Como escrever configurações eletrônicas para elementos: 13 etapas

Contente

Degraus
- Método 1 de 2: Método um: Alocar elétrons usando a tabela periódica
- Método 2 de 2: Método Dois: Faça uso de uma tabela periódica ADOMAH
Pontas

O configuração eletrônica de um átomo é uma representação numérica dos orbitais de elétrons. Orbitais de elétrons são regiões de formato diferente ao redor do núcleo de um átomo, onde pode ser demonstrado matematicamente que há uma chance de que os elétrons estejam presentes lá. É fácil e rápido ler a partir de uma configuração eletrônica quantos orbitais de elétrons um átomo possui e quantos elétrons estão presentes em cada orbital. Aqui você aprenderá como começar a criar sua própria configuração eletrônica.

Degraus

Método 1 de 2: Método um: Alocar elétrons usando a tabela periódica

Escrevendo configurações eletrônicas para elementos

1. Encontre o número atômico. Cada átomo tem um número específico associado de elétrons. Encontre o símbolo químico do seu átomo na tabela periódica. O número atômico é um número inteiro positivo que começa em 1 (para hidrogênio) e aumenta em 1 para cada átomo subsequente. O número atômico é o número de prótons naquele átomo - então também é o número de elétrons naquele átomo se não estiver carregado.

2. Determine a carga do átomo. Átomos não carregados têm exatamente o mesmo número de prótons que elétrons, conforme indicado na tabela periódica. Mas este não é o caso de átomos carregados. Se você estiver lidando com um átomo carregado, adicione ou subtraia os elétrons da seguinte forma: adicione um elétron para cada carga negativa e subtraia um para cada carga positiva.

Por exemplo: Um átomo de sódio com uma carga de -1 tem um elétron extra Adicionado a o número atômico de 11. Então este átomo de sódio tem 12 elétrons no total.

3. Memorize a lista básica de orbitais. Quando um átomo ganha elétrons, eles preenchem diferentes conjuntos de orbitais em uma ordem fixa. Cada orbital, quando cheio, contém um número fixo de elétrons. As formas orbitais são:

O orbital s (qualquer número na configuração eletrônica seguido por um "s") contém um único orbital, e por causa da Princípio de exclusão de Pauli sabemos que um único orbital pode conter no máximo 2 elétrons, então qualquer forma de orbital pode conter 2 elétrons.

O orbital p contém 3 orbitais, então pode conter um total de 6 elétrons.

O orbital d contém 5 orbitais, então pode conter 10 elétrons.

O orbital f contém 7 orbitais, então pode conter 14 elétrons.

4. Compreender a notação de uma configuração eletrônica. As configurações eletrônicas são anotadas de tal forma que fica claro quantos elétrons estão presentes no átomo e quantos elétrons estão em cada orbital. Um orbital tem uma notação fixa com o número de elétrons em sobrescrito após o nome do orbital. A configuração eletrônica final é uma série de formas orbitais e sobrescritos.

Por exemplo, uma configuração eletrônica simples: 1s 2s 2p. Esta configuração indica que existem dois elétrons na forma orbital 1s, dois elétrons na forma orbital 2s e seis elétrons na forma orbital 2p. 2 + 2 + 6 = 10 elétrons no total. Esta é a configuração eletrônica de um átomo de néon não carregado (Ne; número atômico 10.)

5. Aprenda a ordem dos orbitais.Observe que as formas orbitais são numeradas pela camada eletrônica, mas ordenadas pelo nível de energia. Por exemplo, um 4s totalmente preenchido tem menos energia (ou menos potencial) do que um 3d parcialmente preenchido ou preenchido, então a casca 4s está na frente. Se você conhece a ordem dos orbitais, não é difícil preenchê-los de acordo com o número de elétrons no átomo. A ordem em que os orbitais são preenchidos é a seguinte: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

Uma configuração eletrônica de um átomo em que cada orbital está completamente preenchido é escrita da seguinte forma: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p

Observe que na lista acima, se todas as camadas estiverem preenchidas, esta é a configuração eletrônica do ununóctio (Uuo; número atômico 118), o número mais alto da tabela periódica - portanto, essa configuração eletrônica contém todas as camadas eletrônicas agora conhecidas em um átomo não carregado.

6. Preencha os orbitais de acordo com o número de elétrons em seu átomo. Por exemplo, se quiséssemos escrever a configuração eletrônica de um átomo de cálcio não carregado, começaríamos procurando o número atômico na tabela periódica. O número atômico do cálcio é 20, então escrevemos uma configuração para este átomo com 20 elétrons na ordem mostrada acima.

Preencha os orbitais com elétrons na ordem acima até chegar a vinte. O orbital 1s recebe dois elétrons, o 2s recebe dois, o 2p recebe seis, o 3s recebe dois, o 3p recebe 6 e o 4s recebe 2 (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Então, a configuração eletrônica do cálcio é: 1s 2s 2s 3s 3s 4s.

