微分電子量子数、それを知る方法と例



の 微分電子 または微分器は、原子の電子配置の順序で配置されている最後の電子です。なぜ彼の名前ですか？この質問に答えるには、原子の基本構造が必要です。原子核、真空、電子.

核は陽子と呼ばれる陽粒子と中性子と呼ばれる中性粒子の密集したコンパクトな集合体です。陽子は原子番号Zを定義し、中性子と共に原子質量を構成します。しかし、原子は正電荷だけを運ぶことはできません。それが電子がそれを中和するために核の周りを周回する理由です. 

したがって、核に付加された各プロトンに対して、増加する正電荷を打ち消すために新しい電子がその軌道に組み込まれる。このように、新しく追加された電子である微分電子は、原子番号Zと密接に関係しています。.

微分電子は最も外側の電子層、すなわち価電子層にある。したがって、あなたが核から離れているほど、それに関連するエネルギーは大きくなります。このエネルギーは、元素に特徴的な化学反応におけるそれらの関与、ならびに残りの原子価電子の原因である。.

索引

  • 1量子数
  • 2微分電子を知る方法?
  • 3いくつかの要素における例
    • 3.1塩素
    • 3.2↑↓↑↓↑_
    • 3.3マグネシウム
    • 3.4↑↓
    • 3.5ジルコニウム
    • 3.6未知の要素
    • 3.7↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
  • 4参考文献

量子数

他の電子と同様に、微分電子はその4つの量子数によって識別することができます。しかし、量子数は何ですか？それらは "n"、 "l"、 "m"、 "s"です。.

量子数「ｎ」は、原子の大きさおよびエネルギー準位（Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ）を表す。 「L」は2次または方位角量子数で、原子軌道の形状を示し、軌道「s」、「p」、「d」、および「f」に対して0、1、2、および3の値を取ります。それぞれ.

「Ｍ」は磁気量子数であり、磁場の下での軌道の空間的配向を示す。したがって、 "s"軌道の場合は0です。 "p"軌道の場合は-1、0、+ 1。軌道「ｄ」に対して−２、−１、０、＋ １、＋ ２。 "f"軌道の場合は-3、-2、-1、0、+ 1、+ 2、+ 3。最後に、スピン "s"の量子数（↑は+1 / 2、↓は-1 / 2）.

したがって、微分電子は関連する以前の量子数（「ｎ」、「１」、「ｍ」、「ｓ」）を有する。追加の陽子によって生成された新しい正電荷を打ち消すため、元素の原子番号Zも提供されます。.

微分電子を知る方法?

上の図では、水素からネオンガスまでの元素の電子配置（H→Ne）が表示されています。.

この場合、開いた層の電子は赤色で示され、閉じた層の電子は青色で示される。層は量子数 "n"、4つのうちの最初のものを指します.

このようにして、Hの原子価配置（赤色の↑）は反対の方向を持つ別の電子を加えてHeのものになる（↓↑、両方の青色は今度はレベル1が閉じているため）。この追加電子は差動電子です。.

したがって、グラフィカルに、微分電子が元素の原子価層（赤い矢印）にどのように追加され、それらを互いに区別しているのかを観察することができる。電子はフントの法則とポーリングの排除の原則を尊重する軌道を満たす（BからNeまで完全に観測される）.

そして量子数はどうですか？これらはそれぞれの矢印 - つまりそれぞれの電子 - を定義し、それらの値はそれらが微分電子であるかどうかを知るために電子配置で確証されることができます。.

いくつかの要素の例

塩素

塩素（Ｃｌ）の場合、その原子番号Ｚは１７に等しい。電子配置は１である。22秒2sp63秒23p5. 赤でマークされた軌道は、原子価層の軌道に対応しています。.

微分電子は電子配置に置かれる最後の電子であり、塩素原子は3p軌道のものであり、その配置は次のとおりです。

↑↓  ↑↓  ↑

3px 3py 3pz

（-1）（0）（+1）

フントの法則を尊重し、最初に等しいエネルギーの3p軌道を満たす（各軌道の上に1つの矢印）。第二に、他の電子は左から右へ孤立電子と対になる。微分電子は緑色の枠で表示されます.

したがって、塩素の微分電子は以下の量子数を有する：（３、１、０、−１ ／ ２）。つまり、 "n"は3です。 "L"は1、軌道 "p"です。 "M"は0です。なぜなら、それは媒体の "p"軌道だからです。矢印が下向きであるため、 "s"は-1/2です。.

マグネシウム

マグネシウム原子の電子配置は1sです。22秒2sp63秒2, 同じ方法で軌道とその価電子を表す：

↑↓

3秒

0

今回、微分電子は3、0、0、-1 / 2の量子数を持つ。塩素に関するこの場合の唯一の違いは、電子が "s"軌道を占めるので量子数 "l"が0であることです（3s）。.

ジルコニウム

ジルコニウム原子（遷移金属）の電子配置は1sです。22秒2sp63秒23p64秒23D10年4p65秒24日2. 前の場合と同じように、原子価軌道と電子の表現は次のようになります。

したがって、緑色でマークされた微分電子の量子数は、4、2、-1、+ 1/2です。ここで、電子は第２の軌道「ｄ」を占めるので、それは−１に等しい量子数「ｍ」を有する。また、矢印が上を向いているので、そのスピン数 "s"は+ 1/2に等しい.

未知の要素

未知の元素に対する微分電子の量子数は3、2、+ 2、-1 / 2です。元素の原子番号Zは何ですか？ Zを知っているなら、あなたはその要素が何であるかを解読することができます.

今回は、「ｎ」が３に等しいので、元素が周期表の第３周期にあり、「ｄ」軌道が原子価層としてあることを意味する（「ｌ」は２に等しい）。したがって、軌道は前の例のように表されます。

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

+2に等しい量子数 "m"、および-1/2に等しい "s"は、最後の3次元軌道で微分電子を正しく見つけるための鍵です。.

したがって、求められている要素は3次元軌道を持ちます。10年 その内部電子層のように、いっぱいです。結論として、元素は亜鉛金属（Zn）です.

しかしながら、微分電子の量子数は亜鉛と銅の間を識別することができない、なぜなら後者は完全な３ｄ軌道をも有するからである。なんで？銅は量子的な理由で電子を満たすための規則に従わない金属であるため.

参考文献

  1. ジムブランソン（2013）。フントのルール2018年4月21日、Quantmechanics.ucsd.eduから取得しました
  2. 講義27：フントの規則2018年4月21日、ph.qmul.ac.ukから取得
  3. パデュー大学。量子数と電子配置2018年4月21日、chemed.chem.purdue.eduから取得
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