Elektrónová konfigurácia: Rozdiel medzi revíziami

Pridaných 9 342 bajtov ,  pred 4 mesiacmi
chýba zhrnutie úprav
d (+portály Fyzika, Chémia)
Bez shrnutí editace
Značky: vizuálny editor sekcia Referencie odkazy na rozcestníky
[[Súbor:Orbitály.png|náhľad|400x400bod|Štruktúra elektrónových vrstiev 1 až 3 pre viacelektrónové atómy]]V [[Atómová fyzika|atómovej fyzike]] a [[Kvantová chémia|kvantovej chémii]] popisuje '''elektrónová konfigurácia''' rozmiestnenie [[Elektrón|elektrónov]] [[Atóm|atómu]], molekuly alebo inej fyzickej štruktúry v [[Atómový orbital|atómovom]] alebo [[Molekulový orbitál|molekulovom orbitáli]]. Napríklad, elektrónová konfigurácia [[Neón|neónového]] atómu je 1s² 2s² 2p⁶.
[[Súbor:Electron orbitals.svg|right|Atómové a molekulové orbitály|thumb]]
 
== Kvantové čísla ==
V [[Atómová fyzika|atómovej fyzike]] a [[Kvantová chémia|kvantovej chémii]] popisuje '''elektrónová konfigurácia''' rozmiestnenie [[Elektrón|elektrónov]] [[Atóm|atómu]], molekuly alebo inej fyzickej štruktúry v [[Atómový orbital|atómovom]] alebo [[Molekulový orbitál|molekulovom orbitáli]]. Napríklad, elektrónová konfigurácia [[Neón|neónového]] atómu je 1s² 2s² 2p⁶.
Stav elektrónu v atóme opisujú štyri [[Kvantové číslo|kvantové čísla]]. Prvé tri čísla sú celé a opisujú vlastnosti príslušného [[Orbitál|atómového orbitálu]].
{| class="wikitable"
!Kvantové číslo
!Značka
!Rozsah
!Popis
|-
|Hlavné [[kvantové číslo]]
|''n''
|len prirodzené čísla, 1 a viac
|určuje [[Energia|energiiu]] orbitálu, tiež popisuje vzdialenosť orbitálu od atomového jádra
|-
|Vedlejšie [[kvantové číslo]]
|''l''
|celočíselné, 0 až n−1
|orbitálny [[moment hybnosti]] elektrónu, ktorým určuje tvar [[Orbitál|atomového orbitálu]]
|-
|Magnetické kvantové číslo
|''m''
|celočíselné, −''l'' až +''l''
|[[magnetický moment]] [[Hybnosť|hybnosti]] elektrónu, popisuje priestorovú orientáciu [[Orbitál|atomového orbitálu]]
|-
|Spinové kvantové číslo
|''s''
| +½ alebo −½
|[[Spin]] je vnútorná vlastnosť elektrónu a je nezávislá na predchádzajúcich kvantových číslach, určuje "rotáciu" [[Elektrón|elektrónu]]
|}
== Periódy ==
[[Periodická tabuľka]] prvkov je rozdelená do vodorovných radov a zvyslích stĺpcov. Vodorovné rady sa nazývajú [[Perióda (periodická tabuľka)|periódy]]. [[Perióda (fyzika)|Periódy]] súvisia s polohou daného [[Chemický prvok|prvku]] v [[Periodická tabuľka|periodickej tabuľke]] a s jeho chemickými vlastnosťami. Poradové číslo [[Perióda (periodická tabuľka)|periódy]] je totožné s hlavným [[Kvantové číslo|kvantovým číslom]] poslednej obsadzovanej vrstvy. Poznáme základné 4 [[Perióda (periodická tabuľka)|periódy]]:
 
=== Prvá perióda ===
Prvá [[Perióda (periodická tabuľka)|perióda]] sa označuje písmenom K. V prvej perióde (n = 1) sa nachádzajú dva prvky {{--}}[[vodík]] a [[hélium]], pretože hlavnému kvantovému číslu n = 1 pripadá jediná hodnota vedľajšieho [[Kvantové číslo|kvantového čísla]] l (l = 0). Z toho vyplýva, že prvá vrstva elektrónového obalu obsahuje iba jeden [[orbitál]] typu s. K jeho úplnému obsadeniu sú potrebné 2 [[Elektrón|elektróny]].
 
=== Druhá perióda ===
Druhá [[Perióda (periodická tabuľka)|perióda]] sa označuje veľkým písmenom L. Druhá [[Perióda (periodická tabuľka)|perióda]] (n = 2) obsahuje celkovo osem [[Chemický prvok|prvkov]]. Tieto prvky majú úplne zaplnenú prvú vrstvu (2 [[Elektrón|elektróny]] v orbitály 1s). Ostavajúce [[Elektrón|elektróny]] a ich obaly sa nachádzajú v [[Orbitál|orbitáloch]] poslednej (v tomto prípade v druhej) vrstvy. [[Lítium]] a [[berýlium]] majú svoje [[Elektrón|elektróny]] v orbitále 2s, ostávajúcich šesť [[Chemický prvok|prvkov]] ([[Bór|B]], [[Uhlík|C]], [[Dusík|N]], [[Kyslík|O]], [[Fluór|F]], [[Neón|Ne]]) doplňuje [[Elektrón|elektróny]] aj do [[Orbitál|orbitálu]] 2p, ktoré majú v porovnaní s orbitálom 2s vyššiu energiu.
 
