Elektronik katman

Gelen kimya ve atom fizik , bir elektron kabuğu , bir ait atomu grubu olduğu atom orbital aynı dövme temel kuantum sayısı n  ; orbitaller aynı paylaşan açısal kuantum sayısı ℓ formu bir elektronik altkabuk . Terimleri tabaka ve astar devralınır kuantum başında XX inci  yüzyılda ve getirdiği özel bir teorik gelişmeler Arnold Sommerfeld çevresinde Bohr modeli açıklanmaktadır, ince yapıyı ait spektral çizgilerin bir atom, hidrojen ve iyon hidrojenik nicelenerek enerji düzeylerini ait elektronların etrafında çekirdek bir fonksiyonu olarak kuantum sayıları .

Elektronik katmanlar kuantum sayıları n , 1, 2, 3,  vb. İle tanımlanır . veya tarihsel olarak K, L, M vb. harflerle kullanılan X-ışını spektroskopisi . Artan bir enerjiye karşılık gelirler, bu da atom çekirdeğinden artan bir mesafe ile sonuçlanır. N = 1 olan K katmanı çekirdeğe en yakın olan ve n = 2, 3, 4, 5, 6 ve 7'ye karşılık gelen L, M, N, O, P ve Q katmanları s 'düzenlenmiştir. eşmerkezli bir şekilde çekirdeğe olan mesafeyi artırarak. Her bir elektron kabuğu maksimum sayıda içerebilir elektron 2'ye eşit n 2  : L8 elektron kadar kabuk, K kabuk böylece 2 elektron kadar içerebilir, E 18 elektron kadar kabuk, N 32 elektron kadar kabuk 50 elektrona kadar O kabuğu, 72 elektrona kadar P kabuğu ve 98 elektrona kadar Q kabuğu.

Sayı ise , n , temel durum atomlar için 7 geçemez, bu da çok daha yüksek değerler alabilmektedir uyarılmış atomu gibi en başta için geçerlidir, Rydberg atomu . Geçiş elemanları dışında , bir atomun en dıştaki elektronik kabuğuna değerlik kabuğu adı verilir  ; onu kaplayan elektronların sayısı atomun kimyasal özelliklerini belirler : değerlik kabuğu yalnızca bir elektron tarafından işgal edilen kimyasal elementler - hidrojen ve alkali metaller - en reaktifler iken, valans kabuğu elektronlarla doymuş olanlar - soy gazlar - kimyasal olarak inert olma eğilimindedir.

N sayısı ile tanımlanan elektronik katmanlar, kendi başlarına spektroskopik gözlemleri açıklamayı mümkün kılmaz . Elektronik alt katmanları ayırt etmeyi mümkün kılan azimut sayısına ℓ ek olarak , elektronlar ayrıca manyetik kuantum sayısı m ℓ ve manyetik kuantum spin m s sayısı ile tanımlanır . Bu dört kuantum sayısı ( n , ℓ , m ℓ , m s ) , Klechkowski kuralı , ilk Hund kuralı ve Pauli tarafından dışlama ilkesi aracılığıyla temel durumdaki elektriksel olarak nötr atomların elektronik konfigürasyonunu modellemeyi mümkün kılar  . Elektronların temel haldeki kimyasal elementlerin elektronik katmanları ile dağılımı aşağıdaki gibidir:

