Бериллий является химическим элементом группы IIA в периодической таблице, показывающей типичную s-группу. Его химический символ Be.
В этой статье мы обсудим электронное устройство бериллия с подробным объяснением конфигурации его основного состояния, орбитальной диаграммы и многих других связанных тем.
Как написать электронную конфигурацию бериллия?
- Be имеет в общей сложности 4 электрона. Он находится во втором периоде и во второй группе периодической таблицы.
- Главное квантовое число (n) для Be равно 2. Возможное азимутальное квантовое число (l) для Be равны l=0 и l=1. Подоболочка ‘s’ назначается для l=0, а подоболочка ‘p’ назначается для l=1.
- Электроны заполнены оболочкой ‘n’ после 2n 2 правило. (n=1, 2, 3, …). В Be, когда n=1 (K-оболочка), всего 2 электрона будут в K-оболочке, а остальные 2 электрона будут в L-оболочке (n=2).
- Расположите электроны в подоболочках следующим образом. Принцип Ауфбау, принцип запрета Паули и правило Хунда. Нижайшийпервой будет заполнена энергетическая орбиталь, а затем орбитали с более высокой энергией в соответствии с правилом Ауфбау.Правило Хунданалагаетсяпозаботиться об электронных устройствах с максимальной спиновой кратностью. Он применяется для достижения минимально возможной энергии для орбитали.Принцип исключения Паули применяется к направлению вращения нескольких электронов на орбитали.
- Электронная конфигурация Be равна 1s. 2 2s 2 .
Диаграмма электронной конфигурации бериллия
Бериллий — НЕВЕРОЯТНО ЛЕГКИЙ И ТОКСИЧНЫЙ МЕТАЛЛ!
Диаграмма электронной конфигурации Be показана ниже, Электронная конфигурация бериллия
Обозначение электронной конфигурации бериллия
Электронный конфигурационное обозначение Be равно [He] 2s 2 . Обозначения состоит из 4 электронов. Два электрона исходят от атома благородного газа гелия, а два других приходятся на 2s-орбиталь. Ее также называют электронной конфигурацией Be в сокращенной форме.
Полная электронная конфигурация бериллия
- В 1sорбиталь, содержащая 2 электрона.
- В 2sорбита, содержащая две другие.
Электронная конфигурация бериллия в основном состоянии
Электронная конфигурация основного состояния Be равна 1s. 2 2s 2 . Структура электронной оболочки в основном состоянии 2.2. для Бе.
Конфигурация основного состояния
Электронная конфигурация бериллия в возбужденном состоянии
Электронная конфигурация возбужденного состояния Be равна 1s 2 2s 1 2p 1 . Здесь ближайшей орбиталью 2s является 2p. Итак, один электрон из 2s перескакивает на одну из 2p-орбиталей. При прыжке спин электрона не меняется.
КОСМИЧЕСКИ ТОКСИЧНЫЙ МЕТАЛЛ / БЕРИЛЛИЙ
Электронная конфигурация возбужденного состояния
Орбитальная диаграмма бериллия в основном состоянии
Орбитальная диаграмма основного состояния Be состоит из электронов K- и L-оболочек. Электроны расположены как K-уровень (1s) = 2, L-уровень (2s) = 2. символ термина основного состояния ибо быть 1 S0. Схема оболочки показана ниже,
Орбитальная диаграмма бериллия
Конденсированная электронная конфигурация бериллия
Конденсированная электронная конфигурация бериллия [2,2]. Конденсированная электронная конфигурация — это еще одна форма сокращенной электронной конфигурации.
Заключение
Be встречается в поверхностных отложениях силикатов: берилл (Be3Al2Si6O18) и фенакит (Be2SiO4). Плотность заряда Be 2+ исключительно высока (Z + /r ≈ 6.5, r в Å).
Источник: ru.lambdageeks.com
Электронное строение атома бериллия
Электронное строение нейтрального атома бериллия в основном состоянии.
Схема строения электронных оболочек
Распределение электронов по энергетическим уровням (или по электронным слоям) в атоме бериллия.
Электронно-графическая схема
Распределение электронов по атомным орбиталям в атоме бериллия.
| 2 | ↑↓ |
| 1 | ↑↓ |
| s |
Валентные орбитали атома бериллия выделены фиолетовым цветом.
Электронная конфигурация
Полная электронная конфигурация атома бериллия.
Сокращённая электронная конфигурация атома бериллия.
Квантовые числа валентных электронов
Главное (n), орбитальное (l), магнитное (m) и спиновое (s) квантовые числа валентных электронов атома бериллия.
| 2s | 2 | +½ | ||
| -½ |
Источник: chemer.ru
§ 3. Электронные конфигурации атомов химических элементов
Знание возможных состояний электрона в атоме, правило Клечковского, принцип Паули и правило Гунда позволяют рассмотреть электронную конфигурацию атома. Для этого используют электронные формулы.
