MOELLER DIYAGRAMI: NELERDEN OLUŞUR VE ÇÖZÜLEN ALIŞTIRMALAR - KIMYA - 2025

Moeller diyagramı yağmur ya da yöntemi, bir grafik ve Madelung kural bilgi edinmek için hafıza yöntemdir; yani, bir elementin elektron konfigürasyonunun nasıl yazılacağı. Orbitallerin kolonları boyunca köşegenlerin çizilmesiyle karakterize edilir ve okun yönünü takip ederek, bir atom için aynı sıranın uygun olması sağlanır.

Dünyanın bazı bölgelerinde Moeller diyagramı yağmur yöntemi olarak da bilinir. Bununla, orbitallerin doldurulmasında bir sıra tanımlanır ve bu da üç kuantum numarası n, l ve ml ile tanımlanır.

Kaynak: Gabriel Bolívar

Yukarıdaki resimde basit bir Moeller diyagramı gösterilmektedir. Her sütun farklı orbitallere karşılık gelir: s, p, d ve f, ilgili enerji seviyeleriyle. İlk ok, herhangi bir atomun doldurulmasının 1s orbitaliyle başlaması gerektiğini belirtir.

Bu nedenle, bir sonraki ok 2s yörüngesinden başlamalı ve sonra 2p'den 3s yörüngesine geçmelidir. Böylelikle sanki bir yağmurmuş gibi orbitaller ve barındırdıkları elektron sayısı (4 l + 2) not edilir.

Moeller diyagramı, elektron konfigürasyonlarını inceleyenlere bir giriş niteliğindedir.

Moeller diyagramı nedir?

Madelung kuralı

Moeller diyagramı, Madelung kuralının grafiksel bir temsilini içerdiğinden, ikincisinin nasıl çalıştığını bilmek gerekir. Orbitallerin doldurulması aşağıdaki iki kurala uymalıdır:

-En düşük n + l değerine sahip orbitaller önce doldurulur, burada n ana kuantum sayısıdır ve l yörüngesel açısal momentumdur. Örneğin, 3d yörünge n = 3 ve l = 2'ye karşılık gelir, bu nedenle, n + l = 3 + 2 = 5; bu arada, 4s orbitali n = 4 ve l = 0 ve n + l = 4 + 0 = 4'e karşılık gelir. Yukarıdan, elektronların 4s yörüngesini 3d olandan önce doldurduğu tespit edilmiştir.

-İki orbital aynı n + l değerine sahipse, elektronlar ilk önce en düşük n değerine sahip olanı işgal edecektir. Örneğin, 3 boyutlu yörünge, 4p yörünge (4 + 1 = 5) gibi n + l = 5 değerine sahiptir; ancak 3d, n'nin en küçük değerine sahip olduğu için, 4p'den önce dolduracaktır.

Önceki iki gözlemden yörüngelerin aşağıdaki doldurma sırasına ulaşılabilir: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Her bir yörünge için farklı n + l değerleri için aynı adımları takip ederek, diğer atomların elektronik konfigürasyonları elde edilir; bu da Moeller diyagramı ile grafiksel olarak belirlenebilir.

Takip edilecek adımlar

Madelung kuralı, elektron konfigürasyonunun "silahlanabileceği" n + l formülünü belirler. Ancak, belirtildiği gibi, Moeller diyagramı bunu zaten grafiksel olarak temsil etmektedir; bu yüzden sadece sütunlarını takip edin ve adım adım çapraz çizin.

O halde bir atomun elektronik konfigürasyonunu nasıl başlatırsınız? Bunu yapmak için, önce nötr bir atomun tanımı gereği elektron sayısına eşit olan atom numarası Z'yi bilmelisiniz.

Böylece, Z ile elektron sayısını elde ederiz ve bunu akılda tutarak Moeller diyagramı aracılığıyla köşegenler çizmeye başlarız.

S orbitalleri iki elektronu (4 l + 2 formülünü uygulayarak), p altı elektronu, d on ve on dört elektronu barındırabilir. Z tarafından verilen son elektronun işgal edildiği yörüngede durur.

Daha fazla açıklama için, aşağıda bir dizi çözülmüş egzersiz bulunmaktadır.

Çözülmüş egzersizler

Berilyum

Periyodik tabloyu kullanarak berilyum elementi Z = 4 ile bulunur; yani, dört elektronu orbitallere yerleştirilmelidir.

