S, p elementlarning elektron konfiguratsiyasi

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI
OLIY VA O`RTA MAXSUS TA`LIM VAZIRLIGI
NAMANGAN DAVLAT UNIVERSITETI
NOORGANIK KIMYO KAFEDRASI
NOORGANIK KIMYO FANIDAN
“S, P – ELEMENTLARNING ELEKTRON KONFIGURATSIYASI”
Mavzusida
KURS ISHI
Bajardi: kimyo yo`nalishi KIM-AU-23
Guruh talabasi O.G'anijonova
Himoya bahosi ______________
Rahbar: ___________A.Xojimatov
Sana “___” _________ 2024-yil
Namangan - 2024
MUNDARIJA
Kirish 3
I Asosiy qism
I.1 Elektron konfiguratsiyasi haqida tushuncha 5
I.2 Elektron konfiguratsiyasini qonuniyat asosida tushuntirish 9
I.3 S ,P elementlarning elektron konfiguratsiyasi 19
Xulosa 24
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati 25
Kirish
O’zbekistonning buyuk kelajagi va istiqboli yo’lida har bir fuqoro o’z xissasini qo’shishi lozimdir. Bu borada davlatimiz rahbari o’z nutqlarida xalqimizga qilgan murojatlarida quyidagi fikrlarni aytganlar , - “ Mamlakatimizni iqtisodiy rivojlantirishga qaratilgan uzoq muddatli strategik maqsadni amalga oshirishning mantig’i mustaqilligimizning dastlabki kunlaridan boshlangan va Oʻzbekistonning jahon bozoridagi raqobatdoshligini oshirish va mavqeini mustahkamlashga yo’naltirilgan tarkibiy o’zgarishlar va yuksak texnologiyalarga asoslangan zamonaviy tarmoqlar va ishlab chiqarish sohalarini jadal rivojlantirish siyosatini asosiy ustuvor yo’nalish sifatida davom ettirishni taqozo etmoqda.
O’zbekiston Respublikasi Prezidenti Shavkat Mirziyoyev tomonidan 2017 yil 7 – fevral kuni “ Ozbekiston Respublikasini yanada rivojlantirish bo’yicha Harakatlar strategiyasi to’g’risida “ gi PF – 4947 sonli farmoni bilan 2017-2021 yillarda O’zbekiston Respublikasini rivojlantirishning beshta ustivor yo’nalishi bo’yicha harakatlar strategiyasi tasdiqlandi. Ozbekiston Respublikasini yanada rivojlantirish bo’yicha Harakatlar strategiyasining to’rtinchi ustivor yo’nalish ijtimoiy sohani rivojlantirishga qaratilgan bo’lib, unda oliy va o’rta maxsus ta’limni hamda o’rta maktablarni rivojlantirishga alohida e’tibor qaratilgan.
Birinchi Prezidentimiz I.A. Karimovning “ “ Ona yurtimiz baxtu – iqboli va buyuk kelajagi yo’lida xizmat qilish eng oliy saodatdir “ kitoblarida shunday jumlalar keltirilgan:
Avvalambor, bilimga intilish, ikkinchidan, hech tortinmasdan boshqalardan o’rganish kerak. Men bolalarimga aytmoqchiman: Aziz farzandlarim, hech qachon o’qish – o’rganishdan, izlanishdan uyalmanglar. Va Odamzod bor ekan, umrining oxirigacha o’rganadi. Men hamma narsani bilaman, deb boshqalarni pisand qilmasdan yuradigan odamning hech qachon biri ikki bo’lmaydi.
Mavzuning dolzarbligi ahamiyati. Ta’lim sohasida o’quv muassasalarini qurish, rekonstruktsiya qilish va kapital ta’mirlash borasidagi ishlar izchil davom ettirilmoqda. Bugun O’zbekiston demokratik huquqiy davlat va adolatli fuqarolik jamiyati qurish yo’lidan izchil borayotganligi uchun kadrlar tayyorlash tizimi tubdan isloh qilindi, davlat ijtimoiy siyosatida shaxs manfaati va ta’lim ustuvorligi qaror topdi. O’quv – tarbiyaviy jarayonni ilg’or pedagogik texnologiyalar bilan ta’minlash zarurati ham kadrlar tayyorlash va Mavzuning dolzarbligi ahamiyati. Ta’lim sohasida o’quv muassasalarini qurish, rekonstruktsiya qilish va kapital ta’mirlash borasidagi ishlar izchil davom ettirilmoqda.
Bugun O’zbekiston demokratik huquqiy davlat va adolatli fuqarolik jamiyati qurish yo’lidan izchil borayotganligi uchun kadrlar tayyorlash tizimi tubdan isloh qilindi, davlat ijtimoiy siyosatida shaxs manfaati va ta’lim ustuvorligi qaror topdi.
O’quv – tarbiyaviy jarayonni ilg’or pedagogik texnologiyalar bilan ta’minlash zarurati ham kadrlar tayyorlash milliy dasturini ro’yobga chiqarish vazifalaridan biridir. Shuning uchun biz kabi yosh avlodlar o’z bilimlarimizni, kuchimizni Vatanimiz ravnaqi va taraqqiyoti va kelajagi uchun bag’ishlashimiz zarurdir.
I. Asosiy qism
I.1 Elektron konfiguratsiya haqida tushuncha.
Elektron konfiguratsiyasi — kimyoviy unsur atomining elektron qobiqlaridagi elektronlarning joylashish formulasi.Elektronli atomla va molekulyarli orbitallar.Pog‘onani tashkil etuvchi pogʻonachalar {{Elektron orbitallar}} deyiladi Elektron konfiguratsiyasi har bir boshqa barcha Orbital tomonidan yaratilgan oʻrtacha sohasida, bir orbital mustaqil harakat sifatida elektronlar tasvirlangan. Matematik, konfiguratsiyalar Slater omillaridan yoki konfiguratsiya davlat funktsiyalari bilan tasvirlanadi. Faqat bir elektronli tizimlar uchun kvant mexanikasi qonunlariga koʻra, energiya maʼlum shartlar ustiga, har bir elektron konfiguratsiya bilan bogʻliq va, elektronlar energiya bir kvant chiqarish yoki assimilyatsiya tomonidan bir konfiguratsiya dan koʻchib oʻtishga qodir. Boshqa atomlarning elektron konfiguratsiya bilim elementlari davriy jadvalni tuzilishini tushunish uchun foydalidir.
Atom yadrosi elektron "bulut" bilan o'ralgan bo'lib, unda ma'lum bir ehtimollik bilan elektronni topish mumkin. Bu elektronlar tegishli elektron qobiqlar orasida taqsimlanadi. Elektron qobiqlar bir xil asosiy kvant soni n bo'lgan darajalardan boshqa narsa emas . Atom yadrosidan eng uzoqda joylashgan qobiq valentlik qobig'i deb ataladi - unda aylanib yuruvchi elektronlar valent elektronlar deb ataladi (ular turli elementlarning atomlari yoki bir xil element atomlari o'rtasida kimyoviy bog'lanish hosil qiladi). Har bir elektron qobiq harf belgisi bilan belgilanadi. Shunday qilib, n=1 uchun qobiq harf belgisi K, n=2 uchun qobiq belgisi L va hokazo. (n uchun 1 dan 7 gacha - qobiqlarning harf belgilari: mos ravishda K dan Q gacha).
Atomdagi elektron qobiqlarning har biri pastki qavatlardan iborat. Pastki qavatlar orbital kvant raqamlari bilan aniqlanadi l . Pastki qatlamlarda aniq belgilangan, teng energiya qiymatlariga ega bo'lgan elektronlar mavjud. Pastki qavatlar ham ma'lum bir "sig'im" ga ega - ular 2*(2* l +1) elektronni o'z ichiga olishi mumkin, bu erda l - orbital kvant soni. Subshelllar ham o'zlarining harf belgilariga ega: s, p, d, f, g, h va boshqalar.
Elektron konfiguratsiya. Atomdagi elektron konfiguratsiyani to'g'ri aniqlash uchun energiya darajalarining tartibini bilish kerak (energiya qiymatining ortib borayotgan tartibida individual pastki qobiqlar va qobiqlarning tartibi). Konfiguratsiya alohida elektronlarga energiya darajasini belgilashdan boshqa narsa emas.
Atomning ikkita energiya holatini ajratib ko'rsatish mumkin: asosiy va qo'zg'alish. Biz elektronlar parchalanish qoidalariga muvofiq individual orbitallarga taqsimlanganda asosiy holat bilan shug'ullanamiz. Keyin u eng kam energiyaga ega bo'ladi. Agar atom ma'lum miqdorda energiya olsa, u holda elektronni kamroq energiyaga ega bo'lgan orbitaldan yuqori energiyaga ega bo'sh orbitalga o'tkazish mumkin - bu biz atomning qo'zg'aluvchan holati haqida gapiramiz. Asosiy holatdagi atomning to'g'ri elektron konfiguratsiyasini topish uchun Pauli istisno printsipi yordamida ortib borayotgan energiyaning individual orbitallarini to'ldirish kerak. Ushbu tamoyillarga muvofiq, ketma-ket qobiqlarning raqamlanishi, ketma-ket pastki qavatlarning harf belgilari va ma'lum orbitallardagi elektronlar sonining yozuvi hisobga olingan holda to'liq konfiguratsiya yozuvi yaratiladi. Elektron konfiguratsiyasining qisqartirilgan shakli, aksincha, dastlab yadroni olijanob gazning elektron konfiguratsiyasi va qolgan elektronlarning qo'shilishi shaklida o'z ichiga oladi.
Atom orbitallarni toʻla tasniflash uchun kvant sonlar toʻplami qabul qilingan.Kvant sonlarga :n-bosh kvant son,l-orbital kvant son,m-magnit kvant son,s-spin kvant son kiradi.
1.Bosh kvant son(n)harfi bilan belgilanadi.Eletronning umumiy energiya zaxirasini va energetik pogʻonaning nomeriga teng boʻladi.Odatda bosh kvant son butun sonlar toʻplamidan iborat boʻladi.Haqiqatds bosh kvant son 1 dam 7gacha boʻlgan sonlar toʻplamini qabul qiladi.Bosh kvant son qiymatin ortgan sari elektronning umumiy energiya zahirasi va elektron bulutning oʻlchami ortib boradi.n=1 holat faqat birgina energetik qavat –s DAN iborat,n=2 ikki qavat s va p DAN tashkil topgan.n=3 uchta qavatdan tashkil topgan-s ,p ,d va boshqalar.Orbital burchak momenti s-dan f-ga qarab ortib boradi.
Orbital kvant son. Orbital kvant son l harfi bilan belgilanadi.Orbital kvant sonining qiymati O dan boshlanib boʻsh kvant sondan qiymat kam qabul qiladi.
L=n-1
n= 1 2 3 4 5 6
L= 0 1 2 3 4 5
s p d f g h
Orbital kvant soni elektron bulut shaklini va elektronning energiya zaxirasini ifodalaydi.n=1 va l=0 yozuv elektron bulut shakli shar holatda ekanligini va elektron pogʻonalar son birga tengligini koʻrsatadi .Bu kvant son yadro atrofida aylanayotgan elektronning orbital burchak momentini bemgilaydi.
Magnit kvant son m harfi bilan belgilanadi. Elektron bulutlarni fazodagi vaziyatini koʻrsatadi .Magnit kvant soni qiymati orbital kvant soniga bogʻliq boʻlib m=2l+1 ;u -1 dan +1gacha boʻlgan butun sonlar qiymatini qabul qiladi.
Orbital va magnit kvant son orasidagi bogʻliqlik.
Elektronlar
|
Orbital kvant son
|
Magnit kvant son
|
Orbitallar son(2l+1)
|
s
P
d
f
|
0
1
2
3
|
0
+1, 0, -1
+2, +1, 0,-1+2
+3,+2,+1,0,-1,-2,-3
|
1
3
5
7
|
Magnit kvant son qiymati 0 ni qabul qilgan holda butun sonlar toʻplamidan iborat.Uni qiymati+-1qiymatlar toʻplamidan iborat boʻladi.
Elementning elektron konfiguratsiyasi uning atomlaridagi elektronlarning qobiqlar, pastki qavatlar va orbitallar bo'ylab taqsimlanishining rekordidir. Elektron konfiguratsiya odatda asosiy holatdagi atomlar uchun yoziladi. Bir yoki bir nechta elektron qo'zg'aluvchan holatda bo'lgan atomning elektron konfiguratsiyasi hayajonlangan konfiguratsiya deb ataladi. Asosiy holatda elementning o'ziga xos elektron konfiguratsiyasini aniqlash uchun quyidagi uchta qoida mavjud: 1-qoida: to'ldirish printsipi. To'ldirish printsipiga ko'ra, atomning asosiy holatidagi elektronlar orbital energiya darajasini oshirish ketma-ketligida orbitallarni to'ldiradi. Eng past energiya orbitallari har doim birinchi bo'lib to'ldiriladi.
Misol
vodorod; atom raqami = 1; elektronlar soni = 1
Vodorod atomidagi bu yagona elektron K-qobig'ining s orbitalini egallashi kerak, chunki u barcha mumkin bo'lgan orbitallar ichida eng kam energiyaga ega . Bu s orbitaldagi elektron ls elektron deb ataladi. Vodorod tuproq holatida Is1 elektron konfiguratsiyasiga ega.
Paulining istisno qilish printsipi . Ushbu printsipga ko'ra, har qanday orbital ikkitadan ko'p bo'lmagan elektronni o'z ichiga olishi mumkin, keyin esa ular qarama-qarshi spinlarga ega bo'lsa (teng bo'lmagan spin raqamlari).
litiy; atom raqami = 3; elektronlar soni = 3
Eng kam energiyali orbital 1s orbitaldir. U faqat ikkita elektronni qabul qila oladi. Bu elektronlar teng bo'lmagan spinlarga ega bo'lishi kerak. Spinni +1/2 ni strelka yuqoriga qaratib, spinni -1/2 ni strelka pastga qaratib belgilasak, u holda bir xil orbitalda qarama-qarshi (antiparallel) spinga ega bo‘lgan ikkita elektronni yozuv bilan sxematik ko‘rsatish mumkin .
Spin kvant soni s harfi bilan belgilanadi.Elektronning atomdagi holatini tavsiflash uchun 3ta kvant son (n,l,m)yetarli emas.Yana ikkita qoʻshimcha kvant son borki, ular elektronning xususiy aylanish burchak momentiga tegishli.Spin kvant mexanik xossa va zarrachaning bir butun siljishi bilan bog’liq emas.Spin son ikkita kvant son s va ms bilan belgilanadi. Ulardan bir-biriga o;xshash bir qiymat1/2 bilan chegaralanadi .Elektronning spin momenti quyidagi formula {s(s+1)}1/2 bilan belgilanib har qanday elektron uchun 1/2x30.5 n ga teng bo’ladi .Ikkinchi kvant son spinning magnit kvant soni deyiladi va ikki xil qiymat qabul qiladi:+1/2 va -1/2 . Bu ikki qiymat spinning tanlangan o’qda uning burchak momentiga tenglashishimumkin va u +1/2 va -1/2.
I.2 Elektron konfiguratsiyasini qonuniyat asosida tushuntirish
Atomdagi elektronlarning holati ana shu 4 tala kvant son bilan tavsiflanadi. Volfgang Pauli (1925-yil) prinsipiga ko‘ra atomda to‘rttala kvant soni bir xil bo‘lgan ikkita elektron bo‘lishi mumkin emas.
Kvant sonlar atomdagi elektronlarning holatini, ya’ni spini energiyasi, fazodagi elektron bulutning hajmi va shakli hamda yadro atrofida bo‘lish ehtimolligini ko‘rsatadi.
Atomning bir kvant holatdan ikkinchisiga o‘tishida kvant son o‘zgarib, elektron bulut o‘z tuzilishini o‘zgartiradi. Bunda atom energiya kvantlarini yutadi yoki chiqaradi.
Masalan, birinchi energetik pog‘onadagi vodorod atomida mavjud elektronlarning kvant sonlarini topamiz. Birinchi pog‘onada eng ko‘pi bilan 2 ta elektron bo‘lishi mumkin. Bu holat uchun bosh kvant son n=1, l=0, m= 0 va spin kvant soni s=+1/2 ga teng. Shuning uchun ham vodorod atomi elektron formulasi 1s1 .
Geliy atomi uchun yadro atrofida ikkita elektron aylanadi. n=1, l=0,m=0 elektronlardan biri uchun spin kvant soni +1|2 ga va ikkinchisi uchun -1|2 ga teng. Geliyning elektron formulasi 1s2 .
Ikkinchi davr elementlari uchun bosh kvant son qiymati 2 ga teng. Bu davrda elementlar litiydan boshlanib neongacha davom etadi. Litiy uchun elektron formula 1s22s1 . Bu elementdagi tashqi qavatdagi elektron uchun n=2, l=0, m=0, s=+1/2 ga teng.
Berilliyning elektron formulasi 1s2 2s2 . Bor p-elementlar qatoriga kirgani uchun uning elektron formulasi 1s2 2s2 2p1 . Tashqi qavatdagi pelektron uchun n=2, l=1, m= 0, s= +1/2 ga teng. Uglerodning elektron formulasi 1s2 2s2 2p2 . Uglerodning p- pog‘onachasidagi elektronlar 2 ta: 2p
Bu elektronlar uchun n=2,2; l=1,1; m=0 ,-1, va s= +1/2,+1/2.
Xund qoidasi.Yadro zaryadi ortishi bilan elektronlarning kvant yacheykalarni to‘ldirish spin kvant soni yig‘indisi qiymati maksimal bo‘lish tartibida amalga oshiriladi.
Shu qoida 2p holatda elektronlarning joylanishida o‘z aksini topgan.
Uglerodga ma’lum energiya berilsa, u qo‘zg‘algan holatga o‘tib uning valentligi 4 ga teng bo‘ladi. Uning elektron formulasi 1s2 2s1 2p3 .
Azotning elektron formulasiga ko‘ra 1s2 2s2 2p3 . 2s2 2p3
Tashqi qavatdagi elektronlar uchun n=2,2,2; l=1,1,1; m=0, -1, +1 uchta qiymatga ega. Xund qoidasiga ko‘ra uchala elektron uchun ham S= +1/2. Chunki elektron bulutlarning fazoviy holatlari uchta.
Azotdagi toq elektronlar soni 3 ta. Agar 2s va 2 p –pog‘onachalar hisobga olinsa, eng ko‘p valentlik imkoniyati 4 ga teng bo‘ladi. Shuning uchun azotning valentligi 5 bo‘lishi mumkin emas. Kislorod quyidagicha elektron formulaga ega bo‘lib 1s2 2s2 2p4 .
Kisloroddagi to‘rtinchi elektron faqat spin kvant soni bilan farq qiladi. Kislorodda toq elektronlar soni ikkita, shuning uchun uning valentligi doimiy bo‘lib ukkiga teng. 2-p holatdagi elektronlar uchun n= 2,2; 2,2; l=1,1;1,1; m=0,0;+1,-1; s=+1/2,-1/2; +1/2;+1/2/ Maksimal kovalentlik to‘rtgacha boradi.
2s2 2p4
Ftorning elektron formulasi 1s2 2s2 2p5 . Ftor atomining tashqi pog‘onasidagi toq elektronlar soni bitta. 2 p holatdagi toq elektron uchun kvant sonlar to‘plami: n=2, l=1,m=-1,s=+1/2. Ftor doimiy bir valentli.
Ikkinchi davrning oxirgi elementi neon. Uning elektron formulasi 1s2 2s2 2p6 . 2p-holatdagi 6-ta elektronlar uchun kvant sonlar: n=2,2;2,2;2,2; l=1,1;1,1;1,1; m= 0,0; +1,+1; -1,-1; s= +1/2,-1/2; +1/2,- 1/2; +1/2,-1/2.
2 davrda 8 ta element bor. Ulardan 2 tasi s- element. 5-element B dan 10-element Ne gacha p- pog‘onacha to‘lgani uchun ular p-elementlar qatoriga kiradi.
Atomning elektron pog‘onasida joylashgan elektronlar soni quyidagicha topilishi mumkin: Nn = 2•n2
Birinchi energetik pog‘onada 2 tagacha, ikkinchi energetik pog‘onada 8 tagacha, uchinchi energetik pog‘onada 18 tagacha, to‘rtinchi energetik pog‘onada 32 tagacha elektron bo‘ladi.
l=0 s- pog‘onachada N0=2(2·0+1) = 2
l=1 p- pog‘onachada N1=2(2·1+1) = 6
l=2 d- pog‘onachada N2=2(2·2+1) = 10
l=3 f- pog‘onachada N3=2(2·3+1) = 14
Oxirgi elektroni tashqi pog‘onaning s-pog‘onasida joylashadigan elementlarni s-elementlar deyiladi. Ularga barcha davrlarning boshidagi 1- va 2- elementlari kiradi. Ularning umumiy soni 14 ta.
Uchinchi davr Na (z=11) boshlanadi. Na va Mg(z=12) selementlar.
11Na 1s2 2s2 2p6 3s1
12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2
Al dan boshlab p-pog‘onacha to‘la boshlaydi. p-pog‘onachaning to‘lishi inert gaz Ar(18) gacha davom etadi.
13Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Oxirgi elektronlari tashqi pog‘onaning p-pog‘onachasida joylashadigan elementlarni p-elementlar deyiladi. Ularda 1-davrdan boshqa davrlarning oxirgi 6 tadan elementlari kiradi. Ularning soni 30 taga yetadi. Agar 2 va 3 davr elementlarining bir xil guruh elementlari solishtirilsa, ularning elektron tuzilishlari o‘xshash bo‘ladi. Demak, elementlarning davriy jadvalda joylanishi ularning atomlarini elektron tuzilishiga mos keladi.
Argonda 3s va 3p energetik pog‘onalar elektronlarga to‘lgan, lekin 3d pog‘ona bo‘sh.To‘rtinchi davr elementlari argondan keyin keladigan 19К va 20Са da 3 energetik pog‘onaning to‘lishi vaqtinchalik to‘xtaydi. dpog‘onacha o‘rniga 4s qavatcha to‘la boshlaydi.
19К 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
20Са 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
4s pog‘onadagi elektronlar 3d pog‘onadagiga qaraganda kamroq energiya zaxirasiga egadir. Shuning uchun ham K va Ca da tashqi elektron qavatlarning to‘lishi atomning barqaror holatiga mos keladi.
4s pog‘onadaga elektronlarni to‘ldirish V.M.Klechkovskiy (1900- 1972) qoidasiga asoslanib amalga oshirilishi mumkin. Bunda eng asosiy ko‘rsatkich bosh(n) va orbital(l) kvant sonlar yg‘indisi hisobga olinadi.
Klechkovskiyning I qoidasi. Atomning yadro zaryadi ortishi bilan elektronlarni pog‘onachalarga to‘ldirish ketma-ketligi bosh va orbital kvant sonlar yig‘indisi (n+l) ortib borish tartibida amalga oshiriladi.
Masalan, kaliy uchun 3d 4s 4p holatlar uchun shu qoida hisobga olinsa 3d holat uchun n=3, l=2, n+l=5. Agar 4s holat amalga oshirilsa n=4 l=0 n+l=4.
Agar 4p holat to‘ldirilsa edi n=4, l=1, n+l=5. Klechkovskiy qoidasiga ko‘ra 4s holat uchun n+l qiymat eng kichikligi ko‘rinib turibdi.
21 element skandiy atomining tuzilishi qaralsa, bunda 3d, 4s, 4p pog‘onachalar to‘ldirilishi mumkinligi hisobga olinsa 3d uchun n=3 l=2 n+l=5. 4p pog‘onachada bo‘lsa n=4, l=1, n+l=5. Demak, n+l 3d holatda ham va 4p holatda ham bir xil qiymatga ega bo‘lib qoldi.
Elektron orbitalarda n qiymati qancha katta bo‘lsa, elektronning energiyasi shuncha yuqori bo‘ladi. Kvant yacheykalarni elektronlar bilan to‘ldirish Klechkovckiyni ikkinchi qoidasiga ko‘ra olib boriladi.
Klechkovckiyni II qoidasi. Atomning yadro zaryadi ortishi bilan bosh va orbital kvant sonlari yig‘indisi bir xil bo‘lganda (n+l) elektronlarni pog‘onachalarga to‘ldirish bosh kvant sonining qiymati ortib borish tartibida amalga oshiriladi.
Sc atomida shu qoida amalga oshirilgan va elektronlarni dpog‘onachaga joylashtirish kerak.
21Sc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
Oxirgi elektroni tashqaridan ikkinchi pog‘onaning d- pog‘onachasida joylashadigan elementlarni d-elementlar deyiladi. Ular katta davrlarda s- va p- elementlar orasida joylashadi. Keyingi keladigan elementlarda elektronlarni to‘ldirish yuqoridagi qoida asosida olib borilgan.
30Zn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
Sc - Zn orasida keladigan elementlar d-elementlar jumlasiga kirib, ularda elektronlarni to‘lishi tashqaridan ikkinchi qobiqni joylanishi bilan amalga oshadi. Lekin 24-element Cr va 29-element Cu da bu qoidadan chetlanish ro‘y beradi. Xrom va mis atomlarida elektronlarning 4s holatdan 3d holatga sakrashi ro‘y beradi.
24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
29Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
Xrom va misning bunday holati pog‘onachalardagi elektronlarning s dan d ga o‘tishida yuqori energetik barqaror holatga o‘tishi bilan tushuntiriladi. Atomning ayni holatga o‘tishida kamroq energiyali holatga o‘tish kuzatiladi.
31- element galliy p-elementlar qatoriga kiradi. Shu tufayli galliyda p-pog‘onacha elektronlarga to‘ladi:
31Ga 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1
p- pog‘onachani to‘lishi Kr gacha davom etadi.
36Kr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d0 4f0
Beshinchi davr elementlari 37Rb va 38Sr s-elementlar qatoriga kiradi. Ularning atomlari quyidagi tashqi elektron konfiguratsiyaga ega:
5s1 va 5 s2 . Keyingi elementlar 39 Y (Ittriy) dan 48Cd gacha d-qavat to‘lishi davom etadi.
38Sr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2
39Y 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d1 5s2
48Cd 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2
49In 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p1
54Xe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6
Oltinchi davr elementlari Cs va Ba boshlanib ular s-elementlarga kiradi. Bularda orbatallar n+l ortib borish tartibida to‘lib boradi. Bu elementlar tashqi elektron konfiguratsiyasi: 6s1 va 6s2 .
6- davrning 3 guruh elementi qatoriga La kiradi. Bu element lantanoidlar qatorini hosil qiladi.
57La 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f0 5s2 5p6 5d1 6s2
Lantanda 4f pog‘onacha to‘lishi kerak edi. Bu chetlanish vaqtinchalik sodir bo‘ladi. Keyingi element seriydan boshlab 4f pog‘onacha to‘la boshlaydi:
58Ce 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f1 5s2 5p6 5d1 6s2
Oxirgi elektroni tashqaridan uchinchi pog‘onaning f pog‘onachasiga
joylashadigan elementlarni f-elementlar deyiladi. Ushbu tartib Lu gacha davom etadi:
59Lu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 5d1 6s2 .
72- element gafniy d-element qatoriga kiradi. Hf dan Hg gacha dpog‘onani elektronlarga to‘lishi amalga oshadi:
72Hf 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 6s2
80Hg 1s]
2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 5d106s2
Tl dan boshlab 6p-pog‘onani elektronlarga to‘lishi ro‘y beradi:
81Tl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 5d106s2 6p1
Bu pog‘onachani to‘lishi Rn gacha davom etadi.
86Rn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 5d106s2 6p6 .
Yettinchi davr elementlari Fr va Ra s-elementlar hisoblanadi. Bu elementlar eng tashqi elektron konfiguratsiyalari 7s1 va 7s2 .
89- element Ac da lantanga o‘xshash vaqtinchalik d- pog‘onachani elektronlarga to‘lishi sodir bo‘ladi. Toriy f-element jumlasiga kirib uning elektron formulasi:
89Ac 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 5f0 6s2 6p6 6d1 7s2 .
90Th 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 5f1 6s2 6p6 6d1 7s2 .
103Lr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s2 4p6 4d104f145s2 5p6 5f146s2 6p6 6d1 7s2 .
Shunday qilib 10 ta elementda elektronlar ko‘chishi kuzatiladi (24Cr, 29Cu, 41Nb, 42 Mo, 44Ru, 45Rh, 47Ag, 78Pt, 79Au), yana bir elementning tashqi qavatida elektron yo‘q (46Pd). 104- elementdan 109- elementgacha hozirgi paytda o‘rganilgan. Ular d-elementlar qatoriga kirib radioaktiv elementlardir.
Agar atomning energiyasi oshirilsa, atomdagi elektron qo'zg'aladi. O'zining asosiy holatiga qaytish uchun elektron energiya chiqaradi. Elektron energiya darajasiga tushganda chiqariladigan yorug'lik energiyasi ikki daraja o'rtasidagi energiya farqi bilan bir xil bo'ladi.
Oddiy qilib aytganda, elektronlar atom yadrosi atrofidagi qobiqlarda joylashgan. Yadroga eng yaqin joylashgan elektronlar eng kam energiyaga ega bo'ladi. Yadrodan uzoqroqda joylashgan elektronlar yuqori energiyaga ega bo'ladi. Atomning elektron qobig'i 2n 2 elektronni sig'dira oladi (bu erda n - qobiq darajasi).
Haqiqiyroq modelda elektronlar atom orbitallarida yoki pastki qavatlarda harakatlanadi. To'rt xil orbital shakllari mavjud: s, p, d va f. Har bir qobiq ichida s pastki qavati p dan pastroq energiyada bo'ladi. Atomning elektron konfiguratsiyasini aniqlash uchun orbital diagramma qo'llaniladi.
Atomning elektron konfiguratsiyasini aniqlash uchun ko'rsatmalar mavjud. Elektron eng kam energiya bilan orbitalga o'tadi. Har bir orbital faqat bitta elektron juftni ushlab turishi mumkin. Elektronlar qobiq ichida imkon qadar ko'proq ajralib turadi.
Atomning markaziy tuzilishi yadro bo'lib, u proton va neytronlarni o'z ichiga oladi. Bu yadro elektronlar bilan o'ralgan. Garchi bu elektronlarning barchasi bir xil zaryad va bir xil massaga ega bo'lsa-da, atomdagi har bir elektron har xil energiyaga ega. Eng kam energiyaga ega bo'lgan elektronlar yadroga eng yaqin joylashgan bo'lib, u erda musbat zaryadlangan yadroning tortishish kuchi eng katta. Yuqori energiyaga ega bo'lgan elektronlar uzoqroqda joylashgan.
Atom energiyasi ko'paytirilganda (masalan, modda qizdirilganda) atom ichidagi elektronlarning energiyasi ham ortadi, ya'ni elektronlar qo'zg'aladi. Hayajonlangan elektron o'zining asl energiyasiga yoki asosiy holatiga qaytishi uchun energiyani chiqarishi kerak. Elektron energiya chiqarishning bir usuli yorug'lik chiqarishdir. Har bir element qizdirilganda elektron qo'zg'alish energiyasiga mos keladigan ma'lum bir chastotada (yoki rangda) yorug'lik chiqaradi.
Buni zinapoyadan yuqoriga ko'tarilish kabi o'ylash foydalidir. Agar oyog'ingizni etarlicha ko'tarmasangiz, siz zinapoyaga urilib, zamin darajasida qolib ketasiz. Davom etish uchun oyog'ingizni qadam balandligiga ko'tarishingiz kerak. Xuddi shu narsa elektronlar va ular ega bo'lishi mumkin bo'lgan energiya miqdori uchun ham amal qiladi. Elektronlarning energiya birliklariga bo'linishi energiyani kvantlash deb ataladi, chunki atomda elektron faqat ma'lum miqdordagi energiyaga ega bo'lishi mumkin. Elektron yuqori energiya darajasidan pastroq energiya darajasiga tushganda chiqariladigan yorug'lik energiyasi ikki daraja o'rtasidagi energiya farqi bilan bir xil bo'ladi.
Biz atom atrofida elektronlarning joylashishini ko'rsatishning juda oddiy usulidan boshlaymiz. Bu erda elektronlar atom yadrosi atrofida energiya darajalarida yoki qobiqlarda joylashgan. Birinchi energiya darajasida (1-energiya darajasi) bo'lgan elektronlar yadroga eng yaqin va eng past energiyaga ega bo'ladi. Yadrodan uzoqroqda joylashgan elektronlar yuqori energiyaga ega bo'ladi. Atomning elektron qobig'i 2n 2 elektronni sig'dira oladi, bu erda n - energiya darajasi. Masalan, birinchi qobiq 2 x (1) 2 yoki 2 elektronni sig'dira oladi. Ikkinchi qobiq 2 x (2) 2 yoki 8 elektronni sig'dira oladi.
Elektronlarni halqalarda yadro aylanasi sifatida tasvirlash mumkin bo'lsa-da, aslida elektronlar ancha murakkab yo'llar bo'ylab harakatlanadi. Bu yo'llar atom orbitallari yoki pastki qobiqlar deb ataladi. Bir nechta turli xil orbital shakllari mavjud - s, p, d va f - lekin biz hozircha asosan s va p orbitallariga e'tibor qaratamiz. Birinchi energiya darajasida faqat bitta s orbital, ikkinchi energiya darajasida bitta s orbital va uchta p orbital, uchinchi energiya darajasida bitta s orbital, uchta p orbital va beshta d orbital mavjud. Har bir energiya darajasida s orbital p orbitallarga qaraganda pastroq energiyada bo'ladi.
Aufbau printsipi ma'lum qoidalar to'plamiga rioya qilgan holda atom orbitallariga elektron qo'shish orqali atomning elektron konfiguratsiyasini aniqlaydi.
Madelung qoidasi atom orbitallarini elektronlar bilan to'ldirish tartibini belgilaydi. Elektronlar orbitallarni eng past energiya holatidan boshlab yuqori darajalarni to'ldirishdan oldin to'ldiradi.
Aufbau protsedurasi: qiziqtirgan atom uchun elektronlar sonini aniqlang. Mavjud orbitallarni birinchi navbatda eng past energiya darajasidan boshlab to'ldiring va kerak bo'lgunga qadar bitta orbitalda elektronlarni juftlashtirishdan saqlaning.
Elektron konfiguratsiya belgisi energiya darajalarini, orbitallarni va elektronlar sonini tavsiflaydi. Raqam va harf mos ravishda energiya darajasini va orbitalni tavsiflaydi va yuqori chiziq raqami bu orbitalda qancha elektron borligini ko'rsatadi.
Aufbau printsipi dastlabki 18 element uchun yaxshi ishlaydi, ammo keyin kamroq foydali bo'ladi.
Atom yadrosi juda zich bo'lsa-da, uning atrofidagi elektronlar elektron konfiguratsiyasi sifatida umumlashtirilishi mumkin bo'lgan turli xil pozitsiyalarni egallashi mumkin. Elementning elektron konfiguratsiyasi energiya darajasi diagrammasi yoki Aufbau diagrammasi yordamida ifodalanishi mumkin. Aufbau printsipi (nemischa Aufbau "qurilish, qurish" degan ma'noni anglatadi) elektronlarni asta-sekin qo'shish orqali atom "quriladigan" modelni yaratish usulini tavsiflaydi. Elektronlar qo'shilganda, ular yadro va allaqachon mavjud bo'lgan elektronlarga nisbatan eng barqaror qobiqlarni oladi.
Orbitallarni to'ldirish tartibi Madelung qoidasi bilan berilgan. Qoida energiya bilan bog'liq bo'lgan atom orbitalidagi n + ℓ tugunlarining umumiy soniga asoslanadi. Shu nuqtai nazardan, n asosiy kvant sonini va ℓ azimutal kvant sonini ifodalaydi. ℓ = 0, 1, 2, 3 qiymatlari mos ravishda s, p, d va f belgilariga mos keladi. Printsipga ko'ra, elektronlar orbitallarni eng past energiya holatlaridan boshlab yuqori darajalarni to'ldirishdan oldin to'ldiradi (masalan, 2 soniyadan oldin 1s).
Atomning elektron konfiguratsiyasini yozish uchun yozuvning maxsus turi qo'llaniladi. Belgilanish energiya darajalarini, orbitallarni va har biridagi elektronlar sonini tavsiflaydi. Masalan, litiyning elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 1 ga teng . Raqam va harf energiya darajasini va orbitalni tavsiflaydi va orbital ustidagi raqam bu orbitalda qancha elektron borligini ko'rsatadi. Standart belgilar yordamida ftorning elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 5 ga teng .
Aufbau printsipi orbital energiyalarning tartibi ma'lum bir element uchun ham, turli elementlar o'rtasida ham qat'iydir, degan g'oyaga asoslanadi. Bu taxmin taxminan to'g'ri - printsip foydali bo'lishi uchun etarli, ammo jismoniy jihatdan oqilona emas. U atom orbitallarini o'zgarmas energiyaning "qutilari" sifatida modellashtiradi, ularga ko'pi bilan ikkita elektron joylashtirilishi mumkin. Biroq, atom orbitalidagi elektronning energiyasi atomning boshqa barcha elektronlarining energiyalariga bog'liq.
Faqat bitta elektronga ega bo'lgan vodorodga o'xshash atomda Aufbau diagrammasidagi bir xil qobiqning s-orbitali va p-orbitallari aynan bir xil energiyaga ega. Biroq, haqiqiy vodorod atomida energiya darajalari yadroning magnit maydoni tomonidan bir oz bo'linadi. Har bir atom yadrosida protonlar soni har xil bo'lganligi sababli, magnit maydon har xil bo'lib, har bir elektronning tortishish kuchini o'zgartiradi. Umuman olganda, Aufbau printsipi birinchi 18 element uchun atomlarning asosiy holatlari uchun juda yaxshi ishlaydi, keyin esa keyingi 100 element uchun kamayib boradi.
Elektron konfiguratsiyalarning maqsadi
Atomlar bir-biri bilan aloqa qilganda, birinchi navbatda bu atomlarning eng tashqi elektronlari yoki valentlik qobig'i o'zaro ta'sir qiladi. Valentlik qobig'i to'liq bo'lmaganda, atom eng kam barqaror (va shuning uchun eng reaktiv) hisoblanadi. Valentlik elektronlari asosan elementning kimyoviy harakati uchun javobgardir. Valentlik elektronlarining soni bir xil bo'lgan elementlar ko'pincha o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega.
Elektron konfiguratsiyalar ham barqarorlikni bashorat qilishi mumkin. Atomning barcha orbitallari to'lgan bo'lsa, eng barqaror (va shuning uchun reaktiv bo'lmaydi). Eng barqaror konfiguratsiyalar to'liq energiya darajasiga ega bo'lganlardir. Bu konfiguratsiyalar asil gazlarda uchraydi. Asil gazlar boshqa elementlar bilan oson reaksiyaga kirishmaydigan juda barqaror elementlardir.
I.3 S ,P elementlarning elektron konfiguratsiyasi
Davriy sistemada s oila elementlari oxirgi pastki qavatida valentlik elektronlariga ega bo’lgan kimyoviy elementlar guruhi. Boshqacha qilib aytganda, ushbu elementlarning atomlari n s 1-2 umumiy valentlik elektron konfiguratsiyasiga ega , bu erda “ n ” – asosiy kvant soni va “s” – orbital.
Elementlarning maksimal soni I-guruh ( ishqoriy metallar) II-guruh ( ishqoriy tuproq metallari) va geliydagi elementlardir. Frantsuz olimi va muhandisi Charlz Janet element bloklari tushunchasini kiritdi va elementlarni bloklar bo’yicha turli davriy jadval dizaynlariga joylashtirdi.
Elektron konfiguratsiyalar. Ishqoriy metallar tashqi qavatida bitta valentlik elektronga ega, geliy va tuproq ishqoriy metallari esa tashqi qobiqda ikkita valentlik elektroniga ega. Bu yerda s-oila elementining elektron konfiguratsiyasi ro’yxati ko’rsatilgan.
Pog’onachalarda elektronlarni to’lib borishi V.M. Klechkovskiy (1900— 1972) qoidasiga asosan aniqlanadi. Bunga ko’ra elektronlar quyidagi tartibda elektron pog’onachalarni to’ldirib boradi.
S oila elementlarining xususiyatlari(1-rasm). Barcha s-oila elementlari, geliydan tashqari, valentlik elektronlarini tezda yo’qotadi va kimyoviy bog’larni hosil qiladi. I-guruhdagi elementlar +1 zaryadli ionlar, II-guruhdagilar esa +2 zaryadli ionlar hosil qiladi. Vodorod va geliydan tashqari s-oila elementlari yuqori reaktiv metallardir. Metall elementlar yaltiroq, kumush rangli (oltin rangga ega seziydan tashqari) va yaxshi elektr va issiqlik o’tkazgichlari. S-oila elementlari past erish nuqtalariga ega bo’lgan yumshoq, yengil qattiq moddalarni hosil qiladi. Vodorod va geliydan tashqari, elementlar havoda va suvda kuchli reaksiyaga kirishadi. Ularni inert atmosferada yoki mineral moy ostida saqlash ularni oksidlanishdan himoya qiladi.19К va 20Са da 3 energetik pog‘onaning to‘lishi vaqtinchalik to‘xtaydi. d pog‘onacha o‘rniga 4s qavatcha to‘la boshlaydi.
19К 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
20Са 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
1-rasm
S elementlar belgilari elektron konfinguratsiyasi
Elementar soni
|
Tartib raqami
|
Belgi
|
Elektron konfiguratsiyasi
|
1
|
1
|
H
|
1s1
|
2
|
2
|
He
|
1s2
|
3
|
3
|
Li
|
1s22s1
|
4
|
4
|
B
|
1s22s2
|
5
|
11
|
Na
|
1s2.2s2.2p6.3s1
|
6
|
12
|
Mg
|
[Ne]3s2
|
7
|
19
|
K
|
[Ar]4s1
|
8
|
20
|
Ca
|
[Ar]4s2
|
9
|
37
|
Rb
|
[Kr]5s1
|
10
|
38
|
Sr
|
[Kr]5s2
|
11
|
55
|
Cs
|
[Xe]6s1
|
12
|
56
|
Ba
|
[Xe]6s2
|
13
|
87
|
Fr
|
[Rn]7s1
|
P elementlarning elektron konfiguratsiyasi.
Davriy sistemada P-oila elementlari davriy jadvalning III A dan VIII A ustunlarigacha bo’lgan ustunlarini o’z ichiga olgan va geliyni o’z ichiga olmaydi.
36 ta p-oila elementlari mavjud bo’lib, ularning barchasi valentlik elektronlari bilan p orbitalda joylashgan. P-oila elementlari – bu juda ko’p xususiyatlarga ega bo’lgan juda xilma-xil elementlar guruhi.
P – oila elementlari davriy jadvalning o’ng tomonida joylashgan bo’lib, u oltita ustun elementlarini o’z ichiga oladi, IIIA ustunidan boshlanadi va VIIIA ustuni bilan tugaydi. VIIIA ustunining tepasida joylashgan geliy p-blokga kiritilmagan. P-oila elementlari birlashtiriladi, chunki ularning valentlik elektronlari p orbitalda joylashgan. Ushbu orbitalda markaziy nuqtadan teng burchak ostida keladigan oltita lobli shakllar mavjud. U maksimal 6 ta elektronga ega va shuning uchun p-oilada oltita ustun mavjud. IIIA ustunidagi elementlar bitta valent elektronga ega bo’lgan p-blokning birinchi ustuni. Va IVA ustunida 2-ustunda ikkita valentlik elektron mavjud. Bu tendentsiya biz 6 valentlik elektronga ega bo’lgan VIIIA ustuniga etgunimizcha davom etadi.
Endi har bitta guruhda joylashgan P oila elementlarini elektron konfiguratsiyasini ko’rib chiqamiz.
Quyidagi jadvalda III A guruh elementlarini elektron konfiguratsiyasini ko’rib chiqamiz.
Tartib raqami
|
Belgi
|
Elektron konfiguratsiyasi
|
5
|
B
|
2s22p1
|
13
|
Al
|
3s23p1
|
31
|
Ga
|
4s24p1
|
49
|
In
|
5s25p1
|
81
|
Ti
|
6s26p1
|
113
|
Nh
|
7s27p1
|
IV A guruh elementlarining elektron konfiguratsiyasini ko’rib chiqamiz.
Tartib raqami
|
Belgi
|
Elektron konfiguratsiyasi
|
6
|
C
|
1s22s22p2
|
14
|
Si
|
3s23p2
|
32
|
Ge
|
4s24p2
|
50
|
Sn
|
5s25p2
|
82
|
Pb
|
6s26p2
|
114
|
Fi
|
7s27p2
|
V A guruh elementlarining elektron konfiguratsiyasini ko’rib chiqamiz.
Tartib raqami
|
Belgi
|
Elektron konfiguratsiyasi
|
7
|
N
|
2s22p3
|
15
|
P
|
3s23p3
|
33
|
As
|
4s24p3
|
51
|
Sb
|
5s25p3
|
83
|
Bi
|
6s26p3
|
115
|
Mc
|
7s27p3
|
VI A guruh elementlarining elektron konfiguratsiyasini ko’rib chiqamiz.
Tartib raqami
|
Belgi
|
Elektron konfiguratsiyasi
|
8
|
O
|
2s22p4
|
16
|
S
|
3s23p4
|
34
|
Se
|
4s24p4
|
52
|
Te
|
5s25p4
|
84
|
Po
|
6s26p4
|
116
|
Lv
|
7s27p4
|
VII A guruh elementlarining elektron konfiguratsiyasini ko’rib chiqamiz.
Tartib raqami
|
Belgi
|
Elektron konfiguratsiyasi
|
9
|
F
|
2s23p5
|
17
|
Cl
|
3s23p5
|
35
|
Br
|
4s24p5
|
53
|
I
|
5s25p5
|
85
|
At
|
6s26p5
|
117
|
Ts
|
7s27p5
|
Yuqoridagi jadvallarda P oila elementlarining davriy sistemada joylashgan holatdagi elektron konfiguratsiyasini ko’rib chiqdik.
P oila elementlari valent elektronlar hosil qiladi. Ular C, N, P, S va qolgan elementlar ham valent elektronlar hosil qiladi.
Elementlar har bir valent elektron hosil qilganda, tashqi elektron konfiguratsiyasi o’zgarib turadi.
Masalan; Oltingugutning II, IV va VI valentlik holidagi elektron konfiguratsiyasini koʻrib chiqamiz :
|