Nota: Os níveis de energia mudam à medida que você sobe de nível. Por exemplo, se você estiver prestes a passar para o 4º nível de energia, serão 4 segundos, após 3d. Após o quarto nível, você continua com o quinto nível, onde a ordem normal é retomada. Isso só acontece após o 3º nível de energia.

7. Use a tabela periódica como auxílio visual. Você deve ter notado que a ordem da tabela periódica corresponde à ordem das formas orbitais nas configurações eletrônicas. Por exemplo, os átomos na segunda coluna à esquerda sempre terminam com "s", átomos na extrema direita na seção central estreita sempre terminam em "d," etc. Use a tabela periódica como um guia visual para observar as configurações – a ordem em que você adiciona elétrons aos orbitais corresponde à posição na tabela periódica. Dê uma boa olhada no seguinte:

As duas colunas da extrema esquerda são uma representação de átomos cujas configurações eletrônicas terminam em orbitais s, o bloco direito desta tabela é uma representação de átomos cujas configurações terminam em orbitais p, a parte central, os átomos que terminam em um orbital d, e a região inferior, átomos que terminam em orbitais f.

Por exemplo, ao escrever uma configuração eletrônica para o cloro (Cl), considere: "Este átomo está na terceira linha (ou "período de tempo") da tabela periódica. Também está na quinta coluna do grupo de orbitais p. Então essa configuração eletrônica termina em ...3p

Nota - os grupos de orbitais d e f na tabela correspondem a níveis de energia diferentes do período em que estão localizados. Por exemplo, a primeira linha dos orbitais do grupo d corresponde ao orbital 3d mesmo que esteja no período 4, enquanto a primeira linha dos orbitais f corresponde ao orbital 4f mesmo que esteja no sexto período.

8. Aprenda a abreviação para escrever configurações eletrônicas longas. Os átomos do lado direito da tabela periódica são chamados de gases nobres. Esses elementos são muito estáveis. Para encurtar o processo de notação de uma configuração eletrônica longa, escreva o símbolo químico do gás mais próximo, com menos elétrons do que o seu átomo, entre colchetes, então continue com a configuração eletrônica para as seguintes formas orbitais. Ver abaixo:

Para entender bem este conceito, é útil escrever um exemplo de configuração. Vamos escrever a configuração do zinco (número atômico 30) usando a notação abreviada para um gás nobre. A configuração eletrônica completa do zinco é: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. Mas observe que 1s 2s 2p 3s 3p é a configuração do gás nobre argônio. Basta substituir esta parte da notação de zinco pelo símbolo químico do argônio entre colchetes ([Ar].)

Assim, a notação abreviada da configuração eletrônica do zinco pode ser escrita como [Ar]4s 3d.

Método 2 de 2: Método Dois: Faça uso de uma tabela periódica ADOMAH

1. Entendendo a Tabela Periódica ADOMAH. Com este método de anotar configurações eletrônicas, não é necessário memorizar muito. Mas requer uma tabela periódica organizada de forma diferente, porque dentro da tabela periódica tradicional, as camadas de elétrons, a partir da quarta linha, não correspondem aos números periódicos. Tente encontrar um exemplo deste sistema projetado por Valery Tsimmerman online. Certamente isso não é um problema.

Dentro da Tabela Periódica ADOMAH, as linhas representam grupos de elementos, como halogênios, gases inertes, metais alcalinos, etc.As colunas correspondem às camadas eletrônicas e as “cascatas” (linhas diagonais conectando os grupos s,p,d e f) correspondem aos períodos.
O hélio está agora próximo ao hidrogênio porque ambos são caracterizados pelo orbital 1s. Os períodos (s,p,d ef) estão à direita e os números de shell na parte inferior da tabela. Os elementos são listados em caixas numeradas de 1 a 120. Esses números representam os números atômicos comuns e indicam o número de elétrons em um átomo neutro.

2. Procure seu átomo na tabela ADOMAH. Para poder escrever a configuração eletrônica de um elemento, procure seu símbolo na Tabela Periódica ADOMAH e risque todos os elementos com números atômicos mais altos. Por exemplo, se você quiser saber a configuração eletrônica do érbio (68), cruze os elementos 69 a 120.

Vá para os números de 1 a 8 na parte inferior (a base) da tabela. Estes são os números das camadas eletrônicas, ou as colunas. Ignorar as colunas riscadas. As colunas restantes para o érbio são 1,2,3,4,5 e 6.

3. Conte os orbitais até o seu átomo. Observando o grupo de símbolos no lado direito da tabela (s, p, d e f) e os números das colunas na parte inferior da tabela e ignorando as linhas diagonais entre eles, você pode dividir as colunas em grupos e lista de baixo para cima. Novamente, ignore aqueles blocos com todos os elementos riscados. Anote os grupos de colunas, começando com o número da coluna seguido do símbolo do grupo, assim: 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p6s (no caso de érbio).

Nota: A configuração eletrônica do Er (érbio) acima está listada na ordem crescente dos números das camadas. Também pode ser escrito na ordem dos orbitais. Basta seguir as cascatas de cima para baixo, em vez das colunas, se você estiver anotando os grupos de colunas: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s4d 5p 6s 4f.

4. Conte os elétrons de cada forma orbital. Conte os elementos que não estão riscados em cada grupo de colunas, escolhendo um elétron por elemento, e escreva o número ao lado dos símbolos de grupo de cada grupo de colunas, assim: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s. Esta é a configuração eletrônica de Er (erbium) do nosso exemplo.

5. Conheça as configurações eletrônicas irregulares. Existem dezoito exceções para as configurações eletrônicas em átomos de nível de energia mais baixo, também conhecido como estado fundamental. Estes se desviam da regra geral para as últimas duas ou três posições de elétrons. Nesses casos, as configurações eletrônicas reais mantêm os elétrons em um nível de energia mais baixo do que em uma configuração padrão desse átomo. Os átomos irregulares são:

cr(..., 3d5, 4s1); Cu(..., 3d10, 4s1); Nb(..., 4d4, 5s1); mo(..., 4d5, 5s1); ru(..., 4d7, 5s1); Rh(..., 4d8, 5s1); pd(..., 4d10, 5s0); Ag(..., 4d10, 5s1); Lá(..., 5d1, 6s2); Ce(..., 4f1, 5d1, 6s2); D`us(..., 4f7, 5d1, 6s2); au(..., 5d10, 6s1); ac(..., 6d1, 7s2); no entanto(..., 6d2, 7s2); pa(..., 5f2, 6d1, 7s2); VOCÊS(..., 5f3, 6d1, 7s2); np(..., 5f4, 6d1, 7s2) e cm(..., 5f7, 6d1, 7s2).

Pontas

Para encontrar o número atômico de um átomo quando ele está escrito na forma de uma configuração eletrônica, some todos os números que vêm depois das letras (s, p, d e f). Isso só funciona em um átomo neutro, não em um íon, e você precisa subtrair ou adicionar todos os elétrons perdidos ou adicionados.
O número após a letra está na verdade em sobrescrito, então não se engane sobre isso com um teste.
Não existe tal coisa como "estabilidade de meio cheio" subnível. Isso é muito simples. A estabilidade é porque cada orbital é ocupado por apenas um elétron, então a repulsão elétron-elétron é mínima.
Todo átomo quer retornar a um estado estável, e as configurações mais estáveis têm orbitais s e p (s2 e p6) completamente preenchidos. Os gases nobres têm essa configuração, por isso quase nunca são reativos e ficam do lado direito da tabela periódica. Então, se uma configuração termina com 3p, ela precisa apenas de mais dois elétrons para se tornar estável (perder seis elétrons, incluindo o do orbital s, consome mais energia, então é mais fácil perder quatro). E se uma configuração termina com 4d, ela só precisa perder mais três elétrons para chegar a um estado estável. Também sustenta que conchas meio cheias (s1, p3, d5..) são mais estáveis que, por exemplo, p4 ou p2; s2 e p6 ficarão ainda mais estáveis.
Quando o átomo é um íon, significa que o número de prótons não é igual ao número de elétrons. A carga do átomo é geralmente indicada no canto superior direito do símbolo. Assim, um átomo de antimônio com carga +2 tem uma configuração eletrônica de 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p. Observe que o 5p foi alterado para 5p. Esteja ciente disso se a configuração de um átomo não carregado terminar em qualquer coisa, menos em um orbital s e p. Se você remover elétrons, você só pode fazer isso nos orbitais de valência (os orbitais s e p). Então, se uma configuração termina com 4s 3d, e a carga do átomo aumenta em +2, então a configuração muda para que termine com 4s 3d. Lembre-se que 3dnão muda, mas que o orbital s perde seus elétrons.
Há circunstâncias em que um elétron ganha um nível mais alto. Quando um orbital está a apenas um elétron de ser meio ou cheio, remova um elétron do orbital s ou p mais próximo e mova-o para o orbital que precisa desse elétron.
Você também pode escrever a configuração eletrônica de um elemento apenas escrevendo sua configuração de valência, o último orbital s e p. Então, a configuração de valência do antimônio torna-se 5s 5p.
Os íons não são os mesmos, mas muito mais difíceis. Pule dois níveis e siga o mesmo padrão dependendo de onde você começou e do número de elétrons.