ระดับย่อยพลังงานคืออะไร?

ระดับย่อยของพลังงาน ในอะตอมพวกเขาเป็นรูปแบบที่อิเล็กตรอนถูกจัดในชั้นอิเล็กทรอนิกส์การกระจายของพวกเขาในโมเลกุลหรืออะตอม ระดับย่อยพลังงานเหล่านี้เรียกว่า orbitals.

การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับย่อยเป็นสิ่งที่ช่วยให้การรวมกันทางเคมีของอะตอมที่แตกต่างกันและยังกำหนดตำแหน่งของพวกเขาภายในตารางธาตุ.

อิเล็กตรอนถูกจัดเรียงในเลเยอร์อิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมด้วยวิธีการบางอย่างโดยการรวมกันของสถานะควอนตัม ช่วงเวลาที่หนึ่งในรัฐเหล่านี้ถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนอิเล็กตรอนอื่นจะต้องอยู่ในสถานะที่แตกต่างกัน.

การแนะนำ

องค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดในตารางธาตุประกอบด้วยอะตอมซึ่งประกอบด้วยนิวตรอนโปรตอนและอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุลบที่พบรอบนิวเคลียสของอะตอมใด ๆ ที่กระจายอยู่ในวงโคจรของอิเล็กตรอน.

orbitals อิเล็กตรอนคือปริมาตรของพื้นที่ซึ่งอิเล็กตรอนมีโอกาสถูกค้นพบ 95% วงโคจรประเภทต่าง ๆ มีรูปร่างต่างกัน ในแต่ละวงจะมีอิเลคตรอนได้สูงสุดสองตัว การโคจรครั้งแรกของอะตอมคือความน่าจะเป็นสูงสุดในการค้นหาอิเล็กตรอน.

วงโคจรถูกกำหนดโดยตัวอักษร s, p, d และ f, นั่นคือชาร์ป, หลักการ, การกระจายและพื้นฐานและรวมกันเมื่ออะตอมเข้าร่วมเพื่อสร้างโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ขึ้น การรวมกันของวงโคจรจะพบได้ในแต่ละชั้นของอะตอม.

ตัวอย่างเช่นในชั้นที่ 1 ของอะตอมมี S orbitals ในชั้นที่ 2 มี S และ P orbitals ในชั้นที่ 3 ของอะตอมมี S, P และ D orbitals และในชั้นที่ 4 ของอะตอมมีทั้งหมด S, P, D และ F orbitals.

นอกจากนี้ในวงโคจรเราพบระดับย่อยต่าง ๆ ซึ่งสามารถเก็บอิเล็กตรอนได้มากขึ้น orbitals ในระดับพลังงานที่แตกต่างกันมีความคล้ายคลึงกัน แต่ครอบครองพื้นที่ที่แตกต่างกันในอวกาศ.

วงโคจรแรกและวงโคจรที่สองมีลักษณะเดียวกับที่วงโคจร S มีโหนดเรเดียลมีความน่าจะเป็นมากกว่าของทรงกลมและมีอิเล็กตรอนสองตัวเท่านั้น อย่างไรก็ตามมันตั้งอยู่ในระดับพลังงานที่แตกต่างกันดังนั้นจึงมีช่องว่างต่าง ๆ รอบนิวเคลียส.

ที่ตั้งในตารางธาตุ

การกำหนดค่าทางอิเล็คทรอนิคส์ของแต่ละองค์ประกอบนั้นมีความเป็นเอกลักษณ์ซึ่งเป็นเหตุผลที่พวกเขากำหนดตำแหน่งของพวกเขาในตารางธาตุ ตำแหน่งนี้ถูกกำหนดโดยช่วงเวลาของแต่ละองค์ประกอบและหมายเลขอะตอมของมันด้วยจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมขององค์ประกอบนั้นมี.

ด้วยวิธีนี้การใช้ตารางธาตุเพื่อกำหนดค่าของอิเล็กตรอนในอะตอมเป็นกุญแจสำคัญ องค์ประกอบถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ดังนี้:

การโคจรแต่ละครั้งจะถูกแสดงในบล็อกเฉพาะภายในตารางธาตุ ตัวอย่างเช่นบล็อกการโคจร S คือพื้นที่ของโลหะอัลคาไลกลุ่มแรกในตารางและที่มีองค์ประกอบหกลิเธียม (Li), รูบิเดียม (Rb), โพแทสเซียม (K), โซเดียม (Na), ฟรังซิโอ Fr) และ Cesium (Cs) และไฮโดรเจน (H) ซึ่งไม่ใช่โลหะ แต่เป็นแก๊ส.

องค์ประกอบของกลุ่มนี้มีอิเล็กตรอนซึ่งมักจะหายไปได้ง่ายเพื่อสร้างไอออนที่มีประจุบวก พวกเขาเป็นโลหะที่ใช้งานมากที่สุดและปฏิกิริยามากที่สุด.