Электронной формулой обозначают состояние электрона в атоме, указывая цифрой главное квантовое число, характеризующее его состояние, а буквой — орбитальное квантовое число. Число, показывающее, сколько электронов находится в данном состоянии, записывают справа сверху от буквы, обозначающей форму электронного облака.
Для атома водорода (n = 1, l = 0, m = 0) электронная формула будет такой: 1s 1 . Оба электрона следующего элемента гелия Не характеризуются одинаковыми значениями n, l, m и отличаются лишь спинами. Электронная формула атома гелия ls 2 . Электронная оболочка атома гелия завершена и очень устойчива. Гелий — благородный газ.
Электронная формула атома лития: ls 2 2s 1 . Электрон 2s 1 слабее связан с ядром атома (рис. 6), поэтому атом лития может легко отдавать его (как вы, очевидно, помните, этот процесс называется окислением), превращаясь в ион Li + .
Рис. 6.
Сечения 1s- и 2s-электронных облаков плоскостью, проходящей через ядро
В атоме бериллия четвертый электрон также занимает 2s-состояние: ls 2 2s 2 . Два внешних электрона атома бериллия легко отрываются — Be при этом окисляется в катион Ве 2+ .
У атома бора появляется электрон в 2р-состоянии: ls 2 2s 2 2p 1 . Далее у атомов углерода, азота, кислорода и фтора (в соответствии с правилом Гунда) идет заполнение 2р-подуровня, которое заканчивается у благородного газа неона: ls 2 2s 2 2p 6 .
Если хотят подчеркнуть, что электроны на данном подуровне занимают квантовые ячейки поодиночке, в электронной формуле обозначение подуровня сопровождает индеке. Например, электронная формула атома углерода
У элементов 3-го периода заполняется соответственно Зs-состояние (n = 3, l = 0) и Зр-подуровень (n = 3, l — 1). Зd-подуровень (n = 3, l = 2) при этом остается свободным:
Иногда в схемах, изображающих распределение электронов в атомах, указывают только число электронов на каждом энергетическом уровне, т. е. записывают сокращенные электронные формулы атомов химических элементов, в отличие от приведенных выше полных электронных формул, например:
У элементов больших периодов (4-го и 5-го), в соответствии с правилом Клечковского, первые два электрона внешнего электронного слоя занимают соответственно 4s-(n = 4, l = 0) и 5s-состояния (n = 5, l = 0):
Начиная с третьего элемента каждого большого периода, последующие десять электронов поступают на предыдущие 3d- и 4d-подуровни соответственно (у элементов побочных подгрупп):
Как правило, когда будет заполнен предыдущий d-подуровень, тогда начнет заполняться внешний (соответственно 4р- и 5р ) р-подуровень:
У элементов больших периодов — 6-го и незавершенного 7-го — энергетические уровни и подуровни заполняются электронами, как правило, так: первые два электрона поступают на внешний s-подуровень, например:
следующий один электрон (у La и Ас) — на предыдущий d-подуровень:
Затем последующие 14 электронов поступают на третий снаружи энергетический уровень на 4f- и 5f-подуровни соответственно у лантаноидов и актиноидов:
Затем снова начнет застраиваться второй снаружи энергетический уровень (d-подуровень) у элементов побочных подгрупп:
Только после полного заполнения десятью электронами d-подуровня будет снова заполняться внешний р-подуровень:
В заключение еще раз рассмотрим разные способы отображения электронных конфигураций атомов элементов по периодам таблицы Д. И. Менделеева.
Рассмотрим элементы 1-го периода — водород и гелий.
Электронные формулы атомов показывают распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням.
Графические электронные формулы атомов показывают распределение электронов не только по уровням и подуровням, но и по квантовым ячейкам (атомным орбиталям).
В атоме гелия первый электронный слой завершен — в нем 2 электрона.
Водород и гелий — s-элементы, у этих атомов заполняется электронами ls-подуровень.
У всех элементов 2-го периода первый электронный слой заполнен, и электроны заполняют 2s- и 2р-состояния в соответствии с принципом наименьшей энергии (сначала S-, а затем р) и правилами Паули и Хунда (табл. 2).
В атоме неона второй электронный слой завершен — в нем 8 электронов.
Таблица 2
Строение электронных оболочек атомов элементов 2-го периода
Литий Li, бериллий Be — s-элементы.
Бор В, углерод С, азот N, кислород О, фтор F, неон Ne — р-элементы, у этих атомов заполняется электронами р-подуровень.
У атомов элементов 3-го периода первый и второй электронные слои завершены, поэтому заполняется третий электронный слой, в котором электроны могут занимать 3s-, 3р- и Зd-состояния (табл. 3).
Таблица 3
Строение электронных оболочек атомов элементов 3-го периода
У атома магния достраивается Зs-подуровень. Натрий Na и магний Mg — s-элементы.
У алюминия и последующих за ним элементов заполняется электронами Зр-подуровень.
В атоме аргона на внешнем слое (третьем электронном слое) 8 электронов. Как внешний слой, он завершен, но всего в третьем электронном слое, как вы уже знаете, может быть 18 электронов, а это значит, что у элементов 3-го периода остается незаполненным 3d-состояние.
Все элементы от алюминия Аl до аргона Аr — р-элементы.
s- и p-элементы образуют главные подгруппы в Периодической системе.
У атомов элементов 4-го периода — калия и кальция — появляется четвертый энергетический уровень, заполняется 48-подуровень (табл. 4), так как, согласно правилу Клечковского, он имеет меньшую энергию, чем Зd-подуровень.
Таблица 4
Строение электронных оболочек атомов элементов 4-го периода
Для упрощения графических электронных формул атомов элементов 4-го периода:
- обозначим условно графическую электронную формулу аргона так:
- не будем изображать подуровни, которые у этих атомов не заполняются.
Калий К и кальций Са — s-элементы, входящие в главные подгруппы. У атомов от скандия Sc до цинка Zn заполняется электронами 3d-подуровень. Это 3d-элементы. Они входят в побочные подгруппы, у них заполняется предвнешний электронный слой, их относят к переходным элементам.
Обратите внимание на строение электронных оболочек атомов хрома и меди. В них происходит «провал» одного электрона с 4s- на Зd-подуровень, что объясняется большей энергетической устойчивостью образующихся при этом электронных конфигураций 3d 5 и 3d 10 :
В атоме цинка третий энергетический уровень завершен, в нем заполнены все подуровни — 3s, 3р и 3d, всего на них 18 электронов.
У следующих за цинком элементов продолжает заполняться четвертый энергетический уровень, 4р-подуровень.
Элементы от галлия Ga до криптона Кr — р-элементы.
У атома криптона Кr внешний слой (четвертый) завершен, имеет 8 электронов. Но всего в четвертом электронном слое, как вы знаете, может быть 32 электрона; у атома криптона пока остаются незаполненными 4d- и 4f-состояния.
У элементов 5-го периода, в соответствии с правилом Клечковского, идет заполнение подуровней в следующем порядке: 5s ⇒ 4d ⇒ 5р. И также встречаются исключения, связанные с «провалом» электронов, у 41Nb, 42Мо, 44Ru, 45Rh, 46Pd, 47Аg.
В 6-м и 7-м периодах появляются f-элементы, т. е. элементы, у которых идет заполнение соответственно 4f- и 5f-подуровней третьего снаружи энергетического уровня.
4f-Элементы называют лантаноидами.
5f-Элементы называют актиноидами.
Порядок заполнения электронных подуровней в атомах элементов 6-го периода: 55Cs и 56Ва — бs-элементы; 57La . 6s 2 5d 1 — 5d-элeмeнт; 58Се — 71Lu — 4f-элементы; 72Hf — 80Нg — 5d-элементы; 81Тl — 86Rn — бр-элементы. Но и здесь встречаются элементы, у которых «нарушается» порядок заполнения энергетических подуровней, что, например, связано с большей энергетической устойчивостью наполовину и полностью заполненных f-подуровней, т. е. nf 7 и nf 14 .
В зависимости от того, какой подуровень атома заполняется электронами последним, все элементы, как вы уже поняли, делят на четыре электронных семейства или блока (рис. 7):
- s-элементы; заполняется электронами s-подуровень внешнего уровня атома; к s-элементам относят водород, гелий и элементы главных подгрупп I и II групп;
- p-элементы; заполняется электронами р-подуровень внешнего уровня атома; к p-элементам относят элементы главных подгрупп III—VIII групп;
- d-элементы; заполняется электронами d-подуровень предвнешнего уровня атома; к d-элементам относят элементы побочных подгрупп I—VIII групп, т. е. элементы вставных декад больших периодов, расположенные между s- и p-элементами. Их также называют переходными элементами;
- f-элементы; заполняется электронами f-подуровень третьего снаружи уровня атома; к ним относят лантаноиды и актиноиды.
Вопросы и задания к § 3
- Составьте схемы электронного строения, электронные формулы и графические электронные формулы атомов следующих химических элементов:
-
а) кальция;
б) железа;
в) циркония;
г) ниобия;
д) гафния;
е) золота. - Напишите электронную формулу элемента № 110, используя символ соответствующего благородного газа.
- Что такое «провал» электрона? Приведите примеры элементов, у которых это явление наблюдается, запишите их электронные формулы.
- Как определяется принадлежность химического элемента к тому или иному электронному семейству?
- Сравните электронную и графическую электронную формулы атома серы. Какую дополнительную информацию содержит последняя формула?
Источник: tepka.ru