ŠTO SU PODNIVOJEVI ENERGIJE I KAKO SU PREDSTAVLJENI? - ZNANOST - 2026

U podrazine energije u atomu su način na koji se elektroni organizirana u elektroničkim školjke, njihovu distribuciju u molekuli ili atomu. Ove podrasti energije nazivamo orbitalima.

Organizacija elektrona u podravninama je ta koja omogućuje kemijske kombinacije različitih atoma i također definira njihov položaj unutar periodične tablice elemenata.

Elektroni su na određeni način raspoređeni u elektronskim školjkama atoma kombinacijom kvantnih stanja. Onog trenutka kada jedno od tih stanja zauzme elektron, a drugi elektroni moraju biti u drugom stanju.

Uvod

Svaki kemijski element u periodičnoj tablici sastoji se od atoma koji su zauzvrat sastavljeni od neutrona, protona i elektrona. Elektroni su negativno nabijene čestice koje se nalaze oko jezgre bilo kojeg atoma, a raspoređene su u orbitalama elektrona.

Orbitala elektrona je obujam prostora u kojem se jedan 95% ima priliku susresti. Postoje različite vrste orbitala, različitih oblika. U svakoj orbitali mogu biti smještena najviše dva elektrona. Prva orbitala atoma postoji gdje je najveća vjerojatnost pronalaska elektrona.

Orbitale su označene slovima s, p, d i f, to jest oštrim, principom, difuznim i temeljnim, a one se kombiniraju kada se atomi udruže u više molekule. U svakoj ljusci atoma su ove kombinacije orbitala.

Na primjer, u sloju 1 atoma postoje S orbitale, u sloju 2 su S i P orbitale, unutar sloja 3 atoma postoje S, P i D orbitale i konačno, u sloju 4 atoma postoje sve S, P, D i F orbitale.

Također u orbitalima nalazimo različite podravnine koje zauzvrat mogu pohraniti više elektrona. Orbitale na različitim razinama energije slične su jedna drugoj, ali zauzimaju različita područja u prostoru.

Prva orbitala i druga orbitala imaju iste karakteristike kao S orbitala, imaju radijalne čvorove, veću vjerojatnost sfernog volumena i mogu držati samo dva elektrona. Međutim, smješteni su na različitim energetskim razinama i na taj način zauzimaju različite prostore oko jezgre.

Položaj na periodnoj tablici elemenata

Svaka od elektroničkih konfiguracija elemenata jedinstvena je, zbog toga određuje njihov položaj u periodnoj tablici elemenata. Ovaj je položaj definiran razdobljem svakog elementa i njegovim atomskim brojem brojem elektrona koje ima element elementa.

Stoga je ključna upotreba periodne tablice za utvrđivanje konfiguracije elektrona u atomima. Elementi su podijeljeni u skupine prema njihovim elektronskim konfiguracijama kako slijedi:

Svaka orbitala predstavljena je u određenim blokovima unutar periodične tablice elemenata. Na primjer, blok S orbitala je područje alkalnih metala, prva skupina u tablici i gdje se nalaze šest elemenata: litij (Li), rubidij (Rb), kalij (K), natrij (Na), francij (Fr) i cezij (Cs), a također i vodik (H), koji nije metal, već plin.

Ova skupina elemenata ima elektron koji se često lako izgubi radi formiranja pozitivno nabijenog iona. Oni su najaktivniji metali i najaktivniji.

Vodik je, u ovom slučaju, plin, ali to je unutar grupe 1 periodične tablice elemenata, jer također ima samo jedan elektron. Vodik može tvoriti ione s jednim pozitivnim nabojem, ali za izvlačenje njegovog pojedinačnog elektrona potrebno je mnogo više energije nego uklanjanje elektrona iz ostalih alkalijskih metala. Pri tvorbi spojeva, vodik obično stvara kovalentne veze.

Međutim, pod ekstremno visokim pritiscima, vodik se pretvara u metalik i ponaša se poput ostalih elemenata iz njegove skupine. To se događa, na primjer, u jezgri planeta Jupiter.

Skupina 2 odgovara zemnoalkalijskim metalima jer njihovi oksidi imaju alkalna svojstva. Među elementima ove skupine nalazimo magnezij (Mg) i kalcij (Ca). Njena orbitala također pripada S razini.

Prijelazni metali, koji odgovaraju skupinama 3 do 12 u periodičnoj tablici, imaju orbitale tipa D.

Elementi koji idu iz skupine 13 do 18 u tablici odgovaraju P orbitalama. I na kraju, elementi poznati kao lantanidi i aktinidi imaju orbitale pod nazivom F.

Položaj elektrona u orbitalima

U orbitali atoma nalaze se elektroni kao način za smanjenje energije. Stoga, ako žele povećati energiju, elektroni će ispuniti glavne orbitalne razine, odmičući se od jezgre atoma.

Mora se uzeti u obzir da elektroni imaju svojstveno svojstvo poznato kao spin. Ovo je kvantni pojam koji, između ostalog, određuje spin elektrona unutar orbitale. Ono što je ključno za utvrđivanje vašeg položaja u podnivojima energije.

Pravila koja određuju položaj elektrona u orbitalima atoma su sljedeća:

• Aufbau-ovo načelo: Elektroni prvo ulaze u orbitu najmanje energije. Taj se princip temelji na dijagramima energetskih razina pojedinih atoma.

• Načelo isključenja iz Paulija: Atomska orbitala može opisati najmanje dva elektrona. To znači da samo dva elektrona s različitim spin elektrona mogu zauzimati atomsku orbitalu.

To podrazumijeva da je atomska orbitala energetsko stanje.

• Hundovo pravilo: Kada elektroni zauzimaju orbitale iste energije, elektroni će prvo ući u prazne orbitale. To znači da elektroni preferiraju paralelne spinove u odvojenim orbitama energetskih pod-nivoa.

Elektroni će ispuniti sve orbitale u podravnima prije nego što naiđu na suprotne spinove.

Posebne elektroničke konfiguracije

Postoje i atomi s posebnim slučajevima energetskih pod-nivoa. Kad dva elektrona zauzimaju istu orbitalu, ne samo da moraju imati različite spinove (što je naznačeno principom Pauli isključenja), već i spajanje elektrona malo podiže energiju.

U slučaju energetskih pod-nivoa, polovina i puna pod-razina smanjuju energiju atoma. To dovodi do veće stabilnosti atoma.

Reference

1. Konfiguracija elektrona. Oporavak s Wikipedije.
2. Elektronske konfiguracije uvod. Oporavak s chem.libretexts.org.
3. Orbitale i obveznice. Oporavak od chem.fsu.edu.
4. Periodična tablica, elementi glavne skupine. Oporavak s newworldencyclopedia.org.
5. Načela elektro konfiguracije. Oporavak od sartep.com.
6. Elektronička konfiguracija elemenata. Oporavak od znanosti.uwaterloo.ca.
7. Spin elektrona. Oporavak od hiperfizike.phy-astr.gsu.edu.