Moeller diyagramındaki ilk okla başlayarak, 1s yörüngesi iki elektron kaplar: 1s ² ; ardından 2s orbitali, toplamda 4 eklemek için iki ek elektron ile 2s ² .

Bu nedenle, berilyumun elektron konfigürasyonu, 1s ² 2s ² olarak ifade edilir . Üst simgelerin toplamının toplam elektron sayısına eşit olduğuna dikkat edin.

Eşleşme

Fosfor elementi Z = 15'e sahiptir ve bu nedenle yörüngeleri işgal etmesi gereken toplam 15 elektrona sahiptir. İlerlemek için, 4 elektron içeren 1s ² 2s ² konfigürasyonuyla aynı anda başlıyorsunuz . O zaman 9 elektron daha eksik olacaktır.

2s yörüngesinden sonra, bir sonraki ok 2p yörüngesine "girer" ve sonunda 3s yörüngesine iner. 2p orbitalleri 6 elektronu ve 3s 2 elektronu işgal edebileceğinden, elimizde: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² .

Moeller diyagramına göre aşağıdaki 3p yörüngesini işgal eden hala 3 elektron daha eksik: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ³ , fosforun elektron konfigürasyonu.

Zirkonyum

Zirkonyum elementinin Z = 40'ı vardır. Yol 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ konfigürasyonuyla , 18 elektronla (soy gaz argonununki) kısaltıldığında, 22 elektron daha eksik olacaktır. 3p yörüngesinden sonra, Moeller diyagramına göre doldurulan bir sonraki 4s, 3d, 4p ve 5s yörüngeleridir.

Bunları tamamen doldurarak yani 4s ² , 3d ¹⁰ , 4p ⁶ ve 5s ² toplam 20 elektron eklenir. Kalan 2 elektron bu nedenle aşağıdaki yörüngede bulunur: 4d. Dolayısıyla, zirkonyumun elektron konfigürasyonu: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ² .

İridyum

İridyumun Z = 77'si vardır, bu nedenle zirkonyuma kıyasla 37 ek elektrona sahiptir. Yani, 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ^10'dan başlayarak , Moeller diyagramının aşağıdaki yörüngeleri ile 29 elektron eklemeliyiz.

Yeni köşegenleri çizen yeni yörüngeler: 5p, 6s, 4f ve 5d. İlk üç orbitali tamamen doldurduğumuzda: 5p ⁶ , 6s ² ve 4f ¹⁴ , toplam 22 elektron verir.

Yani 5d yörüngesinde 7 eksik elektron var: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁷ .

Yukarıdaki, iridyumun elektron konfigürasyonudur. 6s ² ve 5d ⁷ orbitallerinin , bu metalin valans kabuğuna uygun şekilde karşılık geldiklerini belirtmek için kalın olarak vurgulandığına dikkat edin.

Moeller diyagramı ve Madelung kuralı istisnaları

Periyodik tabloda az önce açıklananlara uymayan birçok unsur vardır. Elektron konfigürasyonları deneysel olarak kuantum nedenleriyle tahmin edilenlerden farklıdır.

Bu farklılıkları sunan elementler arasında: krom (Z = 24), bakır (Z = 29), gümüş (Z = 47), rodyum (Z = 45), seryum (Z = 58), niyobyum (Z = 41) ve daha fazlası.

D ve f orbitallerinin doldurulmasında istisnalar çok sıktır. Örneğin, krom, bir valens konfigürasyonu 4S olmalıdır ² 3d ⁴ Moeller'in diyagramı ve Madelung kuralına göre, ama aslında 4S ¹ 3d ⁵ .

Ayrıca ve son olarak, gümüşün değerlik konfigürasyonu 5s ² 4d ^{9 olmalıdır} ; ama gerçekten 5s ¹ 4d ¹⁰ .

Referanslar

1. Gavira J. Vallejo M. (6 Ağustos 2013). Madelung kuralı ve Moeller'ın kimyasal elementlerin elektronik konfigürasyonundaki şemasının istisnaları. Triplenlace.com adresinden kurtarıldı
2. Süper sınıfım. (sf) Elektron konfigürasyonu nedir? Kurtarıldı: misuperclase.com
3. Vikipedi. (2018). Moeller diyagramı. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
4. Aptallar. (2018). Bir enerji seviyesi diyagramında elektronlar nasıl temsil edilir. Kurtarıldı: dummies.com
5. Nave R. (2016). Elektron Durumlarının Doldurulma Sırası. Kurtarıldı: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu