Aprēķiniet jebkura elementa elektronisko konfigurāciju, ievadot tā atomnumuru. Skatiet rezultātus cēlo gāzu vai pilnajā notācijā ar orbītu diagrammām.
Elements
Simbols
Elektronu konfigurācija
Orbitalā aizpildīšanas diagramma
Elektronu konfigurācijas kalkulators ir jaudīgs rīks, kas palīdz noteikt elektronus izvietojumu atomu orbitālos jebkuram elementam periodiskajā tabulā. Vienkārši ievadot atomu skaitli no 1 līdz 118, jūs varat nekavējoties ģenerēt standarta elektronisko konfigurāciju, kas tiek attēlota gan cēlo gāzu notācijā, gan pilnajā notācijā. Elektronu konfigurācijas izpratne ir pamata ķīmijas elements, jo tā izskaidro elementa ķīmiskās īpašības, saistīšanās uzvedību un pozīciju periodiskajā tabulā. Neatkarīgi no tā, vai esat students, kurš mācās par atomu struktūru, skolotājs, kurš izstrādā izglītojošus materiālus, vai profesionālis, kuram nepieciešama ātra atsauce, šis kalkulators nodrošina precīzas elektroniskās konfigurācijas tikai ar dažiem klikšķiem.
Elektronu konfigurācija apraksta, kā elektroni ir sadalīti atomu orbitālos. Katram elementam ir unikāla elektroniskā konfigurācija, kas seko specifiskām shēmām un principiem. Konfigurācija parasti tiek rakstīta kā secība atomu apakšlīmeņu apzīmējumiem (piemēram, 1s, 2s, 2p utt.) ar superskriptu skaitļiem, kas norāda elektronu skaitu katrā apakšlīmenī.
Elektronu sadalījums seko trim pamatprincipiem:
Aufbau princips: Elektroni piepilda orbitālus, sākot no zemākās enerģijas līmeņa līdz augstākajam. Piepildīšanas secība ir: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.
Pauli izslēgšanas princips: Nevienam diviem elektroniem atomā nevar būt vienādi četri kvantu skaitļi. Tas nozīmē, ka katrs orbitāls var saturēt maksimāli divus elektronus, un tiem jābūt pretējiem griezumiem.
Hund's princips: Piepildot vienādas enerģijas orbitālus (piemēram, trīs p orbitālus), elektroni vispirms ieņem katru orbitālu vienatnē, pirms pārojas.
Elektronu konfigurācijas var rakstīt divās galvenajās formātās:
Pilnā notācija parāda visus apakšlīmeņus un elektronus no pirmā enerģijas līmeņa līdz vērtīgajiem elektroniem. Piemēram, pilnā notācija nātrijam (Na, atomu skaitlis 11) ir:
11s² 2s² 2p⁶ 3s¹
2Cēlo gāzu notācija izmanto iepriekšējās cēlo gāzes simbolu iekavās, lai attēlotu kodolējošos elektronus, kam seko vērtīgo elektronus konfigurācija. Nātrijam tas būtu:
1[Ne] 3s¹
2Šis īsais veids ir īpaši noderīgs lielākiem atomiem, kur pilnas konfigurācijas rakstīšana būtu apgrūtinoša.
Mūsu elektronisko konfigurāciju kalkulators ir izstrādāts, lai būtu intuitīvs un viegli lietojams. Izpildiet šos vienkāršos soļus, lai ģenerētu precīzas elektroniskās konfigurācijas:
Ievadiet Atomskaitli: Ierakstiet atomu skaitli (no 1 līdz 118) elementam, kas jūs interesē.
Izvēlieties Notācijas Veidu: Izvēlieties starp "Cēlo Gāzu Notāciju" (noklusējums) vai "Pilnu Notāciju" atkarībā no jūsu vēlmēm.
Skatīt Rezultātus: Kalkulators nekavējoties attēlo:
Kopējiet Rezultātus: Izmantojiet kopēšanas pogu, lai viegli pārsūtītu elektronisko konfigurāciju uz saviem piezīmēm, uzdevumiem vai pētniecības dokumentiem.
