science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe het aantal elektronen met kwantumnummers te bepalen

Het beschrijven van de toestand van elektronen in atomen kan een ingewikkelde zaak zijn. Alsof de Engelse taal geen woorden had om oriëntaties te beschrijven zoals "horizontaal" of "verticaal", "rond" of "vierkant", zou een gebrek aan terminologie tot veel misverstanden leiden. Natuurkundigen hebben ook termen nodig om de grootte, vorm en oriëntatie van de elektronenorbitalen in een atoom te beschrijven. Maar in plaats van woorden te gebruiken, gebruiken ze cijfers die kwantumgetallen worden genoemd. Elk van deze getallen komt overeen met een ander attribuut van de baan, waardoor natuurkundigen de exacte baan kunnen identificeren die ze willen bespreken. Ze zijn ook gerelateerd aan het totale aantal elektronen dat een atoom kan vasthouden als deze orbitaal zijn buitenste of valentie-schaal is.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Bepaal het aantal elektronen met behulp van kwantumgetallen door eerst het aantal elektronen in elke volledige orbitaal te tellen (op basis van de laatste volledig bezette waarde van het hoofdkwantum nummer), tel dan de elektronen op voor de volledige subschalen van de gegeven waarde van het hoofdkwantumgetal en voeg vervolgens twee elektronen toe voor elk mogelijk magnetisch kwantumnummer voor de laatste subschaal.

  1. Tel de volledige orbitalen

    Trek 1 af van het eerste, of principe, kwantumnummer. Omdat de orbitalen op volgorde moeten worden ingevuld, geeft dit aan hoeveel orbitalen al vol moeten zijn. Een atoom met de kwantumgetallen 4,1,0 heeft bijvoorbeeld een principaal kwantumgetal 4. Dit betekent dat 3 orbitalen al vol zijn.

  2. Voeg de elektronen toe voor elke volledige orbitale

    Voeg het maximale aantal elektronen toe dat elke volledige baan kan bevatten. Noteer dit nummer voor later gebruik. De eerste baan kan bijvoorbeeld twee elektronen bevatten; de tweede, acht; en de derde, 18. Daarom kunnen de drie gecombineerde orbitalen 28 elektronen bevatten.

  3. Identificeer de subschaal aangegeven door het hoekige kwantumnummer

    Identificeer de subschaal voorgesteld door de tweede, of hoekige , kwantumnummer. De nummers 0 tot en met 3 vertegenwoordigen respectievelijk de "s", "p," "d" en "f" subschalen. Bijvoorbeeld, 1 identificeert een "p" -schaal.

  4. Voeg de elektronen uit de volledige subschalen toe

    Voeg het maximum aantal elektronen toe dat elke vorige subschaal kan bevatten. Als het kwantumnummer bijvoorbeeld een "p" -schaal aangeeft (zoals in het voorbeeld), voegt u de elektronen toe in de "s" -schaal (2). Als uw hoekquantumnummer echter "d" was, moet u de elektronen in zowel de "s" als de "p" subschalen toevoegen.

  5. Voeg de elektronen van volledige subschalen toe aan die van volledige orbitalen

    Voeg dit nummer toe aan de elektronen in de onderste orbitalen. Bijvoorbeeld 28 + 2 \u003d 30.

  6. De legitieme waarden voor het magnetische kwantumgetal vinden

    Bepaal hoeveel oriëntaties van de uiteindelijke subschaal mogelijk zijn door het bereik van legitieme waarden te bepalen voor het derde of magnetische kwantumgetal. Als het hoekquantumgetal gelijk is aan "l", kan het magnetische kwantumgetal elk getal tussen "l" en "−l" zijn. Wanneer het hoekkwantumnummer bijvoorbeeld 1 is, kan het magnetische kwantumnummer 1, 0 of −1 zijn.

  7. Tel het aantal mogelijke subshell-oriëntaties

    Tel het aantal mogelijke subshell-oriëntaties tot en met degene die wordt aangegeven door het magnetische kwantumnummer. "Begin with the lowest number.", 3, [[Bijvoorbeeld, 0 vertegenwoordigt de tweede mogelijke oriëntatie voor het subniveau.

  8. Voeg twee elektronen per mogelijke oriëntatie toe aan de vorige som

    Voeg twee elektronen toe voor elk van de oriëntaties aan het vorige elektron som. Dit is het totale aantal elektronen dat een atoom kan bevatten door deze baan. Omdat bijvoorbeeld 30 + 2 + 2 \u003d 34, bevat een atoom met een valentieschil dat wordt beschreven door de getallen 4,1,0 maximaal 34 elektronen.