Moeller διάγραμμα σε αυτό που αποτελείται και λύσεις ασκήσεις

Το Διάγραμμα Moeller ή η μέθοδος βροχής είναι μια γραφική και μνημονική μέθοδος για να μάθετε τον κανόνα του Madelung. δηλαδή, πώς να γράψετε την ηλεκτρονική διαμόρφωση ενός στοιχείου. Χαρακτηρίζεται από τον εντοπισμό διαγωνίων μέσω των στηλών των τροχιακών και ακολουθώντας την κατεύθυνση του βέλους, η κατάλληλη τάξη τους καθορίζεται για ένα άτομο.

Σε ορισμένα μέρη του κόσμου, το διάγραμμα Moeller είναι επίσης γνωστό ως βροχή. Μέσα από αυτό, ορίζεται μια σειρά στην πλήρωση των τροχιακών, τα οποία επίσης ορίζονται από τους τρεις κβαντικούς αριθμούς n, l και ml.

Στην πάνω εικόνα εμφανίζεται ένα απλό διάγραμμα Moeller. Κάθε στήλη αντιστοιχεί σε διαφορετικά τροχιακά: s, p, d και f, με τα αντίστοιχα επίπεδα ενέργειας. Το πρώτο βέλος υποδεικνύει ότι η πλήρωση οποιουδήποτε ατόμου πρέπει να αρχίσει με την τροχιά του 1ου.

Έτσι, το επόμενο βέλος πρέπει να ξεκινά με το τροχιακό 2s, και στη συνέχεια με το 2p που περνάει από το τροχό 3s. Με αυτό τον τρόπο, σαν να ήταν βροχή, καταγράφονται οι τροχιές και ο αριθμός των ηλεκτρονίων που κατέχουν (4l+2).

Το διάγραμμα Moeller αντιπροσωπεύει μια εισαγωγή για όσους μελετούν ηλεκτρονικές διαμορφώσεις.

Ευρετήριο

• 1 Τι είναι το διάγραμμα Moeller?
  • 1.1 κανόνας Madelung
  • 1.2 Βήματα που πρέπει να ακολουθήσετε
• 2 Ασκήσεις που επιλύθηκαν
  • 2.1 Βηρύλλιο
  • 2.2 Φωσφόρος
  • 2.3 Ζιρκόνιο 
  • 2.4 Ιριδίου
  • 2.5 Εξαιρέσεις από το διάγραμμα Moeller και τον κανόνα Madelung
• 3 Αναφορές

Ποιο είναι το διάγραμμα Moeller?

Ο κανόνας του Madelung

Επειδή το διάγραμμα Moeller αποτελείται από μια γραφική αναπαράσταση του κανόνα Madelung, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε πώς λειτουργεί το τελευταίο. Η συμπλήρωση των τροχιακών πρέπει να τηρεί τους ακόλουθους δύο κανόνες:

-Οι τροχιές με τις χαμηλότερες τιμές του n+l γεμίζουν πρώτα, είναι n τον κύριο αριθμό και l Τροχιακή ορμητική ορμή Για παράδειγμα, το 3d τροχιακό αντιστοιχεί σε n= 3 και l= 2, ως εκ τούτου, n+l= 3 + 2 = 5. ενώ η τροχιά του 4s αντιστοιχεί σε n= 4 και l= 0, και n+l= 4 + 0 = 4. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι τα ηλεκτρόνια πληρούν τα τροχιακά 4s πρώτα απ 'ότι το 3d.

-Αν δύο τροχιακά έχουν την ίδια τιμή n+l, τα ηλεκτρόνια θα καταλάβουν πρώτα εκείνο με τη χαμηλότερη τιμή του n. Για παράδειγμα, το 3d τροχιακό έχει τιμή n+l= 5, όπως και το 4p τροχιακό (4 + 1 = 5); αλλά δεδομένου ότι το 3d έχει τη χαμηλότερη τιμή n, θα γεμίσει πρώτα ότι οι 4p.

Από τις δύο προηγούμενες παρατηρήσεις μπορείτε να φτάσετε στην ακόλουθη σειρά γεμίσματος των τροχιακών: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Ακολουθώντας τα ίδια βήματα για διαφορετικές τιμές n+l για κάθε τροχιά λαμβάνονται οι ηλεκτρονικές διαμορφώσεις άλλων ατόμων. η οποία με τη σειρά της μπορεί επίσης να προσδιοριστεί γραφικά από το διάγραμμα Moeller.

Βήματα για να ακολουθήσετε

Ο κανόνας του Madelung καθορίζει τον τύπο n+l, με την οποία η ηλεκτρονική διαμόρφωση μπορεί να είναι "οπλισμένη". Ωστόσο, όπως αναφέρθηκε, το διάγραμμα Moeller αντιπροσωπεύει ήδη γραφικά αυτό το γεγονός. απλά ακολουθήστε τις στήλες σας και σύρετε διαγώνια βήμα προς βήμα.

Πώς ξεκινάτε τότε η ηλεκτρονική διαμόρφωση ενός ατόμου; Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να γνωρίζετε τον ατομικό αριθμό Ζ, ο οποίος εξ ορισμού για ένα ουδέτερο άτομο είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων.

Έτσι, με το Z παίρνεις τον αριθμό των ηλεκτρονίων, και με αυτό κατά νου αρχίζεις να σχεδιάζεις διαγώνιες στο διάγραμμα Moeller.

Οι τροχιές μπορούν να φιλοξενήσουν δύο ηλεκτρόνια (εφαρμόζοντας τον τύπο 4)l+2), τα p έξι ηλεκτρόνια, τα δέκα d, και το f δεκατέσσερα. Σταματάει στην τροχιά όπου το τελευταίο ηλεκτρόνιο που δίνεται από το Ζ ήταν κατεχόμενο.

Για περαιτέρω διευκρινίσεις, παρακάτω είναι μια σειρά από ασκηθείσες λύσεις.

Επιλυμένες ασκήσεις

Βηρύλλιο

Χρησιμοποιώντας τον περιοδικό πίνακα, το στοιχείο βηρυλλίου βρίσκεται με Z = 4. δηλαδή τα τέσσερα ηλεκτρόνια του πρέπει να στεγάζονται στις τροχιές.

Από τότε, με το πρώτο βέλος στο διάγραμμα Moeller, η τροχιά του 1s καταλαμβάνει δύο ηλεκτρόνια: 1s²? ακολουθούμενη από το τροχό 2s, με δύο επιπλέον ηλεκτρόνια για να προσθέσουμε 4 συνολικά: 2s².

Επομένως, η ηλεκτρονική διαμόρφωση του βηρυλλίου, εκφραζόμενη ως [Be], είναι 1s²2s². Σημειώστε ότι το ποσό του δείγματος είναι ίσο με τον αριθμό των ολικών ηλεκτρονίων.

Φώσφορος

Το στοιχείο φωσφόρου έχει Ζ = 15, και ως εκ τούτου έχει 15 ηλεκτρόνια συνολικά που πρέπει να καταλαμβάνουν τα τροχιακά. Για να προχωρήσετε μπροστά, ξεκινάτε αμέσως με τη διαμόρφωση του 1s²2s², που περιέχει 4 ηλεκτρόνια. Τότε θα έλειπαν 9 περισσότερα ηλεκτρόνια.

Μετά την τροχιά του 2ου, το επόμενο βέλος "εισέρχεται" μέσα από το τροχό 2p, τελικά πέφτοντας στην τροχιά του 3s. Καθώς τα 2p τροχιακά μπορούν να καταλάβουν 6 ηλεκτρόνια και 3s 2 ηλεκτρόνια, έχουμε: 1s²2s²2ρ⁶3s².

Τρία ακόμη ηλεκτρόνια εξακολουθούν να λείπουν, τα οποία καταλαμβάνουν τα ακόλουθα 3p τροχιακά σύμφωνα με το διάγραμμα Moeller: 1s²2s²2ρ⁶3s²3ρ³, ηλεκτρονική διαμόρφωση φωσφόρου [P].

Ζιρκόνιο

Το στοιχείο ζιρκονίου έχει Z = 40. Διαδρομή συμπίεσης με διαμόρφωση 1 s²2s²2ρ⁶3s²3ρ⁶, με 18 ηλεκτρόνια (εκείνο του αργού ευγενούς αερίου), 22 ηλεκτρόνια θα έλειπαν. Μετά από το τροχιακό 3p, τα ακόλουθα σε πλήρωση σύμφωνα με το διάγραμμα Moeller είναι τα τροχιακά 4s, 3d, 4p και 5s.

Γεμίζοντας τους εντελώς, δηλαδή, 4s², 3d¹⁰, 4ρ⁶ και 5 δευτερόλεπτα², ένα σύνολο 20 ηλεκτρονίων προστίθεται. Τα υπόλοιπα 2 ηλεκτρόνια στεγάζονται επομένως στο επόμενο τροχιακό: 4d. Έτσι, η ηλεκτρονική διαμόρφωση του ζιρκονίου, [Zr] είναι: 1s²2s²2ρ⁶3s²3ρ⁶4s²3d¹⁰4ρ⁶5s²4δ².

Iridium

Το ιρίδιο έχει Ζ = 77, επομένως έχει 37 επιπλέον ηλεκτρόνια σε σχέση με το ζιρκόνιο. Ξεκινώντας από το [Cd], δηλαδή, 1s²2s²2ρ⁶3s²3ρ⁶4s²3d¹⁰4ρ⁶5s²4δ¹⁰, θα πρέπει να προσθέσετε 29 ηλεκτρόνια με τις παρακάτω τροχιές του διαγράμματος Moeller.

Λαμβάνοντας υπόψη νέες διαγώνιες, τα νέα τροχιακά είναι: 5p, 6s, 4f και 5d. Συμπληρώνοντας τις τρεις πρώτες τροχιές έχουμε: 5p⁶, 6s² και 4στ¹⁴, για να δώσει συνολικά 22 ηλεκτρόνια.

Έτσι, λείπουν 7 ηλεκτρόνια, τα οποία βρίσκονται στην τροχιά 5d: 1s²2s²2ρ⁶3s²3ρ⁶4s²3d¹⁰4ρ⁶5s²4δ¹⁰5ρ⁶6s²4στ¹⁴5δ⁷.

Η προηγούμενη είναι η ηλεκτρονική διαμόρφωση του iridium, [Go]. Σημειώστε ότι οι τροχιές του 6ου² και 5δ⁷ επισημαίνονται με έντονα γράμματα ώστε να υποδηλώνουν ότι αντιστοιχούν σωστά στο στρώμα σθένους αυτού του μετάλλου.

Εξαιρέσεις από το διάγραμμα Moeller και τον κανόνα Madelung

Υπάρχουν πολλά στοιχεία στον περιοδικό πίνακα που δεν υπακούουν σε αυτό που μόλις εξηγήθηκε. Οι ηλεκτρονικές τους διαμορφώσεις διαφέρουν πειραματικά από εκείνες που προβλέπονται για κβαντικούς λόγους.

Μεταξύ των στοιχείων που παρουσιάζουν αυτές τις αποκλίσεις είναι: το χρώμιο (Z = 24), ο χαλκός (Z = 29), ο άργυρος (Z = 47), το ρόδιο (Z = 45), το δημήτριο (Z = και πολλά άλλα.

Οι εξαιρέσεις είναι πολύ συχνές κατά την πλήρωση των τροχιακών d και f. Για παράδειγμα, το chrome πρέπει να έχει διαμόρφωση σθένους 4s²3d⁴ σύμφωνα με το διάγραμμα του Moeller και την κυριαρχία του Madelung, αλλά είναι πραγματικά 4s¹3d⁵.

Επίσης, και τέλος, η διαμόρφωση σθένους του αργύρου πρέπει να είναι 5s²4δ⁹? αλλά είναι πραγματικά 5s¹4δ¹⁰.

Αναφορές

1. Gavira J. Vallejo Μ. (6 Αυγούστου 2013). Εξαιρέσεις από τον κανόνα Madelung και το διάγραμμα Moeller στην ηλεκτρονική διαμόρφωση των χημικών στοιχείων. Ανάκτηση από: triplenlace.com
2. Μικροσκόπιο (s.f.) Τι είναι η ηλεκτρονική διαμόρφωση; Ανακτήθηκε από: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Διάγραμμα Moeller. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
4. Ανδρείκελα (2018). Πώς να αντιπροσωπεύει τα ηλεκτρόνια σε ένα διάγραμμα ενεργειακών επιπέδων. Ανακτήθηκε από: dummies.com
5. Πλοίο R. (2016). Παραγγελία πλήρωσης ηλεκτρονίων. Ανακτήθηκε από: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu