Диаграмма Мёллера, в чем она состоит и решаются упражнения

Диаграмма Мёллера или метод дождя - это графический и мнемонический метод изучения правила Маделунга; то есть, как написать электронную конфигурацию элемента. Он характеризуется трассировкой диагоналей через столбцы орбиталей, и следуя направлению стрелки, устанавливается соответствующий их порядок для атома.

В некоторых частях мира диаграмма Меллера также известна как метод дождя. Через него определяется порядок заполнения орбиталей, которые также определяются тремя квантовыми числами N, L и мл.

На верхнем рисунке показана простая диаграмма Меллера. Каждый столбец соответствует различным орбиталям: s, p, d и f, с их соответствующими уровнями энергии. Первая стрелка указывает, что заполнение любого атома должно начинаться с орбиты 1 с.

Таким образом, следующая стрелка должна начинаться с орбиты 2s, а затем с 2p, проходящей через орбиту 3s. Таким образом, как если бы это был дождь, регистрируются орбитали и количество электронов, которые они держат (4L+2).

Диаграмма Мёллера представляет собой введение для тех, кто изучает электронные конфигурации.

индекс

• 1 Что такое диаграмма Меллера?
  • 1.1 Правило Маделунга
  • 1.2 Шаги для подражания
• 2 упражнения решены
  • 2.1 Бериллий
  • 2.2 Фосфор
  • 2.3 Цирконий 
  • 2.4 Иридиум
  • 2.5 Исключения из диаграммы Меллера и правила Маделунга
• 3 Ссылки

Что такое диаграмма Мёллера?

Правило Маделунга

Поскольку диаграмма Мёллера состоит из графического представления правила Маделунга, необходимо знать, как оно работает. Заполнение орбиталей должно соответствовать следующим двум правилам:

-Орбитали с самыми низкими значениями N+L они заполняются первыми, будучи N основное квантовое число и L Орбитальный момент импульса Например, 3d-орбита соответствует N= 3 и L= 2, следовательно, N+L= 3 + 2 = 5; в то время как орбиталь 4S соответствует N= 4 и L= 0 и N+L= 4 + 0 = 4. Из вышеизложенного установлено, что электроны заполняют орбитальные 4s раньше, чем 3d..

-Если две орбитали имеют одинаковое значение N+L, электроны будут занимать в первую очередь тот, с самым низким значением N. Например, 3d-орбиталь имеет значение N+L= 5, как 4p орбиталь (4 + 1 = 5); но так как 3d имеет самое низкое значение N, сначала заполнится что 4р.

Из двух предыдущих наблюдений вы можете получить следующий порядок заполнения орбиталей: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Выполнение одних и тех же шагов для разных значений N+L для каждой орбитали получены электронные конфигурации других атомов; который в свою очередь также может быть определен по диаграмме Мёллера графически.

Шаги, чтобы следовать

Правило Маделунга устанавливает формулу N+L, с которой электронная конфигурация может быть «вооружена». Однако, как уже говорилось, диаграмма Мёллера уже графически представляет это; так что просто следуйте за своими колонками и рисуйте по диагонали шаг за шагом.

Как вы начинаете тогда электронную конфигурацию атома? Для этого нужно сначала узнать его атомный номер Z, который по определению для нейтрального атома равен числу электронов.

Таким образом, с Z вы получаете число электронов, и с учетом этого вы начинаете рисовать диагонали по диаграмме Меллера.

На орбиталях могут разместиться два электрона (применяя формулу 4)L+2) р шесть электронов, десять d и f четырнадцать. Он останавливается на орбите, где был занят последний электрон, заданный Z.

Для дальнейшего разъяснения ниже приведены серии решенных упражнений..

Решенные упражнения

бериллий

Используя периодическую таблицу, элемент бериллия находится с Z = 4; то есть его четыре электрона должны быть размещены на орбитали.

