VAD ÄR ENERGINIVÅER OCH HUR REPRESENTERAS DE? - VETENSKAP - 2025

De undernivåer av energi i atomen är det sätt på vilket elektronerna är organiserade i de elektroniska snäckor, deras fördelning i molekylen eller atom. Dessa energinivåer kallas orbitaler.

Organiseringen av elektroner i subnivåer är det som tillåter kemiska kombinationer av olika atomer och definierar dess position inom det periodiska elementet.

Elektroner är anordnade i atomens elektroniska skal på ett visst sätt genom en kombination av kvanttillstånd. I det ögonblick en av dessa tillstånd upptas av en elektron måste de andra elektronerna vara i ett annat tillstånd.

Introduktion

Varje kemiskt element i det periodiska systemet består av atomer, som i sin tur består av neutroner, protoner och elektroner. Elektroner är negativt laddade partiklar som finns runt kärnan i vilken atom som helst, fördelat i elektronernas orbitaler.

Elektronorbitaler är den rymdvolym där en elektron har 95% chans att träffas. Det finns olika typer av orbitaler, med olika former. Högst två elektroner kan vara belägna i varje omloppsbana. Det första kretsloppet i en atom är där det är största sannolikheten för att hitta elektroner.

Orbitalerna betecknas med bokstäverna s, p, d och f, det vill säga Sharp, Principle, Diffuse och Fundamental, och de kombineras när atomer sammanfogas för att bilda en större molekyl. I varje skal av atomen finns dessa kombinationer av orbitaler.

Till exempel, i skiktet 1 av atomen finns S-orbitalerna, i skikt 2 finns det S- och P-orbitaler, inom skiktet 3 av atomen finns det S-, P- och D-orbitaler och slutligen i skiktet 4 i atomen finns alla S, P, D och F orbitaler.

Även i orbitalerna hittar vi olika underhöjder, som i sin tur kan lagra fler elektroner. Orbitaler på olika energinivåer liknar varandra, men upptar olika områden i rymden.

Det första kretsloppet och det andra kretsloppet har samma egenskaper som ett S-kretslopp, de har radiella noder, de har en större sannolikhet för sfärisk volym och de kan bara innehålla två elektroner. De är emellertid belägna på olika energinivåer och upptar därmed olika utrymmen runt kärnan.

Plats på det periodiska elementet

Var och en av de elektroniska konfigurationerna av elementen är unika, det är därför de bestämmer sin position i den periodiska tabellen över element. Denna position definieras av perioden för varje element och dess atomnummer av antalet elektroner som elementets atom har.

Således är det viktigt att använda den periodiska tabellen för att bestämma konfigurationen av elektroner i atomer. Elementen är indelade i grupper enligt deras elektroniska konfigurationer enligt följande:

Varje orbital representeras i specifika block i den periodiska tabellen över element. Exempelvis är blocket av S-orbitaler regionen för alkalimetaller, den första gruppen i tabellen och där sex element hittas Litium (Li), Rubidium (Rb), Kalium (K), Sodium (Na), Francium ( Fr) och Cesium (Cs) och även väte (H), som inte är en metall utan en gas.

Denna grupp av element har en elektron som ofta lätt går förlorad för att bilda en positivt laddad jon. De är de mest aktiva metallerna och de mest reaktiva.

Väte är i detta fall en gas, men det ligger inom grupp 1 i den periodiska tabellen över element eftersom den också bara har en elektron. Väte kan bilda joner med en enda positiv laddning, men att dra ut sin enda elektron kräver mycket mer energi än att ta bort elektroner från andra alkalimetaller. Vid bildning av föreningar genererar väte vanligtvis kovalenta bindningar.

Under extremt högt tryck blir väte emellertid metalliskt och uppträder som resten av elementen i sin grupp. Detta inträffar till exempel i kärnan på planeten Jupiter.

Grupp 2 motsvarar de jordalkaliska metallerna, eftersom deras oxider har alkaliska egenskaper. Bland elementen i denna grupp hittar vi magnesium (Mg) och kalcium (Ca). Dess orbitaler tillhör också S-nivån.

Övergångsmetallerna, som motsvarar grupperna 3 till 12 i det periodiska systemet, har orbitaler av D-typ.

Elementen som går från grupp 13 till 18 i tabellen motsvarar P-orbitaler. Och slutligen har elementen kända som lanthanider och aktinider orbitaler med namnet F.

Elektronplats i orbitaler

Elektroner finns i atomens orbitaler som ett sätt att minska energin. Därför, om de försöker öka energin, kommer elektronerna att fylla de viktigaste omloppsnivåerna och flytta bort från atomens kärna.

Det måste beaktas att elektroner har en egenegenskap som kallas spin. Detta är ett kvantbegrepp som bestämmer bland annat elektronens rotation inom kretsloppet. Vad som är avgörande för att bestämma din position i energinivåerna.

Reglerna som bestämmer positionen för elektroner i atomens orbitaler är följande:

• Aufabus princip: Elektroner går först in i orbitalen med lägsta energi. Denna princip är baserad på diagram över vissa atoms energinivåer.

• Pauli-uteslutningsprincip: En atombomb kan beskriva minst två elektroner. Detta innebär att endast två elektroner med olika elektronspinn kan uppta en atomisk kretslopp.

Detta innebär att en atombomb är ett energitillstånd.

• Hunds regel: När elektroner upptar orbitaler av samma energi kommer elektroner att gå in i de tomma orbitalerna först. Detta innebär att elektroner föredrar parallella snurr i separata banor i energinivåerna.

Elektronerna kommer att fylla alla orbitaler i underhöjden innan de möter motsatta snurr.

Särskilda elektroniska konfigurationer

Det finns också atomer med speciella fall av energinivåer. När två elektroner upptar samma kretslopp måste de inte bara ha olika snurr (som indikeras av Pauli-uteslutningsprincipen), utan kopplingen av elektronerna ökar energin något.

När det gäller energisubenivåer, en halv full och en full full undernivå minskar atomens energi. Detta leder till att atomen har större stabilitet.

referenser

1. Elektronkonfiguration. Återställs från Wikipedia.com.
2. Elektroniska konfigurationer Intro. Återställs från chem.libretexts.org.
3. Orbitaler och obligationer. Återställdes från chem.fsu.edu.
4. Periodisk tabell, huvudgruppselement. Återställs från newworldencyclopedia.org.
5. Principer för elektrokonfiguration. Återställs från sartep.com.
6. Elektronisk konfiguration av element. Återställs från science.uwaterloo.ca.
7. Elektronsnurr. Återställdes från hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.