ການຈັດລຽງເອເລັກຕຣອນ: ລຳດັບອາວຟ໌ເບົາ, ກົດຂອງຮຸນ ແລະ ໄອອອນ

ຊັ້ນພະລັງງານ, ຊັ້ນຍ່ອຍ ແລະ ຄວາມຈຸຂອງອໍບີຕອນ

ເອເລັກຕຣອນແຕ່ລະໂຕໃນອະຕອມຖືກອະທິບາຍດ້ວຍເລກຄວອນຕຳສີ່ຕົວ. ເລກຄວອນຕຳຫຼັກ n (1, 2, 3, …) ກຳນົດຊັ້ນພະລັງງານ. ເລກຄວອນຕຳໂມເມັນຕຳເຊີງມຸມ l ຕັ້ງແຕ່ 0 ເຖິງ n − 1 ແລະ ກຳນົດຊັ້ນຍ່ອຍ: l = 0, 1, 2 ແລະ 3 ມີປ້າຍ s, p, d ແລະ f. ເລກຄວອນຕຳແມ່ເຫຼັກ mₗ ຕັ້ງແຕ່ −l ເຖິງ +l, ສະນັ້ນຊັ້ນຍ່ອຍໜຶ່ງມີ 2l + 1 ອໍບີຕອນ. ເລກຄວອນຕຳສະປິນ mₛ ແມ່ນ +½ ຫຼື −½.

ເນື່ອງຈາກແຕ່ລະອໍບີຕອນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດສອງໂຕ, ຊັ້ນຍ່ອຍ s ຈຸ 2, p ຈຸ 6, d ຈຸ 10, ແລະ f ຈຸ 14. ຊັ້ນພະລັງງານສົມບູນຈຸ 2n² ໂຕ: 2 ສຳລັບ n = 1, 8 ສຳລັບ n = 2, ແລະ 18 ສຳລັບ n = 3. ຄວາມຈຸເຫຼົ່ານີ້ຄືເຫດຜົນທີ່ບລັອກຂອງຕາຕະລາງທາດມີຄວາມກວ້າງ 2, 6, 10 ແລະ 14 ຖັນ.

ລຳດັບການເຕີມອາວຟ໌ເບົາ ແລະ ຕາຕະລາງທາດ

ໃນສະຖານະພື້ນ, ເອເລັກຕຣອນຢູ່ໃນຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີພະລັງງານຕ່ຳສຸດທີ່ມີ; ນີ້ແມ່ນຫຼັກອາວຟ໌ເບົາ. ໃນອະຕອມທີ່ມີເອເລັກຕຣອນຫຼາຍໂຕ, ພະລັງງານຂອງຊັ້ນຍ່ອຍຂຶ້ນກັບ l ພ້ອມກັບ n, ເພາະເອເລັກຕຣອນ s ເຈາະເຂົ້າໃກ້ນິວເຄລຍຫຼາຍກວ່າເອເລັກຕຣອນ p ຫຼື d ທີ່ມີ n ໃກ້ຄຽງກັນ ແລະ ຖືກເອເລັກຕຣອນຊັ້ນໃນບັງໜ້ອຍກວ່າ. ລຳດັບທີ່ໄດ້ສຳລັບອະຕອມເປັນກາງແມ່ນ 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

ກົດ n + l ໃຫ້ລຳດັບດຽວກັນນີ້: ເຕີມຊັ້ນຍ່ອຍຕາມລຳດັບ n + l ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະ ເມື່ອສອງຊັ້ນຍ່ອຍເທົ່າກັນ, ໃຫ້ເຕີມຊັ້ນທີ່ມີ n ຕ່ຳກວ່າກ່ອນ. ສະນັ້ນ 4s (4 + 0 = 4) ຖືກເຕີມກ່ອນ 3d (3 + 2 = 5). ທ່ານຍັງອ່ານລຳດັບຈາກຕາຕະລາງທາດໄດ້. ເມື່ອເຄື່ອນໄປຕາມຄາບ, ທ່ານຜ່ານບລັອກ s, ແລ້ວບລັອກ f ຖ້າມີ, ແລ້ວບລັອກ d, ແລ້ວບລັອກ p, ໂດຍຊັ້ນຍ່ອຍ d ຊ້າກວ່າເລກຄາບໜຶ່ງຊັ້ນ ແລະ ຊັ້ນຍ່ອຍ f ຊ້າກວ່າສອງຊັ້ນ.

ລຳດັບບອກວ່າຊັ້ນຍ່ອຍໃດຮັບເອເລັກຕຣອນໂຕຕໍ່ໄປຈາກທາດໜຶ່ງໄປອີກທາດໜຶ່ງ. ມັນບໍ່ໄດ້ໝາຍຄວາມວ່າ 4s ມີພະລັງງານຕ່ຳກວ່າ 3d ສະເໝີ. ເມື່ອ 3d ມີເອເລັກຕຣອນແລ້ວ, ພະລັງງານຂອງມັນຕ່ຳກວ່າ 4s, ນັ້ນຄືເຫດຜົນທີ່ແຄດໄອອອນຂອງໂລຫະທຣານຊິຊັນເສຍເອເລັກຕຣອນ 4s ກ່ອນ.

ຫຼັກການກີດກັນຂອງເປົາລີ, ກົດຂອງຮຸນ ແລະ ແຜນພາບອໍບີຕອນ

ຫຼັກການກີດກັນຂອງເປົາລີກ່າວວ່າບໍ່ມີເອເລັກຕຣອນສອງໂຕໃນອະຕອມທີ່ມີເລກຄວອນຕຳສີ່ຕົວເໝືອນກັນ. ເອເລັກຕຣອນສອງໂຕໃນອໍບີຕອນດຽວມີ n, l ແລະ mₗ ຮ່ວມກັນແລ້ວ, ສະນັ້ນຕ້ອງມີສະປິນກົງກັນຂ້າມ, ແລະ ບໍ່ມີອໍບີຕອນໃດຈຸໂຕທີສາມໄດ້.

ກົດຂອງຮຸນໃຊ້ກັບອໍບີຕອນທີ່ມີພະລັງງານເທົ່າກັນ, ຄືອໍບີຕອນທີ່ມີພະລັງງານເທົ່າກັນພາຍໃນຊັ້ນຍ່ອຍ. ເອເລັກຕຣອນຢູ່ໃນພວກມັນເທື່ອລະໂຕ, ດ້ວຍສະປິນຂະໜານກັນ, ກ່ອນການຈັບຄູ່ຈະເລີ່ມ. ການຈັບຄູ່ເພີ່ມພະລັງງານເພາະເອເລັກຕຣອນສອງໂຕໃນອໍບີຕອນດຽວຜັກດັນກັນແຮງກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ສະປິນຂະໜານໃນອໍບີຕອນແຍກກັນໄດ້ຄວາມຄົງຕົວຈາກການແລກປ່ຽນ. 2p³ ຂອງໄນໂຕຣເຈນຈຶ່ງມີເອເລັກຕຣອນບໍ່ຈັບຄູ່ສາມໂຕ, ແລະ 2p⁴ ຂອງອົກຊິເຈນມີໜຶ່ງຄູ່ ແລະ ເອເລັກຕຣອນບໍ່ຈັບຄູ່ສອງໂຕ.

ໃນແຜນພາບອໍບີຕອນ, ແຕ້ມໜຶ່ງກ່ອງຕໍ່ອໍບີຕອນ, ເຕີມຊັ້ນຍ່ອຍຕາມລຳດັບອາວຟ໌ເບົາ, ແລະ ພາຍໃນຊັ້ນຍ່ອຍວາງລູກສອນໜຶ່ງອັນໃນທຸກກ່ອງກ່ອນເພີ່ມອັນທີສອງ. ອະຕອມທີ່ມີເອເລັກຕຣອນບໍ່ຈັບຄູ່ເປັນພາຣາແມກເນຕິກ ແລະ ຖືກດຶງເຂົ້າສະໜາມແມ່ເຫຼັກ; ອະຕອມທີ່ເອເລັກຕຣອນຈັບຄູ່ທັງໝົດເປັນໄດອາແມກເນຕິກ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ: ເຊເລນຽມ ແລະ ເຊີໂຄນຽມ

ຕົວຢ່າງ 1: ເຊເລນຽມ, Z = 34. ເຕີມຕາມລຳດັບອາວຟ໌ເບົາຈົນວາງເອເລັກຕຣອນ 34 ໂຕ: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁴. ກວດຜົນລວມ: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 4 = 34. ສຳລັບສັນຍາລັກແກັສເຉື່ອຍ, ແທນເອເລັກຕຣອນ 18 ໂຕທຳອິດດ້ວຍ [Ar], ແກັສເຉື່ອຍທີ່ສິ້ນສຸດຄາບກ່ອນ: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴. ການລະບຸຊັ້ນຍ່ອຍຕາມເລກຊັ້ນພະລັງງານ, ດັ່ງທີ່ເຮັດຢູ່ນີ້, ເປັນຂໍ້ຕົກລົງທົ່ວໄປ; [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁴ ອະທິບາຍການຈັດລຽງດຽວກັນຕາມລຳດັບການເຕີມ.

ເອເລັກຕຣອນ 4p ສີ່ໂຕຂອງເຊເລນຽມກະຈາຍໃນສາມອໍບີຕອນ. ກົດຂອງຮຸນວາງໜຶ່ງໂຕໃນແຕ່ລະອໍບີຕອນ ແລະ ຈັບຄູ່ໂຕທີສີ່, ເຫຼືອເອເລັກຕຣອນບໍ່ຈັບຄູ່ສອງໂຕ. ເອເລັກຕຣອນວາເລນຊ໌ຫົກໂຕຂອງມັນ, 4s² 4p⁴, ກົງກັບແບບແຜນຊັ້ນນອກຂອງອົກຊິເຈນ ແລະ ກຳມະຖັນໃນໝູ່ 16, ນັ້ນຄືເຫດຜົນທີ່ເຊເລນຽມສ້າງໄອອອນເຊເລໄນດ໌, Se²⁻, ເຊິ່ງເປັນໄອໂຊເອເລັກຕຣອນິກກັບຄຣິບຕອນ.

ຕົວຢ່າງ 2: ເຊີໂຄນຽມ, Z = 40. ຫຼັງ [Kr], ເຊິ່ງນັບເອເລັກຕຣອນ 36 ໂຕ, ເຫຼືອສີ່ໂຕ. ຊັ້ນຍ່ອຍຕໍ່ໄປແມ່ນ 5s ແລະ ຕາມດ້ວຍ 4d, ໃຫ້ [Kr] 4d² 5s², ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບຂໍ້ມູນສະຖານະພື້ນຂອງ NIST. ເອເລັກຕຣອນ 4d ສອງໂຕຢູ່ໃນອໍບີຕອນແຍກກັນດ້ວຍສະປິນຂະໜານ, ສະນັ້ນເຊີໂຄນຽມມີເອເລັກຕຣອນບໍ່ຈັບຄູ່ສອງໂຕ.

ໂຄຣມຽມ, ທອງແດງ, ແລະ ຂໍ້ຍົກເວັ້ນທີ່ຕ້ານກົດເກນງ່າຍໆ

ລຳດັບອາວຟ໌ເບົາທຳນາຍ [Ar] 3d⁴ 4s² ສຳລັບໂຄຣມຽມ ແລະ [Ar] 3d⁹ 4s² ສຳລັບທອງແດງ. ສະເປກໂທຣສະໂກປີສະແດງ [Ar] 3d⁵ 4s¹ ແລະ [Ar] 3d¹⁰ 4s¹. ເນື່ອງຈາກ 4s ແລະ 3d ມີພະລັງງານໃກ້ຄຽງກັນໃນອະຕອມເຫຼົ່ານີ້, ການຍ້າຍເອເລັກຕຣອນໜຶ່ງໂຕເຂົ້າ 3d ຫຼຸດພະລັງງານລວມ, ໂດຍໄດ້ຄວາມຊ່ວຍເຫຼືອຈາກຄວາມຄົງຕົວຈາກການແລກປ່ຽນຂອງຊັ້ນຍ່ອຍ d ທີ່ເຕັມເຄິ່ງ ຫຼື ເຕັມ. ໂມລິບດີນຽມ, [Kr] 4d⁵ 5s¹, ແລະ ເງິນ, [Kr] 4d¹⁰ 5s¹, ເປັນແບບແຜນດຽວກັນກັບທາດທີ່ຢູ່ເທິງມັນ.

ຄຳອະທິບາຍເລື່ອງຊັ້ນຍ່ອຍເຕັມເຄິ່ງບໍ່ແມ່ນກົດເກນທົ່ວໄປ. ໄນໂອບຽມເປັນ [Kr] 4d⁴ 5s¹ ເຖິງແມ່ນຊັ້ນຍ່ອຍ 4d ຂອງມັນບໍ່ເຕັມເຄິ່ງ ແລະ ບໍ່ເຕັມ; ແພລເລເດຍມເປັນ [Kr] 4d¹⁰ ໂດຍບໍ່ມີເອເລັກຕຣອນ 5s; ແລະ ທັງສະເຕນ, ຢູ່ກົງລຸ່ມໂມລິບດີນຽມ, ເປັນ [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s². ໃຫ້ຮຽນຮູ້ຂໍ້ຍົກເວັ້ນທີ່ຫຼັກສູດຂອງທ່ານຕ້ອງການຈາກຂໍ້ມູນ ແທນທີ່ຈະຫາມາຈາກກົດເກນທີ່ບໍ່ໃຊ້ໄດ້ທົ່ວໄປ.

ການຈັດລຽງຂອງໄອອອນອະຕອມດຽວ

ສຳລັບແອນໄອອອນ, ເພີ່ມເອເລັກຕຣອນໃສ່ຊັ້ນຍ່ອຍຖັດໄປທີ່ມີ: ຄລໍຣີນ, [Ne] 3s² 3p⁵, ກາຍເປັນ Cl⁻, [Ne] 3s² 3p⁶, ເຊິ່ງເປັນໄອໂຊເອເລັກຕຣອນິກກັບອາກອນ. ສຳລັບແຄດໄອອອນ, ເອົາເອເລັກຕຣອນອອກຈາກຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີ n ສູງສຸດກ່ອນ, ແລະ ພາຍໃນຊັ້ນນັ້ນຈາກ p ກ່ອນ s. ສຳລັບໂລຫະທຣານຊິຊັນແຖວທຳອິດ, ນັ້ນເອົາເອເລັກຕຣອນ 4s ກ່ອນເອເລັກຕຣອນ 3d.