Начиная с первой стрелки на диаграмме Мёллера, орбита 1с занимает два электрона: 1с²; сопровождаемый орбиталью 2s, с двумя дополнительными электронами, чтобы добавить 4 в общей сложности: 2s².

Следовательно, электронная конфигурация бериллия, выраженная как [Be], равна 1 с²2s². Обратите внимание, что сумма в верхнем индексе равна числу полных электронов..

фосфор

Элемент люминофора имеет Z = 15, и, следовательно, он имеет в общей сложности 15 электронов, которые должны занимать орбитали. Чтобы двигаться вперед, вы сразу начинаете с конфигурации 1с²2s², который содержит 4 электрона. Тогда будет еще 9 электронов.

После орбиты 2 с, следующая стрелка «входит» через орбиту 2 с, в конечном итоге попадая на орбиту 3 с. Поскольку 2p орбитали могут занимать 6 электронов, а 3s 2 электрона, мы имеем: 1s²2s²2р⁶3S².

Еще три электрона все еще отсутствуют, которые занимают следующую 3p-орбиту согласно диаграмме Мёллера: 1s²2s²2р⁶3S²3p³, электронная конфигурация люминофора [P].

цирконий

Циркониевый элемент имеет Z = 40. Сокращение пути с конфигурацией 1с²2s²2р⁶3S²3p⁶, с 18 электронами (это благородный газ аргона), 22 электронов будут отсутствовать. После 3p-орбитали следующие в заполнении по диаграмме Мёллера являются 4s, 3d, 4p и 5s-орбитали.

Заполняя их полностью, то есть 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ и 5 с², Всего добавлено 20 электронов. Поэтому оставшиеся 2 электрона размещены на следующей орбите: 4d. Таким образом, электронная конфигурация циркония [Zr] составляет: 1с²2s²2р⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d².

иридий

Иридий имеет Z = 77, поэтому он имеет 37 дополнительных электронов по отношению к цирконию. Начиная с [Cd], то есть 1 с²2s²2р⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰, Вы должны добавить 29 электронов со следующими орбиталями диаграммы Меллера.

Отслеживая новые диагонали, новые орбитали: 5p, 6s, 4f и 5d. Заполняя первые три орбитали, мы имеем: 5p⁶, 6s² и 4f¹⁴, дать в общей сложности 22 электронов.

Таким образом, отсутствуют 7 электронов, которые находятся на орбите 5d: 1s²2s²2р⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d⁷.

Предыдущий - это электронная конфигурация iridium, [Go]. Обратите внимание, что 6s орбиталей² и 5d⁷ они выделены жирным шрифтом, чтобы указать, что они соответствуют должным образом валентному слою этого металла.

Исключения из диаграммы Меллера и правила Маделунга

В периодической таблице есть много элементов, которые не подчиняются тому, что только что было объяснено. Их электронные конфигурации экспериментально отличаются от предсказанных по квантовым причинам..

Среди элементов, которые представляют эти разногласия: хром (Z = 24), медь (Z = 29), серебро (Z = 47), родий (Z = 45), церий (Z = 58), ниобий (Z = 41) и многое другое.

Исключения очень часты при заполнении орбиталей d и f. Например, хром должен иметь конфигурацию 4s валентности²3d⁴ в соответствии с диаграммой Мёллера и правилом Маделунга, но это действительно 4с¹3d⁵.

Также, наконец, валентная конфигурация серебра должна быть 5 с²4d⁹; но это действительно 5с¹4d¹⁰.

ссылки

1. Гавира Дж. Вальехо М. (6 августа 2013 г.). Исключения из правила Маделунга и диаграммы Мёллера в электронной конфигурации химических элементов. Восстановлено от: triplenlace.com
2. Misuperclase. (s.f.) Что такое электронная конфигурация? Получено с: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Диаграмма Меллера. Получено с: en.wikipedia.org
4. Чайники. (2018). Как представить электроны на диаграмме уровня энергии. Получено с: dummies.com
5. Корабль Р. (2016). Порядок заполнения электронных состояний. Получено от: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu