Den kompakta eller kärnelektronkonfigurationen är en vars kvantbeteckningar för antalet elektroner och deras energinivåer förkortas av ädelgassymbolerna inom parentes. Det är mycket användbart när du skriver elektroniska konfigurationer för ett visst element, eftersom det är enkelt och snabbt.
Ordet "kärna" avser vanligtvis de inre elektroniska skalen i en atom; det vill säga de där deras elektroner inte har valens och därför inte deltar i den kemiska bindningen, även om de definierar elementets egenskaper. Metaforiskt sett skulle kärnan vara det inre av löken, med dess lager bestående av en serie orbital som ökar i energi.
Elektroniska konfigurationer förkortade med ädelgas-symbolerna. Källa: Gabriel Bolívar.
Bilden ovan visar de kemiska symbolerna för fyra av de ädla gaserna inom parentes och i olika färger: (grön), (röd), (lila) och (blå).
Var och en av dess prickade ramar innehåller rutor som representerar orbitalerna. Ju större de är, desto större är antalet elektron de innehåller; vilket i sin tur kommer att innebära att de elektroniska konfigurationerna av fler element kan förenklas med dessa symboler. Detta sparar tid och energi på att skriva alla notationer.
Bygg ordning
Innan du använder kärnelektronkonfigurationer är det en bra idé att gå igenom rätt ordning för att bygga eller skriva sådana konfigurationer. Detta styrs enligt regeln om diagonaler eller Moeller-diagram (kallas i vissa delar regnmetoden). Med detta diagram till hands är kvantnotationerna följande:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Denna sträng av kvantnotationer ser ansträngande ut; och det skulle vara ännu mer om det måste skrivas varje gång elektronkonfigurationen av något element som hittades i period 5 och framåt skulle representeras. Observera också att strängen är tom för elektroner; det finns inga siffror i de övre högra vinklarna (1s 2 2s 2 2p 6 …).
Det bör komma ihåg att s orbitaler kan "hysa" två elektroner (ns 2 ). P orbitalerna är totalt tre (se de tre rutorna ovan), så att de kan rymma sex elektroner (np 6 ). Och slutligen är d-orbitalerna fem och f är sju och har totalt tio (nd 10 ) respektive fjorton (nf 14 ) elektron.
Förkortning av elektronisk konfiguration
Med det ovanstående fortsätter vi att fylla den föregående raden med kvantnotationer med elektroner:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6
Hur många elektroner finns det i alla? 118. Och till vilket element motsvarar ett så massivt antal elektroner i sin atom? Till ädelgas Oganeson, Og.
Anta att det finns ett element med ett kvantantal Z lika med 119. Då skulle dess valenselektronkonfiguration vara 8s 1 ; men vad skulle dess kompletta elektroniska konfiguration vara?
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 8s 1
Och vad skulle din elektroniska kärnkonfiguration vara, den kompakta? Är:
8s 1
Notera den uppenbara förenklingen eller förkortningen. I symbolen räknas alla ovanstående 118 elektroner, så detta osäkra element har 119 elektroner, varav endast en har valens (den skulle vara belägen under francium i det periodiska systemet).
exempel
allmän
Anta nu att du vill göra förkortningen progressivt:
2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6
Observera att 1s 2 ersattes av. Nästa ädelgas är neon, som har 10 elektroner. Genom att veta detta fortsätter förkortningen:
3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6
Sedan följer argon, med 18 elektroner:
4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6
Eftersom nästa ädelgas är krypton, förkortas förkortningen av ytterligare 36 elektroner:
5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6
Xenon har 54 elektroner, och därför flyttar vi förkortningen till 5p-bana:
6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6
Nu kommer du att ha märkt att elektronkonfigurationen alltid är förkortad till np-kretsloppet; det vill säga, de ädla gaserna har dessa orbitaler fyllda med elektroner. Och slutligen följer radon, med 86 elektroner, så vi förkortar oss till 6p-bana:
7s 2 5f 14 6d 10 7p 6
Syre
Syre har åtta elektroner, varvid den kompletta elektroniska konfigurationen är:
1s 2 2s 2 2p 4
Den enda förkortningen vi kan använda är för 1s 2 . Således blir din elektroniska kärnkonfiguration:
2s 2 2p 4
Kalium
Kalium har nitton elektroner, vars kompletta elektroniska konfiguration är:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
Observera att vi kan använda symbolen för att förkorta denna konfiguration; såväl som och. Den senare är den som används eftersom argon är den ädla gasen som kommer närmast kalium. Så din kärnelektronikkonfiguration ser ut:
4s 1
indisk
Indium har fyrtio-nio elektroner, vars kompletta elektroniska konfiguration är:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 1
Eftersom krypton är den närmaste ädelgasen som föregår indium, används symbolen för förkortningen, och vi har dess kärnelektronkonfiguration:
5s 2 4d 10 5p 1
Även om 4d-orbitalerna inte formellt tillhör indiumkärnan, är deras elektroner inte involverade (åtminstone under normala förhållanden) i dess metalliska bindning, utan snarare de från 5s och 5p orbitaler.
Volfram
Wolfram (eller wolfram) har 74 elektroner och dess kompletta elektronkonfiguration är:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 4
Återigen letar vi efter den närmaste ädelgasen som föregår den. I ditt fall motsvarar det xenon, som har hela 5p-bana. Så vi ersätter strängen av kvantnotationer med symbolen, och vi kommer äntligen att ha sin kärnelektronkonfiguration:
6s 2 4f 14 5d 4
referenser
- Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi . (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
- Pat Thayer. (2016). Elektronkonfigurationsdiagram. Återställd från: chemistryapp.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 december 2018). Noble Gas Core Definition. Återställd från: thoughtco.com/
- Wikipedia. (2019). Elektronisk konfiguration. Återställd från: es.wikipedia.org