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Die Grundzustandselektronenkonfiguration für jedes Atom wird bestimmt, indem die Elektronen zuerst in die Orbitale mit der niedrigsten Energie gebracht werden Füllen Sie diese, bevor Sie sich zum Orbital bewegen, mit der nächsthöheren Energie. Für Orbitale mit gleicher Energie werden Elektronen gemäß der Hundschen Regel platziert, wonach Elektronen in Orbitalen mit derselben Energie lieber in einzelnen Orbitalen als gepaart sind. Die Atomorbitale in der Reihenfolge der niedrigsten Energie zur höheren Energie sind 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p usw. Dies hat ein Muster, das sich in der Organisation des Periodensystems widerspiegelt, anstatt sich die Details der Orbitale zu merken Ich kann mich nur daran erinnern, dass die Orbitale das Muster des Periodensystems bestimmen und dann die Orbitale durch Betrachten eines Periodensystems der Elemente ablesen können. Im Periodensystem repräsentieren Zeilen Elektronenschalen wie Schichten einer Zwiebel. Spalten repräsentieren die Orbitale und während Sie im Periodensystem von links nach rechts lesen, füllen Sie die Orbitale in jeder Schale in der richtigen Reihenfolge von der niedrigsten bis zur höchsten Energie. Die ersten beiden Spalten in der Tabelle (die Erdalkalielemente) repräsentieren s-Orbitale. (Für die Zwecke dieser Diskussion können Sie davon ausgehen, dass Helium in die Position direkt über Beryllium verschoben wird.) Die s-Orbitale sind sphärisch symmetrisch, und es gibt nur eines pro Schale, aber jedes Orbital kann zwei Elektronen enthalten, ein Spin-up und eine Drehung nach unten (normalerweise dargestellt durch einen Aufwärtspfeil und einen Abwärtspfeil). Die sechs Spalten rechts stellen p-Orbitale dar. Es gibt drei p-Orbitale mit derselben Energie, die px-, py- und pz-Orbitale, die mit den dreidimensionalen ausgerichtet sind Koordinatenachsen x, y und z. So können Sie sich daran erinnern, dass es sich um drei p-Orbitale pro Schale handelt. Die d-Orbitale sind komplizierter, aber es gibt 5 Orbitale für insgesamt 10 Elektronen. Sie können Diagramme und Namen von nachschlagen Die 5-d-Orbitale. Die f-Orbitale sind 7 (in jeder Schale ab der vierten und höher) und enthalten insgesamt 14 Elektronen. Dies erklärt, warum der zentrale Bereich des Periodensystems 10 Spalten hat. Die Elemente in diesem Bereich von Das Periodensystem sind die Übergangselemente t des Periodensystems stellt die f-Orbitale dar, die normalerweise getrennt vom Hauptteil des Tisches angezeigt werden, aber das ist nur eine Annehmlichkeit. Idealerweise wird es über die gleiche Weise wie die Übergangselemente eingefügt. Die unteren Reihen sind die Seltenerdelemente oder Lanthaniden, und die unterste Reihe sind die Aktiniden. Aber zurück zur ursprünglichen Frage: Brom befindet sich im p-Orbitalabschnitt des Periodensystems in der vorletzten Spalte und ist „ein Halogen wie Chlor und Jod. Es befindet sich auch in der ersten Reihe, die ein Übergangselement aufweist.“ Abschnitt darin. Wenn Sie also das Periodensystem vom Anfang bis zur Position von Brom in der Tabelle lesen, erhalten Sie die Elektronenkonfiguration. Beginnen Sie mit dem 1s-Orbital mit zwei Elektronen. Das führt Sie an Wasserstoff und Helium vorbei (Helium wird normalerweise ganz rechts angezeigt, aber für das Für diese Diskussion ist es besser, sie direkt über Beryllium mit den anderen s-Orbitalen zu platzieren. Bisher haben wir 1s2 2s2, was zwei Elektronen in jedem dieser Orbitale in jeder der ersten beiden Elektronenschalen bedeutet. Wenn wir weiter zu Aluminium gehen, beginnen wir, die p-Orbitale zu füllen. Wenn wir zu Neon kommen, sind wir bei 1s2 2s2 2p6 (das erste p-Orbital befindet sich in der zweiten Elektronenhülle, also erhält es eine 2) Reihe, wir haben zwei weitere Alkalierden, das ist 3s 2. Wir haben eine weitere Reihe von p, so dass 3p6. Die nächste Reihe gibt uns 4s 2 und die erste Reihe von Übergangselementen. Diese befinden sich tatsächlich in der dritten Elektronenhülle, so dass es 3d und nicht 4d sein wird, aber die p-Orbitale befinden sich in der äußersten Schale, so dass sie 4p sind. Wir nähern uns Brom, aber anstelle aller sechs Elektronen wie in Krypton werden wir nur 5 einfügen, da wir nur zur vorletzten Spalte gehen, sodass die endgültige Konfiguration 1s2 2s2 2p6 3s2 ist 3p6 4s2 3d10 4p5. Wenn Sie das Problem jedoch genauer untersuchen möchten, sollten Sie genauer untersuchen, wie diese letzten Elektronen die äußere Hülle füllen. Sie wissen, dass die p-Orbitale drei sind, also die äußere Die Schale kann verschiedene Variationen aufweisen, je nachdem, welches der p-Orbitale gefüllt ist. Diese Zustände haben aufgrund der beteiligten Symmetrie alle die gleiche Energie, aber die Geometrie ist unterschiedlich, da die p-Orbitale px py und pz auf die verschiedenen Achsen ausgerichtet sind Der richtige Weg, um den elektronischen Zustand auszudrücken, ist eine Quantenüberlagerung mehrerer verschiedener Zustände. In Brom besteht der Unterschied darin, welches der p-Orbitale das fehlende Elektron aufweist und ob dieses endgültige ungepaarte Elektron hoch- oder runtergeschleudert wird Insgesamt sechs mögliche Groun d Zustandskonfigurationen sind alle entartet.Sie können den Grundzustand als Überlagerung dieser sechs Zustände ausdrücken, was bedeutet, dass es unbestimmt ist, in welchem Zustand sich das Atom „wirklich“ befindet, aber es hat die gleiche Wahrscheinlichkeit, in jedem dieser sechs Zustände beobachtet zu werden.
Antwort
Br-Elektronenkonfiguration…
1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6 3d10, 4s2 4p5… oder… [Ar] 3d10, 4s2 4p5
Wenn in der Reihenfolge zunehmender Energie aufgeführt, folgt der 4s-Sublevel nach dem 3d. Ein häufiges Missverständnis ist, dass der 3d eine höhere Energie als der 4s hat. Dies ist bei Elementen nach Calcium nicht der Fall (wobei Z größer als ist 20).
Das Diagramm stammt aus dem Artikel „Die vollständige Geschichte der Elektronenkonfigurationen der Übergangselemente“ von WH Eugen Schwarz Journal of Chemical Education, Band 87, Nr. 4, April 2010 http://www.quimica.ufpr.br/edulsa/cq115/artigos/The\_full\_story\_of\_the\_electron\_configurations\_of\_the\_transition\_elements.pdf