Енергетски нивои, поднивои, атомске орбитале. Електронска конфигурација

Енергетски нивои представљају скуп електронских орбитала које имају исти главни квантни број n. Називају се још и „путањама“ или „сферама“ или „љускама“ или „слојевима“ и најчешће се обележавају словима: K, L, M, N, O, P и Q. Број електрона по нивоу не може да прекорачи одређени максимум, а за валентни електронски ниво важи да у њему не може да буде више од осам електрона. Тиме се објашњава хемијска инертност племенитих гасова .

  • K – једна орбитала (s) – може да се смести максимално 2 електрона
  • L и M једна s и 3 p орбитале – може да се смести максимално 8 електрона
  • N и O – једна s, 3 p и 5 d – може да се смести максимално 18 електрона
  • P и Q – једна s, 3 p, 5 d i 7 f – може да се смести максимално 32 електрона

Атоми племенитих гасова имају попуњене енергетске нивое, тако да им је електронска конфигурација  стабилна, док атоми осталиххемијских елемената имају непотпуно попуњене енергетске нивое, због чега су реактивнији-граде једињења са другим атомима.

Електрони који су ближи језгру имају мању енергију од оних који су удаљенији. Осим валентних електрона ( валентни елејтрони су електрони последњег енергетског нивоа) који могу да напусте атом, може да се деси да електрони пређу на нижи енергетски ниво и тада ослобађају енергију. Ова појава се назива луминисценција и уочава се јер се тада емитује светлост.

Услед разлике у енергијама, енергетски ниво се  цепа на поднивое.Поднивои се обелеђавају словима s, p, d , f.  Број поднивоа зависи од вредности главног квантног броја, нпр. ако је у питању М ниво, његов главни квантни број је 3 , па се у том нивоу налазе 3 поднивоа. Сваки електрон који орипада једном поднивоу  има одређену вредност орбиталног (споредног) квантног броја l. Орбитални квантни број може имати вредности од 0 до n-1. 

Електрони својим кретањем заузимају одрђени простор а тај простор је атомска орбитала. Атомска орбитала представља део простора у атому где је највећа вероватноћа налажења електрона. Притом, електрон се замишља као облак негативног наелектрисања различите густине и на основу тога се може констатовати његово присуство. Величина овог простора зависи од самог електрона али се он најчешће задржава у близини атомског језгра. Постоје s, p, d и f-орбитала. Сваки s- подниво садржи једну s-орбиталу, сваки p-подниво садржи три p- орбитале, d-подниво садржи пет d- орбитала, а сваки f-подниво садржи седам f-орбитала. У свакој орбитали стаје по два електрона, тако да на основу атомског броја лако можемо одредити распоред електрона по орбиталама. s-орбитала је сферног облика, р-орбитале су облика издужене осмице, а d и f-орбитале су такође издужене осмице или неки други облик.

orb.jpg

р-орбитале могу бити рx, py, pz. За разликовање електрона који се крећу по рx, py, pz орбиталама, користи се магнетни квантни број m или ml. Назива се тако зато што су магнетна својства електрона одређена врстом орбитале у којој се електрон налази.

s                      p                                d                                f

mag.jpg

Магнетна својства електрона одређује и спин. Спин је способност оkретања електрона око сопствене осе. Зато електрон описује сада и магнетни спински број ms, који може имати вредности +1/2 или -1/2. У једној орбитали се не могу наћи 2 електрона која имају исте вредности за ова 4 квантна броја (n, l, ml, ms) . Т.Ј. У једној орбитали може се наћи највише 2 електрона супротног спина. (ПАУЛИЈЕВ ПРИНЦИП ИСКЉУЧЕЊА).

Шематски се орбитале представљају квадратићима ( тзв.“кућице“). 

Датотека:Неон-електронска конфигурација.png

Електронска конфигурација представља грађу или структуру електронског омотача. То је  је распоред електрона  који припадају атому  датог елемента на његовим атомским орбиталама.

Редослед попуњавања атомских орбитала је:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s3d10 4p6 5s4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p7s25f14 6d10 7p

untitled1.jpg

        Шематски приказ електронске конфигурације

Приликом правилног записивања електронске конфигурације поштује се следеће:

  • Принцип најмањег садржаја енергије
    • Попуњавају се прво нивои и орбитале најмањег енергетског садржаја: прво се попуњава орбитала „s“, затим „p“, затим „d“, па „f“ и на крају „g“
    • Орбитале на вишим енергетским нивоима попуњавају се тек кад се попуне нижи енергетски нивои.
  • Паулијев принцип искључења
  • Како два електрона у једном атому не могу имати иста сва четири квантна броја, мора се разликовати бар спински, једну подорбиталу попуњава максимално два електрона па на орбитали s могу да буду само 2 електрона, на p – 6, на d – 10, на f – 14, на g – 18.
  • Хундово правило
  • По којем се орбитале једнаког садржаја енергије попуњавају тако да што више подорбитала буде делимично попуњено (једним електроном) пре него што почне потпуно испуњавање подорбитале.
  • На првом енергетском нивоу постоји само орбитала s, на другом енергетском нивоу орбитале s и p, на трећем орбитале s, p и d и од четвртог орбитале s, p, d и f. Од петог енергетског нивоа треба да се појављује и орбитала g, али сви тренутно познати атоми могу се описати помоћу прве четири орбитале.

Веза електронске конфигурације са положајем елемента у периодном систему:

Број брупе се одређује на основу укупног броја валентних електрона. Валентни електрони су електрони у последњем енергетском нивоу. Број периоде одређује број последњег енергетског нивоа.

нпр .      8O       1s22s22p4  

 Кисеоник у последњем енергетском нивоу има 6 електрона што значи да је у VIa групи а последњи енергетски ниво је други, па је то знак да је кисеоник у 2.ој (L) периоди.

Елементи код којих је последња попуњена s-орбитала  (елементи I и  II групе) зову се s-елементи, елементи код којих је последња попуњена р-орбитала (од IIIa до VIIIaгрупе) се зову р-елементи, Елементи код којих је последња попуњена d-орбитала (сви елементи од  Ib до VIIIb групе) су d-елементи и елементи лантаноиди и актиноиди код којих се последња попуњава f-орбитала зову се f-елементи.

Advertisements
Овај унос је објављен под Ученици. Забележите сталну везу.

3 реаговања на Енергетски нивои, поднивои, атомске орбитале. Електронска конфигурација

  1. Mary каже:

    Hvala! 🙂

  2. Повратни пинг: Енергетски нивои, поднивои, атомске орбитале. Електронска конфигурација | ХЕМИЈА ОКО НАС

  3. Vasilije каже:

    Od uvek sam se pitao kako je moguce da elektroni koji su blizi jezgru imaju manju energiju od onih udaljenijih od jezgra, jer, ako je neki elektron blizi jezgru, onda ga jezgro privlaci jace od onog daljeg, sto znaci da bi blizi elektron morao da ima vecu brzinu da bi ostao u orbitali (da ga jezgro ne bi progutalo) sto bi znacilo, posto svi elektroni imaju istu masu, da taj blizi elektron ima vecu energiju. Sve ovo zvuci jako konfuzno, barem meni, ali se nadam da cete mi objasniti o cemu se radi, hvala u napred! 🙂

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s