektron mavjudligi bilan bog'liq. Kislorod molekulasidagi bog'larning ko'pligi (8-4): 2 = 2.

O2+ va O2- ionlarining elektron tuzilishini ko'rib chiqamiz. O2+ ionida uning orbitallarida 11 ta elektron joylashgan, shuning uchun ionning konfiguratsiyasi quyidagicha:

O2+ ionidagi bog'lanishning ko'pligi (8-3): 2 = 2,5. O2- ionida uning orbitallarida 13 ta elektron tarqalgan. Ushbu ion quyidagi tuzilishga ega:

O2-.

O2- ionidagi bog'larning ko'pligi (8 - 5): 2 = 1,5. O2- va O2+ ionlari paramagnitdir, chunki ularda juftlashtirilmagan elektronlar mavjud.

F2 molekulasining elektron konfiguratsiyasi quyidagi shaklga ega:

F2 molekulasidagi bog'lanish ko'paytmasi 1 ga teng, chunki ikkita bog'lovchi elektron ortiqcha bo'ladi. Molekulada juftlashtirilmagan elektronlar bo'lmagani uchun u diamagnitdir.

N2, O2, F2 qatorlarida molekulalardagi energiya va bogʻlanish uzunligi:

Bog'lanish elektronlarining ortiqcha miqdorining oshishi bog'lanish energiyasining (bog'lanish kuchi) oshishiga olib keladi. N2 dan F2 ga o'tishda bog'lanish uzunligi ortadi, bu bog'lanishning zaiflashishi bilan bog'liq.

O2-, O2, O2+ qatorlarida bogʻlarning koʻpligi ortadi, bogʻlanish energiyasi ham ortadi, bogʻ uzunligi qisqaradi.

Elektron konfiguratsiya atom uning elektron orbitallarining sonli ko'rinishidir. Elektron orbitallar - atom yadrosi atrofida joylashgan turli shakldagi hududlar bo'lib, ularda elektron topilishi matematik jihatdan mumkin. Elektron konfiguratsiya o'quvchiga atomda qancha elektron orbital borligini tez va oson aytib berishga, shuningdek, har bir orbitaldagi elektronlar sonini aniqlashga yordam beradi. Ushbu maqolani o'qib bo'lgach, siz elektron konfiguratsiyalarni tuzish usulini o'zlashtirasiz.

Qadamlar

D. I. Mendeleyev davriy sistemasi yordamida elektronlarning taqsimlanishi

Atomingizning atom raqamini toping. Har bir atomda u bilan bog'langan ma'lum miqdordagi elektronlar mavjud. Davriy jadvalda atomingizning belgisini toping. Atom raqami 1 dan (vodorod uchun) boshlanadigan va har bir keyingi atom uchun bittaga ko'payadigan musbat butun sondir. Atom raqami - bu atomdagi protonlar soni va shuning uchun u nol zaryadli atomdagi elektronlar sonidir.

Atomning zaryadini aniqlang. Neytral atomlar davriy jadvalda ko'rsatilganidek, bir xil miqdordagi elektronlarga ega bo'ladi. Biroq, zaryadlangan atomlar zaryadining kattaligiga qarab, ko'proq yoki kamroq elektronlarga ega bo'ladi. Agar siz zaryadlangan atom bilan ishlayotgan bo'lsangiz, elektronlarni quyidagi tarzda qo'shing yoki ayiring: har bir manfiy zaryad uchun bitta elektron qo'shing va har bir musbat zaryad uchun bittadan ayiring.

• Masalan, zaryadi -1 bo'lgan natriy atomi qo'shimcha elektronga ega bo'ladi bunga qo'chimcha uning asosiy atom raqami 11. Boshqacha qilib aytganda, atomda jami 12 ta elektron bo'ladi.
• Agar biz zaryadi +1 bo'lgan natriy atomi haqida gapiradigan bo'lsak, asosiy atom raqami 11dan bitta elektronni olib tashlash kerak. Shunday qilib, atom 10 ta elektronga ega bo'ladi.

1. Orbitallarning asosiy ro'yxatini yodlang. Atomda elektronlar soni ortib borishi bilan ular ma'lum bir ketma-ketlik bo'yicha atom elektron qobig'ining turli pastki sathlarini to'ldiradi. Elektron qobig'ining har bir pastki sathi to'ldirilganda juft sonli elektronlarni o'z ichiga oladi. Quyidagi pastki darajalar mavjud:

   Elektron konfiguratsiya yozuvini tushuning. Har bir orbitaldagi elektronlar sonini aniq aks ettirish uchun elektron konfiguratsiyalar yoziladi. Orbitallar ketma-ket yoziladi, har bir orbitaldagi atomlar soni orbital nomining o'ng tomoniga tepa belgisi sifatida yoziladi. Tugallangan elektron konfiguratsiya pastki darajadagi belgilar va yuqori belgilar ketma-ketligi shakliga ega.

   • Bu erda, masalan, eng oddiy elektron konfiguratsiya: 1s 2 2s 2 2p 6 . Ushbu konfiguratsiya 1s pastki sathida ikkita elektron, 2s pastki sathida ikkita elektron va 2p pastki sathida oltita elektron mavjudligini ko'rsatadi. 2 + 2 + 6 = jami 10 elektron. Bu neytral neon atomining elektron konfiguratsiyasi (neon atom raqami 10).

2. Orbitallarning tartibini eslang. Shuni yodda tutingki, elektron orbitallar elektron qobiq sonining o'sish tartibida raqamlangan, lekin ortib borayotgan energiya tartibida joylashtirilgan. Masalan, to'ldirilgan 4s 2 orbital qisman to'ldirilgan yoki to'ldirilgan 3d 10 ga qaraganda kamroq energiyaga (yoki kamroq harakatchanlikka) ega, shuning uchun birinchi navbatda 4s orbitali yoziladi. Orbitallarning tartibini bilganingizdan so'ng, ularni atomdagi elektronlar soniga qarab osongina to'ldirishingiz mumkin. Orbitallarni to'ldirish tartibi quyidagicha: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

   • Barcha orbitallar to'ldirilgan atomning elektron konfiguratsiyasi quyidagi shaklga ega bo'ladi: 10 7p 6
   • E'tibor bering, yuqoridagi belgi, barcha orbitalar to'ldirilganda, davriy jadvaldagi eng yuqori raqamlangan atom bo'lgan Uuo (ununoktiy) 118 elementining elektron konfiguratsiyasidir. Shuning uchun, ushbu elektron konfiguratsiya neytral zaryadlangan atomning hozirda ma'lum bo'lgan barcha elektron pastki darajalarini o'z ichiga oladi.

3. Atomingizdagi elektronlar soniga qarab orbitallarni to'ldiring. Masalan, neytral kaltsiy atomining elektron konfiguratsiyasini yozmoqchi bo'lsak, davriy jadvaldagi atom raqamini qidirishdan boshlashimiz kerak. Uning atom raqami 20 ga teng, shuning uchun biz 20 elektronli atomning konfiguratsiyasini yuqoridagi tartib bo'yicha yozamiz.

   • Yigirmanchi elektronga yetguncha orbitallarni yuqoridagi tartibda to'ldiring. Birinchi 1s orbitalda ikkita elektron, 2s orbitalda ham ikkita, 2p orbitalda oltita, 3s orbitalda ikkita, 3p orbitalda 6 va 4s orbitalda 2 (2 + 2 +) bo'ladi. 6 +2 +6 + 2 = 20 .) Boshqacha aytganda, kaltsiyning elektron konfiguratsiyasi quyidagi shaklga ega: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2.
   • E'tibor bering, orbitallar energiyaning o'sish tartibida joylashgan. Masalan, siz 4-energiya darajasiga o'tishga tayyor bo'lsangiz, avval 4s orbitalini yozing va keyin 3d. To'rtinchi energiya darajasidan so'ng siz beshinchiga o'tasiz, u erda bir xil tartib takrorlanadi. Bu faqat uchinchi energiya darajasidan keyin sodir bo'ladi.

4. Vizual ishora sifatida davriy jadvaldan foydalaning. Ehtimol, davriy jadvalning shakli elektron konfiguratsiyalardagi elektron pastki darajalar tartibiga mos kelishini allaqachon payqagansiz. Misol uchun, chapdan ikkinchi ustundagi atomlar doimo "s 2" bilan tugaydi, ingichka o'rta qismning o'ng chetidagi atomlar esa doimo "d 10" bilan tugaydi va hokazo. Davriy jadvaldan konfiguratsiyalarni yozish uchun vizual qo'llanma sifatida foydalaning - chunki orbitallarga qo'shilish tartibi jadvaldagi pozitsiyangizga mos keladi. Pastga qarang:

