Elektroniska bandiagram och skriftliga konfigurationer berättar vilka orbitaler som är fyllda och vilka som delvis är fyllda för en atom. Antalet valenselektroner påverkar deras kemiska egenskaper, och de specifika ordningen och egenskaperna för orbitalerna är viktiga i fysiken, så många elever måste ta sig an de grunderna. Den goda nyheten är att bandiagram, elektronkonfigurationer (både i korthet och i full form) och prickdiagram för elektroner är verkligen lätta att förstå när du har tagit några grunder.

TL; DR (för länge; Läste inte)

Elektronkonfigurationer har formatet: 1s ^{2 2s 2 2p 6. Det första siffran är det viktigaste kvantumret (n) och bokstaven representerar värdet på l (vinkelmomentkvanttalet; 1 \u003d s, 2 \u003d p, 3 \u003d d och 4 \u003d f) för orbitalet, och superskriptnumret berättar du hur många elektroner som finns i banan. Orbitaldiagram använder samma grundformat, men istället för siffror för elektronerna använder de ↑ och ↓ pilar, samt ger varje orbital sin egen linje, för att representera elektronernas snurr också.
Elektronkonfigurationer}

Elektronkonfigurationer uttrycks genom en notation som ser ut så här: 1s ^{2 2s 2 2p 1. Lär dig de tre huvuddelarna i denna notation för att förstå hur den fungerar. Det första siffran säger "energinivån" eller det viktigaste kvantumret (n). Den andra bokstaven berättar värdet på (l), vinkelmomentkvanttalet. För l \u003d 1 är bokstaven s, för l \u003d 2 är den p, för l \u003d 3 är den d, för l \u003d 4 är den f och för högre siffror ökar den alfabetiskt från denna punkt. Kom ihåg att s orbitaler innehåller högst två elektroner, p orbitaler högst sex, da maximalt 10 och fa högst 14.}

Aufbau-principen säger att orbitaler med låg energi fylls först, men specifik ordning är inte sekventiell på ett sätt som är lätt att memorera. Se Resurser för ett diagram som visar fyllningsordningen. Observera att n \u003d 1-nivån endast har s orbitaler, n \u003d 2-nivån har bara s och p orbitaler, och n \u003d 3-nivån har bara s, p och d orbitaler.

Dessa regler är enkla att fungera med, så notationen för konfigurationen av skandium är:

1s ^{2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1}

Som visar att hela nivåerna n \u003d 1 och n \u003d 2 är fulla, nivån n \u003d 4 har startats, men 3d-skalet innehåller bara en elektron, medan den har en maximal beläggning av 10. Denna elektron är valenselektronen.

Identifiera ett element från notationen genom att helt enkelt räkna elektronerna och hitta elementet med ett matchande atomnummer.
Shorthand Notation for Configuration -

Att skriva ut varje orbital för tyngre element är tråkigt, så fysiker använder ofta en kortfattad notation. Detta fungerar genom att använda de ädla gaserna (längst till höger i kolumnen) som utgångspunkt och lägga till de sista orbitalerna på dem. Så skandium har samma konfiguration som argon, utom med elektroner i två extra orbitaler. Den korta formen är därför:

[Ar] 4s ^{2 3d 1}

Eftersom konfigurationen av argon är:

[Ar] \u003d 1s < sup> 2 2s ^{2 2p 6 3s 2 3p 6}

Du kan använda detta med alla element förutom väte och helium.
Orbital Diagrams

Orbitaldiagram är som konfigurationsnotationen just introducerad, med undantag av de elektroniska snurrarna. Använd Pauli-uteslutningsprincipen och Hunds regel för att ta reda på hur man fyller skal. Uteslutningsprincipen säger att inga två elektroner kan dela samma fyra kvantantal, vilket i princip resulterar i par av tillstånd som innehåller elektroner med motsatta snurr. Hunds regel säger att den mest stabila konfigurationen är den med högsta möjliga antal parallella snurr. Detta innebär att när du skriver orbitaldiagram för delvis fulla skal ska du fylla i alla upp-snurra elektroner innan du lägger till några ned-rotationselektroner. br>

3p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓

3s ↑ ↓

2p ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓

2s ^{↑ ↓}

1s ↑ ↓

Elektronerna representeras av pilarna, som också anger deras snurr, och notationen till vänster är standardnotering för elektronkonfiguration. Observera att orbitalerna med högre energi finns längst upp i diagrammet. För ett delvis fullt skal kräver Hunds regel att de fylls på detta sätt (med kväve som exempel).

2p ↑ ↑ ↑

2s ^{↑ ↓}

1s ↑ ↓
Prickdiagram

Prickdiagram skiljer sig mycket från banor, men de är fortfarande väldigt enkla att förstå. De består av symbolen för elementet i mitten, omgiven av prickar som anger antalet valenselektroner. Till exempel har kol fyra valenselektroner och symbolen C, så det representeras som:

∙

∙ C ∙

∙

Och syre (O) har sex, så det representeras som:

∙

∙∙ O ∙

∙∙

När elektroner delas mellan två atomer (i kovalent bindning) delar atomerna punkten i diagrammet på samma sätt. Detta gör metoden mycket användbar för att förstå kemisk bindning.