Ηλεκτρονιακη Δομηση Ατομων

Question 1

Που τοποθετείται το ηλεκτρόνιο στο άτομο του υδρογόνου ; Είναι δυνατή η τοποθέτηση σε οποιοδήποτε άλλο τροχιακο ;

Answer 1

Στο άτομο του υδρογόνου ( Ζ=1 ) το μοναδικό ηλεκτρόνιο τοποθετείται στο τροχιακο 1S(2)
Η τοποθέτηση του ηλεκτρονίου σε οποιοδήποτε άλλο τροχιακο είναι δυνατή μετά από διέγερση του ατόμου .

Question 2

Τι είναι η ηλεκτρονιακή δόμηση

Answer 2

Η ηλεκτρονιακή δόμηση είναι η συμπλήρωση των ατομικών τροχιακών με ηλεκτρόνια . Η ηλεκτρονιακή δόμηση έχει θεμελιώδη σημασία , επειδή με βάση αυτή διαμορφώνεται η ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων και κατ’επεκταση η χημική συμπεριφορά τους .

Question 3

Ποιες αρχες ακολουθεί η ηλεκτρονιακή δόμηση ενός ατόμου ,που βρίσκεται στη θεμελιώδη ενεργειακή κατάσταση ;

Answer 3

1. Απαγορευτική αρχή του Pauli
2. Αρχή της ελάχιστης ενέργειας
3. κανόνας του Hund

Question 4

Διατύπωσε την απαγορευτική αρχή του Pauli

Answer 4

Είναι αδύνατον να υπάρχουν στο ίδιο άτομο δυο ηλεκτρόνια τα οποία να έχουν την ίδια τετράδα κβαντικών αριθμών ( n,l,ml,ms)
Συνέπεια της απαγορευτικής αρχής του Pauli είναι ότι σε κάθε ατομικό τροχιακό (n,l,ml) μπορούν να τοποθετηθούν μέχρι δυο ηλεκτρόνια τα οποία έχουν αντίθετα ( ή αντιπαραλληλα) Spin

Question 5

Πως ονομάζεται το ατομικό τροχιακο ανάλογα με το αν έχει ηλεκτρόνια

Answer 5

Κενό : ένα ατομικό τροχιακο μπορεί να μην περιέχει κανένα ηλεκτρόνιο δηλαδή είναι κενό .

Ημισυμπληρωμένο : ένα ατομικό τροχιακο μπορεί να περιέχει ένα ηλεκτρόνιο δηλαδή να είναι Ημισυμπληρωμένο.

Συμπληρωμένο : ένα ατομικό τροχιακο που περιέχει δυο ηλεκτρόνια με αντίθετο spin

Question 6

Πως χαρακτηρίζονται τα ηλεκτρόνια ανάλογα με το αν είναι μόνα ή με αλλά σε τροχιακα

Answer 6

Όταν δυο ηλεκτρόνια βρίσκονται στο ίδιο τροχιακο , τότε έχουν αντίθετο Spin και χαρακτηρίζονται ως συζευγμένα .

Ηλεκτρόνια τα οποία είναι μόνα τους σε διαφορετικά τροχιακα ο χαρακτηρίζονται ως μόνη τη ή ασυζευκτα

Question 7

Ποιος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορούν να τοποθετηθούν σε μια υποστιβαδα ;

Answer 7

Καταρχας μια υποστιβαδα χαρακτηρίζεται με δευτερεύοντα κβαντικό αριθμό l ,διαθέτει (2l+1) ατομικά τροχιακα .
Σύμφωνα με την απαγορευτική αρχή του Pauli σε κάθε ατομικό τροχιακο μπορούν να τοποθετηθούν μέχρι δυο ηλεκτρόνια ,
επομένως ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε μια υποστιβαδα είναι 2(2l+1)

Question 8

Μέχρι πόσα ηλεκτρόνια χωράει ένα ατομικό τροχιακο

Answer 8

Ένα ατομικό τροχιακο ( s,p,d,f ) ανεξάρτητα σε ποια υποστιβαδα ανήκει χωράει μέχρι δυο ηλεκτρόνια

Question 9

Μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων συγκεκριμένα για κάθε υποστιβαδα .

Answer 9

Καταρχάς ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορούν να τοποθετηθούν σε μια υποστιβάδα είναι διαφορετικός . 
S(2) 
P(6) 
d(10) 
f(14) 
g(18)

Question 10

Ποιος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορούν να τοποθετηθούν σε μια στιβάδα ;

Answer 10

Μια στιβάδα που χαρακτηρίζεται με κύριο κβαντικό αριθμό n διαθέτει n^2 ατομικά τροχιακα . Σύμφωνα με την απαγορευτική αρχή του Pauli σε κάθε ατομικό τροχιακό μπορούν να τοποθετηθούν μέχρι δυο ηλεκτρόνια ,επομένως ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε μια στιβάδα είναι 2n^2

Question 11

Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την ενέργεια των υποστιβάδων στα πολυηλεκτρονιακα άτομα και στο άτομο του υδρογόνου ;

Answer 11

α) Η ελκτική δύναμη μεταξύ πυρήνα και ηλεκτρονίου

β) οι απωστικές δυνάμεις μεταξύ των ηλεκτρονίων .

