KAS YRA ENERGIJOS PAKOPOS IR KAIP JOS PATEIKIAMOS? - MOKSLAS - 2025

Kad energijos sublevels atome yra būdas, kuriuo elektronai yra organizuotos elektroninių kriauklės, jų pasiskirstymą molekulės ar atomo. Šios energijos pakopos vadinamos orbitalėmis.

Elektronų organizavimas aukštupiuose yra tas, kuris leidžia chemiškai derinti įvairius atomus, taip pat nusako jų padėtį periodinėje elementų lentelėje.

Elektronai tam tikru būdu yra išdėstyti atomo elektroniniuose apvalkaluose, derinant kvantines būsenas. Tuo metu, kai vieną iš šių būsenų užima elektronas, kiti elektronai turi būti kitoje būsenoje.

Įvadas

Kiekvieną periodinės lentelės cheminį elementą sudaro atomai, kuriuos savo ruožtu sudaro neutronai, protonai ir elektronai. Elektronai yra neigiamai įkrautos dalelės, esančios aplink bet kurio atomo branduolį, pasiskirstančios elektronų orbitose.

Elektronų orbitalės yra erdvės tūris, kuriame 95% tikimybės, kad elektronas susitiks, yra. Orbitų tipai yra skirtingi, jų formos yra skirtingos. Kiekvienoje orbitoje gali būti ne daugiau kaip du elektronai. Pirmoji atomo orbita yra ten, kur yra didžiausia elektronų radimo tikimybė.

Orbitalės žymimos raidėmis s, p, d ir f, tai yra, Aštri, Principinė, Difuzinė ir Pagrindinė, ir jos sujungiamos, kai atomai susijungia ir sudaro didesnę molekulę. Kiekviename atomo apvalkale yra šie orbitalių deriniai.

Pavyzdžiui, 1 atomo sluoksnyje yra S orbitalės, 2 sluoksnyje yra S ir P orbitalės, 3 atomo sluoksnyje yra S, P ir D orbitalės, o galiausiai 4 atomo sluoksnyje yra visos S, P, D ir F orbitalės.

Taip pat orbitose randame skirtingų pakopų, kurios savo ruožtu gali laikyti daugiau elektronų. Skirtingo energijos lygio orbitalės yra panašios viena į kitą, tačiau užima skirtingas erdvės sritis.

Pirmoji orbita ir antroji orbitalė turi tas pačias savybes kaip ir S orbitalė, jie turi radialinius mazgus, turi didesnę sferinio tūrio tikimybę ir jie gali laikyti tik du elektronus. Tačiau jie yra skirtinguose energijos lygiuose ir užima skirtingas erdves aplink branduolį.

Vieta ant periodinės elementų lentelės

Kiekviena elektroninė elementų konfigūracija yra unikali, todėl jie nustato jų vietą periodinėje elementų lentelėje. Ši padėtis apibūdinama pagal kiekvieno elemento periodą, o jo atominis skaičius - pagal elektronų, kuriuos turi elemento atomas, skaičių.

Taigi, naudojant periodinę lentelę būtina nustatyti elektronų konfigūraciją atomais. Elementai yra suskirstyti į grupes pagal jų elektroninę konfigūraciją taip:

Kiekviena orbita yra pavaizduota tam tikruose blokuose periodinėje elementų lentelėje. Pvz., S orbitų blokas yra šarminių metalų sritis, pirmoji lentelės grupė ir kurioje randami šeši elementai: ličio (Li), rubidžio (Rb), kalio (K), natrio (Na), francio ( Fr) ir ciumo (Cs), taip pat vandenilio (H), kuris yra ne metalas, o dujos.

Ši elementų grupė turi elektroną, kuris dažnai lengvai prarandamas, kad sudarytų teigiamai įkrautą joną. Jie yra patys aktyviausi metalai ir jautriausi.

