MOELLER DIAGRAM: ประกอบด้วยอะไรบ้างและแบบฝึกหัดแก้ไขได้ - เคมี - 2025

Moeller แผนภาพหรือวิธีการของฝนเป็นกราฟิกและวิธีการจำการเรียนรู้กฎลังส์; นั่นคือวิธีการเขียนโครงร่างอิเล็กตรอนขององค์ประกอบ มีลักษณะเฉพาะด้วยการวาดเส้นทแยงมุมผ่านคอลัมน์ของวงโคจรและตามทิศทางของลูกศรลำดับที่เหมาะสมของอะตอมจะถูกสร้างขึ้น

ในบางส่วนของโลกแผนภาพ Moeller เรียกอีกอย่างว่าวิธีฝน ด้วยวิธีนี้คำสั่งถูกกำหนดไว้ในการเติมออร์บิทัลซึ่งกำหนดโดยเลขควอนตัมสามตัว n, l และ ml

ที่มา: Gabriel Bolívar

แผนภาพ Moeller อย่างง่ายแสดงในภาพด้านบน แต่ละคอลัมน์จะสอดคล้องกับออร์บิทัลที่แตกต่างกัน: s, p, d และ f โดยมีระดับพลังงานตามลำดับ ลูกศรแรกบ่งชี้ว่าการเติมอะตอมใด ๆ ต้องเริ่มต้นด้วย 1s ออร์บิทัล

ดังนั้นลูกศรถัดไปจะต้องเริ่มต้นจากวงโคจร 2 วินาทีจากนั้นจากวงโคจร 2p ถึงวงโคจร 3 ด้วยวิธีนี้ราวกับว่าฝนตกวงโคจรและจำนวนอิเล็กตรอนที่พวกมันอาศัยอยู่ (4 l +2) จะถูกบันทึกไว้

แผนภาพ Moeller แสดงถึงบทนำสำหรับผู้ที่ศึกษาการกำหนดค่าอิเล็กตรอน

Moeller diagram คืออะไร?

กฎของ Madelung

เนื่องจากแผนภาพ Moeller ประกอบด้วยการแสดงผลแบบกราฟิกของกฎของ Madelung จึงจำเป็นต้องทราบว่าหลังทำงานอย่างไร การเติมออร์บิทัลต้องเป็นไปตามกฎสองข้อต่อไปนี้:

- วงโคจรที่มีค่าต่ำสุดของ n + l จะถูกเติมก่อนโดยที่ n คือจำนวนควอนตัมหลักและ l คือโมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจร ตัวอย่างเช่นออร์บิทัล 3 มิติสอดคล้องกับ n = 3 และ l = 2 ดังนั้น n + l = 3 + 2 = 5; ในขณะเดียวกันออร์บิทัล 4s สอดคล้องกับ n = 4 และ l = 0 และ n + l = 4 + 0 = 4 จากข้างต้นเป็นที่ยอมรับว่าอิเล็กตรอนเติมออร์บิทัล 4s ก่อน 3 มิติ

- ถ้าวงโคจรสองวงมีค่า n + l เท่ากันอิเล็กตรอนจะครอบครองวงโคจรที่มีค่าต่ำสุดของ n ก่อน ตัวอย่างเช่นออร์บิทัล 3 มิติมีค่า n + l = 5 เช่นเดียวกับออร์บิทัล 4p (4 + 1 = 5); แต่เนื่องจาก 3d มีค่าน้อยที่สุดคือ n จึงจะเติมมากกว่า 4p ก่อน

จากการสังเกตสองครั้งก่อนหน้านี้สามารถเข้าถึงลำดับการเติมของออร์บิทัลต่อไปนี้ได้: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p

ทำตามขั้นตอนเดียวกันสำหรับค่า n + l ที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละออร์บิทัลจะได้รับการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมอื่น ซึ่งสามารถกำหนดได้ด้วยแผนภาพ Moeller แบบกราฟิก

