សណ្ឋានអេឡិចត្រុង៖ លំដាប់អូហ្វបៅ ច្បាប់ហុន និងអ៊ីយ៉ុង

ស្រទាប់ ស្រទាប់រង និងសមត្ថភាពអូប៊ីតាល់

អេឡិចត្រុងនីមួយៗក្នុងអាតូមត្រូវបានពិពណ៌នាដោយលេខកង់ទិចបួន។ លេខកង់ទិចសំខាន់ n (1, 2, 3, …) កំណត់ស្រទាប់។ លេខកង់ទិចម៉ូម៉ង់មុំ l ចាប់ពី 0 ដល់ n − 1 ហើយកំណត់ស្រទាប់រង៖ l = 0, 1, 2 និង 3 មានស្លាក s, p, d និង f។ លេខកង់ទិចម៉ាញេទិក mₗ ចាប់ពី −l ដល់ +l ដូច្នេះស្រទាប់រងមួយមានអូប៊ីតាល់ 2l + 1។ លេខកង់ទិចស្ពីន mₛ គឺ +½ ឬ −½។

ដោយសារអូប៊ីតាល់នីមួយៗផ្ទុកអេឡិចត្រុងបានច្រើនបំផុតពីរ ស្រទាប់រង s ផ្ទុក 2 p ផ្ទុក 6 d ផ្ទុក 10 និង f ផ្ទុក 14។ ស្រទាប់ពេញលេញផ្ទុកអេឡិចត្រុង 2n²៖ 2 សម្រាប់ n = 1, 8 សម្រាប់ n = 2 និង 18 សម្រាប់ n = 3។ សមត្ថភាពទាំងនេះគឺជាមូលហេតុដែលប្លុកនៃតារាងខួបមានទទឹង 2, 6, 10 និង 14 ជួរឈរ។

លំដាប់បំពេញអូហ្វបៅ និងតារាងខួប

នៅស្ថានដី អេឡិចត្រុងកាន់កាប់ស្រទាប់រងដែលមានថាមពលទាបបំផុតដែលមាន នេះជាគោលការណ៍អូហ្វបៅ។ ក្នុងអាតូមដែលមានអេឡិចត្រុងច្រើន ថាមពលស្រទាប់រងអាស្រ័យលើ l ក៏ដូចជា n ដែរ ព្រោះអេឡិចត្រុង s ជ្រៀតចូលជិតស្នូលជាងអេឡិចត្រុង p ឬ d ដែលមាន n ស្រដៀងគ្នា ហើយត្រូវបានបាំងតិចជាងដោយអេឡិចត្រុងខាងក្នុង។ លំដាប់ដែលទទួលបានសម្រាប់អាតូមអព្យាក្រឹតគឺ 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p។

ច្បាប់ n + l បង្កើតលំដាប់នេះឡើងវិញ៖ បំពេញស្រទាប់រងតាមលំដាប់ n + l កើនឡើង ហើយនៅពេលស្រទាប់រងពីរស្មើគ្នា ចូរបំពេញស្រទាប់រងដែលមាន n ទាបជាងមុន។ ដូច្នេះ 4s (4 + 0 = 4) បំពេញមុន 3d (3 + 2 = 5)។ អ្នកក៏អាចអានលំដាប់ពីតារាងខួបបានដែរ។ ពេលធ្វើដំណើរកាត់ខួបមួយ អ្នកឆ្លងកាត់ប្លុក s បន្ទាប់មកប្លុក f ប្រសិនបើមាន បន្ទាប់មកប្លុក d បន្ទាប់មកប្លុក p ដោយស្រទាប់រង d នៅពីក្រោយលេខខួបមួយស្រទាប់ ហើយស្រទាប់រង f នៅពីក្រោយពីរស្រទាប់។

លំដាប់នេះប្រាប់អ្នកថាស្រទាប់រងណាទទួលអេឡិចត្រុងបន្ទាប់ពីធាតុមួយទៅធាតុមួយទៀត។ វាមិនមានន័យថា 4s តែងតែមានថាមពលទាបជាង 3d ទេ។ នៅពេល 3d ត្រូវបានកាន់កាប់ ថាមពលរបស់វាធ្លាក់ក្រោម 4s ដែលជាមូលហេតុដែលកាទីយ៉ុងលោហៈអន្តរកាលបាត់អេឡិចត្រុង 4s របស់វាមុន។

ការហាមឃាត់របស់ប៉ូលី ច្បាប់ហុន និងដ្យាក្រាមអូប៊ីតាល់

គោលការណ៍ហាមឃាត់របស់ប៉ូលីចែងថាគ្មានអេឡិចត្រុងពីរក្នុងអាតូមចែករំលែកលេខកង់ទិចទាំងបួនដូចគ្នាទេ។ អេឡិចត្រុងពីរក្នុងអូប៊ីតាល់មួយចែករំលែក n, l និង mₗ រួចហើយ ដូច្នេះវាត្រូវតែមានស្ពីនផ្ទុយគ្នា ហើយគ្មានអូប៊ីតាល់ណាអាចផ្ទុកទីបីបានទេ។

ច្បាប់ហុនអនុវត្តចំពោះអូប៊ីតាល់ដេហ្សេនេរ៉ាត គឺអូប៊ីតាល់ដែលមានថាមពលស្មើគ្នាក្នុងស្រទាប់រងមួយ។ អេឡិចត្រុងកាន់កាប់ពួកវាម្នាក់ម្តង ដោយមានស្ពីនស្របគ្នា មុនពេលការផ្គូផ្គងណាមួយចាប់ផ្តើម។ ការផ្គូផ្គងបង្កើនថាមពល ព្រោះអេឡិចត្រុងពីរក្នុងអូប៊ីតាល់មួយច្រានគ្នាខ្លាំងជាង ចំណែកស្ពីនស្របគ្នាក្នុងអូប៊ីតាល់ដាច់ដោយឡែកទទួលបានស្ថេរភាពប្តូរ។ ដូច្នេះ 2p³ របស់អាសូតមានអេឡិចត្រុងគ្មានគូបី ហើយ 2p⁴ របស់អុកស៊ីសែនមានមួយគូ និងអេឡិចត្រុងគ្មានគូពីរ។

ក្នុងដ្យាក្រាមអូប៊ីតាល់ ចូរគូរប្រអប់មួយក្នុងមួយអូប៊ីតាល់ បំពេញស្រទាប់រងតាមលំដាប់អូហ្វបៅ ហើយក្នុងស្រទាប់រងមួយ ដាក់ព្រួញមួយក្នុងគ្រប់ប្រអប់មុនបន្ថែមទីពីរ។ អាតូមដែលមានអេឡិចត្រុងគ្មានគូជាប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក ហើយត្រូវបានទាញចូលដែនម៉ាញេទិក អាតូមដែលអេឡិចត្រុងទាំងអស់មានគូជាឌីអាម៉ាញេទិក។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ៖ សេលេញ៉ូម និងហ្ស៊ីកូនីញ៉ូម

ឧទាហរណ៍ទី 1៖ សេលេញ៉ូម Z = 34។ បំពេញតាមលំដាប់អូហ្វបៅរហូតដល់អេឡិចត្រុង 34 ត្រូវបានដាក់៖ 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁴។ ពិនិត្យផលបូក៖ 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 4 = 34។ សម្រាប់សញ្ញាណឧស្ម័នកម្រ ជំនួសអេឡិចត្រុង 18 ដំបូងដោយ [Ar] ដែលជាឧស្ម័នកម្រដែលបញ្ចប់ខួបមុន៖ [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴។ ការរាយស្រទាប់រងតាមលេខស្រទាប់ ដូចនៅទីនេះ គឺជាអនុសញ្ញាទូទៅ [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁴ ពិពណ៌នាសណ្ឋានដូចគ្នាតាមលំដាប់បំពេញ។

អេឡិចត្រុង 4p ទាំងបួនរបស់សេលេញ៉ូមរាយលើអូប៊ីតាល់បី។ ច្បាប់ហុនដាក់មួយក្នុងមួយអូប៊ីតាល់ ហើយផ្គូផ្គងទីបួន ទុកអេឡិចត្រុងគ្មានគូពីរ។ អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ទាំងប្រាំមួយរបស់វា 4s² 4p⁴ ត្រូវនឹងលំនាំខាងក្រៅរបស់អុកស៊ីសែន និងស្ពាន់ធ័រក្នុងក្រុម 16 ដែលជាមូលហេតុដែលសេលេញ៉ូមបង្កើតអ៊ីយ៉ុងសេលេនួរ Se²⁻ ដែលអ៊ីសូអេឡិចត្រូនិចជាមួយគ្រីបតុង។

ឧទាហរណ៍ទី 2៖ ហ្ស៊ីកូនីញ៉ូម Z = 40។ បន្ទាប់ពី [Kr] ដែលរាប់អេឡិចត្រុង 36 នៅសល់បួន។ ស្រទាប់រងបន្ទាប់គឺ 5s រួចទៅ 4d ផ្តល់ [Kr] 4d² 5s² ដែលស្របនឹងទិន្នន័យស្ថានដីរបស់ NIST។ អេឡិចត្រុង 4d ទាំងពីរកាន់កាប់អូប៊ីតាល់ដាច់ដោយឡែកដោយមានស្ពីនស្របគ្នា ដូច្នេះហ្ស៊ីកូនីញ៉ូមមានអេឡិចត្រុងគ្មានគូពីរ។

ក្រូម ទង់ដែង និងករណីលើកលែងដែលប្រឆាំងនឹងច្បាប់សាមញ្ញ

លំដាប់អូហ្វបៅទស្សន៍ទាយ [Ar] 3d⁴ 4s² សម្រាប់ក្រូម និង [Ar] 3d⁹ 4s² សម្រាប់ទង់ដែង។ ស្ពិចត្រូស្កូពីបង្ហាញ [Ar] 3d⁵ 4s¹ និង [Ar] 3d¹⁰ 4s¹។ ដោយសារ 4s និង 3d មានថាមពលជិតគ្នាក្នុងអាតូមទាំងនេះ ការផ្លាស់អេឡិចត្រុងមួយចូល 3d បន្ថយថាមពលសរុប ដោយមានជំនួយពីស្ថេរភាពប្តូរនៃស្រទាប់រង d ពាក់កណ្តាលពេញ ឬពេញ។ ម៉ូលីបដែន [Kr] 4d⁵ 5s¹ និងប្រាក់ [Kr] 4d¹⁰ 5s¹ ធ្វើតាមលំនាំដូចគ្នានឹងធាតុខាងលើវា។

ការពន្យល់ស្រទាប់រងពាក់កណ្តាលពេញមិនមែនជាច្បាប់ទូទៅទេ។ នីអូប្យូមគឺ [Kr] 4d⁴ 5s¹ ទោះបីស្រទាប់រង 4d របស់វាបញ្ចប់ដោយមិនពាក់កណ្តាលពេញ ឬពេញក៏ដោយ ប៉ាឡាដ្យូមគឺ [Kr] 4d¹⁰ ដោយគ្មានអេឡិចត្រុង 5s និងតុងស្តែន ដែលនៅក្រោមម៉ូលីបដែនផ្ទាល់ គឺ [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²។ ចូររៀនករណីលើកលែងដែលវគ្គសិក្សារបស់អ្នកតម្រូវពីទិន្នន័យ ជាជាងទាញយកពីច្បាប់ដែលមិនអាចធ្វើទូទៅបាន។

សណ្ឋាននៃអ៊ីយ៉ុងមួយអាតូម

សម្រាប់អានីយ៉ុង បន្ថែមអេឡិចត្រុងទៅស្រទាប់រងដែលមានបន្ទាប់៖ ក្លរ [Ne] 3s² 3p⁵ ក្លាយជា Cl⁻ [Ne] 3s² 3p⁶ ដែលអ៊ីសូអេឡិចត្រូនិចជាមួយអាហ្គុង។ សម្រាប់កាទីយ៉ុង យកអេឡិចត្រុងចេញពីស្រទាប់រងដែលមាន n ខ្ពស់បំផុតមុន ហើយក្នុងស្រទាប់នោះពី p មុន s។ សម្រាប់លោហៈអន្តរកាលជួរទីមួយ នោះយកអេឡិចត្រុង 4s មុនអេឡិចត្រុង 3d ណាមួយ។

ឧទាហរណ៍ទី 3៖ អ៊ីយ៉ុងដែក។ ដែកគឺ [Ar] 3d⁶ 4s²។ Fe²⁺ បាត់អេឡិចត្រុង 4s ទាំងពីរ ផ្តល់ [Ar] 3d⁶ ហើយ Fe³⁺ បាត់មួយទៀតពី 3d ផ្តល់ [Ar] 3d⁵។ ពិនិត្យចំនួន៖ ដែកមានអេឡិចត្រុង 26 Fe²⁺ មាន 18 + 6 = 24 ហើយ Fe³⁺ មាន 18 + 5 = 23។ អ៊ីយ៉ុង Fe³⁺ សេរីមានអេឡិចត្រុងគ្មានគូប្រាំ មួយក្នុងអូប៊ីតាល់ 3d នីមួយៗ។

តក្កវិជ្ជាដូចគ្នាអនុវត្តក្នុងប្លុក p។ សំណប៉ាហាំងគឺ [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p² ហើយ Sn²⁺ បាត់អេឡិចត្រុង 5p ទាំងពីរក្លាយជា [Kr] 4d¹⁰ 5s²។ ទង់ដែង(I) គឺ [Ar] 3d¹⁰ ព្រោះអេឡិចត្រុង 4s តែមួយរបស់ទង់ដែងចេញមុន។

កំហុសទូទៅពេលសរសេរសណ្ឋាន

កំហុសសណ្ឋានភាគច្រើនស្ថិតក្នុងលំនាំមួយចំនួនតូច ហើយនីមួយៗអាចចាប់បានដោយការពិនិត្យរហ័សមុនពេលអ្នកបន្តទៅមុខ។

នៅពេលសំណួរសួររកអេឡិចត្រុងគ្មានគូ ចូរគូរដ្យាក្រាមអូប៊ីតាល់សម្រាប់ស្រទាប់រងដែលពេញមួយផ្នែក ជំនួសឱ្យការវិនិច្ឆ័យពីខ្សែសណ្ឋាន។ នៅពេលវាសួរអំពីអ៊ីយ៉ុង ចូរសរសេរអាតូមអព្យាក្រឹតជាមុន បន្ទាប់មកបន្ថែម ឬដកអេឡិចត្រុង។

• យកអេឡិចត្រុង 3d មុន 4s៖ Fe²⁺ គឺ [Ar] 3d⁶ មិនមែន [Ar] 3d⁴ 4s² ទេ។ កាទីយ៉ុងជួរទីមួយទូទៅដូចជា Fe²⁺, Co²⁺ និង Cu⁺ គ្មានអេឡិចត្រុង 4s ទេ។
• ប្រើស្នូលឧស្ម័នកម្រខុស៖ ស្នូលគឺឧស្ម័នកម្រពីខួបមុន [Ar] សម្រាប់ធាតុ 19 ដល់ 36។
• រាប់អេឡិចត្រុងខុស៖ អិចស្ប៉ូសង់ត្រូវតែបូកបាន Z សម្រាប់អាតូម និង Z ដកបន្ទុកសម្រាប់អ៊ីយ៉ុង។
• បំពេញស្រទាប់រងលើស ដូចជា 2p⁷ ឬ 3d¹¹។
• ផ្គូផ្គងអេឡិចត្រុងក្នុងស្រទាប់រង p ឬ d មុនពេលអូប៊ីតាល់ទាំងអស់មានមួយ។
• ដាក់ប្លុក d ក្នុងស្រទាប់ខុស៖ ខួប 4 បំពេញ 3d មិនមែន 4d ទេ។
• អនុវត្តលំនាំ Cr និង Cu ទៅធាតុទាំងអស់ខាងក្រោមវាដោយមិនពិនិត្យទិន្នន័យ។