Definisjon av Aufbau-prinsippet

Aufbau-prinsippet bestemmer, gjennom visse regler, hvordan elektroner er organisert i skall og underskall rundt atomkjernen:

• Elektroner kommer inn i underskallet som har lavest mulig energi.
• En orbital kan inneholde maksimalt to elektroner, i samsvar med Pauli-eksklusjonsprinsippet.
• Elektroner følger Hunds regel. Den sier at elektroner er spredt hvis det er to eller flere orbitaler som er ekvivalente i energi.
• De lavere elektronorbitalene fylles før de høyere orbitalene danner elektronskallet. Sluttresultatet er at atomet, ionet eller molekylet danner den mest stabile elektroniske konfigurasjonen som er mulig.

Aufbau-prinsippet dekker energinivåene 1 til 7, og undernivåene: «s» (2 elektroner), «p» (opptil 6 elektroner), «d» (opptil 10 elektroner) og «f» (opptil 14 elektroner). ). ).

I den elementære tilstanden til et atom, okkuperer elektroner atomorbitaler. Aufbau-konstruksjonsmetoden er prosedyren som etablerer den elektroniske konfigurasjonen av et atom og består av å følge en ordre for å fylle de forskjellige orbitalene, basert på energiverdiene til hver enkelt av dem. Til dette brukes Möller-diagrammet eller diagonalene, samt minimumsenergiregelen (n+l): «n» er hovedkvantetallet og «l» det asimutale kvantetallet.

Eksempler på Aufbau-prinsippet

Gjennom disse reglene gir Aufbau-prinsippet oss en rekke instruksjoner for riktig plassering av elektronene i orbitalene til et atom. Noen eksempler for å observere den elektroniske konfigurasjonen i henhold til Aufbau-prinsippet er:

• Hydrogen (Z=1): 1s ¹
• Karbon (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
• Oksygen (Z=8): 1s ²  2s ²  2p ⁴
• Kalium (Z=19): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ¹
• Strykejern (Z=26): 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶  4s ²  3d ⁶
• ^{Tinn (} Z=50): 1s ²  2s ²  2p ^{6 3s 2}  3p ⁶  4s ²  3d ¹⁰   4p ⁶ 5s ²  4d  10  5p ²

Begrensninger av Aufbau-prinsippet

Aufbau-prinsippet hjelper til med å forutsi konfigurasjonen av de fleste elementer. Men som med de fleste regler, er det også unntak fra Aufbau-prinsippet: noen elementer følger det ikke alltid. For eksempel er den forutsagte elektronkonfigurasjonen for krom (Cr) 4s ² 3d ⁴ , men den observerte konfigurasjonen er faktisk 4s ¹ 3d ⁵ .

Et annet eksempel er kobber (Cu). Dens elektronkonfigurasjon i henhold til Aufbau-prinsippet er 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ⁹ , men det ble bevist eksperimentelt at det faktisk er ^{1s 2} 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ 3d .

Bibliografi

• Farmasøytisk fakultet. Den elektroniske strukturen til atomer. (1993). Universitetet i Alcala. Tilgjengelig på: http://www.geocities.ws/ingenierosistemas1/estructuraelectronicaatomos.pdf
• Grillo, C. Aufbau Prinsipp eller sagens regel. (2013). Tilgjengelig på: https://youtu.be/EiT0qHAKeRs
• Blanco Ramos, F. Introduksjon til fysikk av atomer og molekyler . (2019). Spania.