Sơ đồ Moeller trong những gì nó bao gồm và giải bài tập

các Sơ đồ Moeller hoặc phương pháp mưa là một phương pháp đồ họa và ghi nhớ để tìm hiểu quy tắc của Madelung; đó là cách viết cấu hình điện tử của một phần tử. Nó được đặc trưng bằng cách truy tìm các đường chéo qua các cột của quỹ đạo và theo hướng mũi tên, thứ tự thích hợp của chúng được thiết lập cho một nguyên tử.

Ở một số nơi trên thế giới, sơ đồ Moeller còn được gọi là phương pháp mưa. Thông qua đó, một trật tự được xác định trong việc điền vào các quỹ đạo, cũng được xác định bởi ba số lượng tử n, tôi và ml.

Trong hình trên, một sơ đồ Moeller đơn giản được hiển thị. Mỗi cột tương ứng với các quỹ đạo khác nhau: s, p, d và f, với mức năng lượng tương ứng của chúng. Mũi tên đầu tiên chỉ ra rằng việc lấp đầy bất kỳ nguyên tử nào cũng phải bắt đầu bằng quỹ đạo 1s.

Do đó, mũi tên tiếp theo phải bắt đầu bằng quỹ đạo 2s, và sau đó với 2p đi qua quỹ đạo 3s. Theo cách này, như thể đó là một cơn mưa, quỹ đạo và số lượng điện tử họ giữ được ghi lại (4tôi+2).

Biểu đồ Moeller thể hiện giới thiệu cho những người nghiên cứu cấu hình điện tử.

Chỉ số

• 1 Sơ đồ Moeller là gì?
  • 1.1 Quy tắc Madelung
  • 1.2 bước để làm theo
• 2 bài tập đã giải
  • 2.1 Beryllium
  • 2.2 Photpho
  • 2.3 zirconi 
  • 2.4 iridium
  • 2.5 Các ngoại lệ đối với sơ đồ Moeller và quy tắc Madelung
• 3 tài liệu tham khảo

Sơ đồ Moeller là gì?

Quy tắc của Madelung

Bởi vì sơ đồ Moeller bao gồm một biểu diễn đồ họa của quy tắc Madelung, nên cần phải biết cách thức hoạt động của cái sau. Việc điền vào các quỹ đạo phải tuân theo hai quy tắc sau:

-Các quỹ đạo có giá trị thấp nhất là n+tôi họ điền trước, được n số lượng tử chính và tôi Động lượng góc quỹ đạo Ví dụ, quỹ đạo 3d tương ứng với n= 3 và tôi= 2, do đó, n+tôi= 3 + 2 = 5; trong khi đó, quỹ đạo 4s tương ứng với n= 4 và tôi= 0 và n+tôi= 4 + 0 = 4. Từ những điều đã nói ở trên, các electron đã điền vào quỹ đạo 4s trước tiên so với 3d.

-Nếu hai quỹ đạo có cùng giá trị là n+tôi, các electron sẽ chiếm vị trí đầu tiên với giá trị thấp nhất là n. Ví dụ: quỹ đạo 3d có giá trị là n+tôi= 5, giống như quỹ đạo 4p (4 + 1 = 5); nhưng vì 3d có giá trị thấp nhất là n, Nó sẽ điền trước rằng 4p.

Từ hai lần quan sát trước, bạn có thể đạt được thứ tự sau đây để điền vào quỹ đạo: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Thực hiện theo các bước tương tự cho các giá trị khác nhau của n+tôi đối với mỗi quỹ đạo, các cấu hình điện tử của các nguyên tử khác thu được; lần lượt cũng có thể được xác định bằng sơ đồ Moeller.

Các bước để làm theo

Quy tắc của Madelung thiết lập công thức n+tôi, với cấu hình điện tử có thể được "vũ trang". Tuy nhiên, như đã nêu, biểu đồ Moeller đã biểu thị bằng biểu đồ này; vì vậy chỉ cần theo dõi các cột của bạn và vẽ từng bước theo đường chéo.

Làm thế nào để bạn bắt đầu sau đó cấu hình điện tử của một nguyên tử? Để làm điều này, trước tiên bạn phải biết số nguyên tử Z của nó, theo định nghĩa cho một nguyên tử trung tính bằng số lượng điện tử.

Do đó, với Z bạn có được số lượng điện tử và với suy nghĩ này, bạn bắt đầu vẽ các đường chéo bằng sơ đồ Moeller.

Các quỹ đạo có thể chứa hai electron (áp dụng công thức 4)tôi+2), sáu điện tử p, mười d và mười bốn f. Nó dừng lại ở quỹ đạo nơi mà electron cuối cùng được cung cấp bởi Z đã bị chiếm giữ.

Để làm rõ hơn, dưới đây là một loạt các bài tập đã giải.

Bài tập đã giải quyết

Beryllium

Sử dụng bảng tuần hoàn, phần tử beryllium được đặt với Z = 4; điều đó có nghĩa là, bốn electron của nó phải được đặt trong quỹ đạo.

