အီလက်ထရွန်ဖွဲ့စည်းပုံများ- အော့ဖ်ဘောင်အစီအစဉ်၊ ဟွန်းစည်းမျဉ်းနှင့် အိုင်ယွန်များ

အခွံများ၊ အခွံခွဲများနှင့် အော်ဘီတယ်စွမ်းရည်

အက်တမ်တစ်ခုရှိ အီလက်ထရွန်တစ်ခုစီကို ကွမ်တမ်ကိန်း လေးခုဖြင့် ဖော်ပြသည်။ အဓိကကွမ်တမ်ကိန်း n (1, 2, 3, …) က အခွံကို သတ်မှတ်သည်။ ထောင့်ပတ်အရွေ့ပမာဏ ကွမ်တမ်ကိန်း l သည် 0 မှ n − 1 အထိ ရှိပြီး အခွံခွဲကို သတ်မှတ်သည်- l = 0, 1, 2 နှင့် 3 တို့ကို s, p, d နှင့် f ဟု အမည်တပ်သည်။ သံလိုက်ကွမ်တမ်ကိန်း mₗ သည် −l မှ +l အထိ ရှိသောကြောင့် အခွံခွဲတစ်ခုတွင် အော်ဘီတယ် 2l + 1 ခု ပါဝင်သည်။ လည်ပတ်မှုကွမ်တမ်ကိန်း mₛ သည် +½ သို့မဟုတ် −½ ဖြစ်သည်။

အော်ဘီတယ်တစ်ခုစီသည် အီလက်ထရွန် အများဆုံး နှစ်ခုကို ထိန်းထားနိုင်သောကြောင့် s အခွံခွဲတွင် 2၊ p တွင် 6၊ d တွင် 10 နှင့် f တွင် 14 ပါဝင်နိုင်သည်။ ပြည့်စုံသော အခွံတစ်ခုတွင် အီလက်ထရွန် 2n² ခု ပါသည်- n = 1 အတွက် 2၊ n = 2 အတွက် 8 နှင့် n = 3 အတွက် 18။ ဤစွမ်းရည်များကြောင့် ဒြပ်စင်ဇယား၏ ဘလောက်များသည် ကော်လံ 2၊ 6၊ 10 နှင့် 14 ခု ကျယ်ပြန့်ခြင်း ဖြစ်သည်။

အော့ဖ်ဘောင်ဖြည့်သွင်းမှု အစီအစဉ်နှင့် ဒြပ်စင်ဇယား

မူလအခြေအနေတွင် အီလက်ထရွန်များသည် ရရှိနိုင်သော စွမ်းအင်အနိမ့်ဆုံး အခွံခွဲများကို သိမ်းပိုက်သည်။ ၎င်းသည် အော့ဖ်ဘောင်မူဖြစ်သည်။ အီလက်ထရွန်များစွာပါ အက်တမ်တစ်ခုတွင် s အီလက်ထရွန်သည် n နီးပါးတူသော p သို့မဟုတ် d အီလက်ထရွန်ထက် နျူကလိယနှင့် ပိုနီးကပ်စွာ ထိုးဖောက်ဝင်ပြီး အတွင်းအီလက်ထရွန်များက ပိုနည်းစွာ ကာဆီးသောကြောင့် အခွံခွဲစွမ်းအင်သည် n အပြင် l အပေါ်လည်း မူတည်သည်။ ကြားနေအက်တမ်များအတွက် ရလာသောအစီအစဉ်မှာ 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p ဖြစ်သည်။

n + l စည်းမျဉ်းက ဤအစီအစဉ်ကို ပြန်ထုတ်ပေးသည်- n + l တိုးသည့်အစီအစဉ်အတိုင်း အခွံခွဲများကို ဖြည့်ပြီး အခွံခွဲနှစ်ခု တူလျှင် n နိမ့်သည့်တစ်ခုကို အရင်ဖြည့်သည်။ ထို့ကြောင့် 4s (4 + 0 = 4) သည် 3d (3 + 2 = 5) မတိုင်မီ ဖြည့်သည်။ အစီအစဉ်ကို ဒြပ်စင်ဇယားမှလည်း ဖတ်နိုင်သည်။ ကာလတစ်ခုတစ်လျှောက် ရွှေ့သွားသောအခါ s ဘလောက်၊ ရှိလျှင် f ဘလောက်၊ ထို့နောက် d ဘလောက်၊ ထို့နောက် p ဘလောက်ကို ဖြတ်သန်းပြီး d အခွံခွဲသည် ကာလနံပါတ်ထက် အခွံတစ်ခု နောက်ကျကာ f အခွံခွဲသည် နှစ်ခု နောက်ကျသည်။

အစီအစဉ်က ဒြပ်စင်တစ်ခုမှ နောက်တစ်ခုသို့ နောက်အီလက်ထရွန်ကို မည်သည့်အခွံခွဲက လက်ခံသည်ကို ပြောပြသည်။ 4s သည် 3d ထက် စွမ်းအင်အမြဲနိမ့်သည်ဟု မဆိုလိုပါ။ 3d တွင် အီလက်ထရွန်များ ရှိလာသည်နှင့် ၎င်း၏စွမ်းအင်သည် 4s ထက် နိမ့်သွားသောကြောင့် ကူးပြောင်းသတ္တုကက်သိုင်းအိုင်ယွန်များသည် ၎င်းတို့၏ 4s အီလက်ထရွန်များကို အရင်ဆုံးရှုံးသည်။

ပေါ်လီမူ၊ ဟွန်းစည်းမျဉ်းနှင့် အော်ဘီတယ်ပုံများ

ပေါ်လီဖယ်ထုတ်မူအရ အက်တမ်တစ်ခုရှိ အီလက်ထရွန်နှစ်ခုသည် ကွမ်တမ်ကိန်းလေးခုလုံး မျှဝေ၍မရပါ။ အော်ဘီတယ်တစ်ခုထဲရှိ အီလက်ထရွန်နှစ်ခုသည် n, l နှင့် mₗ ကို မျှဝေပြီးသားဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းတို့တွင် ဆန့်ကျင်ဘက် လည်ပတ်မှုရှိရမည်ဖြစ်ပြီး မည်သည့်အော်ဘီတယ်မှ တတိယတစ်ခုကို မထိန်းနိုင်ပါ။

ဟွန်းစည်းမျဉ်းသည် စွမ်းအင်တူ အော်ဘီတယ်များ၊ အခွံခွဲတစ်ခုအတွင်း စွမ်းအင်ညီသော အော်ဘီတယ်များတွင် သက်ရောက်သည်။ အီလက်ထရွန်များသည် တွဲစပ်မှု မစတင်မီ အပြိုင်လည်ပတ်မှုဖြင့် တစ်ခုစီ သိမ်းပိုက်သည်။ အော်ဘီတယ်တစ်ခုထဲရှိ အီလက်ထရွန်နှစ်ခုသည် ပိုပြင်းထန်စွာ ပြန်ကန်သောကြောင့် တွဲစပ်ခြင်းက စွမ်းအင်ကို မြှင့်ပြီး သီးခြားအော်ဘီတယ်များရှိ အပြိုင်လည်ပတ်မှုများသည် လဲလှယ်တည်ငြိမ်မှုကို ရရှိသည်။ ထို့ကြောင့် နိုက်ထရိုဂျင်၏ 2p³ တွင် မစုံသောအီလက်ထရွန် သုံးခုရှိပြီး အောက်ဆီဂျင်၏ 2p⁴ တွင် အတွဲတစ်တွဲနှင့် မစုံသောအီလက်ထရွန် နှစ်ခုရှိသည်။

အော်ဘီတယ်ပုံတစ်ခုတွင် အော်ဘီတယ်တစ်ခုစီအတွက် အကွက်တစ်ကွက်ဆွဲပါ၊ အခွံခွဲများကို အော့ဖ်ဘောင်အစီအစဉ်အတိုင်း ဖြည့်ပါ၊ အခွံခွဲတစ်ခုအတွင်း ဒုတိယမြှားမထည့်မီ အကွက်တိုင်းတွင် မြှားတစ်ခုစီ ထားပါ။ မစုံသောအီလက်ထရွန်များပါသော အက်တမ်များသည် ပါရာမက်ဂနက်တစ်ဖြစ်ပြီး သံလိုက်စက်ကွင်းထဲသို့ ဆွဲငင်ခံရသည်။ အီလက်ထရွန်အားလုံး စုံနေသော အက်တမ်များသည် ဒိုင်အာမက်ဂနက်တစ်ဖြစ်သည်။

နမူနာတွက်ချက်မှုများ- ဆယ်လီနီယမ်နှင့် ဇာကိုနီယမ်

နမူနာ 1- ဆယ်လီနီယမ်၊ Z = 34။ အီလက်ထရွန် 34 ခု ထားပြီးသည်အထိ အော့ဖ်ဘောင်အစီအစဉ်အတိုင်း ဖြည့်ပါ- 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁴။ စုစုပေါင်းကို စစ်ပါ- 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 4 = 34။ မြင့်မြတ်သောဓာတ်ငွေ့ သင်္ကေတအတွက် ပထမ အီလက်ထရွန် 18 ခုကို ယခင်ကာလကို အဆုံးသတ်သော မြင့်မြတ်သောဓာတ်ငွေ့ [Ar] ဖြင့် အစားထိုးပါ- [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴။ ဤနေရာတွင်ကဲ့သို့ အခွံနံပါတ်အလိုက် အခွံခွဲများကို စာရင်းပြုစုခြင်းသည် အဖြစ်များသော ထုံးစံဖြစ်သည်၊ [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁴ သည် ဖြည့်သွင်းမှုအစီအစဉ်ဖြင့် တူညီသောဖွဲ့စည်းပုံကို ဖော်ပြသည်။

ဆယ်လီနီယမ်၏ 4p အီလက်ထရွန်လေးခုသည် အော်ဘီတယ်သုံးခုပေါ်တွင် ပျံ့နှံ့သည်။ ဟွန်းစည်းမျဉ်းအရ တစ်ခုစီတွင် တစ်ခုထည့်ပြီး စတုတ္ထတစ်ခုကို တွဲစေကာ မစုံသော အီလက်ထရွန်နှစ်ခု ကျန်ရစ်သည်။ ၎င်း၏ ဗဲလင့်စ်အီလက်ထရွန်ခြောက်ခု 4s² 4p⁴ သည် အုပ်စု 16 ရှိ အောက်ဆီဂျင်နှင့် ဆာလဖာ၏ ပြင်ပပုံစံနှင့် ကိုက်ညီသောကြောင့် ဆယ်လီနီယမ်သည် ခရစ်ပတွန်နှင့် အီလက်ထရွန်အရေအတွက်တူသော ဆယ်လီနိုက်အိုင်ယွန် Se²⁻ ကို ဖွဲ့စည်းသည်။

နမူနာ 2- ဇာကိုနီယမ်၊ Z = 40။ အီလက်ထရွန် 36 ခုကို တွက်ချက်သော [Kr] ပြီးနောက် လေးခု ကျန်သည်။ နောက်အခွံခွဲများမှာ 5s ပြီးနောက် 4d ဖြစ်ပြီး [Kr] 4d² 5s² ကို ပေးကာ NIST မူလအခြေအနေဒေတာနှင့် ကိုက်ညီသည်။ 4d အီလက်ထရွန်နှစ်ခုသည် အပြိုင်လည်ပတ်မှုဖြင့် သီးခြားအော်ဘီတယ်များကို သိမ်းပိုက်သောကြောင့် ဇာကိုနီယမ်တွင် မစုံသော အီလက်ထရွန်နှစ်ခု ရှိသည်။

