Nombre De Protons Dans Le Fer

Un électron dedans un atome orient entièrement décrit par quatre nombres quantiques : n, l, ml et ms. Esquive trois premiers nombres quantiques définissent l’orbitale et les quatrième numéro quantique expliquer la immobilier intrinsèque de l’électron appelée spin. Les physicien autrichien Wolfgang Pauli a formulé un principe la fenêtre qui envoyer la final information parmi eux nous ont besoin pour compréhension le action général des électrons dans les atomes. Le principe d"exclusion ns Pauli peut am formulé comme suit: deux électrons d’un même atome ne peuvent pas oui exactement les même partagé des quatre polluant quantiques. Cette signifie que les électrons peuvent camp la même orbitale (le même articulations de continent quantiques n, l et ml), mais seulement aucas leurs continent quantiques aux spin ms ont des valeurs différentes. Profitez-en le numéro quantique de spin née peut pour avoir que leur valeurs (


±12

), démarche plus de deux électrons ne peuvent occuper la aussi orbitale (et dans certains cas deux électrons sont situés dedans la en outre orbitale, ils doivent oui des spins opposés). Par conséquent, tous orbitale atomique ne peut un m peuplée que par zéro, une ou deux électrons.

Vous lisez ce: Nombre de protons dans le fer

Les propriétés et ns signification des polluant quantiques des électrons dans esquive atomes sont brièvement résumées à lintérieur le planche suivant.

Les contant quantiques, leurs propriétés et de toi signification

Nom

Symbole

Valeurs autorisées

Signification physique

nombre quantique principal

n

1, 2, 3, 4, ….

la valeur générale du l’énergie pour un électron dans l’orbite

le moment carré ou le nombre quantique azimutal

l

0 ≤ ln – 1

la forme aux l’orbitale

nombre quantique magnétique

ml

lmll

Nombre et lorientation des orbitales dans la sous-couche

nombre quantique de spin

ms


12

,


-12

direction aux la “rotation” quantique intrinsèque de l’électron

Exemple 8.5.1 – Travailler avec des couches und des sous-couches

Indiquez le nombre ns sous-couches, les nombre d’orbitales dans chaque sous-couche, et das valeurs ns l et ml pour les orbitales dedans la calque n = 4 d’un atome.

Solution

Pour n = 4, l peut capturer les valeur 0, 1, 2 et 3. Nous trouve par conséquent des sous-couches s, p, d et f dans la ciuche n = 4 d’un atome. Convectif l = 0 (la sous-couche s), ml ne peut am que 0. Ainsi, il n’existe qu’une seul orbitale 4s. Pour l = 1 (orbitales du type p), m peut prendre les valeurs -1, 0, +1, conditions météorologiques trouve donc trois orbitales 4p. Pour l = 2 (orbitales de type d), ml peut avoir les valeurs -2, -1, 0, +1, +2, nous avons par conséquent cinq orbitales 4d. Lorsque l = 3 (orbitales du type f), ml peut avoir des valeurs ns -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, et l’on pouvons de sept orbitales 4f. Ainsi, nous trouvons une total ns 16 orbitales dedans la couche n = 4 d’un atome.

Vérifiez ton apprentissage 8.5.1 – Travailler avec des couches et des sous-couches

Identifiez ns sous-couche à lintérieur laquelle s’être trouvent das électrons aller chercher les polluant quantiques suivants: (a) n = 3, l = 1; (b) n = 5, l = 3; (c) n = 2, l = 0.

Réponse

(a) 3p (b) 5f (c) 2s

Exemple 8.5.2 – nombres maximal d’électrons

Calculez les nombre maximal d’électrons qui peuvent occuper une couche avec (a) n = 2, (b) n = 5, und (c) n comme variable. Notez plus vous née regardez que das orbitales avec la estimé n spécifiée, rang non ces à des énergies inférieures.

Solution

(a) si n = 2, cette y a quatre orbitales (une seule orbitale 2s, et n ° 3 orbitales étiquetées 2p). Ces quatre orbitales peuvent comprendre huit électrons.

(b) si n = 5, cette y a cinq sous-couches d’orbitales suite nous aller à additionner:

1 orbitale étiquetée 5s

3 orbitales étiquetées 5p

5 orbitales étiquetées 5d

7 orbitales étiquetées 5f

+9 orbitales étiquetées 5g

25 orbitales totale

Là encore, tous orbitale contenir deux électrons, cette qui signifie que 50 électrons peuvent confiance en soi trouver dans ça couche.

(c) ns nombre d’orbitales dedans une couche n sera égal jusquà n2. Il peut y avoir jusqu’à deux électrons dans chaque orbitale, le nombre maximal d’électrons est ainsi de 2 × n2.

Vérifiez votre apprentissage 8.5.2 – nombre maximal d’électrons

Si une couche contient un maximum ns 32 électrons, quel dorient le nombres quantique principal, n?

Réponse

n = 4

Exemple 8.5.3 – Travailler avec des continent quantiques

Complétez ns tableau suivant pour les orbitales atomiques:

Orbitale

n

l

ml dégénérescence

Nœuds radiaux (no.)

4f

4

1

7

7

3

5d

Solution

Le tableau peut faire être accompli en utilisant les règles suivantes:

La nom de famille orbitale dorient nl, à propos de quoi l = 0, 1, 2, 3, 4, 5, … correspondre à la séquence ns lettres s, p, d, f, g, h, …,

La dégénérescence ml est les nombre d’orbitales dans ns sous-couche l, et ainsi 2l + 1 (il y a ns orbitale s, n ° 3 orbitales p, année orbitales d, sept orbitales f, et donc de suite).

Le nombre du nœuds radiaux dorient égal jusquà n – les – 1.

Voir plus: Comment Conserver Les Betteraves Rouges ? Comment Conserver Des Betteraves Crues: 10 Étapes

Orbitale

n

l

ml dégénérescence

Nœuds radiaux (no.)

4f

4

3

7

0

4p

4

1

3

2

7f

7

3

7

3

5d

5

2

5

2

Vérifiez ton apprentissage 8.5.3 – Travailler avec des continent quantiques

Combien d’orbitales ont l = 2 rang n = 3?

Réponse

Les cinq orbitales 3d dégénérées

Énergies des orbitales et structure atomique

L’énergie des orbitales atomiques augmenter lorsque les nombre quantique principal, n, augmente. Dans tout atome comportant deux électrons hay plus, les répulsion entre esquive électrons à faire que esquive énergies des sous-couches ayant différentes valeurs aux l diffèrent, de organiser que l’énergie des orbitales augmente à l’intérieur d’une sol dans l’ordre s p d f. La figure 8.5.1. Illustre la relier entre celles deux tendances jusqu’à l’augmentation du l’énergie. L’orbitale 1s, en bas ns diagramme, dorient l’orbitale dont das électrons ont la concède faible énergie. L’énergie augmente à appareil de mesure que l’on passe aux orbitales 2s, puis 2p, 3s rang 3p, ce qui montrer que la estime croissante de n a reconnaissance d’influence sur l’énergie suite la valeur croissante ns l pour das petits atomes. Cependant, cette schéma ne s’applique pas ns atomes plus grands. L’orbitale 3d est plus énergétique que l’orbitale 4s. Aux tels chevauchements continuer à se émanant fréquemment à daccueil que l’on monte dedans le tableau.

*

Figure 8.5.1. Diagramme énergétique montrant das niveaux d’énergie relation amoureuse approximatifs des orbitales atomiques dedans un atome comportant deux électrons hay plus.

Les électrons des atomes successifs du tableau périodique ont inclinaison à remplir d’abord das orbitales à la faiblesse énergie. Ainsi, ns nombreux étudiants trouvent déroutant que, moyennant exemple, esquive orbitales 5p s’être remplissent une fois que après les 4d et immédiatement prédécesseur les 6s. L’ordre du remplissage est pour la date limite des résultats expérimentaux observé et a été confirmer par des calculs théoriques. Lorsque ns nombre quantique principal, n, augmente, altitude de l’orbitale augmenter et das électrons passe plus aux temps loin aux noyau. Ainsi, l’attraction vers le noyau est reconnaissance faible rang l’énergie associée à l’orbitale est plus élevée (moins stabilisée). Mais ce n’est pas le seul effet à capturer en compte. À l’intérieur aux chaque couche, au fur und à appareil de mesure que la valeur ns l augmente, les électrons sont moins pénétrants (ce lequel signifie qu’il y a moins de densité électronique à proximité aux noyau), dans l’ordre s > p > d > f. Les électrons qui sont plus proches ns noyau repoussent légèrement das électrons qui sont plus éloignés, ce qui compense facile les attractions électron-noyau reconnaissance dominantes (rappelons que je connais les électrons oui des charge -1, mais que esquive noyaux oui des charge +Z). Ce phénomène est appelée blindage et sera manipuler plus en détail dans la section suivante. Das électrons des orbitales qui subissent une blindage plus important sont petit stabilisés et ont par conséquent une énergie plus élevée. Convoque les petites orbitales (1s jusquà 3p), l’augmentation ns l’énergie tandis que à n est concède importante que celle due jusquà l; cependant, convoque les orbitales reconnaissance grandes, les deux tendances sont comparables et née peuvent pas un m simplement prédites. L’on discuterons des méthodes permettant de se souvenir ns l’ordre observé.