Šeit ir daži elektronisko konfigurāciju piemēri biežiem elementiem:
| Elements | Atomskaitlis | Pilnā Notācija | Cēlo Gāzu Notācija |
|---|---|---|---|
| Ūdeņradis | 1 | 1s¹ | 1s¹ |
| Ogļhidrāts | 6 | 1s² 2s² 2p² | [He] 2s² 2p² |
| Skābeklis | 8 | 1s² 2s² 2p⁴ | [He] 2s² 2p⁴ |
| Nātrijs | 11 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ | [Ne] 3s¹ |
| Dzelzs | 26 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ | [Ar] 4s² 3d⁶ |
| Sudrabs | 47 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d¹⁰ | [Kr] 5s¹ 4d¹⁰ |
Lai gan lielākā daļa elementu seko Aufbau principam, ir ievērojami izņēmumi, īpaši pārejas metālu vidū. Šie izņēmumi rodas, jo puspildīti un pilnīgi pildīti apakšlīmeņi nodrošina papildu stabilitāti.
Mūsu kalkulators ņem vērā šos izņēmumus, nodrošinot pareizas eksperimentālās elektroniskās konfigurācijas, nevis teorētiskās.
Elektronu konfigurācijas izpratne ir neskaitāmu pielietojumu visdažādākajās jomās:
Elektronu konfigurācija palīdz prognozēt:
Piemēram, elementi tajā pašā grupā (kolonnā) periodiskajā tabulā ir līdzīgām ārējām elektroniskām konfigurācijām, kas izskaidro to līdzīgās ķīmiskās īpašības.
Lai gan elektroniskā konfigurācija ir standarta veids, kā attēlot elektronisko sadalījumu, ir alternatīvas metodes:
Orbitālo diagrammas izmanto kastes, lai attēlotu orbitālus un bultas (↑↓), lai attēlotu elektronus ar dažādiem griezumiem. Tas sniedz vizuālāku elektroniskās sadalījuma un pārošanās attēlojumu.
Četri kvantu skaitļi (n, l, ml, ms) var pilnībā aprakstīt katru elektronus atomā:
Attiecībā uz vērtīgajiem elektroniem un saistīšanos, Lewis struktūras rāda tikai visizteiktākos elektronus kā punktus ap elementa simbolu.
Elektronu konfigurācijas koncepcija ir ievērojami attīstījusies pēdējo gadsimtu laikā:
Mūsdienu izpratne par elektronisko konfigurāciju apvieno kvantu mehāniku ar eksperimentāliem datiem, nodrošinot spēcīgu ietvaru atomu īpašību prognozēšanai un izskaidrošanai.
Elektroniskā konfigurācija ir elektronu izvietojums atomu orbitālos. Tā parāda, kā elektroni ir sadalīti dažādos enerģijas līmeņos un apakšlīmeņos, sekojot specifiskām shēmām un principiem, piemēram, Aufbau principam, Pauli izslēgšanas principam un Hund's principam.
Elektroniskā konfigurācija ir būtiska, jo tā nosaka elementa ķīmiskās īpašības, saistīšanās uzvedību un pozīciju periodiskajā tabulā. Tā palīdz prognozēt, kā atomi mijiedarbosies savā starpā, veidos savienojumus un piedalīsies ķīmiskās reakcijās.
Elektroniskā konfigurācija tiek rakstīta kā secība apakšlīmeņu apzīmējumiem (1s, 2s, 2p utt.) ar superskriptu skaitļiem, kas norāda elektronu skaitu katrā apakšlīmenī. Piemēram, ogļhidrāts (C, atomu skaitlis 6) ir konfigurācija 1s² 2s² 2p².
Cēlo gāzu notācija ir īsā metode elektronisko konfigurāciju rakstīšanai. Tā izmanto iepriekšējās cēlo gāzes simbolu iekavās, lai attēlotu kodolējošos elektronus, kam seko vērtīgo elektronu konfigurācija. Piemēram, nātrijs (Na, atomu skaitlis 11) var tikt rakstīts kā [Ne] 3s¹, nevis 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.