ခရိုမီယမ်၊ ကြေးနီနှင့် ရိုးရှင်းသောစည်းမျဉ်းများကို ခုခံသော ချွင်းချက်များ

အော့ဖ်ဘောင်အစီအစဉ်က ခရိုမီယမ်အတွက် [Ar] 3d⁴ 4s² နှင့် ကြေးနီအတွက် [Ar] 3d⁹ 4s² ကို ခန့်မှန်းသည်။ စပက်ထရိုစကိုပီက [Ar] 3d⁵ 4s¹ နှင့် [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ ကို ပြသည်။ ဤအက်တမ်များတွင် 4s နှင့် 3d စွမ်းအင်နီးကပ်သောကြောင့် အီလက်ထရွန်တစ်ခုကို 3d ထဲသို့ ရွှေ့ခြင်းသည် တစ်ဝက်ပြည့် သို့မဟုတ် ပြည့်သော d အခွံခွဲ၏ လဲလှယ်တည်ငြိမ်မှုက ကူညီ၍ စုစုပေါင်းစွမ်းအင်ကို လျှော့ချပေးသည်။ မိုလစ်ဘ်ဒီနမ် [Kr] 4d⁵ 5s¹ နှင့် ငွေ [Kr] 4d¹⁰ 5s¹ တို့သည် ၎င်းတို့အထက်ရှိ ဒြပ်စင်များနှင့် တူညီသောပုံစံကို လိုက်နာသည်။

တစ်ဝက်ပြည့်အခွံခွဲ ရှင်းလင်းချက်သည် ယေဘုယျစည်းမျဉ်း မဟုတ်ပါ။ နိုင်အိုဘီယမ်သည် [Kr] 4d⁴ 5s¹ ဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ 4d အခွံခွဲသည် တစ်ဝက်ပြည့်လည်း မဟုတ် ပြည့်လည်း မပြည့်ပါ။ ပယ်လေဒီယမ်သည် 5s အီလက်ထရွန်မပါဘဲ [Kr] 4d¹⁰ ဖြစ်သည်။ မိုလစ်ဘ်ဒီနမ်၏ တိုက်ရိုက်အောက်ရှိ တန်စတင်သည် [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s² ဖြစ်သည်။ သင့်သင်တန်းက လိုအပ်သော ချွင်းချက်များကို ယေဘုယျမဖြစ်သော စည်းမျဉ်းမှ ထုတ်ယူခြင်းထက် ဒေတာမှ သင်ယူပါ။

တစ်အက်တမ်အိုင်ယွန်များ၏ ဖွဲ့စည်းပုံများ

အန်နိုင်းအိုင်ယွန်တစ်ခုအတွက် နောက်ရရှိနိုင်သော အခွံခွဲသို့ အီလက်ထရွန်များ ထည့်ပါ- ကလိုရင်း [Ne] 3s² 3p⁵ သည် အာဂွန်နှင့် အီလက်ထရွန်အရေအတွက်တူသော Cl⁻ [Ne] 3s² 3p⁶ ဖြစ်လာသည်။ ကက်သိုင်းအိုင်ယွန်တစ်ခုအတွက် n အမြင့်ဆုံး အခွံခွဲမှ အီလက်ထရွန်များကို အရင်ဖယ်ရှားပြီး ထိုအခွံအတွင်း s မတိုင်မီ p မှ ဖယ်ရှားပါ။ ပထမတန်း ကူးပြောင်းသတ္တုတစ်ခုအတွက် ၎င်းသည် 3d အီလက်ထရွန်များမတိုင်မီ 4s အီလက်ထရွန်များကို ယူသည်။

နမူနာ 3- သံအိုင်ယွန်များ။ သံသည် [Ar] 3d⁶ 4s² ဖြစ်သည်။ Fe²⁺ သည် 4s အီလက်ထရွန်နှစ်ခုစလုံး ဆုံးရှုံးပြီး [Ar] 3d⁶ ရကာ Fe³⁺ သည် 3d မှ တစ်ခု ထပ်ဆုံးရှုံးပြီး [Ar] 3d⁵ ရသည်။ အရေအတွက်များကို စစ်ပါ- သံတွင် အီလက်ထရွန် 26 ခုရှိပြီး Fe²⁺ တွင် 18 + 6 = 24 ရှိကာ Fe³⁺ တွင် 18 + 5 = 23 ရှိသည်။ လွတ်လပ်သော Fe³⁺ အိုင်ယွန်တွင် 3d အော်ဘီတယ်တစ်ခုစီတွင် တစ်ခုစီဖြင့် မစုံသောအီလက်ထရွန် ငါးခု ရှိသည်။