α) Όσο μεγαλύτερη είναι η ελκτική δύναμη μεταξύ πυρήνα -ηλεκτρονίου , τόσο ελαττώνεται η ενέργεια του ηλεκτρονίου ( περισσότερο αρνητική τιμή ) .Η ελκτική δύναμη μεταξύ πυρήνα -ηλεκτρονίου καθορίζεται από τον κύριο κβαντικό αριθμό n .
-Όσο αυξάνεται η τιμή του κυρίου κβαντικού αριθμού τόσο ελαττώνεται η ελκτική δύναμη πυρήνα- ηλεκτρονίου , όποτε αυξάνεται η ενέργεια του ηλεκτρονίου .

β) Σε ένα πολυηλεκτρονιακό άτομο κάθε ηλεκτρόνιο δέχεται απωστικες δυνάμεις από τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια του ατόμου ,οι οποίες συμβάλλουν στην αύξηση της ενέργειας του ηλεκτρονίου . Οι απωσεις μεταξύ ηλεκτρονίου -ηλεκτρονίου καθορίζονται από τον δευτερεύοντα κβαντικό αριθμό l .
-Όταν αυξάνεται η τιμή του δευτερεύοντος , κβαντικού αριθμού l , αυξάνεται η διηλεκτρονιακή απωση , όποτε αυξάνεται η ενέργεια του ηλεκτρονίου

Question 12

Από τι εξαρτάται σε ένα πολυηλεκτρονιακο άτομο η ενέργεια μιας υποστιβαδας ; ( όχι παράγοντες που την επηρεάζουν )

Answer 12

Σε ένα πολυηλεκτρονιακα άτομο η ενέργεια μιας υποστιβαδας εξαρτάται από το άθροισμα των δυο πρώτων κβαντικών αριθμών L+n

Ανάμεσα σε δυο υποστιβαδες την χαμηλότερη ενέργεια την έχει εκείνη που έχει το μικρότερο άθροισμα των δυο πρώτων κβαντικών αριθμών L+n

Στην περίπτωση που το άθροισμα n+l είναι το ίδιο για δυο υποστιβαδες τότε χαμηλότερη ενέργεια έχει η υποστιβαδα εκείνη η οποία έχει τον μικρότερο κύριο κβαντικό αριθμό n .

Question 13

Πως χαρακτηρίζονται τα ατομικά τροχικά μιας υποστιβάδας σε ένα πολυηλεκτρονιακό άτομο και γιατί
Σε σχέση με την ενέργεια

Answer 13

Τα ατομικά τροχικά μιας υποστιβάδας
χαρακτηρίζονται ως εκφυλισμένα ενεργειακά καθως έχουν τις ίδιας τιμές κβαντικών αριθμών n και l και άρα έχουν την ίδια ενέργεια .

Question 14

Από τι καθορίζεται η ενέργεια των υποστιβαδων στο άτομο του υδρογόνου ;

Answer 14

Από τον κύριο κβαντικό αριθμό n

Το άτομο του υδρογόνου και τα υδρογονοειδη ιόντα έχουν ένα μοναδικό ηλεκτρόνιο ,όποτε δεν υπάρχουν απώσεις μεταξύ ηλεκτρονίων . Επομένως η ενέργεια των υποστιβάδων καθορίζεται μόνο από την ελκτική δύναμη πυρήνα -ηλεκτρονίου , η οποία εξαρτάται από τον κύριο κβαντικό αριθμό n

Question 15

Πως χαρακτηρίζονται τα ατομικά τροχικά μιας στιβάδας του ατόμου του υδρογόνου ( υδρονοειδη ιόντα ) και γιατί
Σε σχέση με την ενέργεια

Answer 15

Τα τροχιακα μιας στιβάδας είναι ενεργειακά εκφυλισμένα

Στο άτομο του υδρογόνου και τα υδρογονοειδη ιόντα όλες οι υποστιβαδες και τα τροχικα μιας στιβάδας έχουν τον ίδιο κύριο κβαντικό αριθμό n όποτε έχουν την ίδια ενέργεια .

Question 16

Διατύπωσε την αρχή της ελάχιστης ενέργειας

SOS

Answer 16

Σύμφωνα με την αρχή της ελάχιστης ενέργειας ,κατά την ηλεκτρονιακή δόμηση ενός πολυηλεκτρονιακού ατόμου ,τα ηλεκτρόνια οφείλουν να καταλαμβάνουν τροχιακα με τη μικρότερη ενέργεια ,ώστε να αποκτήσουν τη μεγιστη σταθερότητα στη θεμελιώδη κατάσταση .

Question 17

Τι καθορίζει η αρχή της ελάχιστης ενέργειας ;

Answer 17

Η αρχή της ελάχιστης ενέργειας καθορίζει την σειρά κατάληψης των υποστιβαδων με ηλεκτρόνια στη θεμελιώδη ενεργειακή κατάσταση του ατόμου

Question 18

Είναι απαραίτητο να συμπληρωθεί πλήρως μια στιβάδα για να αρχίσει η τοποθέτηση στην επόμενη ;

Answer 18

Κατά την ηλεκτρονιακή δόμηση ενός ατόμου στη θεμελιώδη κατάσταση δεν είναι απαραίτητο να συμπληρωθεί πλήρως μια στιβάδα για να αρχίσει η τοποθέτηση ηλεκτρονίων στην επόμενη

Question 19

Αποκλίσεις στην ηλεκτρονιακή δόμηση . Σχετικά με την υποστιβαδα (n-1)d και ns
Συγκεκριμένα ανέφερε την σχέση των ενεργειών των στιβάδων 3d και 4s .

Answer 19

Σε ένα πολυηλεκτρονιακο άτομο η υποστιβαδα 4s έχει χαμηλότερη ενέργεια από την υποστιβαδα 3d . Έτσι σύμφωνα με την αρχή της ελάχιστης ενέργειας κατά την ηλεκτρονιακή δόμηση στη θεμελιώδη κατάσταση , πρώτα συμπληρώνεται η υποστιβαδα 4s
Όταν συμπληρωθεί πλήρως η υποστιβαδα 4s και αρχίσει η εισαγωγή ηλεκτρονίων στην υποστιβαδα 3d , τα ηλεκτρόνια της υποστιβαδας 3d έλκονται ισχυρότερα ,λόγω της αύξησης του πυρηνικού φορτίου , όποτε η υποστιβαδα 3d αποκτά χαμηλότερη ενέργεια από την υποστιβαδα 4s

Question 20

Συμβαίνουν παρόμοιες αναστροφές και εκτός (n-1)d και ns

Answer 20

Παρόμοιες αναστροφές συμβαίνουν κατά τη συμπλήρωση με ηλεκτρόνια των υποστιβαδων (n-2)f και ns

Question 21

Αναφέρατε τον κανόνα του Hund

Answer 21

Ηλεκτρόνια που καταλαμβάνουν τροχιακα της ίδιας ενέργειας ( της ίδιας υποστιβαδας ) έχουν κατά προτίμηση παράλληλο spin .

Σύμφωνα με τον κανόνα του Hund ,η κατανομή των ηλεκτρονίων στα τροχιακα μιας υποστιβαδας γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να προκύπτει ο μέγιστος αριθμός μονήρων( ασυζευκτων) ηλεκτρονίων

Η κατανομή των ηλεκτρονίων στα τροχιακα μιας υποστιβαδας ,σύμφωνα με τον κανόνα του Hund , προτιμάται διότι αντιστοιχεί σε χαμηλότερη ενέργεια άρα σταθερότερη κατάσταση

Question 22

Τι είναι η εξωτερική στιβάδα

Answer 22

Εξωτερική στιβάδα ενός ατόμου είναι η στιβάδα με τον μεγαλύτερο κύριο κβαντικό αριθμό ,η οποία είναι μερικώς ή πλήρως συμπληρωμένη με ηλεκτρόνια

Question 23

Μέχρι ποσά ηλεκτρόνια έχουν στην εξωτερική στιβάδα τα άτομα των χημικών στοιχείων στη θεμελιώδη ενεργειακή κατάσταση ;

Answer 23

Στην θεμελιώδη ενεργειακή κατάσταση τα άτομα των χημικών στοιχείων έχουν στην εξωτερική στιβάδα μέχρι 8 ηλεκτρόνια . Αν η εξωτερική στιβάδα είναι η K τότε μπορεί να έχει μέχρι 2 ηλεκτρόνια .

Question 24

Ποια είναι τα ηλεκτρόνια σθένους

Answer 24

Ηλεκτρόνια σθένους ενός ατόμου είναι όλα τα επιπλέον ηλεκτρόνια που έχει το άτομο σε σχέση μετά ηλεκτρόνια του αμέσως προηγούμενου ευγενούς αερίου . Στα ηλεκτρόνια σθένους δε συνυπολογίζονται τα ηλεκτρόνια των συμπληρωμένων υποστιβαδων d και f