Hvad er SPDF-konfiguration?

s, p, d, f og så videre er de navne, der gives til orbitalerne, der holder elektronerne i atomer. Disse orbitaler har forskellige former ( f.eks elektrondensitetsfordelinger i rummet) og energier ( f.eks . 1s er lavere energi end 2s, hvilket er lavere energi end 3s; 2s er lavere energi end 2p).

( billedkilde )

Så for eksempel

• et hydrogenatom med en elektron vil blive betegnet som $ \ ce {1s ^ 1} $ – det har en elektron i sig 1s orbital
• et lithiumatom med 3 elektroner ville være $ \ ce {1s ^ 2 ~ 2s ^ 1} $
• fluor har 9 elektroner, som ville være $ \ ce {1s ^ 2 ~ 2s ^ 2 ~ 2p ^ 5} $

Igen, når vi læser fra venstre mod højre øges orbitalens energi, og overskriftet viser antallet af elektroner i orbitalen. Du kan læse mere her .

Af SPDF-konfiguration, han mente orbitalkonfiguration. Nu er det grundlæggende i dette koncept fra meget grundlæggende kvantekemisk formulering, men jeg tror ikke, du har brug for at vide det nu (det undervises normalt i 4. år UG eller 1. års kandidatstudium i ingeniørdisciplin, men jeg er ikke sikker på ren videnskabsdisciplin) Uanset hvad jeg gerne vil tænke over det fra et andet perspektiv. Er du bekendt med kvantetal? Der er 4 forskellige kvantetal:

1. Hovedkvantumtal (Dette er som den by, du bor i. Der er masser af elektroner i atomer. Hvis vi nu ønsker at skelne mellem disse elektroner, end vi har brug for at navngive dem, eller der skulle være noget at skelne mellem. Forestil dig, at du bor i en cirkulær tilstand og byerne betegnes som den radius, den har. Ligesom sektor 1 er den by, der har en gennemsnitlig radius på 1 enhed osv. Ved hovedkvantum betyder vi faktisk, at sandsynligheden for at finde, at elektronen er høj inden for den pågældende radius. Det kaldes n = 1,2,3 …

2. Azimuthal-kvantetal: Dette er ligesom den bygning, du bor i. Hvis du nu bor i en by, der er meget lille og kun har en bygning, behøver du ikke specificere hver bygning i denne by forskelligt. Ligesom for n = 1, l = 0 (her l = azimutalt kvantetal / bygningsnummer), men hvis n = 3, så er l = 0 til (n-1), det betyder i sektor 3 by er der 3 bygninger med navnet 0, 1 & 2.

3. Magnetisk kvantetal: Dette er som apt-nummer på den bygning. m = 0 til (+/-) l. Så hvis du bor i bygning nr. 3 kan du enten leve i apt -3, -2, -1,0,1,2 eller 3.

4. Spin-kvantumnummer: Hver apt har to rum (rum A og rum B) (Dette er faktisk ubegrænset sag i Hartree-Fock), men hvis du bor sammen med ægtefælle, kan du have et stort rum ved at bryde muren mellem disse to rum (kun rum A eller begrænset sag Hartree-Fock)

Nu kan bygningens navn omformuleres som spdf-orbital. Hvis du bor i bygning nr. 0 det betyder, at du bor i s orbital. Tilsvarende
bygning nr. 1 = p orbital
bygning nr. 2 = d orbital
bygning nr. 3 = f orbital
Så i din bygning nr. 0 (s orbital),
samlet antal rum = 1apt * 2rooms / apt = 2rooms eller 2 elektroner
I bygning nr. 1 (p orbital),
samlet antal elektron / room = 3apt * 2rooms / apt = 6 værelser eller 6 elektroner

Hvis du nu vil vide mere, kan du læse:

• Hunds regel
• Paulis udelukkelsesprincip
• Aufbau-princip

Men de er alle overfladiske teorier, de kan sige, hvad der foregår, men de kan ikke sige hvorfor. Men kvantekemisk metode giver dig matematisk forståelse af, hvorfor der er 2 rum / apt eller hvorfor bygning 2 har 5 apt osv.

