Kommentare
- Erwähnt Ihr Lehrbuch Aufbau ' s Regel?
- Cäsium befindet sich in der sechsten Periode. Wie viele Schalen hat es?
- @Peter Kennen Sie s-, p-, d- und f-Orbitale und -Blöcke? Denn wenn Sie dies tun, ist es einfacher zu erklären.
- @Habib " Aufbau " ist keine Person. Es ist ein Begriff, der vom deutschen Wort für Aufbau abgeleitet ist. Es handelt sich also eher um eine Aufbau-Regel als um die Regel von Aufbau '.
Antwort
Ich werde versuchen, es einfach zu halten. Die tatsächlichen Details, warum dies so ist, haben mit der Quantenphysik zu tun.
Jede Shell hat mehrere " Unterschalen ". Jede " Unterschale " enthält wiederum eine bestimmte Anzahl von " Orbitale ". Jedes Orbital kann zwei Elektronen aufnehmen. Faustregeln (wieder erkläre ich nicht warum, weil es wahrscheinlich so ist nach Ihrem Verständnis)
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Die Shell $ \ mathrm {n ^ {th}} $ hat n Unterschalen mit der Bezeichnung von $ 0 $ bis $ \ mathrm n-1 $ . ZB die $ 2 $ nd Shell hat zwei Subshells, $ 0 $ und $ 1 $ Referenz, wir nennen diese Unterschalen oft mit Buchstaben, $ 0 $ ist $ \ mathrm s $ , $ 1 $ ist p, $ 2 $ ist d und $ 3 $ ist f. Das Periodensystem kann in vier Blöcke unterteilt werden, je nachdem, in welcher dieser Unterschalen sich das am lockersten gebundene (Valenz-) Elektron im Atom befindet. (S-Block, p-Block usw.)
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Die Subshell $ \ mathrm {k ^ {th}} $ kann $ 2 \ mathrm k + 1 enthalten $ " Orbitale ". Ein Orbital kann bis zu zwei Elektronen aufnehmen. Die $ 0 $ -te Unterschale kann also das $ 1 $ -Orbital und damit zwei Elektronen enthalten. Die $ 1 $ -St-Unterschale (p) kann $ 3 $ -Orbitale oder $ 6 $ Elektronen. Aus diesem Grund haben wir die Regel $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ . Die Shell $ \ mathrm n $ enthält so viele Orbitale wie die Summe der ersten ungeraden Zahlen mathrm n: $ \ mathrm n ^ 2 $ und jeweils zwei Elektronen ( $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ ).
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Eine wichtige Idee in der physikalischen Chemie ist das Aufbau-Prinzip. Orbitale werden in aufsteigender Reihenfolge ihrer (Orbitale „) Energien gefüllt. Was sind die Orbitale“ Energien? Für die ersten Unterschalen ist es ganz einfach:
$ 1 \ mathrm s, 2 \ mathrm s, 2 \ mathrm p , 3 \ mathrm s, 3 \ mathrm p $ (Reihenfolge)
In einem Wasserstoffatom sind diese Orbitale einfach: Alle Unterschalen in derselben Schale haben identische Energien ( $ 1 \ Mathrm s, 2 \ Mathrm s = 2 \ Mathrm p, 3 \ Mathrm s = 3 \ Mathrm p = 3 \ Mathrm d, $ usw.). In anderen Atomen jedoch alles Hier ist die Reihenfolge, die Sie sich merken müssen:
$ 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, […] $ (dies gilt für die meisten Elemente, es gibt jedoch einige Ausnahmen, die Sie ebenfalls auswendig lernen müssen)
Die Elektronen füllen also nicht den gesamten $ 2 \ mathrm n ^ 2 $ in einer Hülle, bevor sie zum ne gehen xt. Zum Beispiel haben wir in Eisen die Konfiguration $ 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 $ .Beachten Sie, dass die Shell $ 1 $ $ 2 $ Elektronen enthält. die $ 2 ^ {\ mathrm {nd}} $ -Shell, $ 8 (2 \ mathrm s + 2 \ mathrm p $ ); die $ 3 ^ {\ mathrm {rd}} $ -Shell, $ 14 (3 \ mathrm s + 3 \ mathrm p + 3 \ mathrm d) $ ; die $ 4 ^ {\ mathrm {th}} $ -Shell, $ 2 $ . Ihr Lehrbuch könnte diese Konfiguration (2, 8, 14, 2) $ nennen.
Cäsium hat 55 Elektronen, die sich wie folgt füllen: $ 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 $ .
Warum addieren Sie nicht die Anzahl der Elektronen in jeder Hülle und sehen wenn es mit den Aussagen Ihres Lehrbuchs übereinstimmt.
PS Die Oktettregel sagt eigentlich nicht das Höchste Die Schale sollte acht Elektronen haben. Es heißt, dass das Atom Stabilität erreicht, indem es die elektronische Konfiguration des nächsten Edelgases erhält. Edelgase haben die allgemeine Konfiguration $ \ mathrm s ^ 2 \ mathrm p ^ 6 $ ( $ 8 $ Elektronen ?), aber wie oben gezeigt, befinden sich diese $ 8 $ -Elektronen möglicherweise nicht in der höchsten Schale. Beispielsweise befinden sich in Eisen zwei der Valenzelektronen in der vierten Schale und die anderen sechs in der dritten Schale.