Электронная конфигурация (формула) атома отражает, как электроны распределены по различным энергетическим уровням и подуровням в атоме, а также предоставляет информацию о состоянии конкретного электрона в атоме. Такая формула является ключом к пониманию химических свойств элементов, и она определяет их способность к образованию химических связей и взаимодействию с другими атомами.
Для определения количества электронов на каждом энергетическом уровне атома необходимо учитывать максимальное количество электронов, которое может находиться на каждом подуровне. Это правило помогает установить порядок заполнения электронами различных уровней и подуровней в соответствии с принципами квантовой механики и электронной структурой атома.
Каждый энергетический уровень содержит определенное количество подуровней. На каждом подуровне есть определенное количество орбиталей и на каждой орбитали может находится не более двух электронов.
Первый энергетический уровень обозначается буквой K и содержит 1 подуровень s, содержащий одну орбиталь, на котором могут находится не более двух электронов.
Второй энергетический уровень обозначается буквой L и содержит уже два подуровня s и p. На s подуровне как уже было сказано могут находится не более двух электронов, а на p подуровне не более шести. Число орбиталей на подуровне p равно трем. Максимальное суммарное количество электронов на втором энергетическом уровне равно восьми.
Третий энергетический уровень обозначается буквой M и содержит s, p, d подуровни, на которых находятся соответственно 2, 6 и 10 электронов. Суммарное количество электронов – 18. Количество подуровней на каждом уровне равно трем. Число орбиталей на s подуровне – 1, на p – 3 и на d – 5.
Четвертый N, пятый O, шестой P и седьмой Q энергетические уровни уже имеют 4 подуровня s, p, d, f на которых максимально могут располагаться соответственно 2, 6, 10, 14 электронов. Суммарное количество электронов на четвертом, пятом, шестом и седьмом уровнях равно 32, 50, 72 и 98. Для N, O, P, Q уровней количество подуровней на уровне равно четырем.
Электронная конфигурация (формула) атома может быть записана как в порядке следования уровней, так и в порядке возрастания энергий. Чтобы проверить себя как при составлении электронной формулы атома, так и при составлении электронно-графической формулы можно воспользоваться калькулятором электронной формулы атома предназначен для вычисления всех видов электронных конфигураций атома, таких как: схема электронного строения атома, сокращенная электронная конфигурация, электронная формула по следованию уровней, электронная формула по возрастанию энергии. Электронно-графическая формула отображается как в порядке возрастания энергии орбиталей, так и в порядке следования уровней. Для удобства в графической формуле каждый энергетический уровень выделен своим цветом, а левый столбец указывает номер уровня, подуровня и максимальное количество электронов на нем.
Калькулятор выводит формулы для всех 118 элементов таблицы Менделеева начиная с Водорода (H) и заканчивая Оганессоном (Og). Для начала работы просто выберете из раскрывающегося списка интересующий вас элемент.
Составим электронную конфигурацию Ниобия (Nb).
Согласно правилу Клечковского заполнение электронами орбиталей в атоме происходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел n + l. При одинаковой сумме раньше заполняется орбиталь с меньшим значением n.
Главное квантовое число (n) – номер энергетического уровня, на котором расположен электрон (1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7).
Орбитальное квантовое число (l) является ключевым параметром, определяющим подуровень энергетического уровня в атоме, который определяется главным квантовым числом (n). Каждому значению орбитального квантового числа (l = 0, 1, 2... n-1) соответствует буква, обозначающая форму электронного облака. В электронных формулах атомов используются буквы: s (l=0), p (l=1), d (l=2), f (l=3), которые помогают идентифицировать подуровень, на которой расположены электроны.
Принцип составления формулы такой – сначала пишется номер уровня, далее буква, соответствующая подуровню с верхним индексом, указывающим сколько электронов находится на подуровне. Далее следующий номер уровня и так далее. Обратите внимание у Ниобия имеет место «провал» электрона с s подуровня внешнего слоя на d подуровень предыдущего слоя, что приводит к энергетически более устойчивому состоянию атома.
Спасибо за прочтение! Подписывайтесь, делитесь своим мнением в комментариях и не забудьте поставить лайк, если вам понравился материал.