Definition af Aufbau-princippet

Aufbau-princippet bestemmer gennem visse regler, hvordan elektroner er organiseret i skaller og underskaller omkring atomkernen:

• Elektroner kommer ind i den underskal, der har den lavest mulige energi.
• En orbital kan maksimalt indeholde to elektroner i overensstemmelse med Pauli-udelukkelsesprincippet.
• Elektroner følger Hunds regel. Den siger, at elektroner er spredt, hvis der er to eller flere orbitaler, der er ækvivalente i energi.
• De lavere elektronorbitaler fyldes før de højere orbitaler danner elektronskallen. Slutresultatet er, at atomet, ionen eller molekylet danner den mest stabile elektroniske konfiguration som muligt.

Aufbau-princippet dækker energiniveauerne 1 til 7, og underniveauerne: “s” (2 elektroner), “p” (op til 6 elektroner), “d” (op til 10 elektroner) og “f” (op til 14 elektroner) ). ).

I et atoms elementære tilstand optager elektroner atomare orbitaler. Aufbau-konstruktionsmetoden er den procedure, der etablerer den elektroniske konfiguration af et atom og består i at følge en ordre om at udfylde de forskellige orbitaler, baseret på energiværdierne for hver enkelt af dem. Til dette bruges Möller-diagrammet eller diagonalerne samt minimumsenergireglen (n+l): “n” er hovedkvantetallet og “l” det azimutale kvantetal.

Eksempler på Aufbau-princippet

Gennem disse regler giver Aufbau-princippet os en række instruktioner til den korrekte placering af elektronerne i et atoms orbitaler. Nogle eksempler på at observere den elektroniske konfiguration i henhold til Aufbau-princippet er:

• Brint (Z=1): 1s ¹
• Kulstof (Z=6): 1s ²  2s ²  2p ²
• Bor (Z=5): 1s ²  2s ²  2p ¹
• Nitrogen (Z=7): 1s ²  2s ²  2p ³
• Ilt (Z=8): 1s ²  2s ²  2p ⁴
• Kalium (Z=19): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ¹
• Jern (Z=26): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ²  3d ⁶
• ^{Tin (} Z=50): 1s ²  2s ²  2p ^{6 3s 2}  3p ⁶  4s ²  3d ¹⁰   4p ⁶ 5s ²  4d  10  5p ²

Begrænsninger af Aufbau-princippet

Aufbau-princippet hjælper med at forudsige konfigurationerne af de fleste elementer. Men som med de fleste regler er der også undtagelser fra Aufbau-princippet: nogle elementer følger det ikke altid. For eksempel er den forudsagte elektronkonfiguration for chrom (Cr) 4s ² 3d ⁴ , men den observerede konfiguration er faktisk 4s ¹ 3d ⁵ .

Et andet eksempel er kobber (Cu). Dens elektronkonfiguration ifølge Aufbau-princippet er 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ⁹ , men det blev eksperimentelt bevist, at det faktisk er 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ 3d ^.

Bibliografi

• Farmaceutisk fakultet. Atomers elektroniske struktur. (1993). Universitetet i Alcala. Tilgængelig på: http://www.geocities.ws/ingenierosistemas1/estructuraelectronicaatomos.pdf
• Grillo, C. Aufbau Princip eller Savens Regel. (2013). Tilgængelig på: https://youtu.be/EiT0qHAKeRs
• Blanco Ramos, F. Introduktion til atomers og molekylers fysik . (2019). Spanien.