Atome - die grundlegenden Bausteine aller Materie um uns herum. Sie bestehen aus drei Arten von Teilchen: Protonen, Neutronen und Elektronen. Protonen und Neutronen befinden sich im zentralen Teil des Atoms - dem Kern -, während sich Elektronen auf verschiedenen Energieniveaus um den Kern drehen.
Das Erkennen und Verstehen der Elektronenmenge auf jeder Energieniveau ist der Schlüssel zum Verständnis der elektronischen Struktur eines Atoms und seiner Eigenschaften. Glücklicherweise gibt es verschiedene Modelle und Regeln, die es uns ermöglichen, diese Menge zu bestimmen.
Periodensystem stellt die Organisation aller Elemente in aufsteigender Reihenfolge ihrer Atomzahlen dar. Es ist das wichtigste Werkzeug zur Bestimmung der elektronischen Struktur von Atomen. Jedes Element in der Tabelle hat auf jedem Energieniveau eine bestimmte Anzahl von Elektronen, die nach bestimmten Regeln und Mustern bestimmt werden können.
Die elektronische Struktur wird durch definiert Quantenzahl, die die Energieniveaus von Elektronen beschreiben, und regeln für das Ausfüllen von elektronischen Schalen, die die maximale Anzahl von Elektronen anzeigen, die sich auf jedem Energieniveau befinden können. Die "abb" -Regel (Aufbauprinzip) besagt, dass die Elektronen im Atom die Energieniveaus abwechselnd von der kleinsten Energie zur größten füllen.
Was ist das Energieniveau?
In einem Atom werden Energieniveaus durch numerische Sätze bezeichnet, die als Quantenzahlen bezeichnet werden. Quantenzahlen definieren verschiedene Merkmale des Energieniveaus, wie die Haupt-, Orbital- und magnetischen Quantenzahlen. Jedes Energieniveau kann eine bestimmte Anzahl von Elektronen aufnehmen.
Auf der ersten Energieniveau befindet sich ein Orbital (s-Orbital) und es können maximal zwei Elektronen sein. Auf der zweiten Energieebene befinden sich zwei Orbitale (s- und p-Orbitale) und es können maximal acht Elektronen vorhanden sein. Auf der dritten Energieebene befinden sich drei Orbitale (s-, p- und d-Orbitale) und es können maximal achtzehn Elektronen vorhanden sein.
Somit hat jedes Energieniveau eine bestimmte Kapazität für Elektronen, die abwechselnd durch die Füllung verschiedener Orbitaltypen bestimmt wird. Die genaue Anzahl der Elektronen auf der Energieniveau hängt von der Ordnungszahl des Elements und der entsprechenden Elektronenkonfiguration ab.
Bestimmung von Elektronen auf jeder Energieniveau
Elektronenkonfiguration - dies ist eine Methode, um die Verteilung von Elektronen in einem Atom über seine Energieniveaus und Schalen zu bezeichnen. Es wird in Form von Zahlen und Buchstaben geschrieben, die die Energieniveaus bzw. die Unterebenen darstellen.
Jedes Energieniveau kann eine unterschiedliche Anzahl von Elektronen enthalten. Auf der ersten Energieebene können nicht mehr als 2 Elektronen vorhanden sein, auf der zweiten bis zu 8 Elektronen, auf der dritten bis zu 18 Elektronen usw.
Ein Beispiel: um die Anzahl der Elektronen auf jedem Energieniveau für ein Aluminiumatom (Al) mit der Ordnungszahl 13 zu bestimmen, muss man seine elektronische Konfiguration kennen. Im Fall von Aluminium ist die elektronische Konfiguration [Ne] 3s 2 3p 1 . Das bedeutet, dass sich auf der ersten Energieebene (1s) 2 Elektronen befinden, auf der zweiten (2s und 2p) 8 Elektronen, auf der dritten (3s und 3p) 3 Elektronen.
Wie kann ich die Anzahl der Elektronen auf entfernten Energieniveaus bestimmen?
Die Bestimmung der Anzahl der Elektronen auf entfernten Energieniveaus in einem Atom erfordert Kenntnis seiner elektronischen Konfiguration. Die elektronische Konfiguration eines Atoms gibt an, auf welchen Energieniveaus sich seine Elektronen befinden.
Um die Anzahl der Elektronen auf entfernten Energieniveaus zu bestimmen, müssen die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- Bestimmen Sie die Gesamtzahl der Elektronen im Atom, die der Ordnungszahl des Elements entspricht. Die Ordnungszahl ist in der Tabelle der periodischen Elemente angegeben.
- Notieren Sie die elektronische Konfiguration des Atoms anhand der Regeln für das Ausfüllen von Energieniveaus und Unterebenen. Jedes Energieniveau gibt die maximale Anzahl von Elektronen an, die sich darauf befinden können.