p ဘလောက်တွင်လည်း တူညီသောယုတ္တိဗေဒ သက်ရောက်သည်။ သံဖြူသည် [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p² ဖြစ်ပြီး Sn²⁺ သည် 5p အီလက်ထရွန်နှစ်ခု ဆုံးရှုံးကာ [Kr] 4d¹⁰ 5s² ဖြစ်လာသည်။ ကြေးနီ(I) သည် ကြေးနီ၏ တစ်ခုတည်းသော 4s အီလက်ထရွန် အရင်ထွက်သွားသောကြောင့် [Ar] 3d¹⁰ ဖြစ်သည်။

ဖွဲ့စည်းပုံများ ရေးသားရာတွင် အဖြစ်များသော အမှားများ

ဖွဲ့စည်းပုံအမှားအများစုသည် ပုံစံအနည်းငယ်အတွင်း ကျရောက်ပြီး တစ်ခုစီကို ဆက်မသွားမီ အမြန်စစ်ဆေးခြင်းဖြင့် ဖမ်းမိနိုင်သည်။

မေးခွန်းတစ်ခုက မစုံသောအီလက်ထရွန်များကို မေးသောအခါ ဖွဲ့စည်းပုံစာတန်းမှ ဆုံးဖြတ်မည့်အစား တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းဖြည့်ထားသော အခွံခွဲအတွက် အော်ဘီတယ်ပုံကို ဆွဲပါ။ အိုင်ယွန်တစ်ခုအကြောင်း မေးသောအခါ ကြားနေအက်တမ်ကို အရင်ရေးပြီး အီလက်ထရွန်များ ထည့်ပါ သို့မဟုတ် ဖယ်ပါ။

• 3d အီလက်ထရွန်များကို 4s မတိုင်မီ ဖယ်ရှားခြင်း- Fe²⁺ သည် [Ar] 3d⁴ 4s² မဟုတ်ဘဲ [Ar] 3d⁶ ဖြစ်သည်။ Fe²⁺၊ Co²⁺ နှင့် Cu⁺ ကဲ့သို့ အဖြစ်များသော ပထမတန်းကက်သိုင်းအိုင်ယွန်များတွင် 4s အီလက်ထရွန်မရှိပါ။
• မှားသော မြင့်မြတ်သောဓာတ်ငွေ့ ဗဟိုကို သုံးခြင်း- ဗဟိုသည် ယခင်ကာလမှ မြင့်မြတ်သောဓာတ်ငွေ့ဖြစ်ပြီး ဒြပ်စင် 19 မှ 36 အတွက် [Ar] ဖြစ်သည်။
• အီလက်ထရွန်များကို မှားရေတွက်ခြင်း- အပေါ်ကိန်းများ၏ ပေါင်းလဒ်သည် အက်တမ်တစ်ခုအတွက် Z နှင့် အိုင်ယွန်တစ်ခုအတွက် Z နုတ်အားသွင်း ဖြစ်ရမည်။
• 2p⁷ သို့မဟုတ် 3d¹¹ ကဲ့သို့ အခွံခွဲတစ်ခုကို အလွန်အကျွံ ဖြည့်ခြင်း။
• အော်ဘီတယ်တိုင်းတွင် တစ်ခုစီမရှိမီ p သို့မဟုတ် d အခွံခွဲတွင် အီလက်ထရွန်များကို တွဲခြင်း။
• d ဘလောက်ကို မှားသောအခွံတွင် ထားခြင်း- ကာလ 4 သည် 4d မဟုတ်ဘဲ 3d ကို ဖြည့်သည်။
• Cr နှင့် Cu ပုံစံကို ဒေတာမစစ်ဘဲ ၎င်းတို့အောက်ရှိ ဒြပ်စင်တိုင်းတွင် သုံးခြင်း။