La disposition des électrons dans esquive orbitales d’un atome est appelée configuration électronique de l’atome. Nous décrivons d’un configuration électronique avec un symbole qui comprendre trois pièces dinformation (Figure 8.5.2.):

Le numéro de la calque quantique principale, n,

La lécriture qui signaler le joli d’orbitale (la sous-couche, l), et

Un nombres en exposant qui signaler le numéro d’électrons dans cette sous-couche particulière.

Par exemple, les notation 2p4 (lire “deux-p-quatre“) indiqué quatre électrons dans ns sous-couche p (l = 1) avec un nombres quantique de base (n) de 2. La notation 3d8 (lire “trois-d-huit“) indique huit électrons dans la sous-couche d (c’est-à-dire l = 2) du la calque principale pour laquelle n = 3.

*

Figure 8.5.2. Le graphique d’une configuration électronique précise la sous-couche (valeur n et l, avec symbole lettre) et les nombre d’électrons en exposant.

Le régner d’Aufbau

Pour décider la configuration électronique d’un atome particulier, nous pouvons “construire” esquive structures dans l’ordre des numéro atomiques. En début par l’hydrogène, und en continuant jusqu’à travers esquive périodes aux tableau périodique, nous ajoutons une proton for fois au noyau et ns électron for sous-couche appropriée jusqu’à ce que nous ayons décrit les configurations électroniques de alger les éléments. Les procédure est nommé le principe d’Aufbau, de mot deutsch Aufbau (“construire”). Tous électron intoxiqué occupe la sous-couche ns plus basse énergie disponible (dans l’ordre montré à la la honte 8.5.1.), entre réserve des limitations jai chargé par les contant quantiques autorisé selon le principe d’exclusion aux Pauli. Esquive électrons née pénètrent dans les sous-couches d’énergie supérieure suite lorsque esquive sous-couches d’énergie inférieures ont lété remplies à pleine capacité. La personnage 8.5.3. Illustration la méthode traditionnelle de se souvenir du l’ordre de remplissage des orbitales atomiques. Profitez-en la disposition de tableau périodiquement est basée sur esquive configurations électroniques, la figure 8.5.4. Fournit ns méthode alternatives pour déterminé la configuration électronique. L’ordre ns remplissage commence simplement jusquà l’hydrogène et inclut chaque sous-couche venir fur rang à daccueil que l’on progresse dedans l’ordre Z croissant. Moyennant exemple, après de rempli le bloc 3p jusqu’à Ar, l’on voyons suite l’orbitale va devenir 4s (K, Ca), il était derrière des orbitales 3d.

*

Figure 8.5.3. la flèche traverse tous sous-couche dans l’ordre aux remplissage approprié pour das configurations électroniques. Ce tableau est virtuellement simple jusqu’à construire. Cette suffit de aménager une chaleur pour toutes das orbitales s et de placer chaque calque n sur d’un ligne distincte. Répétez l’opération convecteur les orbitales p, d et f. Veillez à n’inclure que les orbitales autorisées par les continent quantiques (pas du 1p ou 2d, etc.). Enfin, tracez des courant diagonales aux haut en bas, comme indiqué.

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Figure 8.5.4.

Voir plus: Andorre: Meteo France Pas De La Case, Monthly Weather Review

ce tableau périodique déclaré la construction électronique de chaque sous-couche. En “construisant” jusqu’à partir du l’hydrogène, ce tableau peut matin utilisé convoque déterminer les configuration électronique de n’importe quel atome de tableau périodique.

Nous allons actuellement construire ns configuration électronique du l’état fondamental et les diagramme orbital convectif une choisir d’atomes des première et seconde période ns tableau périodique. Les diagrammes orbitaux sont des représentations picturales aux la construction électronique, montrant les orbitales individuelles rang la disposition des électrons par paires. Nous commençons moyennant un exclusivement atome d’hydrogène (numéro atomique 1), composé d’un proton et d’un électron. En nous référant à la la honte 8.5.3. Hay à la la honte 8.5.4., conditions météorologiques nous attendons jusquà trouver l’électron dans l’orbitale 1s. Moyennant convention, la de valeur ms =