Voi încerca să o simplific. Detaliile reale despre motivul pentru care acest lucru este legat de fizica cuantică.
Fiecare shell are mai multe " subshells ". Fiecare " subshell " la rândul său deține un anumit număr de " orbitali ". Fiecare orbital poate susține doi electroni. Reguli generale (din nou, nu explic de ce pentru că probabil este din înțelegerea dvs.)
-
Shell-ul $ \ mathrm {n ^ {th}} $ are n subshells, etichetate de la $ 0 $ la $ \ mathrm n-1 $ . De exemplu, $ 2 $ nd shell are două sub-shell-uri, $ 0 $ și $ 1 $ . referință, deseori numim aceste sub-cochilii prin litere, $ 0 $ este $ \ mathrm s $ , $ 1 $ este p, $ 2 $ este d și $ 3 $ este f. Tabelul periodic poate fi împărțit în patru blocuri, în funcție de care dintre aceste sub-cochilii este cel mai slab legat (valență) electron din atom. (Bloc s, bloc p, etc)
-
Sub-shellul $ \ mathrm {k ^ {th}} $ poate conține $ 2 \ mathrm k + 1 $ " orbitali ". Un orbital poate conține până la doi electroni. Deci, $ 0 $ sub-coajă poate conține orbital $ 1 $ și, astfel, doi electroni. Sub-shell-ul $ 1 $ st (p) poate conține orbitalele $ 3 $ sau $ 6 $ electroni. Acesta este motivul pentru care avem regula $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ . Există atât de mulți orbitali în $ \ mathrm n $ shell ca suma primelor mathrm n numere impare: $ \ mathrm n ^ 2 $ și doi electroni în fiecare ( $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ ).
-
O idee importantă în chimia fizică este principiul Aufbau. Orbitalii sunt umpluți în funcție de ordinea crescândă a energiilor lor (orbitali „). Care sunt energiile” orbitalilor? Este destul de simplu pentru primele câteva sub-coajă:
$ 1 \ mathrm s, 2 \ mathrm s, 2 \ mathrm p , 3 \ mathrm s, 3 \ mathrm p $ (ordine)
Într-un atom de hidrogen, acești orbitali sunt simpli: toate sub-cojile din aceeași coajă au energii identice ( $ 1 \ mathrm s, 2 \ mathrm s = 2 \ mathrm p, 3 \ mathrm s = 3 \ mathrm p = 3 \ mathrm d, $ etc). Totuși, în alți atomi, totul se încurcă. Iată ordinea, ceva ce va trebui să rețineți:
$ 1 \ mathrm s, 2 \ mathrm s, 2 \ mathrm p, 3 \ mathrm s, 3 \ mathrm p, 4 \ mathrm s, 3 \ mathrm d, 4 \ mathrm p, 5 \ mathrm s, 4 \ mathrm d, 5 \ mathrm p, 6 \ mathrm s, 4 \ mathrm f, 5 \ mathrm d, 6 \ mathrm p, 7 \ mathrm s, […] $ (acest lucru va fi valabil pentru majoritatea elementelor, dar există câteva excepții, pe care va trebui să le memorați și)
Deci, electronii nu umple de fapt întregul $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ într-o coajă înainte de a merge la ne xt. De exemplu, în fier, avem configurația $ 1 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm p ^ 6 3 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm p ^ 6 4 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm d ^ 6 $ .Rețineți că shell-ul $ 1 $ are $ 2 $ electroni; shell-ul $ 2 ^ {\ mathrm {nd}} $ , $ 8 (2 \ mathrm s + 2 \ mathrm p $ ); shell-ul $ 3 ^ {\ mathrm {rd}} $ , $ 14 (3 \ mathrm s + 3 \ mathrm p + 3 \ mathrm d) $ ; shell-ul $ 4 ^ {\ mathrm {th}} $ , $ 2 $ . Manualul dvs. ar putea numi această configurație (2, 8, 14, 2) $.
Cesiul are 55 de electroni, se umple astfel: $ 1 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm s ^ 2 2 \ mathrm p ^ 6 3 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm p ^ 6 4 \ mathrm s ^ 2 3 \ mathrm d ^ {10} 4 \ mathrm p ^ 6 5 \ mathrm s ^ 2 4 \ mathrm d ^ {10} 5 \ mathrm p ^ 6 6 \ mathrm s ^ 1 $ .
De ce nu adăugați numărul de electroni din fiecare coajă și vedeți dacă se potrivește cu ceea ce spune manualul dvs.
PS Regula octetului nu spune de fapt carcasa ar trebui să aibă opt electroni. Se spune că atomul atinge stabilitatea obținând configurația electronică a celui mai apropiat gaz nobil. Gazele nobile au configurația generală $ \ mathrm s ^ 2 \ mathrm p ^ 6 $ ( $ 8 $ electroni ?), dar după cum s-a demonstrat mai sus, este posibil ca acești electroni $ 8 $ să nu fie în cea mai înaltă coajă. De exemplu, în fier, doi dintre electronii de valență se află în a patra înveliș și ceilalți șase în a treia înveliș.