Elektron Konfigürasyonları

Bir atomun elektron konfigürasyonu, elektronların atomik orbitalleri arasındaki dağılımını temsil eder. Pauli dışlama ilkesi, Hund'un maksimum çokluk kuralı ve Aufbau ilkesi, herhangi bir elementin elektron konfigürasyonunu öngörmek için genişletilebilir.

Aufbau ilkesi, temel durumda, atomik orbitallerin artan enerji sırasına göre dolduğunu belirtir. Atomik orbitallerin bağıl enerjileri, Coulomb etkileşimleri, kalkanlama etkisi ve orbital penetrasyon ile rasyonelleştirilir.

Atom numarası altı olan ve dolayısıyla altı elektronlu nötr bir element olan karbon için elektron konfigürasyonunu düşünün. En düşük enerjiye sahip olan 1s orbitali önce doldurulur.

Pauli dışlama ilkesine göre, bir atomdaki iki elektron aynı dört kuantum sayısı kümesine sahip olamaz. Aynı orbitaldeki elektronlar aynı asal, azimut ve manyetik kuantum sayılarına sahip olduklarından, farklı spin kuantum sayılarına sahip olmaları gerekir.

Spin kuantum sayısı yalnızca iki olası değere sahip olduğundan, bir orbital, zıt dönüşlere sahip yalnızca iki elektronu barındırabilir.

Enerji kabuk sayısı ile artsa da, s orbitallerinin daha fazla nüfuzu, s orbitallerinin enerjisini p orbitallerininkine göre düşürür.

Bu nedenle, sonraki iki elektron 2s orbitalini işgal eder ve beşincisi 2p alt kabuğuna girer. Bir alt kabuk içindeki orbitallerin dejenere olduğu varsayıldığından, beşinci elektron üç dejenere 2p orbitalinden herhangi birine girebilir.

Altıncı elektron, Hund'un maksimum çokluk kuralını takip eder ve eşleşme yerine tek başına dejenere bir yörüngeyi işgal eder. Bu nedenle, karbon için iki 2p elektronu iki farklı orbitali işgal eder ve paralel dönüşlere sahiptir.

Elektron konfigürasyon diyagramı, karbonun iç kabukta çekirdek elektronları olarak adlandırılan iki elektrona ve en dış kabuklarda değerlik elektronları olarak adlandırılan dört elektrona sahip olduğunu ortaya koymaktadır.

Atomik orbitallerin enerjilerine göre sırası, okun yolunun elektronların orbitallere atanma sırasını ortaya çıkardığı bu tür diyagramlar kullanılarak hatırlanabilir.

Bununla birlikte, d ve f orbitalleri eklendikçe, bu ilerleme daha karmaşık hale gelir ve dizi, geçiş elementleri, lantanitler ve aktinitler için daha az tahmin edilebilir hale gelir.