Moeller diagram i vad det består av och lösta övningar

den Moeller diagram eller regnmetod är en grafisk och mnemonisk metod för att lära sig Madelungs regel; det vill säga hur man skriver den elektroniska konfigurationen av ett element. Det kännetecknas av att spåra diagonaler genom orbitalernas kolumner, och efter pilens riktning är deras lämpliga ordning fastställd för en atom.

I vissa delar av världen är Moeller-diagrammet också känt som regnmetod. Genom det definieras en ordning i fyllningen av orbitalerna, vilka också definieras av de tre kvanttal n, l och ml.

I den övre bilden visas ett enkelt Moeller-diagram. Varje kolumn motsvarar olika orbitaler: s, p, d och f, med deras respektive energinivåer. Den första pilen indikerar att fyllningen av vilken atom som helst måste börja med 1: e omloppet.

Således måste nästa pil börja med 2: e omloppet, och sedan med 2p som går genom 3: e omloppet. På detta sätt, som om det var ett regn, registreras orbitalerna och antalet elektroner de håller (4l+2).

Moeller-diagrammet representerar en introduktion för dem som studerar elektroniska konfigurationer.

index

• 1 Vad är Moeller-diagrammet?
  • 1.1 Madelung regel
  • 1.2 Steg att följa
• 2 övningar löst
  • 2,1 beryllium
  • 2,2 fosfor
  • 2,3 zirkonium 
  • 2,4 Iridium
  • 2.5 Undantag från Moeller-diagrammet och Madelung-regeln
• 3 referenser

Vad är Moeller-diagrammet?

Madelungs regel

Eftersom Moeller-diagrammet består av en grafisk representation av Madelung-regeln, är det nödvändigt att veta hur den senare fungerar. Fyllningen av orbitalerna måste följa följande två regler:

-Orbitalerna med de lägsta värdena på n+l de fyller först, är n huvudkvantumtalet och l Orbitalt vinkelmoment Till exempel motsvarar 3d orbitalen n= 3 och l= 2 därför, n+l= 3 + 2 = 5; medan 4s-orbitalen motsvarar n= 4 och l= 0, och n+l= 4 + 0 = 4. Av det ovanstående fastställs att elektronerna fyller orbitalen 4s först än 3d.

-Om två orbitaler har samma värde av n+l, elektronerna kommer att uppta den första med det lägsta värdet av n. Till exempel har 3d orbital ett värde av n+l= 5, som 4p-orbitalen (4 + 1 = 5); men eftersom 3d har det lägsta värdet av n, den fyller först den 4p.

Från de två föregående observationerna kan du nå följande ordning för att fylla orbitalerna: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Följ samma steg för olika värden på n+l för varje orbit erhålles elektroniska konfigurationer av andra atomer; som i sin tur också kan bestämmas av Moeller-diagrammet grafiskt.

Steg att följa

Madelungs regel fastställer formeln n+l, med vilken den elektroniska konfigurationen kan vara "beväpnad". Men som sagt, representerar Moeller-diagrammet redan grafiskt detta; så följ bara dina kolumner och dra diagonalt steg för steg.

Hur börjar du då den elektroniska konfigurationen av en atom? För att göra detta måste du först veta sitt atomnummer Z, vilket per definition för en neutral atom är lika med antalet elektroner.

Således, med Z får du antalet elektroner, och med detta i åtanke börjar du dra diagonaler med Moeller-diagrammet.

Orbitalerna kan rymma två elektroner (applicera formel 4)l+2), p sex elektroner, tio d och f fjorton. Den stannar vid orbanan där den sista elektronen som Z gav upptaget.

För ytterligare förtydligande, nedan är en serie lösta övningar.

Lösta övningar

beryllium

Med användning av det periodiska tabellen är berylliumelementet beläget med en Z = 4; det vill säga, dess fyra elektroner måste vara inrymda i orbitalerna.

Från och med den första pilen i Moeller-diagrammet upptar 1s-banan två elektroner: 1s²; följt av 2s-orbitalen, med ytterligare två elektroner för att lägga till totalt 4: 2s².

Därför är den elektroniska konfigurationen av beryllium uttryckt som [Be] 1s²2s². Observera att superskriptbeloppet motsvarar antalet totala elektroner.

fosfor

Fosforelementet har en Z = 15 och har därför totalt 15 elektroner som måste uppta orbitalerna. För att gå vidare, startar du omedelbart med konfigurationen 1s²2s², som innehåller 4 elektroner. Då skulle 9 mer elektroner saknas.

Efter 2: a omlopp, kommer nästa pil "in" genom 2p-banan, så småningom som faller i 3: e omloppet. Som 2p-orbital kan uppta 6 elektroner och 3s2-elektroner, har vi: 1s²2s²2p⁶3S².

Tre ytterligare elektroner saknas fortfarande, som upptar följande 3p-bana enligt Moeller-diagrammet: 1s²2s²2p⁶3S²3p³, elektronisk fosforkonfiguration [P].

zirkonium

Zirkoniumelementet har en Z = 40. Förkortningsväg med 1s konfiguration²2s²2p⁶3S²3p⁶, med 18 elektroner (den av argon ädelgas) skulle 22 elektroner saknas. Efter 3p-banan är följande som fyller enligt Moeller-diagrammet 4s, 3d, 4p och 5s-orbitalerna.

Fyller dem helt, det vill säga 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ och 5s², totalt 20 elektroner tillsätts. De återstående 2 elektronerna är därför inrymda i nästa omgång: 4d. Sålunda är den elektroniska konfigurationen av zirkoniumet [Zr]: 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d².

iridium

Iridium har en Z = 77, så den har 37 ytterligare elektroner med avseende på zirkonium. Börja från [Cd], det vill säga 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰, du måste lägga till 29 elektroner med följande orbitaler i Moeller-diagrammet.

Spårning av nya diagonaler, de nya orbitalerna är: 5p, 6s, 4f och 5d. Fyllning av de första tre orbitalerna helt har vi: 5p⁶, 6s² och 4f¹⁴, för att ge totalt 22 elektroner.

Så saknas 7 elektroner, som ligger i 5d: 1s orbital²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Den föregående är den elektroniska konfigurationen av iridium, [Go]. Observera att 6: e orbitaler² och 5d⁷ De är markerade med fetstil för att indikera att de motsvarar korrekt valensskiktet på denna metall.

Undantag från Moeller-diagrammet och Madelung-regeln

Det finns många element i det periodiska bordet som inte följer det som just har förklarats. Deras elektroniska konfigurationer skiljer sig experimentellt från de som förutspås av kvantumskäl.

Bland de element som utgör dessa inkonsekvenser är: krom (Z = 24), koppar (Z = 29), silver (Z = 47), rodium (Z = 45), cerium (Z = 58), niob (Z = 41) och många fler.

Undantagen är mycket vanliga vid fyllningen av d- och f-orbitalerna. Till exempel bör krom ha en 4-valens konfiguration²3d⁴ enligt Moellers diagram och Madelungs regel, men det är verkligen 4s¹3d⁵.

Dessutom, och slutligen, valens konfiguration av silver bör vara 5s²4d⁹; men det är verkligen 5s¹4d¹⁰.

referenser

1. Gavira J. Vallejo M. (6 augusti 2013). Undantag från Madelungregeln och Moeller-diagrammet i den elektroniska konfigurationen av de kemiska elementen. Återställd från: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Vad är elektronisk konfiguration? Hämtad från: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Moeller diagram. Hämtad från: en.wikipedia.org
4. Dummies. (2018). Hur representerar elektroner i ett energinivådiagram. Hämtad från: dummies.com
5. Fartyg R. (2016). Order för fyllning av elektronstater. Hämtad från: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu