Tabla de Contenidos
Принципът на Aufbau определя чрез определени правила как електроните са организирани в черупки и подчерупки около атомното ядро:
- Електроните влизат в подчерупката, която има възможно най-ниската енергия.
- Една орбитала може да съдържа максимум два електрона, подчинявайки се на принципа на изключване на Паули.
- Електроните следват правилото на Хунд. Той гласи, че електроните са разпръснати, ако има две или повече орбитали, които са еквивалентни по енергия.
- По-ниските електронни орбитали се запълват преди по-високите орбитали, образуващи електронната обвивка. Крайният резултат е, че атомът, йонът или молекулата образуват възможно най-стабилната електронна конфигурация.
Принципът на Aufbau обхваща енергийни нива от 1 до 7 и поднивата: „s“ (2 електрона), „p“ (до 6 електрона), „d“ (до 10 електрона) и „f“ (до 14 електрона ).
В елементарното състояние на атома електроните заемат атомни орбитали. Методът на конструиране на Aufbau е процедурата, която установява електронната конфигурация на атом и се състои в следване на ред за запълване на различните орбитали, въз основа на енергийните стойности на всяка една от тях. За целта се използва диаграмата на Мьолер или диагоналите, както и правилото за минимална енергия (n+l): “n” е главното квантово число, а “l” е азимуталното квантово число.
Примери за принципа на Aufbau
Чрез тези правила принципът на Ауфбау ни предоставя поредица от инструкции за правилното разположение на електроните в орбиталите на атома. Някои примери за наблюдение на електронната конфигурация съгласно принципа на Aufbau са:
- Водород (Z=1): 1s 1
- Въглерод (Z=6): 1s 2 2s 2 2p 2
- Бор (Z=5): 1s 2 2s 2 2p 1
- Азот (Z=7): 1s 2 2s 2 2p 3
- Кислород (Z=8): 1s 2 2s 2 2p 4
- Калий (Z=19): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
- Желязо (Z=26): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6
- Калай ( Z=50): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 2
Ограничения на принципа на Aufbau
Принципът на Aufbau помага да се предвидят конфигурациите на повечето елементи. Въпреки това, както при повечето правила, има и изключения от принципа на Aufbau: някои елементи не винаги го следват. Например, предвидената електронна конфигурация за хром (Cr) е 4s 2 3d 4 , но наблюдаваната конфигурация всъщност е 4s 1 3d 5 .
Друг пример е медта (Cu). Електронната му конфигурация според принципа на Ауфбау е 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 , но експериментално е доказано, че всъщност е 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 .
Библиография
- Факултет по фармация. Електронната структура на атомите. (1993). Университет на Алкала. Наличен на: http://www.geocities.ws/ingenierosistemas1/estructuraelectronicaatomos.pdf
- Грило, Принцип на К. Ауфбау или правило на триона. (2013). Достъпно на: https://youtu.be/EiT0qHAKeRs
- Бланко Рамос, Ф. Въведение във физиката на атомите и молекулите . (2019 г.). Испания.