ຕົວຢ່າງ 3: ໄອອອນເຫຼັກ. ເຫຼັກເປັນ [Ar] 3d⁶ 4s². Fe²⁺ ເສຍເອເລັກຕຣອນ 4s ທັງສອງໃຫ້ [Ar] 3d⁶, ແລະ Fe³⁺ ເສຍອີກໜຶ່ງໂຕ, ຈາກ 3d, ໃຫ້ [Ar] 3d⁵. ກວດຈຳນວນ: ເຫຼັກມີເອເລັກຕຣອນ 26 ໂຕ, Fe²⁺ ມີ 18 + 6 = 24, ແລະ Fe³⁺ ມີ 18 + 5 = 23. ໄອອອນ Fe³⁺ ອິດສະຫຼະມີເອເລັກຕຣອນບໍ່ຈັບຄູ່ຫ້າໂຕ, ໜຶ່ງໂຕໃນແຕ່ລະອໍບີຕອນ 3d.

ເຫດຜົນດຽວກັນໃຊ້ໃນບລັອກ p. ກົ່ວເປັນ [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p², ແລະ Sn²⁺ ເສຍເອເລັກຕຣອນ 5p ສອງໂຕກາຍເປັນ [Kr] 4d¹⁰ 5s². ທອງແດງ(I) ເປັນ [Ar] 3d¹⁰, ເພາະເອເລັກຕຣອນ 4s ໂຕດຽວຂອງທອງແດງອອກກ່ອນ.

ຂໍ້ຜິດພາດທົ່ວໄປເມື່ອຂຽນການຈັດລຽງເອເລັກຕຣອນ

ຂໍ້ຜິດພາດການຈັດລຽງເອເລັກຕຣອນສ່ວນໃຫຍ່ຢູ່ໃນບໍ່ເທົ່າໃດແບບແຜນ, ແລະ ແຕ່ລະຢ່າງຈັບໄດ້ດ້ວຍການກວດຢ່າງໄວກ່ອນທ່ານໄປຕໍ່.

ເມື່ອຄຳຖາມຖາມຫາເອເລັກຕຣອນບໍ່ຈັບຄູ່, ໃຫ້ແຕ້ມແຜນພາບອໍບີຕອນສຳລັບຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ເຕັມບາງສ່ວນ ແທນການຕັດສິນຈາກສາຍການຈັດລຽງ. ເມື່ອຖາມກ່ຽວກັບໄອອອນ, ໃຫ້ຂຽນອະຕອມເປັນກາງກ່ອນ, ແລ້ວເພີ່ມ ຫຼື ເອົາເອເລັກຕຣອນອອກ.

• ເອົາເອເລັກຕຣອນ 3d ອອກກ່ອນ 4s: Fe²⁺ ເປັນ [Ar] 3d⁶, ບໍ່ແມ່ນ [Ar] 3d⁴ 4s². ແຄດໄອອອນແຖວທຳອິດທົ່ວໄປເຊັ່ນ Fe²⁺, Co²⁺ ແລະ Cu⁺ ບໍ່ມີເອເລັກຕຣອນ 4s.
• ໃຊ້ແກນແກັສເຉື່ອຍຜິດ: ແກນແມ່ນແກັສເຉື່ອຍຈາກຄາບກ່ອນ, [Ar] ສຳລັບທາດເລກທີ 19 ເຖິງ 36.
• ນັບເອເລັກຕຣອນຜິດ: ຕົວຍົກຕ້ອງລວມກັນໄດ້ Z ສຳລັບອະຕອມ ແລະ Z ລົບປະຈຸ ສຳລັບໄອອອນ.
• ເຕີມຊັ້ນຍ່ອຍເກີນ, ເຊັ່ນ 2p⁷ ຫຼື 3d¹¹.
• ຈັບຄູ່ເອເລັກຕຣອນໃນຊັ້ນຍ່ອຍ p ຫຼື d ກ່ອນທຸກອໍບີຕອນມີໜຶ່ງໂຕ.
• ວາງບລັອກ d ໃນຊັ້ນພະລັງງານຜິດ: ຄາບ 4 ເຕີມ 3d, ບໍ່ແມ່ນ 4d.
• ນຳແບບແຜນຂອງ Cr ແລະ Cu ໄປໃຊ້ກັບທຸກທາດທີ່ຢູ່ລຸ່ມມັນໂດຍບໍ່ກວດຂໍ້ມູນ.