Kimyasal element Element ailesi Katman başına elektron Hat Sütun (grup)
1 H Hidrojen Metal olmayan 1 1 AI
2 Hey Helyum soygazlar 2 1 Ö
3 Li Lityum Alkali metal 2, 1 2 AI
4 Ol Berilyum Alkali toprak metal 2, 2 2 II A
5 B Bor Metaloid 2, 3 2 III B
6 VS Karbon Metal olmayan 2, 4 2 IV B
7 DEĞİL Azot Metal olmayan 2, 5 2 VB
8 Ö Oksijen Metal olmayan 2, 6 2 VI B
9 F Flor Halojen 2, 7 2 VII B
10 Doğmuş Neon soygazlar 2, 8 2 Ö
11 Yok Sodyum Alkali metal 2, 8, 1 3 AI
12 Mg Magnezyum Alkali toprak metal 2, 8, 2 3 II A
13 Al Alüminyum Zayıf metal 2, 8, 3 3 III B
14 Evet Silikon Metaloid 2, 8, 4 3 IV B
15 P Fosfor Metal olmayan 2, 8, 5 3 VB
16 S Kükürt Metal olmayan 2, 8, 6 3 VI B
17 Cl Klor Halojen 2, 8, 7 3 VII B
18 Ar Argon soygazlar 2, 8, 8 3 Ö
19 K Potasyum Alkali metal 2, 8, 8, 1 4 AI
20 O Kalsiyum Alkali toprak metal 2, 8, 8, 2 4 II A
21 Sık iğne Skandiyum Geçiş metali 2, 8, 9, 2 4 III A
22 Ti Titanyum Geçiş metali 2, 8, 10, 2 4 IV A
23 V Vanadyum Geçiş metali 2, 8, 11, 2 4 GİT
24 Cr Krom Geçiş metali 2, 8, 13, 1 4 ÜZERİNDEN
25 Mn Manganez Geçiş metali 2, 8, 13, 2 4 VII A
26 Fe Demir Geçiş metali 2, 8, 14, 2 4 VII
27 Co Kobalt Geçiş metali 2, 8, 15, 2 4 VII
28 Veya Nikel Geçiş metali 2, 8, 16, 2 veya 2, 8, 17, 1 4 VII
29 Cu Bakır Geçiş metali 2, 8, 18, 1 4 IB
30 Zn Çinko Zayıf metal 2, 8, 18, 2 4 II B
31 Ga Galyum Zayıf metal 2, 8, 18, 3 4 III B
32 Ge Germanyum Metaloid 2, 8, 18, 4 4 IV B
33 As Arsenik Metaloid 2, 8, 18, 5 4 VB
34 Se Selenyum Metal olmayan 2, 8, 18, 6 4 VI B
35 Br Brom Halojen 2, 8, 18, 7 4 VII B
36 Kr Kripton soygazlar 2, 8, 18, 8 4 Ö
37 Rb Rubidyum Alkali metal 2, 8, 18, 8, 1 5 AI
38 Sr Stronsiyum Alkali toprak metal 2, 8, 18, 8, 2
39 Y İtriyum Geçiş metali 2, 8, 18, 9, 2
40 Zr Zirkonyum Geçiş metali 2, 8, 18, 10, 2
41 Nb Niyobyum Geçiş metali 2, 8, 18, 12, 1
42 Pzt Molibden Geçiş metali 2, 8, 18, 13, 1
43 Tc Teknesyum Geçiş metali 2, 8, 18, 13, 2
44 Ru Rutenyum Geçiş metali 2, 8, 18, 15, 1
45 Rh Rodyum Geçiş metali 2, 8, 18, 16, 1
46 Pd Paladyum Geçiş metali 2, 8, 18, 18
47 Ag Gümüş Geçiş metali 2, 8, 18, 18, 1
48 CD Kadmiyum Zayıf metal 2, 8, 18, 18, 2
49 İçinde İndiyum Zayıf metal 2, 8, 18, 18, 3
50 Sn Teneke Zayıf metal 2, 8, 18, 18, 4
51 Sb Antimon Metaloid 2, 8, 18, 18, 5
52 Sen Tellür Metaloid 2, 8, 18, 18, 6
53 ben İyot Halojen 2, 8, 18, 18, 7
54 Xe Xenon soygazlar 2, 8, 18, 18, 8
55 Cs Sezyum Alkali metal 2, 8, 18, 18, 8, 1
56 Ba Baryum Alkali toprak metal 2, 8, 18, 18, 8, 2
57 Lantan Lantanit 2, 8, 18, 18, 9, 2
58 Bu Seryum Lantanit 2, 8, 18, 19, 9, 2
59 Pr Praseodim Lantanit 2, 8, 18, 21, 8, 2
60 Nd Neodimyum Lantanit 2, 8, 18, 22, 8, 2
61 Pm Prometyum Lantanit 2, 8, 18, 23, 8, 2
62 Sm Samaryum Lantanit 2, 8, 18, 24, 8, 2
63 Vardı Evropiyum Lantanit 2, 8, 18, 25, 8, 2
64 Gd Gadolinyum Lantanit 2, 8, 18, 25, 9, 2
65 Tb Terbiyum Lantanit 2, 8, 18, 27, 8, 2
66 Dy Disporsiyum Lantanit 2, 8, 18, 28, 8, 2
67 Ho Holmiyum Lantanit 2, 8, 18, 29, 8, 2
68 Er Erbiyum Lantanit 2, 8, 18, 30, 8, 2
69 Tm Tülyum Lantanit 2, 8, 18, 31, 8, 2
70 Yb İterbiyum Lantanit 2, 8, 18, 32, 8, 2
71 Okuyun Lutecium Lantanit 2, 8, 18, 32, 9, 2
72 Hf Hafniyum Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 10, 2
73 Sizin Tantal Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 11, 2
74 W Tungsten Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 12, 2
75 Yeniden Renyum Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 13, 2
76 Kemik Osmiyum Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 14, 2
77 Ir İridyum Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 15, 2
78 Pt Platin Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 17, 1
79 Şurada: Altın Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 18, 1
80 Hg Merkür Zayıf metal 2, 8, 18, 32, 18, 2
81 Tl Talyum Zayıf metal 2, 8, 18, 32, 18, 3
82 Pb Öncülük etmek Zayıf metal 2, 8, 18, 32, 18, 4
83 Bi Bizmut Zayıf metal 2, 8, 18, 32, 18, 5
84 Po Polonyum Zayıf metal 2, 8, 18, 32, 18, 6
85 Şurada: Bir devlet Metaloid 2, 8, 18, 32, 18, 7
86 Rn Radon soygazlar 2, 8, 18, 32, 18, 8
87 Fr Fransiyum Alkali metal 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
88 Ra Radyum Alkali toprak metal 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
89 AC Aktinyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
90 Th Toryum Aktinit 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
91 Baba Protaktinyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
92 U Uranyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
93 Np Neptunyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
94 Abilir Plütonyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
95 Am Amerikum Aktinit 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2
96 Santimetre Curium Aktinit 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
97 Bk Berkelium Aktinit 2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
98 Cf Kaliforniyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
99 Dır-dir Einsteinium Aktinit 2, 8, 18, 32, 29, 8, 2
100 Fm Fermiyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
101 Md Mendelevium Aktinit 2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
102 Hayır Nobelium Aktinit 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2
103 Lr Lavrensiyum Aktinit 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
104 Rf Rutherfordium Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 32, 10, 2
105 Db Dubnium Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
106 Sg Seaborgium Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
107 Bh Bohrium Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2
108 Hs Hassium Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 32, 14, 2
109 Mt Meitnerium Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
110 DS Darmstadtium Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2
111 Rg Röntgenyum Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 17, 2
112 Cn Koperniyum Geçiş metali 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2
113 Nh Nihonium Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3
114 Fl Flerovyum Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4
115 Mc Moscovium Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
116 Lv Livermorium Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6
117 Ts Tennesse Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
118 Og Oganesson Belirsiz 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8

Notlar ve referanslar

Notlar

  1. O, P ve Q katmanları asla tamamen doldurulmaz. Oganesson örneğin bilinen elemanı atom numarası daha yüksek ( Z = 118), P tabakasının üzerindeki O tabaka 18, sadece 32 elektron ve Q'nun katman 8 bulunur
  2. durumunda nikel halde üst üste binmeleri yeterince yakın enerji iki elektronik konfigürasyonları sunulur için belirsiz: normal konfigürasyonunun daha düşük enerji [ Ar ] 3d 8 4s 2 düzensiz yapılandırma alt enerjisinden daha düşük olan [ Ar ] 3d 9 4s 1 , özellikle deneysel verilerle desteklendiğinden, ders kitaplarında sık sık tutulması için; ancak, ikisinin ortalama enerjisinin daha düşük olan düzensiz konfigürasyondur, böylece nikel hesaplamaları için de tutulur.

Referanslar

  2. (in) CRC Kimya ve Fizik El Kitabı , Bölüm 1: Temel Sabitlerinin, Birimler ve Dönüşüm Faktörleri , alt bölüm: Zemin Devlette Nötr Atom elektron yapısı , 84 inci  çevrimiçi baskı, CRC Press, Boca Raton, Florida, 2003.