ขั้นตอนในการปฏิบัติตาม

กฎของ Madelung กำหนดสูตร n + l ซึ่งการกำหนดค่าอิเล็กตรอนสามารถ "ติดอาวุธ" ได้ อย่างไรก็ตามตามที่ระบุไว้แผนภาพ Moeller แสดงถึงสิ่งนี้ในรูปแบบกราฟิกแล้ว ดังนั้นเพียงแค่ทำตามคอลัมน์และวาดเส้นทแยงมุมทีละขั้นตอน

แล้วคุณจะเริ่มการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมได้อย่างไร? ในการทำเช่นนี้ก่อนอื่นคุณต้องทราบเลขอะตอม Z ซึ่งตามนิยามสำหรับอะตอมที่เป็นกลางจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน

ดังนั้นเมื่อใช้ Z เราจึงได้จำนวนอิเล็กตรอนและด้วยเหตุนี้เราจึงเริ่มวาดเส้นทแยงมุมผ่านแผนภาพ Moeller

s ออร์บิทัลสามารถรองรับอิเล็กตรอนได้สองตัว (โดยใช้สูตร 4 l +2), อิเล็กตรอน p หก, d สิบและ f สิบสี่ มันจะหยุดที่วงโคจรที่ซึ่งอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายที่ Z มอบให้นั้นถูกครอบครอง

สำหรับคำชี้แจงเพิ่มเติมด้านล่างนี้เป็นชุดของแบบฝึกหัดที่มีการแก้ไข

แบบฝึกหัดที่แก้ไข

เบริลเลียม

เมื่อใช้ตารางธาตุเบริลเลียมธาตุจะอยู่ที่ Z = 4 นั่นคืออิเล็กตรอนสี่ตัวของมันจะต้องอยู่ในวงโคจร

เริ่มต้นด้วยลูกศรแรกในแผนภาพ Moeller วงโคจร 1s มีอิเล็กตรอนสองตัว: 1s ² ; ตามด้วย 2s วงกับอิเล็กตรอนสองเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มจำนวน 4: 2S 2

ดังนั้นการกำหนดค่าของอิเล็กตรอนเบริลเลียมแสดงเป็น 1s ² 2s 2 โปรดสังเกตว่าผลรวมของตัวยกจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมด

การจับคู่

ธาตุฟอสฟอรัสมีค่า Z = 15 ดังนั้นจึงมีอิเล็กตรอนทั้งหมด 15 ตัวซึ่งจะต้องครอบครองวงโคจร ในการก้าวไปข้างหน้าคุณเริ่มต้นพร้อมกันด้วยการกำหนดค่า 1s ² 2s ²ซึ่งมีอิเล็กตรอน 4 ตัว จากนั้นอิเล็กตรอนอีก 9 ตัวจะหายไป

หลังจากการโคจร 2 วินาทีลูกศรถัดไป "เข้าสู่" ออร์บิทัล 2p และลงจอดในวงโคจร 3 วินาทีในที่สุด ในฐานะที่เป็นออร์บิทั 2p สามารถครอบครอง 6 อิเล็กตรอนและ 3s 2 อิเล็กตรอนเรา: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s 2

ยังมีอิเล็กตรอนอีก 3 ตัวที่ขาดหายไปซึ่งครอบครองออร์บิทัล 3p ต่อไปนี้ตามแผนภาพ Moeller: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ³การกำหนดค่าอิเล็กตรอนของสารเรืองแสง

เซอร์โคเนียม

องค์ประกอบเซอร์โคเนียมมี Z = 40 การทำให้เส้นทางสั้นลงด้วยการกำหนดค่า 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶โดยมีอิเล็กตรอน 18 ตัว (ของอาร์กอนแก๊สมีตระกูล) จากนั้นอิเล็กตรอนอีก 22 ตัวจะหายไป หลังจากออร์บิทัล 3p ถัดไปที่เติมตามแผนภาพ Moeller คือวงโคจร 4s, 3d, 4p และ 5s

เติมให้สมบูรณ์นั่นคือ 4s ² , 3d ¹⁰ , 4p ⁶และ 5s ²จะมีการเพิ่มอิเล็กตรอนทั้งหมด 20 ตัว ดังนั้นอิเล็กตรอนที่เหลือ 2 ตัวจึงอยู่ในออร์บิทัลต่อไปนี้: 4d ดังนั้นการกำหนดค่าของอิเล็กตรอนเซอร์โคเนียมคือ 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d 2

อิริเดียม

อิริเดียมมี Z = 77 ดังนั้นจึงมีอิเล็กตรอนเพิ่มอีก 37 ตัวเมื่อเทียบกับเซอร์โคเนียม เริ่มจากนั่นคือ 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰เราต้องเพิ่มอิเล็กตรอน 29 ตัวพร้อมวงโคจรต่อไปนี้ของ Moeller diagram

การวาดเส้นทแยงมุมใหม่วงโคจรใหม่ ได้แก่ 5p, 6s, 4f และ 5d เติมวงโคจรสามดวงแรกให้สมบูรณ์: 5p ⁶ , 6s ²และ 4f ¹⁴เพื่อให้อิเล็กตรอนทั้งหมด 22 ตัว

ดังนั้น 7 อิเล็กตรอนจะหายไปซึ่งอยู่ในวงโคจร 5d: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d 7

ข้างต้นคือการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของอิริเดียม โปรดทราบว่าวงโคจร6s ²และ 5d ⁷ถูกเน้นด้วยตัวหนาเพื่อระบุว่าสอดคล้องกับเปลือกวาเลนซ์ของโลหะนี้

ข้อยกเว้นของแผนภาพ Moeller และกฎของ Madelung

มีหลายองค์ประกอบในตารางธาตุที่ไม่เชื่อฟังสิ่งที่เพิ่งอธิบายไป การกำหนดค่าอิเล็กตรอนของพวกเขาแตกต่างจากการทดลองที่ทำนายด้วยเหตุผลทางควอนตัม

องค์ประกอบที่มีความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ ได้แก่ โครเมียม (Z = 24) ทองแดง (Z = 29) เงิน (Z = 47) โรเดียม (Z = 45) ซีเรียม (Z = 58) ไนโอเบียม (Z = 41) และอื่น ๆ อีกมากมาย.

มีข้อยกเว้นบ่อยมากในการเติมวงโคจร d และ f ยกตัวอย่างเช่นโครเมียมควรจะมีการกำหนดค่าความจุ 4S ² 3d ⁴ตามแผนภาพ Moeller และกฎลังส์ แต่มันเป็นจริง 4S ¹ 3d 5

นอกจากนี้และสุดท้ายการกำหนดค่าความจุของเงินควรเป็น 5s ² 4d ⁹ ; แต่มันคือเรื่องจริง 5s ¹ 4d 10

อ้างอิง

1. Gavira J.Vallejo M. (6 สิงหาคม 2556). ข้อยกเว้นสำหรับกฎของ Madelung และแผนภาพของ Moeller ในการกำหนดค่าองค์ประกอบทางเคมีแบบอิเล็กทรอนิกส์ ดึงมาจาก: triplenlace.com
2. ซุปเปอร์คลาสของฉัน (sf) การกำหนดค่าอิเล็กตรอนคืออะไร? สืบค้นจาก: misuperclase.com
3. วิกิพีเดีย (2018) แผนภาพ Moeller สืบค้นจาก: es.wikipedia.org
4. Dummies (2018) วิธีการแทนอิเล็กตรอนในแผนภาพระดับพลังงาน ดึงมาจาก: dummies.com
5. นาฟอาร์. (2016). ลำดับการเติมสถานะอิเล็กตรอน สืบค้นจาก: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu