Aufbau-periaatteen määritelmä

Aufbau-periaate määrittää tiettyjen sääntöjen avulla, kuinka elektronit ovat järjestäytyneet kuoriin ja alakuoriin atomiytimen ympärillä:

• Elektronit tulevat alikuoreen, jolla on pienin mahdollinen energia.
• Orbitaali voi sisältää enintään kaksi elektronia Paulin poissulkemisperiaatteen mukaisesti.
• Elektronit noudattavat Hundin sääntöä. Siinä sanotaan, että elektronit ovat hajallaan, jos on olemassa kaksi tai useampia energialtaan ekvivalentteja kiertoradat.
• Alemmat elektroniradat täyttyvät ennen korkeampia elektronikuoren muodostavia kiertoradat. Lopputuloksena on, että atomi, ioni tai molekyyli muodostaa stabiilimman mahdollisen elektronisen konfiguraation.

Aufbau-periaate kattaa energiatasot 1-7 ja alatasot: ”s” (2 elektronia), ”p” (jopa 6 elektronia), ”d” (jopa 10 elektronia) ja ”f” (jopa 14 elektronia) ).).

Atomin alkuainetilassa elektronit miehittävät atomikiertoradat. Aufbau-rakennusmenetelmä on menetelmä, joka määrittää atomin elektronisen konfiguraation ja koostuu käskyn noudattamisesta täyttää eri orbitaalit kunkin niistä energia-arvojen perusteella. Tätä varten käytetään Möller-kaaviota tai diagonaaleja sekä energian minimisääntöä (n+l): ”n” on pääkvanttiluku ja ”l” atsimuuttikvanttiluku.

Esimerkkejä Aufbau-periaatteesta

Näiden sääntöjen kautta Aufbau-periaate antaa meille joukon ohjeita elektronien oikeasta sijainnista atomin kiertoradalla. Joitakin esimerkkejä elektronisen konfiguraation tarkkailemisesta Aufbau-periaatteen mukaisesti ovat:

• Vety (Z=1): 1s ¹
• Hiili (Z=6): 1 s ²  2 ^{s 2}  2 p ²
• Boori (Z=5): 1s ²  2s ²  2p ¹
• Typpi (Z=7): 1 s ²  2 ^{s 2}  2 p ³
• Happi (Z=8): 1s ²  2s ²  2p ⁴
• Kalium (Z=19): 1 s ²  2 s ²  2 p ⁶  3 ^{s 2}  3 p ⁶  4 s ¹
• Rauta (Z=26): 1 s ²  2 s ²  2 p ⁶  3 s ²  3 p ⁶  4 s ²  3 d ⁶
• ^{Tina (} Z=50): 1s ²  s ²  2p ^{6 3s 2}  3p ⁶  4s ²  3p ¹⁰   4p ⁶ 5s ²  4p  10  5p ²

Aufbau-periaatteen rajoitukset

Aufbau-periaate auttaa ennustamaan useimpien elementtien kokoonpanot. Kuten useimpiin sääntöihin, myös Aufbau-periaatteeseen on poikkeuksia: jotkin elementit eivät aina noudata sitä. Esimerkiksi kromin (Cr) ennustettu elektronikonfiguraatio on 4s ² 3d ⁴ , mutta havaittu konfiguraatio on itse asiassa 4s ¹ 3d ⁵ .

Toinen esimerkki on kupari (Cu). Sen elektronikonfiguraatio Aufbau-periaatteen mukaan on 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ⁹ , mutta kokeellisesti todistettiin, että se on itse asiassa 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ 101 ^3p .

Bibliografia

• Farmasian tiedekunta. Atomien elektroninen rakenne. (1993). Alcalan yliopisto. Saatavilla osoitteessa: http://www.geocities.ws/ingenierosistemas1/estructuraelectronicaatomos.pdf
• Grillo, C. Aufbau Sahan periaate tai sääntö. (2013). Saatavilla osoitteessa: https://youtu.be/EiT0qHAKeRs
• Blanco Ramos, F. Johdatus atomien ja molekyylien fysiikkaan . (2019). Espanja.