Co to jest konfiguracja SPDF?

s, p, d, f i tak dalej to nazwy nadawane orbitałom, które utrzymują elektrony w atomach. Orbitale te mają różne kształty ( np. rozkłady gęstości elektronów w przestrzeni) i energie ( np. . 1s to energia niższa niż 2s, czyli energia niższa niż 3s; 2s to energia niższa niż 2p).

( źródło obrazu )

Na przykład

• atom wodoru z jednym elektronem będzie oznaczony jako $ \ ce {1s ^ 1} $ – ma jeden elektron w swoim 1s orbital
• atom litu z 3 elektronami byłby $ \ ce {1s ^ 2 ~ 2s ^ 1} $
• fluor ma 9 elektronów, czyli $ \ ce {1s ^ 2 ~ 2s ^ 2 ~ 2p ^ 5} $

Ponownie, gdy czytamy od lewej do prawej, energia orbity wzrasta, a indeks górny pokazuje liczbę elektronów na orbicie. Możesz przeczytać więcej tutaj .

Przez Konfiguracja SPDF, miał na myśli konfigurację orbitalną. Teraz podstawa tej koncepcji pochodzi z bardzo fundamentalnego sformułowania chemii kwantowej, ale nie sądzę, że musisz to wiedzieć teraz (jest to zwykle nauczane na 4 roku UG lub 1 roku studiów magisterskich w dyscyplinie Inżynieria, ale nie jestem pewien dyscyplina naukowa) .Cokolwiek chciałbym o tym pomyśleć z innej perspektywy. Czy znasz liczby kwantowe? Istnieją 4 różne liczby kwantowe:

1. Główna liczba kwantowa (to jest jak miasto, w którym mieszkasz). W atomach znajduje się wiele elektronów. Jeśli chcemy rozróżnić te elektrony, musimy je nazwać lub powinno być coś do rozróżnienia. Wyobraź sobie, że żyjesz w stanach kołowych i miasta są nazywane zgodnie z jego promieniem. Podobnie jak sektor 1 to miasto, które ma średni promień 1 jednostki itd. Przez główną liczbę kwantową rozumiemy w rzeczywistości, że prawdopodobieństwo znalezienia tego elektronu jest wysokie w tym konkretnym promieniu. Nazywa się n = 1, 2, 3 …

2. Azymutalna liczba kwantowa: to tak, jak w budynku, w którym mieszkasz. Jeśli teraz mieszkasz w bardzo małym mieście i ma tylko jeden budynek, nie musisz inaczej określać każdego budynku w tym mieście. Jak dla n = 1, l = 0 (tutaj l = azymutalna liczba kwantowa / numer budynku), ale jeśli n = 3, to l = 0 do (n-1), to znaczy w mieście sektora 3 są 3 budynki o nazwie 0, 1 & 2.

3. Magnetyczna liczba kwantowa: to jest jak trafna liczba na tym budynku. m = 0 do (+/-) l. Więc jeśli mieszkasz w budynku nr. 3, możesz mieszkać w apt -3, -2, -1,0,1,2 lub 3.

4. Spin Quantum number: Każde apt ma dwa pokoje (pokój A i pokój B) (W rzeczywistości jest to nieograniczona sprawa Hartree-Focka), ale jeśli mieszkasz z małżonkiem, możesz mieć duży pokój, niszcząc ścianę między tymi dwoma pokojami (tylko pokój A lub zastrzeżona sprawa Hartree-Fock)

Teraz nazwę budynku można przeformułować jako orbital spdf. Jeśli mieszkasz w budynku nr. 0, co oznacza, że mieszkasz na orbicie s. Podobnie
budynek nr 1 = p orbital
budynek nr 2 = d orbital
budynek nr 3 = f orbital
Zatem w Twoim budynku nr 0 (s orbital)
całkowita liczba pokoi = 1apt * 2 pokoje / apt = 2 pokoje lub 2 elektrony
W budynku nr 1 (p orbital),
całkowita liczba elektronów / pokój = 3apt * 2pokoje / apt = 6 pokoi lub 6 elektronów

Jeśli chcesz wiedzieć więcej, możesz przeczytać:

• Reguła Hunda
• Zasada wykluczenia Pauliego
• Zasada Aufbau

Ale wszystkie one są powierzchowną teorią, mogą powiedzieć, co się dzieje, ale nie potrafią powiedzieć, dlaczego. Ale metoda chemii kwantowej da ci matematyczne zrozumienie, dlaczego są 2 pokoje / apt lub dlaczego budynek 2 ma 5 apt itp.

