Електронни конфигурации на елементите от период 2

Сега да разгледаме електронните конфигурации на елементите от втори период. Ето го втория период от периодичната таблица. Първият елемент, който виждаме, е литий, който има 3 електрона. При лития трябва да мислим за 3 електрона. Нека помислим за първите 2 електрона в атома на лития. Първите 2 електрона на лития влизат в първата електронна обвивка. Говорихме за това в предишното видео. Първата обвивка е, когато n=1. Единствената възможна стойност за l е 0. Говорим за s-орбитала. Има само 1 s-орбитала в първата обвивка и мога да я начертая. Ще начертая тази орбитала. В първата обвивка има една s-орбитала. Литият има 3 електрона. Първите два електрона на лития ще са в тази една s-орбитала. Съчетаваме спиновете ето така. Пишем електронната конфигурация за лития. Ще започна да я записвам ето тук. Дотук имаме 1s2. Литият има 3 електрона, но първата обвивка е пълна, затворена. Трябва да преминем към втората обвивка, за да добавим третия електрон на лития. Във втората обвивка n=2. Какви са позволените стойности за l? l може да е 0 или l може да е равно на 1. Вече говорихме за това във видеата за квантовите числа. Когато l=0, говорим за s-орбитала. Във втората обвивка, във второто енергийно ниво, също имаме една s-орбитала. Имаме една s-орбитала, и също трябва да помислим за l=1, това е р-орбитала. Позволените стойности за ml са -1, 0 и +1. Три възможни стойности означава три р-орбитали. Имаме 3 р-орбитали във второто енергийно ниво. Ще ги начертая в диаграмата на орбиталите. Вече начертахме тази s-орбитала в първата обвивка. Сега нека начертаем s-орбиталата във втората обвивка, второто енергийно ниво. Тя има по-висока енергия. Чертаем я ето тук. Това са двете s-орбитали. После във второто енергийно ниво имаме и p-орбитали – имаме 3 от тях. Чертая р-орбиталите във второто енергийно ниво. Те са с по-висока енергия. Ето ги двете р-орбитали, като има 3 от тях. Първата е 2рх, втората е 2ру, а третата е 2рz. Няма значение коя коя е. Просто ще ги начертая ето така. Литий. Погрижихме се за два от трите му електрона. Третият електрон трябва да влезе в най-високата орбитала, що се отнася до енергия, така че това ще е орбиталата 2s. Имаме енергия, която нараства, ето така. Колкото по-нависоко отиваш, толкова повече се увеличава енергията. Следващият електрон на лития, докато надграждаш литиевия атом, трябва да влезе в тази орбитала ето тук. Орбиталата 2s. Следователно конфигурацията на лития е 1s2 2s1 и помни какво означават тези числа. Това означава, че има един електрон и една s-орбитала във второто енергийно ниво. Конфигурацията на лития е 1s2 2s1. Нека се заемем със следващия елемент. Това е берилий. Берилият има четири електрона, за които трябва да помислим. Така че за берилия, ако погледнеш диаграмата... Да видим дали можем да направим берилия в различен цвят – нека е червено. Още един електрон. Можем да поставим четвъртия електрон на берилия в тази орбитала и да съчетаем спиновете. Нека запишем електронната конфигурация на берилия. Това ще е 1s2 и после имаме два електрона и две s-орбитали. Ще запиша 2s2, ето така. Сега запълнихме двете s-орбитали. Помни, всяка орбитала може да съдържа максимум 2 електрона. Запълнихме двете s-орбитали, така че преминаваме към следващия елемент, който е бор. Борът има 5 електрона. Да запишем електронната конфигурация на бора. Дотук имаме 1s2 2s2, но това включва само 4 електрона, а ние трябва да разпределим 5. Къде отива петият? Петият влиза в следващата налична орбитала, така че ще поставим петия електрон на бора в 2р-орбитала. Ще запишем 2р1, което означава, че петият електрон на бора е в р-орбитала във второто енергийно ниво. 1s2 2s2 2р1 е пълната електронна конфигурация на бора. Нека преминем към въглерода. След това е ред на въглерода. Ще използвам синьо за въглерода. Въглеродът има общо 6 електрона. Имаме още един, за който да помислим. Знаем, че той ще влезе в р-орбитала, р-орбитала във второто енергийно ниво. Въпросът е в коя от тези р-орбитали да поставим този следващ електрон на въглерода. Тук ще използваме така нареченото правило на Хунд. Никога няма да успея да произнеса немските думи правилно. Правилото на Хунд ни казва, че целта ни е да минимизираме отблъскването между електроните. Нека помислим за... Ще начертая р-орбиталите тук долу. Вече имаме един електрон ето тук. Не е логично да поставим електрон в същата орбитала тук, понеже така електроните ще са много близо един до друг в пространството. Ако мислиш за р-орбитала, помни, че една р-орбитала има форма на камбанка, така че просто казвам, че имаме р- орбитала на тази ос. Вече имаме – тук ще използвам синьо. Вече имаме 1 електрон тук, не е логично да добавим един електрон в същата тази р-орбитала. Това ги поставя много близо един до друг в пространството и електроните ще се отблъскват. Така че не е логично, тоест трябва да извадим този електрон оттук. Това не е логично. Трябва да добавим един електрон в друга р-орбитала. Ще извадя този електрон оттук ето така. Помни, има други р-орбитали на тези оси тук. Ето още една р-орбитала, а после тук има друга р-орбитала. Трябва да добавим един електрон към друга от тези орбитали. Няма значение коя. Да кажем, че го добавим един тук. Добавяме един електрон към различна р-орбитала, която и да е, рх, ру или pz. И се оказва, че поддържането на успоредни спинове помага за минимизиране на отблъскването между електроните, поради доста сложни причини. Мисля, че все още правят проучвания върху това. Поставяме електрона в различна орбитала и поддържаме спиновете успоредни, което помага да се намали енергията на атома тук. Сега ще поставим шестия електрон на въглерода. Ще го поставим в различна р-орбитала и ще поддържаме спиновете успоредни. Можем да запишем електронната конфигурация на въглерода. Просто прочитаме всичко, което имаме в орбиталните обозначения тук. Имаме 1s2, имаме 2s2 и после имаме 2р2. За въглерода имаме 2 електрона в р-орбиталите във второто енергийно ниво. След това имаме азот. Нека за азота да използвам зелено. Азотът има седем електрона, тоест трябва да помислим за още един електрон. Нека поставим азота тук. Дотук имаме 1s2 2s2. А сега нека помислим за азота. Трябва да добавим още един електрон към диаграмата си. Отново ще следваме правилото на Хунд. Няма да добавяме електрона към една от вече заетите орбитали. Този електрон на азота ще добавим към незаета орбитала. Ще задържим спиновете успоредни, за да може всичко да е с по-ниска енергия. За азота имаме три електрона в двете р-орбитали. Пишем 2р3. Имаме 1, 2, 3. Имаме 1s2 2s2 2р3 и това ще е пълната електронна конфигурация за азота. Нека преминем към кислорода. Да видим, какъв цвят да избера за това? Нека за кислорода да използваме оранжево. Имаме общо 8 електрона. Да видим, нека поставим кислорода ето тук. Дотук имаме 1s2 2s2. Колко още електрона ни трябват за кислорода? Кислородът има общо 8 електрона, вече представихме 4, така че трябва да представим още 4. Осмият електрон на кислорода – сега всички орбитали са заети и можем да започнем да съчетаваме спиновете. Поставяме осмия електрон на кислорода ето тук. Можем да започнем да съчетаваме спиновете. Имаме 4 електрона в двете р-орбитали. Така че пишем 2р4. 1s2 2s2 2р4. Забележи, ако събереш тези, 2 и 2 и 4, тогава получаваш 8, което е общият брой електрони, които трябваше да представим за електронната конфигурация на кислорода. Нека преминем към флуора. Ще използвам различно зелено за флуора. Да кажем, флуор – ето тук. Общо 9 електрона. Отново, съчетаваме спиновете. Добавяме деветия електрон на флоура ето тук и можем да го запишем. За флуора ще запишем 1s2 2s2 и, забележи, сега имаме 5 електрона. Тоест за флуора ще е 2р5. И последно, нека преминем към неона. Неонът има 10 електрона. Имаме още един електрон, който трябва да запишем. Имаме още едно пространство. Последният електрон за неона ще влезе в една 2р-орбитала. За неона ще запишем 1s2 2s2 2р6. Забележи, нямаме повече места, на които да поставяме електрони, в първото или във второто енергийно ниво. Напълно сме запълнили местата. Втората обвивка сега е запълнена и ако искаш да добавиш друг електрон, тогава ще трябва да отвориш нова обвивка. Трябва да преминеш към третото енергийно ниво. И забелязваш модел тук, който виждаме от периодичната таблица. Казахме, че електронната конфигурация на водорода беше 1s1. После преминахме към хелий, който беше 1s2. И после преминахме към второто енергийно ниво. Това беше литият, който приключваше с 2s1. Берилият приключваше с 2s2. И после запълнихме s-орбиталата и преминахме към р-орбиталите. Забележи, борът беше 2p1. Въглеродът беше 2р2, азотът – 2р3. Кислородът е 2р4, флуорът – 2р5. А неонът е 2р6. Забележи, тук в периодичната таблица имаме тези шест квадратчета. Тези представляват р-орбиталите. И тук вляво имаме 2 квадратчета, които представляват s-орбиталата. Това е идеята. s орбиталата – имаме една от тях – съдържа максимум два електрона. Имаме тези две квадратчета в периодичната таблица. Тук вдясно имаме тези шест квадратчета, което е максималният брой електрони, които можем да поставим в р-орбиталите, понеже имаме 3 р-орбитали, а всяка от тях може да съдържа 2 електрона. Забелязването на тези модели в периодичната таблица ти помага, когато записваш електронните конфигурации. Можеш да седнеш и да погледнеш периодичната таблица, и да ги запишеш, след като се поупражняваш достатъчно. Реши всички тези отново и помисли за електронните конфигурации, къде поставяш електроните и как това се свързва със структурата на периодичната таблица.