Hogy működik az elektonhéjak kiépülése? (kémia)

A lényeg, hogy az elektronok az atommag körül héjakba rendeződnek (a periódusos rendszerben ezeket a sorok jelölik)

Aztán a héjak alhéjakból állnak. Alhéjból 4 féle van: s, p, d és f. Az 's' alhéjra 2 elektron fér, a 'p'-re 6, a 'd'-re 10- az 'f'-re 14.

Az első héj egy 's' alhéjból áll. A 2. egy 's' és egy 'p' alhéjból. a 3. egy 's', egy 'p' és egy 'd' alhéjból. A többi pedig mind a négyből.

A felsőindexben lévő szám (ami nem kitevő, mert ez nem hatványozás) azt jelöli, hogy az adott alhéjon hány elektron van. Az előttük lévő szám pedig azt, hogy melyik héjhoz tartozik az adott alhéj.

Ezeknek az alhéjaknak van egy meghatározott feltöltődési sorrendjük ami megadja, hogy az elektronok melyik héjra, alhéjra kerülnek. Ez a következő: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s... (Ez az energiaminimumra való törekvés miatt van így.)

Tehát először az 1s alhéj töltődik fel két elektronnal, majd a 2s kettővel, majd a 2p 6-tal és így tovább.

Pl. a nátriumnak 11 elektronja van. Akkor így megy a feltöltődés: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1.

Az oxigénnek 8 elektronja van. Az ő feltöltődése ilyen: 1s^2 2s^2 2p^4.

Remélem tudtam segíteni :).

Igazából az elektronhéjak kiépülése nem működik, hanem egyes atomok, ionok stb. elektronhéjai már jó régóta így vannak. Mi csak úgy próbáljuk megérteni ezt, hogy nekiállunk, és megpróbálunk felépíteni egy atomot, onnantól, hogy az atommagja (ahol a protonok és neutronok vannak) már adott.

Az első dolgunk az, hogy megnézzük mennyi proton van az atommagban. Ha atomot építünk fel, akkor ugyanennyi elektront kell elhelyeznünk valahol az atommag körül. (Valahogy úgy kell felfogni ezt, mintha az atommag köré/közelébe raknánk az elektronokat, és azok önmaguktól a helyükre ugranának. Az a kérdés, hogy hol van a helyük.)

Az elektronok pályákon helyezkednek el, ezek azok a térrészek, ahol az elektron tartózkodási valószínűsége 90%-nál nagyobb. (Ez azt jelenti, hogy az elektron mindenfelé van, össze-vissza ugrál, futkos, rohangál, amerre csak lát, de vannak olyan helyek, ahol előszeretettel tartózkodik. Ez nagyrészt az atompálya.) Na most egy atompályán maximum 2 elektron tartozkódhat, ez a Pauli-elv. Ezt fel lehet úgy fogni, mintha nem férne egyszerűen több elektron el egy pályán.

Na de mi van, ha több, mint 2 elektronunk van? Akkor újabb pályák alakulnak ki, de messzebb az atommagtól, és így tovább. Minél messzebb van az atommagtól, annál nagyobb az energiaszintje. Az atompályák alakját a könyvben biztosan lerajzolták neked.

Az atompályák közül, azok, amelyek azonos energiaszintűek, egy atomhéjat alkotnak. Minél távolabb kerülünk az atommagtól, annál több atompálya tud azonos energiaszinten maradni, mivel jobban elférnek. (Ez alapvetően nem ezért van, de így könnyebb felfogni.)

Tehát nagyjából megvagyunk azzal, hogy hol lehetnek az elektronok. Most csak el kell helyezni őket. Ezt pedig úgy csináljuk, hogy rakosgatunk elektronokat az atompályákra. Mindig először a legalacsonyabb energiaszintűre, majd ha az betelt, akkor eggyel magasabban lévőre, és így tovább...

Akkor most nézzük gyakorlatban:

Az első elektronhéjon (K) egy atompálya fér el (1s). Ezen pedig két elektron.

A második elektronjéon (L) négy atompálya fér el. 2s és három darab 2p pálya. Ezeken pedig összesen 8 elektron.

A harmadik elektronhéjon (M) kilenc atompálya fér el. 3s, és 3 db 3p és még további 5 db 3d tipusú atompálya.

És lehetne folytatni, de az nem középiskolai anyag.

Hogy mit jelentenek ezek a számok és a betűk?

A szám azt jelenti, hogy melyik elektronhéj pályája, azaz 1=K, 2=L, 3=M, 4=N... jegyezd meg onnan, hogy (KeLeMeN)!:)

A betű (s, p, d, f) pedig arra utal, hogy milyen alakja van a pályának. Az s a legegyszerűbb, és utána fokozatosan furább geometriai alakzatok jönnek.

Na most látszik, hogy az első elektronhéjon csak s pálya, a másodikon s és p, a harmadikon pedig már s, p és d tipúsú pálya is lehet. (Kb. jobban elférnek.)

Na most elkezdhetjük pakolni az elektronokat. Az első elektron az 1s pályára jön.

H = 1s1

A második is elfér az 1s pályán (tudod egy pályán két elektron fér el!)

He = 1s2

Itt a kitevő nem matematikai értelmében szerepel, hanem azt mutatja, hogy az adott pályán hány elektron tartózkodik.

A harmadik elektron már a 2s pályára kell, hogy menjen!

Li = 1s2 2s1 = [He]2s1

A negyedik elektron viszont még elfér ezen a pályán.

Be = 1s2 2s2 = [He]2s2

Az ötödik mát a 2p pályára megy...

B = 1s2 2s2 2p1 = [He]2s2 2p1

Ezt így lehet folytatni, de van egy probléma!!!

Nem igaz az, hogy folyamatosan így következnének az energiaszintek, mint:

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ...

A valós sorrend:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p.

Ezt neked eddig kell tudni:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p (Ezt viszont meg kell tanulni.)

Ebből az jön ki, hogy amikor fel szeretnéd írni a K elektronszerkezetét, akkor kisebb probléma ütközöl:

Hogy is nézne ki?

K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 (így jön ki a 19 elektron: 2+2+6+2+6+1=19.)

De nem ez a valós kiépülési sorrend!

Miért nem? Mert ugye a 3p pálya után a 4s épül...

Tehát: K = 1s2 2s2 3s2 3p6 4s1 = [Ar] 4s1

Még lehet egy kérdésed: Mi ez: [Ar] 4s1?

Ez arra szolgál, hogy a kémikus lustaságát kompenzálja. Sokszor használjuk, hogy a már meglévő betelt elektronhéjakat, úgy rövidítjük, hogy az éppen aktuális nemesgáz, vegyjelét használjuk. (Remélem érted...)

Nos, nagyjából így néz ki, nem tudományos forma, nem is így igaz valójában, de remélem arra jó volt, hogy megértsed. Ha valami probléma van, nyugodtan kérdezz. És bocs, ha hosszú voltam, és olyan is leírtam, ami elvileg tudsz már.

A kiépülési sorrendre tudok egy nagyon jó módszert:az első periódus ugye az s pálya, valójában a héliumnak a hidrogén mellett kellene lennie, de most nem megyek bele h miért nem ott van, tehát az első periódusban két elem van a H és a He, ez az 1s2, eggyel lejjebb van a Li és a Be egymás mellett, ők a 2s pálya, a túl oldalon szerepelnek a p elemek, tehát pl. a B 2p1-en van, a F 2p5 és a Ne értelemszerűen a 2p6, ezzel betelt a második héj, a harmadik periódusban kezdődik a 3s, tehát a Na a 3s1, mellette a Mg a 3s2, a túl oldalon a p pályáknál, az Al a 3p1, az Ar a 3p6, a 4. periódusban, sorban kezdődik a 4s, a K a 4s1, a Ca a 4s2, és mint látjuk itt már nincs űr a két oldal között hisz itt vannak az átmeneti fémek, ők valójában a 3. sorhoz tartoznak de 1-gyel lejjebb kerültek, ugyancsak nem térnék ki a miértjére, tehát mivel ők a 3. sorhoz tartoznak ezért nem 4d pálya kezdődik meg velük, hanem a 3d, így már rém egyszerű, tehát a szkandium a 3d1, a Zn a 3d10, aztán jön a 4!, Ga 4p1, Kr 4p6, és így tovább, valójában eddig kell tudni.

Na most ez mire jó?

Ha fel kell írnod mondjuk a Bróm elektronszerkezetét, akkor ez egy nagyon egyszerű és gyors módszer, figyelj!

Br van 35 elektronja

a 4p5 helyen van, idáig így juthatunk el:(közben kövesd a periódusos rendszeren): 1s2(H, He), 2s2(Li,Be), 2p6(B, C, N, O, F, Ne), 3s2(Na, Mg), 3p6(Al, Si, P, S, Cl, Ar), 4s2(K,Ca) 3d10(Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn), 4p5(Ga, Ge, As, Se, Br) és kész is vagyunk.

Azért p5 és nem p6, mert nincs elég elektronja, és hát ha már itt tartunk, mert a 4p pálya 5. eleme, pl a 2p pálya 3. eleme a N, ezért ott az utolsó a 2p3 lesz :)

Ugye milyen egyszerű és jópofa :)

Remélem segítettem!