Przede wszystkim muszę docenić twoją chęć uczenia się nowych rzeczy (choć utrudnia to wyjaśnienie). Postaram się jak najlepiej wyjaśnić w sposób, który zrozumiesz.

Mogłeś nauczyć się kolejności wypełniania eletronów, na przykład: 2 elektrony w Powłoka K, 8 elektronów w powłoce L i tak dalej. Jednak działa to tylko do pewnego poziomu.

Faktem jest, że każda powłoka składa się z podpowłok (wykazały to eksperymenty z użyciem widm). Liczba podpowłok, które ma każda powłoka, zależy od jej liczby (np. Pierwsza powłoka, druga powłoka, czyli główna liczba kwantowa). Te podpowłoki nazywane są s, p, d lub f. Podpowłoka s może pomieścić 2 elektrony, podpowłoka p może pomieścić maksymalnie 6 elektronów, podpowłoka d może pomieścić maksymalnie 10 elektronów, a podpowłoka f może pomieścić maksymalnie 14 elektronów. Pierwsza powłoka ma tylko orbital s, więc nazywa się go 1s. Ponieważ może mieć jeden lub dwa elektrony, nazywa się go odpowiednio $ 1s ^ 1 $ i $ 1s ^ 2 $. Są to również odpowiednie konfiguracje „SPDF” wodoru i helu. W ten sposób można uznać, że elektroniczna konfiguracja tlenu wynosi 1 $ s ^ 22s ^ 22p ^ 4 $.

Kolejną ważną kwestią, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że wypełnienie elektronów w podpowłokach faktycznie wypełnia się od niskiego za wysoko. Istnieje specjalna zasada zwana zasadą aufbau (niemieckie słowo oznaczające „budowanie”). Oto schematyczne przedstawienie zasady aufbau:

To jest w rzeczywistości faktyczny sposób pisania elektronicznego konfiguracje. Szkoły uczą klas podstawowych metody „konfiguracja-per-shell” po prostu dlatego, że jest to łatwiejsze i zazwyczaj nie spotyka się takich geniuszy jak ty. Teraz myślę, że możesz znacznie lepiej zrozumieć konfigurację „SPDF”.

Tak. Dobrze jest wiedzieć.
Gdzie znajdowanie elektronu jest maksimum, nazywane jest orbitalem. Pierwsza powłoka zawiera orbital s, w którym można wypełnić dwa elektrony. Druga powłoka zawiera s & p orbital, orbital p może mieć maksymalnie 6 elektronów. Trzecia powłoka zawiera S, p & d orbital, orbital d może mieć maksymalnie 10 elektronów. Czwarta powłoka zawiera s, p, d & f orbital, f może mieć maksymalnie 14 elektronów.
Orbital p ma kształt hantli, zawiera podpowłokę znaną jako p _x który leży na osi x, p _y leży na osi y i p _z leży na osi z. Orbital d ma kształt podwójnego hantla. Zawiera podpowłoki znane jako d _xy leży między osiami x i y, d _yz leży między osiami y i z, d _zx leży między osiami z i x, d _{x ² -y ²} leży na osi xiy & w końcu d _{z ²} który l ies na osi z.
Oto obrazy podpowłoki

Komentarze

• ” orbital p może mieć maksymalnie 6 elektronów. ” Boli mnie to zobaczyć. P podpowłoka składa się z trzech orbitali p , z których każdy może pomieścić dwa elektrony, dzięki czemu podpowłoka p może pomieścić do 6. Żaden orbital nie posiada więcej niż dwa elektrony (przynajmniej nie standardowe orbitale atomowe wodoru ani żaden napotkany ' orbitali molekularnych).

Odnoszą się do drugorzędnych liczb kwantowych (L):

S ma jedną orbitę zawierającą 2 elektrony P ma trzy orbity, co oznacza 2 × 3 = 6 elektronów D posiada pięć orbit 2 × 5 = 10 elektronów F posiada siedem orbit 2 × 7 = 14 elektronów