การจัดเรียงอิเล็กตรอน
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| shell/ʃel/ | ชั้นอิเล็กตรอน |
| sub-shell/sʌb ʃel/ | ซับชัลล์ |
| orbital/ˈɔːbɪtl/ | ออร์บิตัล |
| principal quantum number/ˈprɪnsɪpl ˈkwɒntəm ˈnʌmbə/ | เลขควอนตัมหลัก |
| configuration/kənˌfɪɡjəˈreɪʃn/ | การจัดเรียงอิเล็กตรอน |
| transition metal/trænˈsɪʃn ˈmetl/ | โลหะทรานซิชัน |
สถานที่อาศัยของอิเล็กตรอน
- อิเล็กตรอนอยู่ใน ชั้น, แบ่งย่อยเป็น ซับชัลล์, สร้างจาก ออร์บิตทัล
- เติมเต็มเริ่มจาก พลังงานต่ำสุด ขึ้นไป
- ข้อแปลกใจหนึ่ง: 4s เติมก่อน 3d
การจัดเรียงอิเล็กตรอนของโซเดียม (11 อิเล็กตรอน) คือ 1s² 2s² 2p⁶ ______
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
โซเดียมมีอิเล็กตรอน 1 ตัวใน sub-shell 3s
ชั้น ซับชัลล์ และออร์บิตทัล
- แต่ละชั้นมี เลขควอนตัมหลัก $n = 1, 2, 3, \dots$ (เลข $n$ ที่มากยิ่งอยู่ห่างออกไปและมีพลังงานสูงขึ้น)
- ซับชัลล์คือ s, p, d; แต่ละชนิดประกอบด้วย ออร์บิตทัล ที่รองรับ 2 อิเล็กตรอน ต่อออร์บิตทัล
| ซับชัลล์ | ออร์บิตทัล | อิเล็กตรอนสูงสุด |
|---|---|---|
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
การเติมเต็มชั้นพลังงาน
ลากเลขโปรตอน อิเล็กตรอนเติมเต็มชั้นจากด้านในออกด้านนอก (2, แล้ว 8, แล้ว 8) — พื้นฐานของตารางธาตุ
sub-shell p สามารถเก็บอิเล็กตรอนได้กี่ตัว?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
sub-shell p มี 3 orbitals, แต่ละตัวเก็บได้ 2 อิเล็กตรอน รวม 6 ตัว (s = 2, d = 10)
จับคู่ sub-shell แต่ละชนิดกับจำนวนอิเล็กตรอนที่เก็บได้
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ออร์บิตัลแต่ละตัวรองรับได้ 2; s มี 1 ออร์บิตัล, p มี 3, d มี 5 — ดังนั้นรองรับได้ 2, 6 และ 10 อิเล็กตรอนตามลำดับ
ลำดับการเติม
- 4s มีพลังงานต่ำกว่า 3d, ดังนั้น 4s จึงเติมก่อน
sub-shell ตัวไหนจะเติมเต็มก่อน?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
4s อยู่ต่ำกว่า 3d ในระดับพลังงานเล็กน้อย ดังนั้น 4s จึงเติมเต็มก่อน 3d
เรียง sub-shell เหล่านี้ตามลำดับการเติมเต็ม
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
เติมตามระดับพลังงาน ไม่ใช่ตามตัวเลข: 4s มาก่อน 3d
การเขียนการจัดเรียงอิเล็กตรอน
- เหล็ก (Fe, $Z=26$): $1\text{s}^2\,2\text{s}^2\,2\text{p}^6\,3\text{s}^2\,3\text{p}^6\,3\text{d}^6\,4\text{s}^2$, หรือเขียนย่อว่า $[\text{Ar}]\,3\text{d}^6\,4\text{s}^2$.
- สำหรับไอออนบวก โลหะทรานซิชันจะเสีย อิเล็กตรอน 4s ก่อน: $\text{Fe}^{3+}$ จะกลายเป็น $[\text{Ar}]\,3\text{d}^5$.
การจัดเรียงอิเล็กตรอนสถานะพื้นของเหล็ก (Z = 26) คือ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
หลังจากอาร์กอน (18), เหล็กเพิ่ม 4s² แล้วจึง 3d⁶: [Ar] 3d⁶ 4s²
เมื่อเหล็กสร้าง Fe³⁺ อิเล็กตรอนตัวไหนจะหายไปก่อน?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
โลหะทรานซิชันจะเสีย 4s ก่อน 3d ดังนั้น Fe³⁺ จึงเป็น [Ar] 3d⁵
คุณเข้าใจแล้ว
- ชั้น ($n$) → ซับชัลล์ (s/p/d) → ออร์บิตทัล (2 อิเล็กตรอนต่อออร์บิตทัล); s=2, p=6, d=10
- เติมพลังงานต่ำสุดก่อน; 4s เติมก่อน 3d
- Fe: $[\text{Ar}]\,3\text{d}^6\,4\text{s}^2$
- ไอออนเสีย 4s ก่อน 3d: $\text{Fe}^{3+} = [\text{Ar}]\,3\text{d}^5$