Vandenilis, šiuo atveju, yra dujos, tačiau jis yra elementų periodinės lentelės 1 grupėje, nes jame taip pat yra tik vienas elektronas. Vandenilis gali sudaryti jonus su vienu teigiamu krūviu, tačiau norint ištraukti savo vienintelį elektroną, reikia daug daugiau energijos nei pašalinant elektronus iš kitų šarminių metalų. Formuodamas junginius, vandenilis paprastai sukuria kovalentinius ryšius.

Tačiau esant ypač aukštam slėgiui, vandenilis virsta metalu ir elgiasi kaip ir visi kiti jo grupės elementai. Tai įvyksta, pavyzdžiui, Jupiterio planetos šerdyje.

2 grupė atitinka šarminių žemių metalus, nes jų oksidai turi šarminių savybių. Tarp šios grupės elementų randame magnio (Mg) ir kalcio (Ca). Jos orbitos taip pat priklauso S lygiui.

Pereinamieji metalai, atitinkantys periodinės lentelės 3–12 grupes, turi D tipo orbitalės.

Elementai, einantys nuo 13 iki 18 grupės lentelėje, atitinka P orbitalės. Ir galiausiai elementai, žinomi kaip lantanidai ir aktinidai, turi orbitus, pavadintus F.

Elektronų padėtis orbitose

Elektronai randami atomo orbitose kaip būdas sumažinti energiją. Todėl, jei jie siekia padidinti energiją, elektronai užpildys pagrindinius orbitos lygius, toldami nuo atomo branduolio.

Reikia manyti, kad elektronai turi vidinę savybę, žinomą kaip sukinys. Tai yra kvantinė sąvoka, nustatanti, be kita ko, elektrono sukinį orbitoje. Kas yra būtina norint nustatyti jūsų padėtį energijos pakopose.

Taisyklės, nustatančios elektronų padėtį atomo orbitose, yra šios:

• Aufbau principas: Pirmiausiai elektronai patenka į mažiausios energijos orbitalę. Šis principas grindžiamas tam tikrų atomų energijos lygių diagramomis.

• Pauliaus išskyrimo principas: atominė orbita gali apibūdinti mažiausiai du elektronus. Tai reiškia, kad tik du elektronai, turintys skirtingą elektronų sukinį, gali užimti atominę orbitalę.

Tai reiškia, kad atominė orbita yra energetinė būsena.

• Hundo taisyklė: Kai elektronai užima tos pačios energijos orbitas, elektronai pirmiausia pateks į tuščias orbitas. Tai reiškia, kad elektronai renkasi lygiagrečius sukimus atskirose energijos pakopų orbitose.

Prieš susidurdami su priešingais sukimais, elektronai užpildys visas orbitalės viršesnėse plokštumose.

Specialios elektroninės konfigūracijos

Taip pat yra atomų, turinčių ypatingų energijos pakopų atvejų. Kai du elektronai užima tą pačią orbitą, ne tik, kad jie turi skirtingus sukimus (kaip rodo Paulio išskyrimo principas), bet ir elektronų sujungimas šiek tiek padidina energiją.

Energijos pakopų atveju pusinis ir visas pilnasis lygmuo sumažina atomo energiją. Dėl to atomas turi didesnį stabilumą.

Nuorodos

1. Elektronų konfigūracija. Atkurta iš Wikipedia.com.
2. Elektroninių konfigūracijų įvadas. Atkurta iš chem.libretexts.org.
3. Orbitalės ir obligacijos. Atkurta iš chem.fsu.edu.
4. Periodinė lentelė, pagrindiniai grupės elementai. Atkurta iš newworldencyclopedia.org.
5. Elektros konfigūracijos principai. Atgauta iš sartep.com.
6. Elementų elektroninė konfigūracija. Atkurta iš mokslo.uwaterloo.ca.
7. Elektronų sukinys. Atkurta nuo hiperfizikos.phy-astr.gsu.edu.