ในกรณีนี้ไฮโดรเจนเป็นก๊าซ แต่อยู่ในกลุ่มที่ 1 ของตารางธาตุเนื่องจากมันมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ไฮโดรเจนสามารถสร้างไอออนด้วยประจุบวกเพียงครั้งเดียว แต่การได้รับอิเล็กตรอนเดี่ยวนั้นต้องการพลังงานมากกว่าการเอาอิเล็กตรอนออกจากโลหะอัลคาไลน์อื่น ๆ เมื่อสร้างสารประกอบไฮโดรเจนมักสร้างพันธะโควาเลนต์.

อย่างไรก็ตามภายใต้แรงกดดันที่สูงมากไฮโดรเจนจะกลายเป็นโลหะและทำตัวเหมือนองค์ประกอบอื่น ๆ ในกลุ่ม สิ่งนี้เกิดขึ้นภายในแกนกลางของดาวพฤหัสบดี.

กลุ่มที่ 2 สอดคล้องกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ เนื่องจากออกไซด์ของพวกมันมีคุณสมบัติเป็นด่าง ในบรรดาองค์ประกอบของกลุ่มนี้เราพบแมกนีเซียม (Mg) และแคลเซียม (Ca) วงโคจรของพวกเขายังอยู่ในระดับ S.

โลหะทรานซิชันซึ่งสอดคล้องกับกลุ่ม 3 ถึง 12 ในตารางธาตุมีประเภท D orbitals.

องค์ประกอบที่เปลี่ยนจากกลุ่ม 13 ถึง 18 ในตารางตรงกับ P. orbitals และสุดท้ายองค์ประกอบที่รู้จักกันในชื่อ lanthanides และ actinides มีวงโคจรของชื่อ F.

ตำแหน่งของอิเล็กตรอนในวงโคจร

อิเล็กตรอนถูกพบในวงโคจรของอะตอมเพื่อลดพลังงาน ดังนั้นหากคุณต้องการเพิ่มพลังงานอิเล็กตรอนจะเติมเต็มในระดับวงโคจรหลักซึ่งเคลื่อนที่ออกจากนิวเคลียสของอะตอม.

เราต้องพิจารณาว่าอิเล็กตรอนมีคุณสมบัติที่เรียกว่าสปิน นี่คือแนวคิดควอนตัมที่กำหนดเหนือสิ่งอื่นใดการหมุนของอิเล็กตรอนภายในวงโคจร อะไรคือสิ่งสำคัญในการกำหนดตำแหน่งของคุณในระดับพลังงานย่อย.

กฎที่กำหนดตำแหน่งของอิเล็กตรอนในวงโคจรของอะตอมมีดังต่อไปนี้:

• หลักการของ Aufbau: อิเล็กตรอนเข้าสู่วงโคจรด้วยพลังงานที่ลดลงก่อน หลักการนี้ขึ้นอยู่กับไดอะแกรมของระดับพลังงานของอะตอมบางอย่าง.

• หลักการกีดกัน Pauli: การโคจรของอะตอมสามารถอธิบายอย่างน้อยสองอิเล็กตรอน ซึ่งหมายความว่ามีเพียงสองอิเล็กตรอนที่มีการหมุนของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันเท่านั้นที่สามารถครอบครองอะตอมของวง.

นี่ก็หมายความว่าการโคจรของอะตอมเป็นสถานะที่มีพลัง.

• กฎของ Hund: เมื่ออิเล็กตรอนเข้าสู่วงโคจรของพลังงานเดียวกันอิเล็กตรอนจะเข้าสู่วงโคจรที่ว่างเปล่าก่อน ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนต้องการหมุนแบบขนานในวงโคจรแยกของระดับย่อยพลังงาน.

อิเล็กตรอนจะเติมเต็มวงโคจรทั้งหมดในระดับย่อยก่อนที่จะพบกับสปินที่ตรงกันข้าม.

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์พิเศษ

นอกจากนี้ยังมีอะตอมที่มีกรณีพิเศษของระดับพลังงานย่อย เมื่ออิเล็กตรอนสองตัวเข้ายึดกับวงโคจรเดียวกันพวกมันจะต้องมีสปินที่แตกต่างกัน (ตามที่ระบุโดยหลักการของ Pauli Exclusion) แต่การมีเพศสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนจะเพิ่มพลังงานเล็กน้อย.

ในกรณีของระดับย่อยพลังงานครึ่งเต็มและหนึ่งเต็มเต็มระดับย่อยลดพลังงานของอะตอม สิ่งนี้ทำให้อะตอมมีความเสถียรมากขึ้น.

การอ้างอิง

1. การกำหนดค่าอิเล็กตรอน สืบค้นจาก Wikipedia.com.
2. โครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ สืบค้นจาก chem.libretexts.org.
3. วงโคจรและพันธบัตร สืบค้นจาก chem.fsu.edu.
4. ตารางธาตุองค์ประกอบกลุ่มหลัก รับจาก newworldencyclopedia.org.
5. หลักการกำหนดค่าไฟฟ้า กู้คืนจาก sartep.com.
6. องค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์การกำหนดค่า สืบค้นจาก Science.uwaterloo.ca.
7. อิเล็กตรอนสปิน สืบค้นจาก hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.