Sivuryhmien alkuaineista

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Alkuaineista näkee helposti aina kalsiumiin asti, että millainen on kyseisen atomin elektroniverhon rakenne. Atomilla on yhtä monta elektronikuorta kuin monennella jaksolla se sijaitsee ja yhtä monta elektronia uloimmalla kuorellaan kuin monenteen ryhmään se kuuluu.

Ongelmia kuitenkin eteeni tulee sivuryhmien atomien kanssa: mikä on niiden elektronipilven rakenne? Onko olemassa jokin yhtä yksinkertainen keino päätellä atomien rakenne, kuin mitä on pääryhmien atomeilla vai pitääkö porautua orbitaalinen maailmaan?

Lisäksi eikö aina alempi elektronikuori ole ylempää matala energisempi, jonne elektronit mieluimmin asettuvat? Miksi joillakin atomeilla on jo seuraavalla kuorella kamaa vaikka alemmalla olisi vielä tilaa? Jos kyse on tässäkin tapauksessa orbitaaleista niin voisitteko selventää tätä asian laitaa meikäläiselle.

Kiitän.

Kommentit (3)

Vierailija
Tamu
Ongelmia kuitenkin eteeni tulee sivuryhmien atomien kanssa: mikä on niiden elektronipilven rakenne? Onko olemassa jokin yhtä yksinkertainen keino päätellä atomien rakenne, kuin mitä on pääryhmien atomeilla vai pitääkö porautua orbitaalinen maailmaan?



Kyllä olisi suotavaa tajuta jotain orbitaaleista, jos haluaa yhtään syvällisemmin ymmärtää atomin rakennetta. Jokaiselle energiatasolle ("elektronikuorelle") mahtuu 2n^2 elektronia, eli siis ensimmäiselle 2, toiselle 8 ja kolmannelle 18. Energiatasot jakautuvat alatasoihin s, p, d ja f. Ensimmäisellä energiatasolla on ainoastaan alataso 1s, jolla on yksi orbitaali, ja koska jokaiselle orbitaalille mahtuu kaksi elektronia, menevät seuraavat elektronit tasolle 2s. Energiatasolla 2 on lisäksi kolme p-orbitaalia, joten alatasolle 2p mahtuu 3*2=6 elektronia. Seuraavat elektronit menevät taas kolmannelle energiatasolle, ensin alatasolle 3s (2e), sitten alatasolle 3p (6e). Kolmannella energiatasolla on lisäksi d-orbitaaleja, mutta nyt täyttymisjärjestys hieman muuttuu, sillä tasolla 4s on pienempi energia kuin tasolla 3d, jolloin seuraavat kaksi elektronia pomppaavatkin suoraan sinne ja vasta sen jälkeen jatkuu kolmannen energiatason täyttäminen.

Tamu
Lisäksi eikö aina alempi elektronikuori ole ylempää matala energisempi, jonne elektronit mieluimmin asettuvat?

Ei. 4s on matalaenergisempi kuin 3d, ja esim. 7s on matalaenergisempi kuin 5f. Siksi elektronien sijoittumisessa on epäsäännöllisyyttä heti kun niitä alkaa olla vähän enemmän.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Tamu
Alkuaineista näkee helposti aina kalsiumiin asti, että millainen on kyseisen atomin elektroniverhon rakenne. Atomilla on yhtä monta elektronikuorta kuin monennella jaksolla se sijaitsee ja yhtä monta elektronia uloimmalla kuorellaan kuin monenteen ryhmään se kuuluu.

Ongelmia kuitenkin eteeni tulee sivuryhmien atomien kanssa: mikä on niiden elektronipilven rakenne? Onko olemassa jokin yhtä yksinkertainen keino päätellä atomien rakenne, kuin mitä on pääryhmien atomeilla vai pitääkö porautua orbitaalinen maailmaan?




Kyllä nekin pääsääntöisesti noudattavat selkeää logiikkaa. Poikkeuksiakin on. Käsittääkseni ne eivät ole millään yksinkertaisella kikalla pääteltävissa, mutta monihiukkaskvanttimekaniikalla saadaan kyllä hyvät ennusteet elektronitiloista.


Lisäksi eikö aina alempi elektronikuori ole ylempää matala energisempi, jonne elektronit mieluimmin asettuvat? Miksi joillakin atomeilla on jo seuraavalla kuorella kamaa vaikka alemmalla olisi vielä tilaa? Jos kyse on tässäkin tapauksessa orbitaaleista niin voisitteko selventää tätä asian laitaa meikäläiselle.

Kun atomissa on useita elektroneja, elektronit alkavat vuorovaikuttaa toistensa kanssa. Se aiheuttaa saman pääkvanttiluvun eri liikemäärämomentin tilojen degeneraation purkautumisen. Mitä enemmän elektronikuorten aaltofunktiot menevät päällekkäin, sitä suurempi niiden välinen vuorovaikutus on. Siksi jossain vaiheessa onkin elektronille edullisempaa mennä suuremman pääkvanttiluvun pienen liikemäärämomentiin tilaan, jossa se voi olla kauempana muista elektroneista, vaikka alemman pääkvanttiluvun suuren kulmaliikemäärän tiloja olisi vapaana.

Pääsääntöisesti kuoret täyttyvät järjestyksessä 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d (tästä alkavat transitiometallit), 4p, 5s,4d,5p,6s,4f (nämä ovat 4f transitiometalleja, lantanoideja),5d,6p,... Noilla korkeamman järjestysluvun atomeilla on pieniä variatioita, esimerkiksi joillakin 4f transitiometalleilla on yksi elektroni 5d-tilalla ja joillan toisilla ei. Se liittyi muistakseni jotenkin elektronien spineihin.

Vierailija

Kiitoksia!

Eipä kai auta muu kuin syventyä lukemaan lisää orbitaaleista. Sittenhän kun ne hallitsee niin voi päässään laskeskella atomin rakennetta

Uusimmat

Suosituimmat