ANO ANG KAMANGHA-MANGHANG NOTASYON? - CHEMISTRY - 2025

Ang kamangha-manghang notasyon ay ang pag-aayos ng mga antas ng enerhiya ng elektron sa paligid ng nucleus ng isang atom. Ayon sa lumang modelo ng atomikong Bohr, ang mga elektron ay sumasakop ng iba't ibang antas sa mga orbits sa paligid ng nucleus, mula sa unang shell na pinakamalapit sa nucleus, K, hanggang sa ikapitong shell, Q, na pinakamalayo mula sa nucleus.

Sa mga tuntunin ng isang mas pino na quantum mechanical model, ang mga KQ na shell ay nahahati sa isang hanay ng mga orbit, na ang bawat isa ay maaaring sakupin ng hindi hihigit sa isang pares ng mga electron.

Karaniwan, ang pagsasaayos ng elektron ay ginagamit upang ilarawan ang mga orbit ng isang atom sa estado ng lupa, ngunit maaari rin itong magamit upang kumatawan sa isang atom na na-ionized sa isang cation o anion, na binabayaran ang pagkawala o pagkakaroon ng mga electron sa kani-kanilang orbit.

Marami sa mga pisikal at kemikal na mga katangian ng mga elemento ay maaaring maiugnay sa kanilang natatanging mga elektronikong pagsasaayos. Ang mga valence electrons, ang mga electron sa pinakamalawak na shell, ang tinutukoy na kadahilanan para sa natatanging kimika ng elemento.

Kapag ang mga electron sa pinakamalawak na shell ng isang atom ay tumatanggap ng enerhiya ng ilang uri, lumipat sila sa mga layer ng mas mataas na enerhiya. Kaya, ang isang elektron sa K shell ay ililipat sa L shell habang sa isang mas mataas na estado ng enerhiya.

Kapag ang elektron ay bumalik sa estado ng lupa, inilalabas nito ang enerhiya na hinihigop nito sa pamamagitan ng paglabas ng isang electromagnetic spectrum (ilaw). Dahil ang bawat atom ay may isang tiyak na elektronikong pagsasaayos, magkakaroon din ito ng isang tukoy na spectrum na tatawaging pagsipsip (o paglabas) na spectrum.

Para sa kadahilanang ito, ang terminong spektronik na notasyon ay ginagamit upang sumangguni sa pagsasaayos ng elektron.

Paano matukoy ang kamangha-manghang notasyon: mga numero ng dami

Ang isang kabuuang apat na numero ng dami ay ginagamit upang ganap na ilarawan ang paggalaw at mga tilapon ng bawat elektron sa loob ng isang atom.

Ang kumbinasyon ng lahat ng mga bilang ng dami ng lahat ng mga electron sa isang atom ay inilarawan sa pamamagitan ng isang pag-andar ng alon na tinutupad ang equation ng Schrödinger. Ang bawat elektron sa isang atom ay may natatanging hanay ng mga bilang ng dami.

Ayon sa Prinsipyo ng Pagsasama ng Pauli, ang dalawang elektron ay hindi maaaring magbahagi ng parehong kombinasyon ng apat na numero ng dami.

Mahalaga ang mga numero ng dami dahil maaari itong magamit upang matukoy ang pagsasaayos ng elektron ng isang atom at ang malamang na lokasyon ng mga electron sa atom.

Ginagamit din ang mga numero ng dami upang matukoy ang iba pang mga katangian ng mga atomo, tulad ng enerhiya ng ionization at atomic radius.

Itinalaga ng mga numero ng dami ang mga tukoy na shell, subshell, orbitals, at spins ng mga electron.

Nangangahulugan ito na ganap nilang inilarawan ang mga katangian ng isang elektron sa isang atom, iyon ay, inilalarawan nila ang bawat natatanging solusyon sa equation ng Schrödinger, o ang pag-andar ng alon, ng mga electron sa isang atom.

Mayroong isang kabuuang apat na bilang ng dami: ang pangunahing numero ng dami (n), ang orbital angular momentum quantum number (l), ang magnetic number na dami (ml), at ang bilang ng electron na dami ng dami (ms).

Ang pangunahing numero ng dami, nn, ay naglalarawan ng enerhiya ng isang elektron at ang pinaka-malamang na distansya ng elektron mula sa nucleus. Sa madaling salita, tumutukoy ito sa laki ng orbital at antas ng enerhiya kung saan inilalagay ang isang elektron.

Ang bilang ng mga subshell, o ll, ay naglalarawan ng hugis ng orbital. Maaari rin itong magamit upang matukoy ang bilang ng mga anggulo ng anggulo.

Ang magnetic number na dami, ml, ay naglalarawan ng mga antas ng enerhiya sa isang subshell, at ang ms ay tumutukoy sa pag-ikot sa elektron, na maaaring pataas o pababa.

Prinsipyo ng Aufbau

Ang Aufbau ay nagmula sa salitang Aleman na "Aufbauen" na nangangahulugang "magtayo." Sa esensya, sa pamamagitan ng pagsulat ng mga pagsasaayos ng elektron ay nagtatayo kami ng mga orbit ng elektron habang lumilipat kami mula sa isang atom patungo sa isa pa.

Habang isinusulat namin ang pagsasaayos ng elektron ng isang atom, pupunan namin ang mga orbit sa pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng numero ng atomic.

Ang prinsipyong Aufbau ay nagmula sa prinsipyo ng pagbubukod sa Pauli na nagsasabing walang dalawang fermion (hal. Electrons) sa isang atom.

Maaari silang magkaroon ng parehong hanay ng mga numero ng dami, kaya kailangan nilang "stack" sa mas mataas na antas ng enerhiya. Kung paano natipon ang mga electron ay isang bagay ng mga pagsasaayos ng elektron.

Ang mga matatag na atom ay may maraming mga electron tulad ng ginagawa ng mga proton sa nucleus. Nagtitipon ang mga elektron sa paligid ng nucleus sa mga orbital ng dami na sumunod sa apat na pangunahing panuntunan na tinatawag na prinsipyong Aufbau.

1. Walang dalawang mga electron sa atom na nagbabahagi ng parehong apat na dami ng n, l, m, at s.
2. Ang mga elektron ay sakupin ang pinakamababang orbitals ng antas ng enerhiya.
3. Ang mga electron ay palaging pupunan ang mga orbit na may parehong numero ng pag-ikot. Kapag puno ang mga orbit ay magsisimula na ito.
4. Ang mga elektron ay pupunan ang mga orbit sa pamamagitan ng kabuuan ng mga bilang ng dami at n. Ang mga orbital na may pantay na halaga ng (n + l) ay pupunan muna sa mas mababang mga halaga ng n.

Ang pangalawa at ikaapat na mga patakaran ay karaniwang pareho. Ang isang halimbawa ng panuntunan apat ay ang mga orbit ng 2p at 3s.

Ang isang 2p orbital ay n = 2 at l = 2 at isang 3s orbital ay n = 3 at l = 1. (N + l) = 4 sa parehong mga kaso, ngunit ang 2p orbital ay may pinakamababang enerhiya o pinakamababang n-halaga at pupunan bago ang layer 3s.

Larawan 2: diagram ng Moeller ng pagpuno ng pagsasaayos ng elektron.

Sa kabutihang palad, ang diagram ng Moeller na ipinakita sa Larawan 2 ay maaaring magamit upang gawin ang pagpuno ng elektron. Ang grap ay binabasa sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng mga diagonal mula 1s.

Ipinapakita ng Figure 2 ang mga orbit na atom at ang mga arrow ay sumusunod sa paraan pasulong.

Ngayon na ang pagkakasunud-sunod ng mga orbit ay kilala na mapunan, ang tanging natitira ay ang kabisaduhin ang laki ng bawat orbital.

Ang mga orbital ng S ay may 1 posibleng halaga ng m _l upang maglaman ng 2 elektron

Ang mga orbital ng P ay may 3 posibleng mga halaga ng _ml na naglalaman ng 6 na mga electron

Ang mga orbitals ay mayroong 5 posibleng mga halaga ng _tol na may hawak na 10 elektron

Ang mga orbital ng F ay may 7 posibleng mga halaga ng m _l upang hawakan ang 14 na mga electron

Ito ang lahat na kinakailangan upang matukoy ang electronic na pagsasaayos ng isang matatag na atom ng isang elemento.

Halimbawa, kunin ang elemento ng nitrogen. Ang Nitrogen ay may pitong proton at samakatuwid ay pitong elektron. Ang unang orbital na punan ay ang 1s orbital. Ang isang orbital ay may dalawang elektron, kaya may natitirang limang elektron.

Ang susunod na orbital ay ang 2s orbital at naglalaman ng susunod na dalawa. Ang pangwakas na tatlong electron ay pupunta sa 2p orbital na maaaring humawak ng hanggang anim na elektron.

Mga patakaran ng Hund

Napag-usapan ng seksyon ni Aufbau kung paano pinupuno ng mga electron ang pinakamababang orbital ng enerhiya at pagkatapos ay lumipat sa pinakamataas na orbital ng enerhiya lamang matapos ang pinakamababang orbital ng enerhiya.

Gayunpaman, mayroong isang problema sa panuntunang ito. Tiyak, ang mga orbit ng 1s ay dapat na mapunan bago ang mga orbit na 2s, dahil ang mga orbit na 1s ay may mas mababang halaga ng n, at samakatuwid ay isang mas mababang enerhiya.

At ang tatlong magkakaibang 2p orbitals? Sa anong pagkakasunud-sunod ang dapat na mapunan? Ang sagot sa tanong na ito ay nagsasangkot sa patakaran ni Hund.

Ang patakaran ni Hund ay nagsasaad na:

- Ang bawat orbital sa isang sublevel ay inookupahan nang paisa-isa bago ang anumang orbital ay doble na nasasakop.

- Ang lahat ng mga electron sa indibidwal na inookupahan ng mga orbital ay may parehong pag-ikot (upang ma-maximize ang kabuuang pag-ikot).

Kapag ang mga electron ay itinalaga sa mga orbit, ang isang elektron ay unang naglalayong punan ang lahat ng mga orbit na may katulad na enerhiya (na tinatawag ding degenerate orbitals) bago ipares sa ibang elektron sa kalahating buong orbital.

Ang mga atom sa mga estado ng lupa ay may posibilidad na magkaroon ng maraming mga hindi bayad na elektron hangga't maaari. Sa paggunita sa prosesong ito, isaalang-alang kung paano ipinakikita ng mga electron ang parehong pag-uugali tulad ng parehong mga poste sa isang magnet kung sila ay makikipag-ugnay.

Kapag negatibong sisingilin ang mga electron na punan ang mga orbit, sinubukan muna nilang makakuha ng malayo sa bawat isa hangga't maaari bago mag-ipon.

Mga Sanggunian

1. Anastasiya Kamenko, TE (2017, Marso 24). Mga Bilang ng Bilang. Nabawi mula sa chem.libretexts.org.
2. Prinsipyo ng Aufbau. (2015, Hunyo 3). Nabawi mula sa chem.libretexts.org.
3. Mga Pagsasaayos ng Elektron at ang Mga Katangian ng Atoms (SF). Nabawi mula sa oneonta.edu.
4. Encyclopædia Britannica. (2011, Setyembre 7). Pagsasaayos ng electronic. Nabawi mula sa britannica.com.
5. Helmenstine, T. (2017, Marso 7). Ang Prinsipyo ng Aufbau - Elektronikong Istraktura at Prinsipyo ng Aufbau. Nabawi mula sa thoughtco.com.
6. Mga Panuntunan ng Hund. (2015, Hulyo 18). Nabawi mula sa chem.libretexts.org.
7. Spectroscopic Notation. (SF). Nabawi mula sa bcs.whfreeman.com.