Електронни конфигурации на елементите от период 3 и 4

Приключихме предишното видео с електронната конфигурация за неона. 1s2 2s2 2p6. Показах ти как можеш да погледнеш периодичната таблица и да преминеш през тези електронни конфигурации. Например това ще е 1s1 1s2 и после 2s2 ще е тук, а после имахме 6. 2р6 те води чак до тук през неона. И за една електронна конфигурация за елементите в третия период – това ще е първият период, вторият период, третият период. Нека се заемем със натрия. Натрият има 11 електрона, тоест с един повече от неона, но втората обвивка е пълна. Втората обвивка е напълно запълнена. За единадесетия електрон на натрия трябва да навлезем в третата обвивка, в третото енергийно ниво. И за третата обвивка n=3. Възможните стойности за l включват 0, 1 и 2. В третата обвивка говорим за s орбитала – една такава. р орбитали, 3 р орбитали и, когато l=2, говорим за d орбитала. Ако намериш магнитното квантово число, за него получаваш 5 стойности. Говорим за 5 d орбитали в третата обвивка, в третото енергийно ниво. И ако поставим тези орбитали – нека поставим тези орбитали по отношение на увеличаващата се енергия. В тази страна ще поставим увеличаващата се енергия насам, а 3s орбиталата е тук. Ето затова говорим. Говорим за третата обвивка. Говорим за s орбиталата в третата обвивка и има една такава. След това имаме 3р орбитали в третата обвивка. Нека начертаем тези р орбитали. Има три от тях. 1, 2 и 3. Това са нашите 3р орбитали. И после имаме d орбитали, имаме пет от тях в третата обвивка. 5 d орбитали. Нека ги начертая. Те са с по-висока енергия. 1, 2, 3, 4 и 5. Това са 3d орбиталите. Нека се занимаем с натрия. Връщаме се обратно към натрия тук долу. 11 електрона. Трябва ни... Натрият има 11 електрона и можем да поставим първите 10 електрона, както направихме за неона. 1s2 2s2 2р6. Помни, малкото число ти казва общия брой електрони, това са 2, 4 и после 10. Погрижили сме се за 10 електрона. Имаме още 1, който трябва да отчетем. Единадесетият електрон на натрия ще влезе в третата обвивка. Най-ниската енергия тук ще е 3s орбиталата. Поставяме 11-тия електрон на натрия в 3s орбитала. Можем да завършим електронната конфигурация за натрия и трябва да добавим 3s1. Понеже имаме 1 електрон и 1 s орбитала в третата обвивка. Пълната електронна конфигурация за натрия става 1s2 2s2 2р6 и 3s1. Забележи, че всички тези – 1s2 2s2 2р6 – това е същата електронна конфигурация, както тази на неона, и можем да представим всичко това, можем да представим всички тези ето тук. Поставяме неон в скоби и после можем да запишем 3s1. И това е друг начин да запишем електронната конфигурация за натрия. Наричаме това обозначение с благороден газ, понеже използваме благородния газ, който е непосредствено преди натрия. Ако се върнеш обратно в периодичната таблица, можеш да се върнеш назад от натрия, първият благороден газ, до който стигаш, е неон. И правим електронната конфигурация на неона и после трябва да добавим 3s1. Неон 3s1 е обозначението с благородния газ за натрия. Нека се заемем с друг елемент в третия период. Нека стигнем до алуминия. Алуминия има 13 електрона. Можем да използваме обозначението с благородния газ, за да спестим време. Казваме, че електронната конфигурация е същата като на неона. И това ни поставя тук. Нека използвам различен цвят. Това ни поставя тук. И после имаме натрий, натрият ще е 3s1, магнезият ще е 3s2 и после ще поставим тези. Магнезият ще е 3s2, така че записваме това. И после за алуминия ни трябва още един електрон. Трябва ни още един електрон. И, разбира се, този електрон влиза в една от тези р орбитали. Нека запишем електронната конфигурация. Просто виж какво имаме в орбиталното си обозначение. Имаме 2 електрона в 3s орбиталата, тоест 3s2. И един електрон в една от 3р орбиталите, тоест пишем 3р1. Неон – в скоби – 3s2 3р1. Това е електронната конфигурация за алуминия. Нека продължим и... Нека прескочим чак до аргона. Нека стигнем чак до аргона. Нека запишем електронната конфигурация за аргона, като използваме обозначението с благороден газ. Благородният газ преди аргон е неон. Поставяме неон в скоби. И после, отново, можем да помислим, че това е 3s1, а че това е 3s2. Имаме 3s2. Преминаваме насам и това е 3р1, 3р2, 3р3, 3р4, 3р5 и 3р6. За аргона можем да запишем 3s2 3р6. И ако искаме да поставим тези електрони и как те запълват... можем да поставим тези електрони, като следваме правилото на Хунд – говорихме за това в предишното видео. И после поставяме всички тези електрони, така че можем да видим как са запълнили 3р орбиталите. Това е аргон. Следващото е калий. И сега сме в четвъртия период на периодичната таблица. Ако преминем към още един елемент, стигаме до четвъртия период на периодичната таблица и стигаме до калия. Може да помислиш... Има с един повече електрон от аргона, така че може да сметнеш, че електрона на калия ще влезе в d орбитала, понеже това е логично. Имаме тази d орбитала тук. Но това няма да се случи. Нека извадим този електрон от d орбиталата. Сега сме в четвъртия период и можем да отворим нова обвивка. Можем да преминем до n=4. Можем да преминем до n=4. Нека запиша това. И в четвъртата обвивка – няма да чертая всички стойности за l, но определено имаме една s орбитала. Има една s орбитала в четвъртото енергийно ниво, има една такава. И се оказва, че енергията за тази 4s орбитала е малко по-ниска от 3d орбиталите. Нека начертая това в различен цвят. Оказва се, че 4s орбиталата е с малко по-ниска енергия. Нека използвам различен син цвят, за да не се объркаме. Това представлява нашата 4s орбитала. За калия – калият всъщност... 4s орбиталата е с малко по-ниска енергия. Така че следващият електрон, който ще добавим за калия, ще влезе в тази 4s орбитала. Можем да запишем електронната конфигурация за калия. Ако използваме обозначение с благороден газ, тогава се връщаме назад. Какъв е благородният газ, който непосредствено предшества калия? Връщаме се назад в периодичната таблица и това, разбира се, е аргон, това тук е аргон. Можем да кажем, че електронната конфигурация за калия е същата, както за аргона, а после имаме още един електрон, за който да помислим. Този допълнителен електрон, този 19-ти електрон за калия, ще влезе в тази 4s орбитала. Записваме същата електронна конфигурация, както за аргона, и пишем 4s, и един електрон в тази 4s орбитала. Тоест пишем 4s1. За калия има още един електрон. Можем да запишем... Извинявай, трябва да кажа калций. За калция имаме още един електрон, за който да се тревожим. Благородният газ, който непосредствено предшества калция, отново е аргон. Казваме, че това е същата електронна конфигурация, както тази на аргона, още един електрон и знаем, че има пространство в нашата 4s орбитала. Можем да добавим друга електронна двойка – + спин – и можем да кажем, че за електронната конфигурация има 4s2. Отново, забелязваме този модел в периодичната таблица. Нека използвам синьо тук. Можем да кажем, че това е 4s1, а това е 4s2. Всички тези тук вляво нарекохме... Мисли за тях като за s орбитали. Това е s блокът в периодичната таблица. Погрижихме се за калция и следващите елементи, до които ще стигнеш, са тези елементи тук. Всички тези елементи. Знаем, че в третото енергийно ниво има d орбитали. Нека се върнем тук горе. Нека маркирам това, за да можем да видим. Знаем, че има 5 d орбитали в третото енергийно ниво. Всяка d орбитала може да съдържа максимум 2 електрона. 5*2 е 10. Колко места имаме? 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Имаме тези 10 места. Ще направя цяло отделно видео за d орбиталите, така че няма да ги обсъждам в детайли сега, но имаме 10 места. Това е третата електронна обвивка и имаме 10 места за електроните. 3d10 ще запълни тези d орбитали. 3d10 запълва тези d орбитали тук. Ето защо периодичната таблица е показана по начина, по който е тук. Тя ти помага да мислиш за записването на електронните конфигурации. Например нека просто да продължим към галия. Нека запишем електронната конфигурация за галия. Ако използваме обозначението с благородния газ, благородният газ, който непосредствено предшества галия, ако преминем назад, ще е аргон. И можем да запишем това тук. Това ни води до тази област. Това ще е 4s1 4s2. Тук пишем 4s2 и после имаме всички наши d. Можем да поставим всички тези d тук – 3d10. Поставяме 3d10 тук и това ни води до... Сега сме в четвъртата обвивка и това е равно на 4, така че l=1 е единствената възможност. И това са р орбиталите. Отново, имаме 3р орбитали в четвъртата обвивка. Разбира се, тук стигаме до р орбиталите. Започваме да запълваме р орбиталите. Можем да кажем, че това е една р орбитала в четвъртото енергийно ниво. р орбитала в четвъртата обвивка и имаме един електрон, така че можем да запишем 4р1. И един начин да представим електронната конфигурация за галия е като използваме обозначението с благородния газ. Аргон 4s2 3d10 4р1. Понякога може да видиш "3d10" и "4s със сменени места. Може да видиш 3d10 4s2 4р1. Няма значение как ще ги запишеш. Ще видиш, че се използват и двата начина. И, последно, нека направим конфигурацията за криптона. Нека направим конфигурацията за криптона. Последната електронна конфигурация тук. Непосредствено предшестващият благороден газ ще е аргон и нека използвам цвят, който можем да видим. Аргонът ще ни доведе до тук и после имаме 4s2. И запълваме 4s2, и после имаме всички d орбитали. Тоест 3d10. 3d10 ни води дотук. Сега сме в четвъртата обвивка на р орбиталите. 1, 2, 3, 4, 5 и после 6. Тоест 4s2 3d10 4р6 – това ще е един начин да представим електронната конфигурация за криптона. Отново, можеш да смениш местата на 3d10 и 4s2, ако искаш. Можеш да кажеш, че електронната конфигурация за криптона, обозначението с благородния газ, ще е аргон 3d10 4s2 4р6. Просто го направи по начина, по който преподавателят ти иска. Това покрива третия и четвъртия период, но игнорирахме d орбиталите. Отново, това ще е цяло отделно видео, понеже когато стигнеш до d орбиталите, нещата са малко по-сложни.