Bắt đầu sau đó với mũi tên đầu tiên trong sơ đồ Moeller, quỹ đạo 1s chiếm hai electron: 1s²; theo sau là quỹ đạo 2s, với hai electron bổ sung để thêm 4 trong tổng số: 2s².

Do đó, cấu hình điện tử của berili, được biểu thị là [Be] là 1 giây²2s². Lưu ý rằng tổng số siêu ký tự bằng tổng số electron.

Photpho

Nguyên tố phốt pho có Z = 15, và do đó, nó có tổng số 15 electron phải chiếm quỹ đạo. Để di chuyển về phía trước, bạn bắt đầu cùng một lúc với cấu hình 1s²2s², Trong đó có 4 electron. Sau đó, 9 electron nữa sẽ bị thiếu.

Sau quỹ đạo 2s, mũi tên tiếp theo "đi vào" qua quỹ đạo 2p, cuối cùng rơi vào quỹ đạo 3s. Vì quỹ đạo 2p có thể chiếm 6 electron và 3s 2 electron, chúng ta có: 1s²2s²2p⁶3s².

Vẫn còn ba electron nữa, chiếm 3p quỹ đạo sau theo sơ đồ Moeller: 1s²2s²2p⁶3s²3p³, cấu hình phốt pho điện tử [P].

Zirconi

Nguyên tố zirconium có Z = 40. Rút ngắn đường dẫn với cấu hình 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶, với 18 electron (đó là khí hiếm argon), sẽ thiếu 22 electron. Sau quỹ đạo 3p, các quỹ đạo sau đây theo sơ đồ Moeller là các quỹ đạo 4s, 3d, 4p và 5s.

Làm đầy chúng hoàn toàn, nghĩa là, 4s², 3d¹⁰, 4p⁶ và 5s², tổng cộng 20 electron được thêm vào. Do đó, 2 electron còn lại được đặt trong quỹ đạo tiếp theo: 4d. Do đó, cấu hình điện tử của zirconium, [Zr] là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4 giây²3d¹⁰4p⁶5 giây²4ngày².

Iridium

Iridium có Z = 77, vì vậy nó có thêm 37 electron liên quan đến zirconium. Bắt đầu từ [Cd], nghĩa là, 1 giây²2s²2p⁶3s²3p⁶4 giây²3d¹⁰4p⁶5 giây²4ngày¹⁰, bạn phải thêm 29 electron với các quỹ đạo sau của sơ đồ Moeller.

Theo dõi các đường chéo mới, các quỹ đạo mới là: 5p, 6s, 4f và 5d. Hoàn thành ba quỹ đạo đầu tiên hoàn toàn chúng ta có: 5p⁶, 6 giây² và 4f¹⁴, để cung cấp tổng cộng 22 điện tử.

Vì vậy, thiếu 7 electron, nằm trong quỹ đạo 5d: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4 giây²3d¹⁰4p⁶5 giây²4ngày¹⁰5p⁶6 giây²4f¹⁴5ngày⁷.

Cái trước là cấu hình điện tử của iridium, [Go]. Lưu ý rằng quỹ đạo 6s² và 5ngày⁷ chúng được tô đậm để chỉ ra rằng chúng tương ứng đúng với lớp hóa trị của kim loại này.

Các ngoại lệ đối với sơ đồ Moeller và quy tắc Madelung

Có nhiều yếu tố trong bảng tuần hoàn không tuân theo những gì vừa được giải thích. Cấu hình điện tử của chúng khác với thực nghiệm được dự đoán vì lý do lượng tử.

Trong số các nguyên tố thể hiện sự bất hòa này là: crom (Z = 24), đồng (Z = 29), bạc (Z = 47), rhodium (Z = 45), xeri (Z = 58), niobi (Z = 41) và nhiều hơn nữa.

Các ngoại lệ là rất thường xuyên trong việc điền vào quỹ đạo d và f. Ví dụ: chrome nên có cấu hình hóa trị 4s²3d⁴ theo sơ đồ của Moeller và quy tắc của Madelung, nhưng nó thực sự là 4s¹3d⁵.

Ngoài ra, và cuối cùng, cấu hình hóa trị của bạc phải là 5s²4ngày⁹; nhưng nó thực sự là 5s¹4ngày¹⁰.

Tài liệu tham khảo

1. Gavira J. Vallejo M. (ngày 6 tháng 8 năm 2013). Ngoại lệ cho quy tắc Madelung và sơ đồ Moeller trong cấu hình điện tử của các nguyên tố hóa học. Phục hồi từ: triplenlace.com
2. Misuperclase (s.f.) Cấu hình điện tử là gì? Lấy từ: misuperclase.com
3. Wikipedia. (2018). Sơ đồ Moeller. Lấy từ: en.wikipedia.org
4. Người giả (2018). Làm thế nào để biểu diễn các electron trong sơ đồ mức năng lượng. Lấy từ: dummies.com
5. Tàu R. (2016). Thứ tự điền của các quốc gia điện tử. Lấy từ: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu