MITÄ OVAT ENERGIAN ALATASOT JA MITEN NE ESITETÄÄN? - TIEDE - 2026

Alatasoa Energian atomissa ovat tapa, jolla elektronit järjestetään sähköisen kuoret, niiden jakamisesta molekyylin tai atomin. Näitä energian alatasoja kutsutaan orbitaaleiksi.

Elektronien järjestely alatasoissa sallii eri atomien kemialliset yhdistelmät ja määrittelee myös niiden sijainnin jaksollisessa elementtitaulukossa.

Elektronit on järjestetty atomin elektronisiin kuoriin tietyllä tavalla kvanttitilojen yhdistelmällä. Heti kun yksi näistä tiloista on elektronin käytössä, muiden elektronien on oltava eri tilassa.

esittely

Jokainen jaksotaulukon kemiallinen elementti koostuu atomista, jotka puolestaan ​​koostuvat neutroneista, protoneista ja elektronista. Elektronit ovat negatiivisesti varautuneita hiukkasia, jotka löytyvät minkä tahansa atomin ytimestä ja jakautuvat elektronien kiertoradalle.

Elektronin kiertoradat ovat tilan tilavuus, jossa elektronilla on 95% mahdollisuus tavata. Kiertoradalle on erityyppisiä muotoja. Jokaisessa kiertoradalla voi olla korkeintaan kaksi elektronia. Atomin ensimmäinen kiertorata on siellä, missä on suurin todennäköisyys löytää elektroneja.

Orbitaalit on merkitty kirjaimilla s, p, d ja f, toisin sanoen Sharp, periaate, diffuusi ja Fundamental, ja ne yhdistyvät, kun atomit liittyvät yhteen muodostaen suuremman molekyylin. Jokaisessa atomin vaipassa ovat nämä kiertoradat.

Esimerkiksi atomin kerroksessa 1 on S-orbitaalit, kerroksessa 2 on S- ja P-orbitaalit, atomin kerroksessa 3 on S-, P- ja D-orbitaalit ja lopulta atomin kerroksessa 4 on kaikki S, P, D ja F kiertoradat.

Myös kiertoradalla löytyy erilaisia ​​alitasoja, jotka puolestaan ​​voivat varastoida enemmän elektronia. Eri energiatasojen kiertoradat ovat samankaltaisia ​​toistensa kanssa, mutta vievät avaruudessa erilaisia ​​alueita.

Ensimmäisellä kiertoradalla ja toisella kiertoradalla on samat ominaisuudet kuin S-kiertoradalla, niillä on radiaaliset solmut, niillä on suurempi todennäköisyys pallomaisella tilavuudella ja ne voivat pitää vain kahta elektronia. Ne sijaitsevat kuitenkin eri energiatasoilla ja miehittävät siten erilaiset ytimen ympärillä olevat tilat.

Sijainti alkujaksojen taulukossa

Jokainen elementtien elektroninen kokoonpano on ainutlaatuinen, siksi ne määrittävät sijaintinsa jaksollisessa elementtitaulukossa. Tämä sijainti määritetään kunkin elementin ajanjaksolla ja sen atomilukumäärällä elementtien atomien elektronien lukumäärällä.

Siksi jaksollisen taulukon käyttäminen atomien elektronien konfiguraation määrittämiseksi on avain. Elementit on jaettu ryhmiin niiden elektronisen kokoonpanon mukaan seuraavasti:

Jokainen kiertorata on esitetty erityisissä lohkoissa elementtien jaksollisessa taulukossa. Esimerkiksi S-kiertoratojen lohko on alkalimetallien alue, taulukon ensimmäinen ryhmä ja josta löytyy kuusi elementtiä: litium (Li), rubidium (Rb), kalium (K), natrium (Na), fransium (Fr) ja Cesium (Cs) ja myös vety (H), joka ei ole metalli, vaan kaasu.

Tässä elementtiryhmässä on elektroni, joka usein häviää positiivisesti varautuneen ionin muodostamiseksi. Ne ovat aktiivisimpia metalleja ja reaktiivisimpia.

Vety on tässä tapauksessa kaasu, mutta se on alkujaksojen taulukon ryhmässä 1, koska siinä on myös vain yksi elektroni. Vety voi muodostaa ioneja yhdellä positiivisella varauksella, mutta sen yhden elektronin vetäminen vaatii paljon enemmän energiaa kuin elektronien poistaminen muista alkalimetallista. Yhdisteitä muodostettaessa vety muodostaa yleensä kovalenttisia sidoksia.

Äärimmäisen korkeissa paineissa vety muuttuu kuitenkin metallista ja käyttäytyy kuin muut ryhmän elementit. Tämä tapahtuu esimerkiksi Jupiter-planeetan ytimen sisällä.

Ryhmä 2 vastaa maa-alkalimetalleja, koska niiden oksideilla on alkaliset ominaisuudet. Tämän ryhmän elementteistä löydämme magnesiumia (Mg) ja kalsiumia (Ca). Sen kiertoradat kuuluvat myös S-tasoon.

Siirtymämetalleilla, jotka vastaavat ryhmiä 3 - 12 jaksollisessa taulukossa, on D-tyypin kiertoradat.

Taulukon ryhmistä 13-18 siirrettävät elementit vastaavat P-kiertoratoja. Ja lopuksi lantanideina ja aktinideina tunnetuilla elementeillä on kiertoradat nimeltään F.

Elektronin sijainti kiertoradalla

Elektroneja löytyy atomin kiertoradasta keinona vähentää energiaa. Siksi, jos ne pyrkivät lisäämään energiaa, elektronit täyttävät kiertoradan päätasot siirtyen pois atomin ytimestä.

On otettava huomioon, että elektroneilla on luontainen ominaisuus, joka tunnetaan nimellä spin. Tämä on kvanttikonsepti, joka määrää muun muassa elektronin spinistä kiertoradalla. Mikä on välttämätöntä aseman määrittämiseksi energian alatasoissa.

Säännöt, jotka määrittävät elektronien sijainnin atomin kiertoradassa, ovat seuraavat:

• Aufbaun periaate: Elektronit tulevat ensin pienimmän energian kiertoradalle. Tämä periaate perustuu tiettyjen atomien energiatasokaavioihin.

• Paulin poissulkemisperiaate: Atomaalinen kiertorata voi kuvaa vähintään kahta elektronia. Tämä tarkoittaa, että vain kaksi elektronia, joilla on erilainen elektronin spin, voi miehittää atomin kiertoradan.

Tämä tarkoittaa, että atomiorbitaali on energiatila.

• Hundin sääntö: Kun elektronit miehittävät saman energian kiertoradat, elektronit tulevat ensin tyhjiin kiertoradalle. Tämä tarkoittaa, että elektronit mieluummin rinnakkaiset spinnit energian alatasojen erillisillä kiertoradailla.

Elektronit täyttävät kaikki alitasojen kiertoradat ennen kuin ne kohtaavat vastakkaisia ​​pyöriä.

Erityiset elektroniset kokoonpanot

On myös atomeja, joissa on erityisiä energian alatasojen tapauksia. Kun kaksi elektronia miehittää saman kiertoradan, niiden ei tarvitse vain olla erilaisia ​​spinejä (kuten Paulin poissulkemisperiaate osoittaa), mutta elektronien kytkentä nostaa energiaa hieman.

Energian alitasojen tapauksessa puoliksi täynnä ja täysi täysi alitaso vähentävät atomin energiaa. Tämä johtaa atomin suurempaan stabiilisuuteen.

Viitteet

1. Elektronikonfiguraatio. Palautettu Wikipedia.com-sivustolta.
2. Sähköisten kokoonpanojen esittely. Palautettu osoitteesta chem.libretexts.org.
3. Orbitaalit ja joukkovelkakirjat. Palautettu kem.fsu.edu-sivustosta.
4. Jaksollinen taulukko, pääryhmän elementit. Palautettu osoitteesta newworldencyclopedia.org.
5. Sähkökonfiguraation periaatteet. Palautettu osoitteesta sartep.com.
6. Elementtien elektroninen konfigurointi. Palautettu tieteestä.uwaterloo.ca.
7. Elektroni-spin. Toipunut hyperfysiikasta.phy-astr.gsu.edu.