Діаграма Моелла в тому, що вона складається і вирішується вправами

The Схема Меллера або метод дощу - це графічний і мнемонічний метод для вивчення правила Маделунга; тобто, як написати електронну конфігурацію елемента. Вона характеризується трасуванням діагоналей через стовпці орбіталей, а за напрямком стрілки встановлюється відповідний порядок їх для атома..

У деяких частинах світу діаграма Моелла також відома як метод дощу. Через нього в заповненні орбіталей визначається порядок, який також визначається трьома квантовими числами n, l і мл.

У верхньому зображенні показана проста діаграма Моелла. Кожен стовпець відповідає різним орбіталям: s, p, d і f з відповідними рівнями енергії. Перша стрілка вказує, що заповнення будь-якого атома повинно починатися з орбіти 1s.

Таким чином, наступна стрілка повинна починатися з орбіти 2s, а потім з 2p, що проходить через орбіталь 3s. Таким чином, як би дощ, орбіталі і кількість електронів, які вони тримають, записуються (4l+2).

Схема Moeller являє собою вступ для тих, хто вивчає електронні конфігурації.

Індекс

• 1 Що таке схема Моелла?
  • 1.1 Правило Маделунга
  • 1.2
• 2 Вправи вирішені
  • 2.1 Берилій
  • 2.2 Фосфор
  • 2.3 Цирконій 
  • 2.4 Іридій
  • 2.5 Винятки з діаграми Моелла і правила Маделунга
• 3 Посилання

Що таке схема Моелла?

Правило Маделунга

Оскільки діаграма Меллера складається з графічного представлення правила Маделунга, необхідно знати, як вона працює. Заповнення орбіталей повинно відповідати наступним правилам:

-Орбіталі з найменшими значеннями n+l вони поповнюють спочатку буття n головного квантового числа, і l Орбітальний момент імпульсу Наприклад, 3d орбіталі відповідає n= 3 і l= 2, отже, n+l= 3 + 2 = 5; в той час, орбіталь 4s відповідає n= 4 і l= 0, і n+l= 4 + 0 = 4. З вищевикладеного встановлено, що електрони заповнюють орбіту 4s першою, ніж 3d.

-Якщо дві орбіталі мають однакове значення n+l, електрони спочатку займуть той, що має найменше значення n. Наприклад, 3d орбіталь має значення n+l= 5, подібно до орбіталі 4p (4 + 1 = 5); але оскільки 3d має найменше значення n, спочатку він заповнить, що 4p.

З двох попередніх спостережень можна досягти наступного порядку заповнення орбіталей: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Слідуючи тим же крокам для різних значень n+l для кожної орбіти отримують електронні конфігурації інших атомів; що в свою чергу також може бути визначено за допомогою діаграми Молера графічно.

Наступні кроки

Правило Маделунга встановлює формулу n+l, з яким електронна конфігурація може бути "озброєна". Однак, як було сказано, діаграма Моелла вже графічно представляє це; так що просто дотримуйтесь ваших стовпців і малюйте по діагоналі крок за кроком.

Як ви починаєте електронну конфігурацію атома? Для цього необхідно спочатку дізнатися його атомний номер Z, який за визначенням для нейтрального атома дорівнює числу електронів.

Таким чином, за допомогою Z ви отримуєте кількість електронів, і з урахуванням цього починаєте малювати діагоналі за діаграмою Молера.

Орбіталі можуть розміщувати два електрони (застосовуючи формулу 4)l+2), p шести електронів, десять d і f чотирнадцять. Вона зупиняється на орбіті, де зайнятий останній електрон, наведений Z.

Для подальшого роз'яснення нижче наведено ряд вирішених вправ.

Вирішені вправи

Берилій

Використовуючи періодичну таблицю, елемент берилію розташований з Z = 4; це означає, що його чотири електрона повинні бути розміщені в орбіталях.

Починаючи з першої стрілки на діаграмі Молера, орбітальна станція 1s займає два електрони: 1s²; після чого орбіталь 2s, з двома додатковими електронами додати 4 усього: 2s².

Тому електронна конфігурація берилію, виражена як [Be], дорівнює 1s²2s². Зауважимо, що сума індексу дорівнює кількості загальних електронів.

Фосфор

Люмінофорний елемент має Z = 15, і, отже, він має в цілому 15 електронів, які повинні займати орбіталі. Щоб рухатися вперед, ви починаєте відразу з конфігурацією 1s²2s², яка містить 4 електрона. Тоді ще 9 електронів було б відсутнє.

Після орбіти 2s, наступна стрілка "входить" через орбіталь 2p, згодом потрапляючи в орбіталь 3s. Оскільки 2p орбіталі можуть займати 6 електронів, а 3s 2 електрони, ми маємо: 1s²2s²2p⁶3s².

Досі відсутні ще три електрони, які займають наступну орбітальну 3p за схемою Молера: 1s²2s²2p⁶3s²3п³, електронна конфігурація люмінофора [P].

Цирконій

Цирконієвий елемент має Z = 40. Скорочення шляху з конфігурацією 1s²2s²2p⁶3s²3п⁶, при 18 електронах (аргон благородний газ), 22 електрони були б відсутні. Після орбіти 3p наступні в заповненні згідно з діаграмою Молера - орбіти 4s, 3d, 4p і 5s.

Заповнюючи їх повністю, тобто 4s², 3d¹⁰, 4п⁶ і 5s², всього додано 20 електронів. Решта 2 електрони розташовуються в наступній орбіталі: 4d. Таким чином, електронна конфігурація цирконію [Zr] становить: 1s²2s²2p⁶3s²3п⁶4s²3d¹⁰4п⁶5s²4d².

Іридій

Іридій має Z = 77, тому має 37 додаткових електронів по відношенню до цирконію. Починаючи з [Cd], тобто 1s²2s²2p⁶3s²3п⁶4s²3d¹⁰4п⁶5s²4d¹⁰, необхідно додати 29 електронів з наступними орбіталями діаграми Молера.

Відстежуючи нові діагоналі, нові орбіталі: 5p, 6s, 4f і 5d. Заповнюючи перші три орбіталі повністю, ми маємо: 5p⁶, 6s² і 4f¹⁴, дати всього 22 електрона.

Отже, відсутні 7 електронів, які знаходяться в 5d: 1s орбіталі²2s²2p⁶3s²3п⁶4s²3d¹⁰4п⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Попередня - електронна конфігурація іридію, [Go]. Зверніть увагу, що 6s орбіталі² і 5d⁷ вони виділені жирним шрифтом для вказівки, що вони відповідають правильному валентному шару цього металу.

Винятки з діаграми Моелла і правила Маделунга

Є багато елементів періодичної таблиці, які не підкоряються тому, що тільки що пояснили. Їх електронні конфігурації відрізняються експериментально від прогнозованих для квантових причин.

Серед цих елементів є: хром (Z = 24), мідь (Z = 29), срібло (Z = 47), родій (Z = 45), церій (Z = 58), ніобій (Z = 41). і багато іншого.

Винятки дуже часті при заповненні орбіталей d і f. Наприклад, хром повинен мати конфігурацію валентності 4s²3d⁴ згідно з діаграмою Moeller''s та Madelung правило, але це є дійсно 4s¹3d⁵.

Також, і, нарешті, валентна конфігурація срібла повинна бути 5s²4d⁹; але це дійсно 5s¹4d¹⁰.

Список літератури

1. Гавіра Дж. Валлехо М. (6 серпня 2013 р.). Винятки з правила Маделунга та діаграми Моелла в електронній конфігурації хімічних елементів. Відновлено з: triplenlace.com
2. Міксерциклаз (s.f.) Що таке електронна конфігурація? Отримано з: misuperclase.com
3. Вікіпедія. (2018). Схема Меллера. Отримано з: en.wikipedia.org
4. Манекени (2018). Як представляти електрони в діаграмі енергетичного рівня. Отримано з: dummies.com
5. Корабель Р. (2016). Порядок заповнення електронних станів. Отримано з: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu