Toggle menu
310,1 tis.
44
18
525,5 tis.
Hrvatska internetska enciklopedija
Toggle preferences menu
Toggle personal menu
Niste prijavljeni
Your IP address will be publicly visible if you make any edits.

Elektronska konfiguracija

Izvor: Hrvatska internetska enciklopedija
Elektronske ljuske i stanja elektrona kod atoma i molekula.
Bohrov model atoma litija.
Orbitale se popunjavaju sljedećim redosljedom: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s 2 5f14 7p6. Broj u potenciji označuje maksimalan broj elektrona (e-) koji određena podljuska može imati.
Elektronska konfiguracija ugljika: 1s2 2s2 2p2

Elektronska konfiguracija je raspored elektronaatomu, obilježen nizom energijskih stanja koja se predočavaju raspodjelom elektrona u koncentrične ljuske oko atomske jezgre, momentom veličine njihova gibanja i drugo. Broj elektrona u potpunom (neutralnom) atomu odgovara atomskomu (rednomu) broju elementa. Stanje pojedinog elektrona u atomu određuju 4 kvantna broja: glavni, orbitalni, magnetni i spinski kvantni broj (kvantna mehanika).

  • Glavni kvantni broj n određuje energiju pojedine skupine bliskih energija i može imati vrijednosti:

n = 1, 2, 3, ...

U kemiji se taj niz energijskih razina naziva ljuska i označavaju se s K, L, M, N...

  • Orbitalni kvantni broj l određuje veličinu kutne količine gibanja elektrona u atomu koju označavamo s L (zamah). Veličina L i l su povezane jednadžbom:
L2 = l(l+1)ћ.

Vrijednosti l su:

l = 0, 1, 2, 3, ...(n - 1)

ћ = h/2π gdje h predstavlja Planckovu konstantu. Često se orbitalni kvantni broj naziva podljuskom ili orbitalom i označava slovima s, p, d, f,... prema izgledu spektralnih linija.

l = 0 → s sharp (oštra)

l = 1 → p principal (glavna)

l = 2 → d diffuse (raspršena)

l = 3 → f fundamental (osnovna)

  • Magnetni orbitalni kvantni broj po apsolutnoj vrijednosti ne može biti veći od orbitalnog kvantnog broja, |ml| ≤ l. Poprima vrijednosti:

ml = -l, (-l + 1), ... -1, 0, +1,... (l – 1), l

Dakle, svakom paru brojeva n, l odgovara (2n + 1) različitih vrijednosti kvantnog broja ml . U vanjskom magnetnom polju u smjeru odabrane osi, primjerice z – osi, projekcija zamaha L je također kvantizirana i ima vrijednost Lz = mlћ.

  • Magnetski spinski kvantni broj ms; spinom se opisuje vlastito svojstvo elektrona nešto slično vrtnji elektrona oko vlastite osi, po čemu je i odabran naziv tog kvantnog broja. Može poprimiti samo dvije vrijednosti:
ms = −1/2 ili +1/2.

Komponenta spina u smjeru magnetskog polja je msћ: −1/2ћ ili +1/2ћ. Vlastiti zamah S = ћ[s(s+1)]1/2, a u smjeru magnetskog polja Sz = msћ. Spin je svojstvo elementarnih čestica, i čestice polucjelobrojnoga spina nazivamo fermionima, a cjelobrojnog bozonima.

Za označivanje normalnih stanja atoma i iona poznatih elemenata (ukupno gotovo 6000 stanja) dovoljno je prvih sedam glavnih i prva četiri orbitalna kvantna broja. Pri tome je od osnovne važnosti Paulijevo načelo isključenja istih stanja: u određenom stanju glavnoga, orbitalnoga, magnetnog [m = – l,…, 0,…, l] i spinskoga S = ± 1/2 kvantnog broja u jednom atomu može biti samo jedan elektron. Zato u podljusci atoma s orbitalnim kvantnim brojem l može biti 2l + 1 vrijednosti m stanja puta 2 spinska stanja, tj. ukupno 2(2l + 1) elektrona. Elektronska ljuska sadržava sve podljuske l = 0, 1, 2, … n – 1, pa maksimalni broj elektrona u jednoj ljusci iznosi 2 (2 · 0 + 1) + 2 (2 · 1 + 1) + … + 2 [ 2 · ( n – 1 ) + 1] = 2n². Elektronska konfiguracija pojedinog atoma označuje se stanjima (n i l) i brojem elektrona. Osnovno stanje vodika je 1s (n = 1, l = 0); helija 1s², litija 1s², 2s, kisika 1s², 2s², 2p4 itd. Kemijska svojstva atoma ovise u najvećoj mjeri o vanjskoj elektronskoj ljusci. Elementi s popunjenim ljuskama ili podljuskama ne pokazuju afinitet prema drugim elementima (plemeniti plinovi). Proučavanje elektronskih konfiguracija elemenata pokazuje da se elektronske ljuske pune redom samo do argona (elektronska konfiguracija je 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6); dalje se ne nastavlja popunjavanje (3d) podljuske, već započinje popunjavanje ljuske 4. Razlog je u tome što se uvijek popunjava najniže energijsko stanje, a podljuske s velikim orbitalnim momentima (2, 3,…) u srednjim i teškim elementima često imaju višu energiju od podljusaka s malim l (0 ili 1) u idućoj višoj ljuski. Kako je vanjska ljuska popunjena do neke podljuske, a idući redom u periodnom sustavu popunjava se prethodna elektronska ljuska, elementi u takvu nizu (lantanidi, aktinidi) imaju vrlo slična kemijska svojstva (periodni sustav elemenata). Atomi u uzbuđenim stanjima imaju različitu elektronsku konfiguraciju od atoma u osnovnom stanju. Prijelazi iz jedne u drugu elektronsku konfiguraciju obavljaju se uz emisiju fotona svjetlosti, u sudarima itd. (emisija; spektar) [1]

Izvori

  1. elektronska konfiguracija, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.

uz dozvolu autora teksta


Literatura

  • Ivan Filipović, Stjepan Lipanović: Opća i anorganska kemija, Školska knjiga, Zagreb, 1995.

ro:Configuraţie electronică sl:Elektronska konfiguracija