   • Xususan, ikkita eng chap ustunda elektron konfiguratsiyasi s orbitallar bilan tugaydigan atomlar, jadvalning o'ng blokida konfiguratsiyasi p orbitallar bilan tugaydigan atomlar, pastki qismida esa f orbitallar bilan tugaydigan atomlar joylashgan.
   • Masalan, xlorning elektron konfiguratsiyasini yozganingizda, shunday deb o'ylang: "Bu atom davriy sistemaning uchinchi qatorida (yoki "davrida") joylashgan. Shuningdek, u orbital blokning beshinchi guruhida joylashgan p. davriy jadvalning.Shuning uchun uning elektron konfiguratsiyasi ..3p 5 bilan tugaydi
   • E'tibor bering, jadvalning d va f orbital mintaqalaridagi elementlar ular joylashgan davrga mos kelmaydigan energiya darajalariga ega. Masalan, d-orbitalli elementlar blokining birinchi qatori 4-davrda joylashgan bo'lsada, 3d orbitallarga, f-orbitalli elementlarning birinchi qatori esa 4f orbitalga to'g'ri keladi, garchi u 6-davrda joylashgan.

5. Uzoq elektron konfiguratsiyalarni yozish uchun qisqartmalarni bilib oling. Davriy jadvalning o'ng tomonidagi atomlar deyiladi asil gazlar. Bu elementlar kimyoviy jihatdan juda barqaror. Uzoq elektron konfiguratsiyalarni yozish jarayonini qisqartirish uchun oddiygina kvadrat qavslar ichida atomingizdan kamroq elektronga ega eng yaqin asil gazning kimyoviy belgisini yozing va keyin keyingi orbital darajalarning elektron konfiguratsiyasini yozishni davom eting. Pastga qarang:

   • Ushbu kontseptsiyani tushunish uchun konfiguratsiyaga misol yozish foydali bo'ladi. Noble gaz qisqartmasi yordamida sinkning konfiguratsiyasini (atom raqami 30) yozamiz. Sinkning to'liq konfiguratsiyasi quyidagicha ko'rinadi: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 . Biroq, biz 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 argonning elektron konfiguratsiyasi ekanligini ko'ramiz, bu asil gazdir. Sinkning elektron konfiguratsiya qismini kvadrat qavs ichidagi argon kimyoviy belgisi bilan almashtiring (.)
   • Shunday qilib, qisqartirilgan shaklda yozilgan sinkning elektron konfiguratsiyasi: 4s 2 3d 10.
   • E'tibor bering, agar siz argonning elektron konfiguratsiyasini yozayotgan bo'lsangiz, yoza olmaysiz! Ushbu element oldida noble gazning qisqartmasidan foydalanish kerak; argon uchun bu neon () bo'ladi.

   ADOMAH davriy jadvalidan foydalanish

   1. ADOMAH davriy jadvalini o'zlashtiring. Elektron konfiguratsiyani qayd etishning ushbu usuli yodlashni talab qilmaydi, ammo u o'zgartirilgan davriy jadvalni talab qiladi, chunki an'anaviy davriy jadvalda to'rtinchi davrdan boshlab davr raqami elektron qobiqqa mos kelmaydi. Olim Valeriy Zimmerman tomonidan ishlab chiqilgan davriy jadvalning maxsus turi bo'lgan ADOMAH davriy jadvalini toping. Qisqa internet qidiruvi bilan topish oson.

      • ADOMAH davriy jadvalida gorizontal qatorlar galogenlar, asil gazlar, gidroksidi metallar, gidroksidi tuproq metallari va boshqalar kabi elementlar guruhlarini ifodalaydi. Vertikal ustunlar elektron darajalarga mos keladi va "kaskadlar" deb ataladigan (s, p, d va f bloklarini bog'laydigan diagonal chiziqlar) davrlarga to'g'ri keladi.
      • Geliy vodorodga o'tadi, chunki bu elementlarning ikkalasi ham 1s orbital bilan tavsiflanadi. O'ng tomonda davr bloklari (s,p,d va f) ko'rsatilgan va daraja raqamlari pastda berilgan. Elementlar 1 dan 120 gacha raqamlangan qutilarda ifodalanadi. Bu raqamlar odatiy atom raqamlari bo'lib, neytral atomdagi elektronlarning umumiy sonini ifodalaydi.

   2. ADOMAH jadvalida atomingizni toping. Elementning elektron konfiguratsiyasini yozish uchun ADOMAH davriy jadvalida uning belgisini toping va atom raqami yuqori bo'lgan barcha elementlarni kesib tashlang. Misol uchun, agar siz erbiumning elektron konfiguratsiyasini (68) yozishingiz kerak bo'lsa, 69 dan 120 gacha bo'lgan barcha elementlarni kesib tashlang.

      • Jadvalning tagida 1 dan 8 gacha bo'lgan raqamlarga e'tibor bering. Bular elektron darajadagi raqamlar yoki ustun raqamlari. Faqat chizilgan elementlarni o'z ichiga olgan ustunlarga e'tibor bermang. Erbium uchun 1,2,3,4,5 va 6 raqamlari bo'lgan ustunlar qoladi.

   3. Elementingizgacha orbital pastki darajalarni hisoblang. Jadvalning o'ng tomonida ko'rsatilgan blok belgilariga (s, p, d va f) va pastki qismida ko'rsatilgan ustun raqamlariga qarab, bloklar orasidagi diagonal chiziqlarga e'tibor bermang va ustunlarni blok-ustunlarga ajratib, ularni ro'yxatga kiriting. pastdan yuqoriga buyurtma berish. Va yana, barcha elementlar chizilgan bloklarga e'tibor bermang. Ustun bloklarini ustun raqamidan keyin blok belgisidan boshlab yozing, shunday qilib: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (erbiy uchun).

      • Iltimos, diqqat qiling: Yuqoridagi elektron konfiguratsiya Er elektron pastki darajali raqamning o'sish tartibida yozilgan. Orbitallarni to'ldirish tartibida ham yozilishi mumkin. Buning uchun ustun bloklarini yozishda ustunlar emas, pastdan yuqoriga qarab kaskadlarni bajaring: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12 .

   4. Har bir elektron kichik daraja uchun elektronlarni hisoblang. Har bir ustun blokidagi chizilmagan elementlarni har bir elementdan bittadan elektron biriktirib hisoblang va ularning sonini har bir ustun bloki uchun blok belgisi yoniga quyidagicha yozing: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 6s 2. Bizning misolimizda bu erbiumning elektron konfiguratsiyasi.

   5. Noto'g'ri elektron konfiguratsiyalardan xabardor bo'ling. Eng past energiya holatidagi atomlarning elektron konfiguratsiyasi bilan bog'liq bo'lgan o'n sakkizta tipik istisno mavjud, ular shuningdek, asosiy energiya holati deb ataladi. Ular umumiy qoidaga faqat elektronlar egallagan oxirgi ikki yoki uchta pozitsiyada bo'ysunmaydilar. Bunday holda, haqiqiy elektron konfiguratsiya elektronlar atomning standart konfiguratsiyasiga nisbatan kamroq energiya holatida bo'lishini nazarda tutadi. Istisno atomlarga quyidagilar kiradi:

      • Cr(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Nb(..., 4d4, 5s1); Mo(..., 4d5, 5s1); Ru(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); Pd(..., 4d10, 5s0); Ag(..., 4d10, 5s1); La(..., 5d1, 6s2); Ce(..., 4f1, 5d1, 6s2); Gd(..., 4f7, 5d1, 6s2); au(..., 5d10, 6s1); AC(..., 6d1, 7s2); Th(..., 6d2, 7s2); Pa(..., 5f2, 6d1, 7s2); U(..., 5f3, 6d1, 7s2); Np(..., 5f4, 6d1, 7s2) va sm(..., 5f7, 6d1, 7s2).
   • Elektron shaklda yozilgan atomning atom raqamini topish uchun harflardan keyingi barcha raqamlarni (s, p, d va f) qo'shish kifoya. Bu faqat neytral atomlar uchun ishlaydi, agar siz ion bilan ishlayotgan bo'lsangiz, unda hech narsa ishlamaydi - qo'shimcha yoki yo'qolgan elektronlar sonini qo'shishingiz yoki ayirishingiz kerak bo'ladi.
   • Harfdan keyingi raqam yuqori chiziq, nazoratda xato qilmang.
   • "Yarim to'ldirilgan" pastki darajaning barqarorligi mavjud emas. Bu soddalashtirish. "Yarim to'liq" pastki darajalarga tegishli bo'lgan har qanday barqarorlik har bir orbital bitta elektron bilan ishg'ol qilinganligi bilan bog'liq, shuning uchun elektronlar orasidagi itarilish minimallashtiriladi.
   • Har bir atom barqaror holatga intiladi va eng barqaror konfiguratsiyalar s va p (s2 va p6) pastki darajalarini to'ldiradi. Noble gazlar bunday konfiguratsiyaga ega, shuning uchun ular kamdan-kam reaksiyaga kirishadi va davriy jadvalning o'ng tomonida joylashgan. Shuning uchun, agar konfiguratsiya 3p 4 bilan tugasa, u holda barqaror holatga erishish uchun ikkita elektron kerak (oltitasini yo'qotish uchun ko'proq energiya kerak, shu jumladan s-darajali elektronlar, shuning uchun to'rttasini yo'qotish osonroq). Va agar konfiguratsiya 4d 3 da tugasa, u holda barqaror holatga erishish uchun uchta elektronni yo'qotish kerak. Bundan tashqari, yarim to'ldirilgan pastki darajalar (s1, p3, d5 ..), masalan, p4 yoki p2 ga qaraganda ancha barqaror; ammo, s2 va p6 yanada barqaror bo'ladi.
   • Agar siz ion bilan ishlayotgan bo'lsangiz, bu protonlar soni elektronlar soni bilan bir xil emasligini anglatadi. Bu holda atomning zaryadi kimyoviy belgining yuqori o'ng qismida (odatda) ko'rsatiladi. Shuning uchun zaryadi +2 bo'lgan surma atomi elektron konfiguratsiyaga ega 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1 . E'tibor bering, 5p 3 5p 1 ga o'zgartirildi. Neytral atom konfiguratsiyasi s va p dan boshqa pastki darajalarda tugasa, ehtiyot bo'ling. Elektronlarni olganingizda, siz ularni faqat valentlik orbitallaridan (s va p orbitallardan) olishingiz mumkin. Shuning uchun, agar konfiguratsiya 4s 2 3d 7 bilan tugasa va atom +2 zaryad olsa, u holda konfiguratsiya 4s 0 3d 7 bilan tugaydi. E'tibor bering, 3d 7 emas o'zgaradi, buning o'rniga s-orbitalning elektronlari yo'qoladi.
   • Elektron "yuqori energiya darajasiga o'tishga" majbur bo'lgan shartlar mavjud. Agar pastki darajaga yarmi yoki to'liq bo'lishi uchun bitta elektron etishmasa, eng yaqin s yoki p pastki sathdan bitta elektronni oling va uni elektronga muhtoj bo'lgan pastki darajaga o'tkazing.
   • Elektron konfiguratsiyani yozishning ikkita varianti mavjud. Ular yuqorida erbiy uchun ko'rsatilganidek, energiya darajalari sonining o'sish tartibida yoki elektron orbitallarni to'ldirish tartibida yozilishi mumkin.
   • Elementning elektron konfiguratsiyasini faqat oxirgi s va p pastki darajali valentlik konfiguratsiyasini yozish orqali ham yozishingiz mumkin. Shunday qilib, surmaning valentlik konfiguratsiyasi 5s 2 5p 3 bo'ladi.
   • Ionlar bir xil emas. Ular bilan ishlash ancha qiyin. Ikki darajani o'tkazib yuboring va qaerdan boshlaganingizga va elektronlar soni qanchalik yuqoriligiga qarab bir xil naqshga amal qiling.

Qo'zg'atmagan atomdagi orbitallarni to'ldirish atom energiyasi minimal bo'ladigan tarzda amalga oshiriladi (minimal energiya printsipi). Birinchidan, birinchi energiya sathining orbitallari, so'ngra ikkinchisi va birinchi navbatda s-pastki darajadagi orbitallari va shundan keyingina p-pastki darajadagi orbitallari to'ldiriladi. 1925 yilda shveytsariyalik fizigi V. Pauli tabiatshunoslikning asosiy kvant-mexanik tamoyilini (Pauli printsipi, istisno printsipi yoki istisno printsipi deb ham ataladi) o'rnatdi. Pauli printsipiga ko'ra:

Atomda to'rtta kvant sonining bir xil to'plamiga ega bo'lgan ikkita elektron bo'lishi mumkin emas.

Atomning elektron konfiguratsiyasi formula bilan uzatiladi, unda to'ldirilgan orbitalar asosiy kvant soniga teng son va orbital kvant soniga mos keladigan harf kombinatsiyasi bilan ko'rsatiladi. Yuqori chiziq bu orbitallardagi elektronlar sonini bildiradi.

Vodorod va geliy

Vodorod atomining elektron konfiguratsiyasi 1s 1 ga, geliyniki esa 1s 2 ga teng. Vodorod atomida bitta juftlashtirilmagan elektron, geliy atomida ikkita juft elektron mavjud. Juftlangan elektronlar spindan tashqari barcha kvant sonlarining bir xil qiymatlariga ega. Vodorod atomi o'z elektronidan voz kechishi va musbat zaryadlangan ionga - elektronga ega bo'lmagan H + kationiga (proton) aylanishi mumkin (elektron konfiguratsiya 1s 0). Vodorod atomi bitta elektronni biriktirishi va elektron konfiguratsiyasi 1s 2 bo'lgan manfiy zaryadlangan H - ioniga (gidrid ioniga) aylanishi mumkin.

Litiy

Litiy atomidagi uchta elektron quyidagicha taqsimlanadi: 1s 2 1s 1. Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida faqat valent elektronlar deb ataladigan tashqi energiya darajasidagi elektronlar ishtirok etadi. Litiy atomida valentlik elektroni 2s pastki sath, 1s pastki sathining ikkita elektroni esa ichki elektronlardir. Litiy atomi 1s 2 2s 0 konfiguratsiyaga ega bo'lgan Li + ioniga o'tib, valentlik elektronini juda oson yo'qotadi. E'tibor bering, gidrid ioni, geliy atomi va litiy kationi bir xil miqdordagi elektronga ega. Bunday zarralar izoelektronik deyiladi. Ular xuddi shunday elektron konfiguratsiyaga ega, ammo yadro zaryadi boshqacha. Geliy atomi juda kimyoviy inertdir, bu 1s 2 elektron konfiguratsiyasining maxsus barqarorligi bilan bog'liq. Elektronlar bilan to'ldirilmagan orbitallar bo'sh orbitallar deyiladi. Litiy atomida 2p pastki sathning uchta orbitali bo'sh.

Beriliy

Beriliy atomining elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2. Atom qo'zg'alganda, quyi energiya pastki darajasidagi elektronlar yuqori energiya pastki sathining bo'sh orbitallariga o'tadi. Beriliy atomining qo'zg'alish jarayonini quyidagi sxema bilan ifodalash mumkin:

1s 2 2s 2 (asosiy holat) + hn→ 1s 2 2s 1 2p 1 (hayajonlangan holat).

Beriliy atomining asosiy va qo'zg'aluvchan holatlarini taqqoslash ular juftlashtirilmagan elektronlar soni bilan farq qilishini ko'rsatadi. Beriliy atomining asosiy holatida juftlashtirilmagan elektronlar yo'q, qo'zg'aluvchan holatda esa ulardan ikkitasi mavjud. Atomning qo'zg'alishi paytida, qoida tariqasida, past energiyali orbitallardan har qanday elektron yuqori orbitallarga o'tishi mumkinligiga qaramay, kimyoviy jarayonlarni ko'rib chiqish uchun faqat o'xshash energiyaga ega bo'lgan energiya pastki darajalari orasidagi o'tish muhim ahamiyatga ega.

Bu quyidagicha izohlanadi. Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lganda, energiya doimo chiqariladi, ya'ni ikki atomning agregati energetik jihatdan qulayroq holatga o'tadi. Qo'zg'alish jarayoni energiya talab qiladi. Elektronlar bir xil energiya darajasida buzilganda, qo'zg'alish xarajatlari kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishi bilan qoplanadi. Elektronlar turli darajalarda deparatsiya qilinganda, qo'zg'alish xarajatlari shunchalik yuqoriki, ularni kimyoviy bog'lanish hosil qilish bilan qoplab bo'lmaydi. Mumkin bo'lgan kimyoviy reaktsiyada sherik bo'lmasa, hayajonlangan atom energiyaning kvantini chiqaradi va asosiy holatga qaytadi - bunday jarayon relaksatsiya deb ataladi.

Bor

Elementlarning davriy sistemasining 3-davridagi elementlar atomlarining elektron konfiguratsiyasi ma'lum darajada yuqorida keltirilganlarga o'xshash bo'ladi (atom raqami pastki chiziq bilan ko'rsatilgan):

11 Na 3s 1
12 mg 3s 2
13 Al 3s 2 3p 1
14 Si 2s 2 2p2
15 P 2s 2 3p 3

Biroq, o'xshashlik to'liq emas, chunki uchinchi energiya darajasi uchta pastki darajaga bo'lingan va sanab o'tilgan barcha elementlarda bo'sh d-orbitallar mavjud bo'lib, qo'zg'alish paytida elektronlar ko'plikni oshiradi. Bu, ayniqsa, fosfor, oltingugurt va xlor kabi elementlar uchun juda muhimdir.

Fosfor atomidagi juftlashtirilmagan elektronlarning maksimal soni beshga yetishi mumkin:

Bu fosforning valentligi 5 ga teng bo'lgan birikmalarning mavjudligi ehtimolini tushuntiradi. Fosfor atomi kabi asosiy holatda valentlik elektronlarining bir xil konfiguratsiyasiga ega bo'lgan azot atomi beshta kovalent bog' hosil qila olmaydi.

Xuddi shunday holat kislorod va oltingugurt, ftor va xlorning valentlik imkoniyatlarini solishtirganda ham yuzaga keladi. Oltingugurt atomidagi elektronlarning buzilishi oltita juftlashtirilmagan elektronning paydo bo'lishiga olib keladi:

3s 2 3p 4 (asosiy holat) → 3s 1 3p 3 3d 2 (hayajonlangan holat).

Bu kislorod uchun erishib bo'lmaydigan olti valentli holatga to'g'ri keladi. Azot (4) va kislorodning (3) maksimal valentligi batafsilroq tushuntirishni talab qiladi, bu esa keyinroq beriladi.

Xlorning maksimal valentligi 7 ga teng, bu atomning qo'zg'atilgan holati konfiguratsiyasiga mos keladi 3s 1 3p 3 d 3 .

Uchinchi davrning barcha elementlarida bo'sh 3d orbitallarning mavjudligi, 3-energetika darajasidan boshlab, elektronlar bilan to'ldirilganda turli darajadagi pastki sathlarning qisman bir-biriga mos kelishi bilan izohlanadi. Shunday qilib, 3d pastki darajasi faqat 4s pastki darajasi to'ldirilgandan keyin to'ldirishni boshlaydi. Turli pastki darajadagi atom orbitallarida elektronlarning energiya zaxirasi va shuning uchun ularni to'ldirish tartibi quyidagi tartibda ortadi:

Birinchi ikkita kvant sonining yig'indisi (n + l) kamroq bo'lgan orbitallar oldinroq to'ldiriladi; agar bu summalar teng bo'lsa, avval bosh kvant soni kichikroq orbitallar to'ldiriladi.

Bu qonuniyat 1951 yilda V. M. Klechkovskiy tomonidan shakllantirilgan.

Atomlarida s-kichik darajasi elektronlar bilan to'ldirilgan elementlar s-elementlar deyiladi. Bularga har bir davrning dastlabki ikkita elementi kiradi: vodorod Biroq, keyingi d-element - xromda elektronlarning asosiy holatidagi energiya darajasiga ko'ra joylashishida biroz "burilish" mavjud: kutilgan to'rtta juftlashtirilmagan o'rniga. xrom atomidagi 3d pastki sathdagi elektronlar, 3d pastki sathida beshta juftlashtirilmagan elektron va s pastki sathida bitta juftlashtirilmagan elektron mavjud: 24 Cr 4s 1 3d 5 .

Bitta s-elektronning d-kichik darajaga o'tish hodisasi ko'pincha elektronning "yurishi" deb ataladi. Buni elektronlar bilan toʻldirilgan d-pastki sathining orbitallari elektronlar va yadro orasidagi elektrostatik tortishish kuchayishi natijasida yadroga yaqinlashishi bilan izohlash mumkin. Natijada, 4s 1 3d 5 holati 4s 2 3d 4 ga qaraganda energetik jihatdan qulayroq bo'ladi. Shunday qilib, yarim to'ldirilgan d-pastki daraja (d 5) elektron taqsimotining boshqa mumkin bo'lgan variantlari bilan solishtirganda yuqori barqarorlikka ega. Oldingi d-elementlarda faqat qo'zg'alish natijasida erishish mumkin bo'lgan juftlashgan elektronlarning maksimal mumkin bo'lgan sonining mavjudligiga mos keladigan elektron konfiguratsiya xrom atomining asosiy holatiga xosdir. Elektron konfiguratsiya d 5 ham marganets atomiga xosdir: 4s 2 3d 5 . Quyidagi d-elementlar uchun d-pastki sathning har bir energetik xujayrasi ikkinchi elektron bilan to'ldiriladi: 26 Fe 4s 2 3d 6; 27 Co 4s 2 3d 7; 28 Ni 4s 2 3d 8 .

Mis atomida to'liq to'ldirilgan d-pastki daraja (d 10) holatiga bitta elektronning 4s-pastki sathidan 3d-kichik darajaga o'tishi tufayli erishish mumkin bo'ladi: 29 Cu 4s 1 3d 10 . D-elementlarning birinchi qatorining oxirgi elementi elektron konfiguratsiyaga ega 30 Zn 4s 23 d 10 .

D 5 va d 10 konfiguratsiyalarining barqarorligida o'zini namoyon qiladigan umumiy tendentsiya quyi davrlarning elementlari uchun ham kuzatiladi. Molibden xromga o'xshash elektron konfiguratsiyaga ega: 42 Mo 5s 1 4d 5 va kumush - mis: 47 Ag5s 0 d 10. Bundan tashqari, d 10 konfiguratsiyasi palladiyda allaqachon ikkala elektronning 5s orbitaldan 4d orbitalga o'tishi tufayli erishilgan: 46Pd 5s 0 d 10 . d- va f-orbitallarning monotonik to'ldirilishidan boshqa og'ishlar mavjud.

Atomdagi elektronlar soni davriy tizimdagi elementning atom raqami bilan belgilanadi. Natriy atomi (11 elektron) uchun elektronlarni atomga joylashtirish qoidalaridan foydalanib, biz quyidagi elektron formulani olishimiz mumkin:

11 Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

Titan atomining elektron formulasi:

22 Ti: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2

To'liq yoki yarim to'ldirishdan oldin bo'lsa d-pastki daraja ( d 10 yoki d 5-konfiguratsiya) bitta elektron etishmayapti, keyin " elektron sirpanishi "- ga boring d- qo'shni elektrondan bir elektronning pastki darajasi s-pastki daraja. Natijada, xrom atomining elektron formulasi 24 Cr: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5, 24 Cr emas: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d ko‘rinishga ega bo‘ladi. 4 va mis atomlari - 29 Cu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 va 29 Cu emas: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 .

Manfiy zaryadlangan ion - aniondagi elektronlar soni neytral atomning elektronlari sonidan ion zaryadiga ko'ra oshadi: 16 S 2– 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 (18 elektron).

Musbat zaryadlangan ion - kation hosil bo'lishida elektronlar birinchi navbatda asosiy kvant sonining katta qiymatiga ega bo'lgan pastki sathlarni qoldiradilar: 24 Cr 3+: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 3 (21 elektron) ).

Atomdagi elektronlarni ikki turga bo'lish mumkin: ichki va tashqi (valentlik). Ichki elektronlar to'liq to'ldirilgan pastki darajalarni egallaydi, past energiya qiymatlariga ega va elementlarning kimyoviy o'zgarishlarida qatnashmaydi.

Valent elektronlar oxirgi energiya darajasining barcha elektronlari va to'liq bo'lmagan pastki darajalarning elektronlari.

Valentlik elektronlari kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etadi. Juftlanmagan elektronlar alohida faollikka ega. Juftlanmagan elektronlar soni kimyoviy elementning valentligini aniqlaydi.

Agar atomning oxirgi energiya darajasida bo'sh orbitallar mavjud bo'lsa, ularda valentlik elektronlarini juftlashtirish mumkin (hosil bo'lish). hayajonlangan holat atom).

Masalan, oltingugurtning valentlik elektronlari oxirgi darajadagi elektronlardir (3 s 2 3p 4). Grafik jihatdan ushbu orbitallarni elektronlar bilan to'ldirish sxemasi quyidagicha ko'rinadi:

Tuproqdagi (qo'zg'atmagan) holatda oltingugurt atomi 2 ta juftlashtirilmagan elektronga ega va II valentlikni namoyon qilishi mumkin.

Oxirgi (uchinchi) energiya darajasida oltingugurt atomi erkin orbitallarga ega (3d pastki daraja). Bir oz energiya sarflanishi bilan oltingugurtning juftlashgan elektronlaridan biri atomning birinchi qo'zg'aluvchan holatiga mos keladigan bo'sh orbitalga o'tkazilishi mumkin.

Bunday holda, oltingugurt atomida to'rtta juftlashtirilmagan elektron mavjud va uning valentligi IV ga teng.

Oltingugurt atomining juftlashgan 3s elektronlari ham erkin 3D orbitalga birlashtirilishi mumkin:

Bu holatda oltingugurt atomi 6 ta juftlanmagan elektronga ega va VI ga teng valentlikni namoyon qiladi.