JoVE Logo

Sign In

1.3 : קונפיגורציות אלקטרונים

ניתן לקבוע קונפיגורציות אלקטרונים ודיאגרמות אורביטל על ידי יישום עיקרון Aufbau (כל אלקטרון שנוסף תופס את תת-המעטפת של האנרגיה הנמוכה ביותר), עקרון האיסור של פאולי (אין שני אלקטרונים שיכולים להיות בעלי אותה קבוצה של ארבעה מספרים קוונטיים), והכלל של הונד לגבי ריבוי מקסימלי. (במידת האפשר, אלקטרונים שומרים על ספינים לא מזווגים באורביטלים מנוונים).

האנרגיות היחסיות של תת-הקליפות קובעות את סדר מילוי האורביטלים האטומיים (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, וכן הלאה). עבור קליפות ותת-קליפות שונות, ניתן לתאר את מגמת הכוח החדירה של אלקטרון באופן הבא:

1s > 2s > 2p > 3s > 3p > 4s > 3d > 4p > 5s > 4d > 5p > 6s > 4f....

ההשפעה של מיגון וחדירה לאורביטל היא גדולה, ואלקטרון 4s עשוי להיות בעל אנרגיה נמוכה יותר מאלקטרון 3d.

אלקטרונים באורביטלים החיצוניים ביותר, הנקראים אלקטרוני ערכיות, אחראים לרוב ההתנהגות הכימית של יסודות. בטבלה המחזורית, אלמנטים עם קונפיגורציות אלקטרוני ערכיות אנלוגיות מתרחשים בדרך כלל בתוך אותה קבוצה.

ישנם כמה חריגים לסדר המילוי החזוי, במיוחד כאשר ניתן ליצור אורביטלים מלאים למחצה או מלאים לחלוטין. במקרה של Cr ו-Cu, התת-קליפות המלאות למחצה והמלאות לחלוטין מייצגות כנראה תנאים של יציבות מועדפת. יציבות זו היא כזו שהאלקטרון עובר מה-4s לאורביטל ה3d כדי להשיג יציבות נוספת של תת-קליפה 3d מלאה למחצה (ב-Cr) או תת-קליפה 3d מלאה (ב-Cu). מתרחשים גם חריגים אחרים. לדוגמה, ניוביום (Nb, מספר אטומי 41) צפוי להיות בעל תצורת האלקטרונים [Kr]5 s 2 4 d 3 . עם זאת, בניסוי, תצורת האלקטרונים שלו במצב הקרקע היא למעשה [Kr]5 s 1 4 d 4 . אנו יכולים לעשות רציונליזציה של תצפית זו על ידי אמירה שדחיית האלקטרון-אלקטרון שנחווה על ידי זיווג האלקטרונים באורביטל 5s גדולות מהפער באנרגיה בין האורביטלים 5s ל-4d.

This text is adapted from  Openstax, Chemistry 2e, Section 6.4: Electronic Structure of Atoms

Tags

Electron ConfigurationOrbital DiagramsAufbau PrinciplePauli Exclusion PrincipleHund s Rule Of Maximum MultiplicitySubshellsAtomic OrbitalsPenetrating Power Of An ElectronShieldingOrbital PenetrationValence ElectronsPeriodic TableFilling OrderPreferred Stability

PLAYLIST

Loading...
JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved