Construção de configuração eletrônica do kernel, exemplos

O Configuração eletrônica do kernel ou compacto é aquele cujas notações quânticas do número de elétrons e seus sub -níveis de energia são abreviados pelos símbolos de gases nobres entre colchetes. É muito útil ao escrever configurações eletrônicas para um determinado elemento, pois é simples e rápido.

A palavra 'kernel' geralmente se refere às camadas internas eletrônicas de um átomo; Isto é, aqueles em que seus elétrons não são de Valência e, portanto, não participam da ligação química, embora definam as propriedades do elemento. Metaforicamente falando, o kernel seria o interior da cebola, com suas camadas compostas por uma série de orbitais crescentes em energia.

Configurações eletrônicas abreviadas com os símbolos de gases nobres. Fonte: Gabriel Bolívar.

A imagem superior mostra símbolos químicos para quatro dos gases nobres entre colchetes e com cores diferentes: [ele] (verde), [ne] (vermelho), [ar] (roxo) e [kr] (azul) (azul).

Cada um de seus quadros pontilhados contém caixas que representam os orbitais. Quanto maior, maior o número de elétrons contendo; que por sua vez significarão que as configurações eletrônicas de mais elementos podem ser simplificadas com esses símbolos. Isso economiza tempo e energia escrevendo todas as anotações.

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Ordem de construção

Antes de usar configurações eletrônicas do kernel, é conveniente revisar a ordem correta para construir ou escrever essas configurações. Isso é governado de acordo com a regra diagonal ou o diagrama de Moeller (chamado em algumas partes da chuva). Tendo este diagrama à mão, as notações quânticas permanecem as seguintes:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

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Esta fila de notações quânticas parece exausta; E seria ainda mais se você tivesse que escrever todos os tempos para ser representado a configuração eletrônica de qualquer elemento que foi encontrado no período 5 em diante. Observe que a linha está vazia de elétrons; Não há números nos direitos superiores (1s²2s²2 p⁶…).

Deve -se lembrar que os orbitais s pode "hospedar" dois elétrons (ns²). Os orbitais p Existem três no total (veja as três caixas acima), para que elas possam hospedar seis elétrons (NP⁶). E finalmente, os orbitais d Existem cinco, e o F sete, tendo um total de dez (ND¹⁰) e quatorze (NF¹⁴) elétrons, respectivamente.

Abreviação de configuração eletrônica

Dito isto, a fileira anterior de notações quânticas é preenchida com elétrons:

1s² 2s² 2 p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5 p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5 d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

Quantos elétrons estão no total? 118. E qual elemento corresponde a uma quantidade tão grande de elétrons em seu átomo? A gás oganeso nobre, OG.

Suponha que exista um elemento com um número quântico Z igual a 119. Então, sua configuração eletrônica de Valência seria 8s¹; Mas qual seria sua configuração eletrônica completa?

1s² 2s² 2 p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5 p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5 d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶ 8s¹

E qual seria a sua configuração eletrônica de kernel, o compacto? Está:

[OG] 8s¹

Observe a simplificação ou abreviação óbvia. No símbolo [OG], todos os 118 elétrons escritos acima são contados, então esse elemento incerto tem 119 elétrons, dos quais apenas um é de Valencia (seria localizado sob o Frania na tabela periódica).

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Exemplos

Em geral

Suponha agora que você deseja executar a abreviação progressivamente:

[Ele] 2s² 2 p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5 p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5 d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

Observe que 1s² Foi substituído por [ele]. O próximo gás nobre é o néon, que tem 10 elétrons. Sabendo disso, a abreviação continua:

[NE] 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5 p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5 d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

Em seguida, siga o argônio, com 18 elétrons:

[AR] 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5 p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5 d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

Como o próximo gás nobre é o Kripton, outros 36 elétrons são avançados:

[KR] 5s² 4d¹⁰ 5 p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5 d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

O Xenon possui 54 elétrons e, portanto, movemos a abreviação para o orbital 5p:

[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5 d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

Neste ponto, a configuração eletrônica é sempre abreviada para o orbital NP; Isto é, gases nobres têm esses orbitais cheios de elétrons. E finalmente siga o radônio, com 86 elétrons, por isso abreviamos o orbital 6p:

[RN] 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

Oxigênio

O oxigênio possui oito elétrons, sendo sua configuração eletrônica completa:

1s²2s²2 p⁴

A única abreviação que podemos usar é [ele] por 1s². Assim, sua configuração eletrônica do kernel é:

[Ele] 2s²2 p⁴

Potássio

O potássio tem dezenove elétrons, sendo sua configuração eletrônica completa:

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1s² 2s² 2 p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹

Observe que podemos usar o símbolo [ele] para abreviar essa configuração; bem como [ne] e [ar]. O último é o que é usado porque o argônio é o gás nobre que o precede mais próximo do potássio. Portanto, sua configuração eletrônica de kernel permanece:

[AR] 4s¹

indiano

O índio tem quarenta elétrons, sendo sua configuração eletrônica completa:

1s² 2s² 2 p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5 p¹

Como o Kripton é o gás nobre mais próximo que precede o indiano, o símbolo [KR] para a abreviação é usado, e sua configuração eletrônica do kernel é obtida:

[KR] 5s² 4d¹⁰ 5 p¹

Embora os orbitais 4D não pertencem formalmente ao núcleo indiano, seus elétrons não intervêm (pelo menos em condições normais) em sua ligação metálica, mas os de 5s e 5p orbitais.

Tungstênio

O tungstênio (ou Wolframio) possui 74 elétrons e sua configuração eletrônica completa é:

1s² 2s² 2 p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5 p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5 d⁴

Novamente, procuramos o gás nobre mais próximo. No seu caso, corresponde a Xenón, que tem seus orbitais 5p completos. Assim, substituímos a fileira de notações quânticas pelo símbolo [XE] e finalmente teremos sua configuração eletrônica de kernel:

[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5 d⁴

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). Cengage Learning.
3. Pat Thayer. (2016). Diagramas de configuração de elétrons. Recuperado de: químicapApp.org
4. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (5 de dezembro de 2018). Definição Noble Gas Core. Recuperado de: pensamento.coma
5. Wikipedia. (2019). Configuração eletronica. Recuperado de: é.Wikipedia.org