Først og fremmest må jeg sætte pris på din iver efter at lære nyt ting (selvom det gør det sværere at forklare). Jeg vil gøre mit bedste for at forklare på en måde, du kan forstå.

Du er muligvis blevet lært om eletronfyldningsrækkefølgen som: 2 elektroner i K shell, 8 elektroner i L shell og så videre. Det fungerer dog kun op til et bestemt niveau.

Det er en kendsgerning, at hver shell i sig selv er sammensat af subshells (eksperimenter, der involverer spektre har vist dette). Antallet af underskaller, som hver skal har, afhænger af antallet af skallen (som 1. skal, 2. skal; også kaldet et hovedkvantumnummer). Disse underskaller kaldes s, p, d eller f. S-subshell kan passe til 2 elektroner, p-subshell kan maksimalt passe til 6 elektroner, d-subshell kan maksimalt passe 10 elektroner, og f-subshell kan maksimalt passe til 14 elektroner. Den første skal har kun en s orbital, så den kaldes 1s. Da den kan have enten en eller to elektroner, kaldes den henholdsvis $ 1s ^ 1 $ og $ 1s ^ 2 $. De er også de respektive “SPDF” -konfigurationer af hydrogen og helium. På denne måde vil du betragte den elektroniske konfiguration af ilt som $ 1s ^ 22s ^ 22p ^ 4 $.

Et andet vigtigt punkt at bemærke er, at udfyldning af elektroner i subshells faktisk udfyldes fra lav til høj. Der er en særlig regel kaldet aufbau-princip (tysk ord for “opbygning”). Her er en diagrammatisk gengivelse af aufbau-princippet:

Denne infact er den faktiske måde at skrive en elektronisk på konfigurationer. Skoler underviser i primære klasser i “konfiguration pr. Skal” -metoden, simpelthen fordi den er lettere, og de kommer normalt ikke på tværs af genier som dig. Nu tror jeg, du kan forstå “SPDF” -konfigurationen meget bedre.

Ya. Det er godt at vide.
Hvor det er muligt at finde en elektron, kaldes orbital. Den første skal indeholder s orbital, hvor to elektroner kan udfyldes. Den anden skal indeholde s & p orbital, p orbitalen kan have maksimalt 6 elektroner. Den tredje skal indeholder S, p & d orbital, d orbital kan maksimalt have 10 elektroner. Den fjerde shell indeholder s, p, d & f orbital, f kan have maksimalt 14 elektroner.
P orbitalen har en håndvægtform, den indeholder subshell kendt som p _x som ligger på x-aksen, p _y som ligger på y-aksen og p _z som ligger på z-aksen. D orbitalen har dobbelt håndvægtform. den indeholder subshells kendt som d _xy ligger mellem x- og y-aksen, d _yz ligger mellem y- og z-aksen, d _zx ligger mellem z og x-aksen, d _{x ² -y ²} ligger på x- og y-aksen & endelig d _{z ²} som l i z-aksen.
Her er billederne af subshell

Kommentarer

• ” p-orbitalen kan have maksimalt 6 elektroner. ” Det gør mig ondt at se dette. P subshell er sammensat af tre p orbitaler , som hver kan rumme to elektroner, hvilket tillader p subshell at holde op til 6. Ingen orbital i sig selv holder mere end to elektroner (i det mindste ikke de almindelige hydrogenatomorbitaler eller nogen molekylær orbital I ‘ vi er stødt på.)

De henviser til de sekundære kvantetal (L):

S har en bane, der indeholder 2 elektroner P har tre baner, hvilket betyder 2 × 3 = 6 elektroner D holder fem baner 2 × 5 = 10 elektroner F holder syv baner 2 × 7 = 14 elektroner