=== Tretia perióda ===
Tretia perióda sa označuje veľkým písmenom M. Atómy [[Chemický prvok|prvku]] tretej periódy (n = 3) majú svoje elektróny v orbitáloch 1s, 2s, 2p, 3s a 3p. Najvyššiu energiu majú [[Orbitál|orbitály]] 3p, ktoré sú spoločné s orbitálami 3s súčasťou tretej vrstvy [[Elektrónový obal|elektrónového obalu]].
 
=== Štvrtá perióda ===
Štvrtá [[Perióda (periodická tabuľka)|perióda]] sa označuje veľkým písmenom N. Vo štvrtej [[Perióda (periodická tabuľka)|perióde]] (n = 4) je situácia zložitejšia. V predchádzajúcej kapitole sme si vysvetlili, že [[Elektrón|elektróny]] [[Draslík|draslíku]] a [[Vápnik|vápnika]] zaplavujú orbitál 4s, ktorý je súčasťou poslednej (štvrtej) vrstvy [[Elektrónový obal|elekrónového obalu]]. Potom nasleduje desať prvkov (od [[Skandium|skandia]] až po [[zinok]]), ktorého [[Elektrón|elektróny]] vstupujú do [[Orbitál|orbitálu]] 3d.
{| class="wikitable"
|+
! colspan="2" |Elektrónová
vrstva
!Typ
orbitálov
!Počet
orbitálov
!Maximálny
počet elektrónov
 
v orbitáloch
!Symbol
zaplnených
 
orbitálov
!Maximálny
počet elektrónov
 
vo vrstve
|-
|1
|K
|1s
|1
|2
|1s<sup>2</sup>
|2
|-
|2
|L
|2s
2p
|1
3
|2
6
|2s<sup>2</sup>
2p<sup>6</sup>
|8
|-
|3
|M
|3s
3p
 
3d
|1
3
 
5
|2
6
 
10
|3s<sup>2</sup>
3p<sup>6</sup>
 
3d<sup>10</sup>
|18
|-
|4
|N
|4s
4p
 
4d
 
4f
|1
3
 
5
 
7
|2
6
 
10
 
14
|4s<sup>2</sup>
4p<sup>6</sup>
 
3d<sup>10</sup>
 
4f<sup>14</sup>
|32
|}
 
== Orbitály ==
V skratke, je [[orbitál]] priestor, v ktorom sa vyskytuje [[elektrón]] v atóme. Poznáme 4 základne typy [[Orbitál|orbitálov]]:
 
=== Orbitál ''s'' ===
[[Orbitál]] s je najzákladnejší typ orbitálu. Vyskytuje sa vo všetkých elektrónových vrstvách vo všetkých prvkoch. Má guľovito symetrický tvar. Jeho polomer a energia narastájú s narastajúcim číslom elektrónovej vrstvy. Maximálne môže obsahovať 2 [[Elektrón|elektróny]]. Orbitál s má vedľajšie kvantové číslo 0.
 
=== Orbitál ''p'' ===
[[Orbitál]] p má tvar priestorovej osmičky. Začína sa vyskytovať sa od druhej sféry L, na prvej vrstve K sa tento [[orbitál]] nevyskytuje. Sú navzájom na seba kolmé a sú energeticky rovnocenné. V orbitále p sa môže vyskytovať najviac 6 [[Elektrónový obal|elektrónov]]. Vedľajšie [[kvantové číslo]] pre [[orbitál]] p je 1.
 
=== Orbitál ''d'' ===
[[Orbitál]] d sa začína nachádzať od tretej vrstvy M. Štyri majú tvar priestorového štvorlístka a jeden má tvar priestorovej osmičky s prstencom. Ako pri [[Orbitál|orbitály]] p sú [[Orbitál|orbitály]] v rovnakej vrstve energeticky rovnocenné. Môže sa v ňom nachádzať až 10 elektrónov.
 
=== Orbitál ''f'' ===
[[Orbitál]] f má priestorovo zložitejšie tvary. Začína sa od štvrtej vrstvy a na jednej sfére sú energeticky rovnako nabité.<ref>{{Citácia elektronického dokumentu|priezvisko=|meno=|autor=|odkaz na autora=|titul=ŠIS chémia - Učebné texty - Atóm a jeho zloženie|url=https://kekule.science.upjs.sk/chemia/ucebtext/atomzloz/priestor/index.htm|vydavateľ=kekule.science.upjs.sk|dátum vydania=|dátum aktualizácie=|dátum prístupu=2022-02-20|miesto=|jazyk=}}</ref>
{| class="wikitable"
|+
!Vrstva
!Označenie
orbitálu ''s''
!Označenie
orbitálu ''p''
!Označenie
orbitálu ''d''
!Označenie
orbitálu ''f''
|-
|K
|1s
|1''p''
|1''d''
|1''f''
|-
|L
|2s
|2''p''
|2''d''
|2''f''
|-
|M
|3s
|3''p''
|3''d''
|3''f''
|-
|N
|4s
|4''p''
|4''d''
|4''f''
|-
|O
|5s
|5''p''
|5''d''
|5''f''
|-
|P
|6s
|6''p''
|6''d''
|6''f''
|}
== Pravidlá zaplňovania orbitálov elektrónmi ==
Poznáme 3 pravidlá, ktoré opisujú, akým spôsobom je [[elektrónový obal]] zaplňaný elektrónmi:
=== '''Pauliho princíp''' ===
V každom [[Orbitál|orbitáli]] môžu byť najviac dva [[Elektrón|elektróny]], ktoré sa líšia spinovým [[Kvantové číslo|kvantovým číslom]].
 
=== Hundovo pravidlo ===
Orbitály s rovnakou energiou sa obsadzujú najskôr každý po jednom elektróne.
 
=== Výstavbový princíp ===
[[Orbitál|Orbitály]] s nižšou energiou sa zaplnia [[Elektrón|elektrónmi]] skôr ako [[Orbitál|orbitály]] s vyššou energiou. Energia [[Orbitál|orbitálu]] sa zvyšuje s rastúcou hodnotou súčtu hlavného (n) a vedľajšieho [[Kvantové číslo|kvantového čísla]] (l). Ak majú dva rôzne [[Orbitál|orbitály]] rovnaký súčet n + l, potom je rozhodujúca hodnota hlavného [[Kvantové číslo|kvantového čísla]]. [[Orbitál]], ktorého hodnota n je menšia, má nižšiu energiu, a preto sa zaplní [[Elektrón|elektrónmi]] rýchlejšie.
{| class="wikitable"
|+Tabuľka usporiadania orbitálov
|1s
|2s
|2p
|3s
|3p
|4s
|3d
|4p
|5s
|4d
|5p
|6s
|4f
|5d
|6p
|}
 
== Znázorňovanie orbitálov ==
[[Súbor:ZápisOrbitálu2.png|náhľad|350x350bod|Zápis orbitálu pomocou hlavného a vedľajšieho [[Kvantové číslo|kvantového čísla]]]]Znázorňovanie [[Orbitál|orbitálov]] pomocou priestorových tvarov je veľmi zdĺhavé a graficky náročné. Preto boli zavedené nasledujúce postupy:
 
=== '''Zápis orbitálu pomocou vedľajšieho a hlavného čísla''' ===
Jednotlivé [[Orbitál|orbitály]] je možné zapísať pomocou hlavného a vedľajšieho [[Kvantové číslo|kvantového čísla]]. Hlavné [[kvantové číslo]] sa zapisuje pomocou veľkého arabského čísla za ktorým nasleduje malé písmenko, ktoré opisuje typ [[Orbitál|orbitálu]] (s, p, d, f), určený je pomocou vedľajšieho [[Kvantové číslo|kvantového čísla]] l. Počet elektrónov v [[Orbitál|orbitáloch]] sa zapisuje pomocou exponentu.<ref>Aleš Mareček – Jaroslav Honza: Chemie pro čtyrletá gymnázia, Nakladatelství Olomouc 1988, ISBN 80-7182-055-5</ref>
{| class="wikitable"
|+
!typ orbitálu
|s
|p
|d
|f
|-
!vedlajšie kvantové číslo I
|0
|1
|2
|3
|}
 
=== Zápis orbitálu pomocou rámčekov ===
V znázorňovaní [[Orbitál|orbitálov]] pomocou rámčekov sa všetky [[Orbitál|orbitály]] znázorňujú rovnako veľkými rámčekmi.
[[Súbor:ZápisOrbitálovRámčeky.png|vľavo|500x500bod]]
 
{{Portál|Fyzika||Chémia}}
{{Fyzikálny výhonok}}
 
[[Kategória:Kvantová fyzika]]
[[Kategória:Fyzikálna chémia]]
[[Kategória:Fyzika častíc]]
[[Kategória:Chémia]]
[[Kategória:Chemická fyzika]]
 
 
 
 
 
Jednotlivé elektróny sa znázorňujú pomocou šípiek:
 
Znázornenie 1 elektrónu sa značí 1 šípkou: [[Súbor:SipkaElektronovaKonfikuracia.png|30x30bod]]
 
Znázornenie 2 elektrónov sa značí dvom šípkami: [[Súbor:ŠipkyElektronovaKonfiguracia.png|30x30bod]]
 
== Externé odkazy ==
<references />
1 879

úprav