Vairāki elementi, īpaši pārejas metāli, neievēro sagaidāmo Aufbau piepildīšanas secību. Bieži izņēmumi ietver hromu (Cr, 24), varu (Cu, 29), sudrabu (Ag, 47) un zeltu (Au, 79). Šie izņēmumi rodas, jo puspildīti un pilnīgi pildīti apakšlīmeņi nodrošina papildu stabilitāti.
Periodiskā tabula ir organizēta, pamatojoties uz elektronisko konfigurāciju. Elementi tajā pašā grupā (kolonnā) ir līdzīgām vērtīgo elektronu konfigurācijām, kas izskaidro to līdzīgās ķīmiskās īpašības. Periodi (rindas) atbilst ārējo elektronus galvenajam kvantu skaitlim.
Pamatstāvokļa elektroniskā konfigurācija attēlo zemākās enerģijas stāvokli atomā, kur elektroni ieņem zemākās pieejamās enerģijas līmeņus. Uzbudinājuma stāvoklis rodas, kad viens vai vairāki elektroni tiek veicināti uz augstākiem enerģijas līmeņiem, parasti absorbcijas dēļ.
Vērtīgie elektroni ir tie, kas atrodas visaugstākajā enerģijas līmenī (augstākais galvenais kvantu skaitlis). Lai noteiktu vērtīgo elektronus skaitu, saskaitiet elektronus augstākajā n vērtībā elektroniskajā konfigurācijā. Galveno grupu elementiem tas parasti ir vienāds ar viņu grupas numuru periodiskajā tabulā.
Jā, elektroniskās konfigurācijas var prognozēt ķīmisko reaktivitāti, parādot vērtīgos elektronus, kas pieejami saistīšanai. Elementi, kuriem jāiegūst, jāpazaudē vai jāpārdod elektroni, lai sasniegtu stabilu oktetu (astoņi vērtīgie elektroni), parasti ir aktīvāki.
Elektroniskās konfigurācijas tiek noteiktas eksperimentāli, izmantojot spektroskopiskās metodes, tostarp absorbcijas un emisijas spektroskopiju, fotoelektronu spektroskopiju un X-ray spektroskopiju. Šīs tehnikas mēra enerģijas izmaiņas, kad elektroni pārvietojas starp enerģijas līmeņiem.
Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10. izdevums). Oxford University Press.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12. izdevums). McGraw-Hill Education.
Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2018). Inorganic Chemistry (5. izdevums). Pearson.
Miessler, G. L., Fischer, P. J., & Tarr, D. A. (2013). Inorganic Chemistry (5. izdevums). Pearson.
Moore, J. T. (2010). Chemistry Made Simple: A Complete Introduction to the Basic Building Blocks of Matter. Broadway Books.
Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (2016). General Chemistry: Principles and Modern Applications (11. izdevums). Pearson.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2013). Chemistry (9. izdevums). Cengage Learning.
National Institute of Standards and Technology. (2018). NIST Atomic Spectra Database. Iegūts no https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
Royal Society of Chemistry. (2020). Periodiskā Tabula. Iegūts no https://www.rsc.org/periodic-table
American Chemical Society. (2019). Elektronu Konfigurācija. Iegūts no https://www.acs.org/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/archive-2013-2014/electronconfigurations.html
Izmēģiniet mūsu Elektronu Konfigurācijas Kalkulatoru šodien, lai ātri noteiktu jebkura elementa elektronisko izvietojumu periodiskajā tabulā. Vienkārši ievadiet atomu skaitli, izvēlieties savu vēlamo notācijas stilu un iegūstiet tūlītējus, precīzus rezultātus, kurus var viegli kopēt jūsu ķīmijas darbos, studijās vai pētījumos.
Atklājiet vairāk rīku, kas varētu būt noderīgi jūsu darbplūsmai