Калкулатор електронске конфигурације | Сви елементи 1-118

Шта је калкулатор електронске конфигурације?

Калкулатор електронске конфигурације одређује како су електрони у атому распоређени по орбиталама. Орбитала је област око језгра у којој је вероватно да се електрон налази. Унесите атомски број од 1 до 118 и изаберите нотацију. Калкулатор приказује електронску конфигурацију у потпуној нотацији или у нотацији племенитог гаса (скраћеној нотацији), заједно са називом елемента, његовим симболом и дијаграмом попуњавања орбитала.

Шта је електронска конфигурација?

Електронска конфигурација је кратак запис који показује колико се електрона налази у свакој подљусци атома. Записује се као низ ознака, попут 1s, 2s и 2p, иза којих стоји мали број у суперскрипту. Ознака именује енергетски ниво и облик подљуске. Суперскрипт показује број електрона у њој. На пример, конфигурација угљеника је 1s² 2s² 2p², што значи да се по два електрона налазе у подљусци 1s, у 2s и у 2p.

Три правила одређују начин попуњавања ових подљуски:

• Ауфбауов принцип: електрони најпре попуњавају подљуске најниже енергије, а затим прелазе на оне више енергије.
• Паулијев принцип искључења: свака орбитала може садржати највише два електрона, а њихови спинови морају бити супротних смерова.
• Хундово правило: када више орбитала у подљусци имају једнаку енергију, као што је случај са три p-орбитале, електрони најпре попуњавају сваку од њих појединачно, пре него што било која орбитала добије други електрон.

Редослед попуњавања подљуски, од најниже до највише енергије, јесте:

11s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p
2

Имајте на уму да се 4s попуњава пре 3d, иако је „3“ мање од „4“. То је један од сложенијих делова овог обрасца и зато редослед наведен изнад, а не сами бројеви љуски, одређује низ.

Формула електронске конфигурације: како је израчунати

Да бисте ручно одредили конфигурацију, пратите наведени редослед попуњавања и смештајте електроне у сваку подљуску док их не понестане. Сваки тип подљуске може да садржи највећи утврђени број електрона:

Кораци:

1. Одредите атомски број елемента. Он је једнак броју електрона у неутралном атому.
2. Пратите редослед попуњавања (1s, 2s, 2p, 3s, ...) и попуните сваку подљуску до њеног максимума пре преласка на следећу.
3. Зауставите се када су сви електрони распоређени. Последња подљуска може бити само делимично попуњена.

Решени пример: натријум (Na, атомски број 11)

Натријум има 11 електрона. Редоследним попуњавањем: 1s садржи 2, 2s садржи 2, 2p садржи 6 (укупан број: 10), па преостаје 1 електрон за 3s.

Потпуна нотација: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Нотација племенитог гаса

Нотација племенитог гаса скраћује конфигурацију тако што замењује попуњене унутрашње љуске симболом најближег лакшег племенитог гаса у угластим заградама. Шест племенитих гасова који се користе као референтне тачке јесу хелијум (2), неон (10), аргон (18), криптон (36), ксенон (54) и радон (86).

Првих десет електрона натријума, 1s² 2s² 2p⁶, потпуно се поклапају са конфигурацијом неона. Зато се натријум може записати овако:

[Ne] 3s¹

Ова скраћена нотација је уобичајена за веће атоме, код којих би потпуни запис имао дванаест или више чланова.

Још решених примера

Изузеци од Ауфбауовог принципа

Неколико елемената не прати у потпуности редослед попуњавања. Подљуска која је тачно напола или потпуно попуњена нешто је стабилнија од распореда који предвиђа Ауфбауов принцип. У већини случајева један електрон прелази из спољашње s-подљуске у d-подљуску испод ње. Код неколико елемената, као што су лантан и актинијум, електрон прелази у d-подљуску уместо да започне попуњавање f-подљуске.

Калкулатор чува измерену конфигурацију основног стања за 20 таквих елемената и користи је уместо предвиђања по Ауфбауовом принципу. То су хром (24), бакар (29), ниобијум (41), молибден (42), рутенијум (44), родијум (45), паладијум (46), сребро (47), лантан (57), церијум (58), гадолинијум (64), платина (78), злато (79), актинијум (89), торијум (90), протактинијум (91), уранијум (92), нептунијум (93), куријум (96) и лоренцијум (103). Сви остали елементи од 1 до 118 прате уобичајени редослед попуњавања.

Како се користи калкулатор електронске конфигурације

1. Унесите атомски број између 1 и 118.
2. Изаберите нотацију племенитог гаса или потпуну нотацију.
3. Прочитајте назив елемента, симбол, електронску конфигурацију и дијаграм попуњавања орбитала.
4. Копирајте резултат помоћу дугмета за копирање.

Зашто је електронска конфигурација важна

Електронска конфигурација атома, нарочито распоред његових најудаљенијих (валентних) електрона, у великој мери одређује како се он везује са другим атомима. Елементи у истој колони периодног система имају сличну валентну конфигурацију, због чега се слично понашају у хемијским реакцијама. Хемичари користе електронску конфигурацију за предвиђање оксидационих стања, врста веза и реактивности. Физичари је користе за објашњење атомских спектара, односно специфичних боја светлости које елемент апсорбује или емитује. Електронска конфигурација је такође основа нотације квантних бројева, у којој четири броја (n, l, mₗ, mₛ) описују енергетски ниво електрона, облик подљуске, оријентацију орбитале и спин.

Најчешће постављана питања

Шта је електронска конфигурација? Електронска конфигурација је распоред електрона по подљускама атома, записан као низ попут 1s² 2s² 2p⁶. Она следи Ауфбауов принцип, Паулијев принцип искључења и Хундово правило.

Како се записује електронска конфигурација? Наведите сваку попуњену подљуску по редоследу попуњавања, са суперскриптом који показује број њених електрона. Угљеник (атомски број 6) записује се као 1s² 2s² 2p².

Шта је нотација племенитог гаса? То је скраћени запис који електроне који одговарају потпуној конфигурацији племенитог гаса замењује симболом тог гаса у угластим заградама, након чега следе преостали електрони. Натријум се записује као [Ne] 3s¹, уместо као 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.

Зашто хром и бакар одступају од уобичајеног обрасца попуњавања? Напола попуњена или потпуно попуњена d-подљуска стабилнија је од конфигурације коју предвиђа Ауфбауов редослед, па се један електрон из 4s премешта у 3d-подљуску. Хром на крају има конфигурацију [Ar] 4s¹ 3d⁵, а бакар [Ar] 4s¹ 3d¹⁰. Паладијум иде још даље и потпуно празни своју 5s-подљуску, па добија конфигурацију [Kr] 4d¹⁰.

Колико електрона може да садржи подљуска? s-подљуска може да садржи највише 2 електрона, p до 6, d до 10, а f до 14.

Како су валентни електрони повезани са периодним системом? Валентни електрони су они који се налазе у најудаљенијој љусци. Код елемената главних група број валентних електрона обично одговара броју групе елемента, због чега елементи у истој групи реагују на сличан начин.