- Bestimmen Sie die Anzahl der Elektronen auf entfernten Energieniveaus, indem Sie die Anzahl der Elektronen zählen, die die Energieniveaus mit einer höheren Zahl belegen. Beginnen Sie mit der Zählung vom letzten Energieniveau und senken Sie die Werte in aufsteigender Reihenfolge der Zahlen ab.
- Notieren Sie die Anzahl der Elektronen auf jedem entfernten Energieniveau zusammen mit den Symbolen der Energieniveaus und Unterebenen, um die elektronische Konfiguration vollständig darzustellen.
Das Vorhandensein von Elektronen auf entfernten Energieniveaus kann die chemischen Eigenschaften eines Atoms und seine Reaktivität beeinflussen. Das Verständnis der elektronischen Konfiguration hilft Ihnen, das chemische Verhalten von Elementen und ihre Fähigkeit, chemische Reaktionen einzuleiten, vorherzusagen.
Wie kann ich die Anzahl der Elektronen auf nahen Energieniveaus bestimmen?
Die Bestimmung der Anzahl der Elektronen auf nahen Energieniveaus kann nützlich sein, um die Struktur eines Atoms und seine chemischen Eigenschaften zu verstehen. Die Anzahl der Elektronen auf Energieniveaus wird durch das Atom-Modell bestimmt, bei dem sich Elektronen in Energieumlaufbahnen um den Kern herum befinden.
Eine Möglichkeit, die Anzahl der Elektronen auf Energieniveaus zu bestimmen, besteht darin, die elektronische Konfiguration eines Atoms zu verwenden. Eine elektronische Konfiguration ist eine Sammlung von Zahlen, die die Anzahl der Elektronen auf jedem Energieniveau angeben. Zum Beispiel ist die elektronische Konfiguration eines Sauerstoffatoms (O) 1s^2 2s^2 2p^4, was bedeutet, dass 2 Elektronen pro 1s-Orbitalbahn, 2 Elektronen pro 2s-Orbitalbahn und 4 Elektronen pro 2p-Orbitalbahn vorhanden sind.
Eine andere Möglichkeit, die Anzahl der Elektronen auf nahen Energieniveaus zu bestimmen, besteht darin, ein periodisches System von Elementen zu verwenden. Im Periodensystem sind die Atome in aufsteigender Ordnungszahl angeordnet und Atome ähnlicher Eigenschaften befinden sich in derselben Vertikalen. Jede Spalte des Periodensystems stellt eine Gruppe von Elementen dar. Die Gruppennummer gibt die Anzahl der Elektronen auf dem externen Energieniveau für die Elemente in einer bestimmten Gruppe an. Zum Beispiel haben Elemente aus der Gruppe 1 des Periodensystems 1 Elektron auf der äußeren Energieniveau, Elemente aus der Gruppe 2 haben 2 Elektronen auf der äußeren Energieniveau und so weiter.
Das Wissen über die Anzahl der Elektronen auf nahen Energieniveaus kann helfen, die chemischen Eigenschaften eines Atoms zu verstehen und verschiedene chemische Reaktionen durchzuführen. Dies ist ein grundlegendes Wissen in der Chemie, das beim Studium verschiedener chemischer Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atomen nützlich ist.
Die Abhängigkeit der Elektronenmenge von den Energieniveaus
Das Prinzip der Befüllung von elektronischen Niveaus basiert auf der sequentiellen Befüllung von energetischen Unterniveaus. Wenn jede Ebene oder Unterebene gefüllt wird, wird die Hund-Regel angewendet, die besagt, dass Elektronen das Niveau mit der geringsten Energie füllen.
Das niedrigste Energieniveau oder das erste Energieniveau wird als K-Hülle bezeichnet. Es kann nur eine s-Unterebene enthalten und kann maximal 2 Elektronen aufnehmen.
Das zweite Energieniveau oder die L-Hülle kann zwei s-Unterebenen und eine p-Unterebenen enthalten. Nach der Hund-Regel wird die s-Unterebene zuerst gefüllt, die nicht mehr als 2 Elektronen enthalten kann. Dann wird die p-Unterebene gefüllt, die maximal 6 Elektronen enthalten kann.
Das dritte Energieniveau oder die M-Schale hat drei s-Unterebenen, drei p-Unterebenen und eine d-Unterebenen. Zuerst werden s-Unterebenen gefüllt, die jeweils maximal 2 Elektronen enthalten können. Dann werden p-Unterebenen gefüllt, die jeweils maximal 6 Elektronen enthalten können. Und am Ende wird eine d-Unterebene gefüllt, die nicht mehr als 10 Elektronen enthalten kann.
Die Energieniveaus und -unterebenen im Atom gehen weiter, aber die Betrachtung der Abhängigkeit der Elektronenmenge von den Energieniveaus umfasst nur die Haupthüllen und Unterebenen.
Mit dem Füllprinzip und der Hund-Regel ist es möglich, die Anzahl der Elektronen auf jedem Energieniveau im Atom zu bestimmen und sie auf die entsprechenden Unterebenen zu verteilen.
