Die Bestimmung der Anzahl der Elektronen auf einem externen Energieniveau im Grundzustand ist ein wichtiger Schritt im Studium der Chemie. Wenn Sie diese Informationen verstehen, können Sie lernen, wie Atome miteinander interagieren und chemische Bindungen bilden.
Im Grundzustand befinden sich Elektronen auf den am wenigsten Energieniveaus und haben eine stabile Konfiguration. Das externe Energieniveau, auch Valenzenergieniveau genannt, enthält Elektronen, die an chemischen Reaktionen beteiligt sind.
Um die Anzahl der Elektronen auf dem äußeren Energieniveau zu bestimmen, müssen Sie sich die Tabelle von Mendelejew ansehen und das Element finden, an dem Sie interessiert sind. Dann müssen Sie seine Ordnungszahl bestimmen. Die Ordnungszahl zeigt die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms an und gibt auch die Anzahl der Elektronen im neutralen Atom an.
Das Zählen von Elektronen auf der externen Energieniveau erfolgt nach dem folgenden Prinzip: Die erste Energieniveau kann bis zu 2 Elektronen aufnehmen, die zweite bis zu 8, die dritte bis zu 18 und so weiter. Wenn wir die Ordnungszahl eines Elements kennen, können wir bestimmen, auf welchem Energieniveau sich sein letztes Elektron befindet.
Was ist das externe Energieniveau im Grundzustand?
Atome streben danach, den stabilsten Zustand zu erreichen, in dem die Energie des Systems minimal ist. Im Grundzustand befindet sich das Atom im niedrigsten Energiezustand. Das externe Energieniveau im Hauptzustand ist durch die größte Entfernung vom Kern und damit durch die größte Elektronenenergie auf dieser Ebene gekennzeichnet.
| Nummer des externen Energieniveaus | Maximale Anzahl von Elektronen |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 2 | 8 |
| 3 | 18 |
Die Anzahl der Elektronen auf einem externen Energieniveau im Grundzustand hängt von der Nummer dieses Niveaus ab und wird durch experimentelle Daten bestimmt. Bei Atomen mit einer Ordnungszahl größer als 18 (Argon) wird normalerweise das externe Energieniveau nur teilweise gefüllt.
Wie funktioniert das Füllen der Energieniveaus in einem Atom?
Das Füllen der Energieniveaus in einem Atom erfolgt nach der Madelang-Regel. Nach dieser Regel füllen die Elektronen im Atom die Energieniveaus in aufsteigender Reihenfolge ihrer Energie aus.
Das Energieniveau, das dem Kern am nächsten ist, enthält zwei Elektronen. Dieses Niveau wird als erstes Energieniveau oder K-Schale bezeichnet. Somit kann die erste K-Schale nicht mehr als 2 Elektronen enthalten.
Das nächste Energieniveau nach der K-Hülle wird als L-Hülle bezeichnet und darf maximal 8 Elektronen enthalten. Das dritte Energieniveau - die M-Hülle - kann bis zu 18 Elektronen enthalten. Wenn Sie diese Sequenz fortsetzen, können Sie die maximale Anzahl von Elektronen auf jedem Energieniveau bestimmen.
Es ist jedoch erwähnenswert, dass die Energieniveaus nicht immer konsistent gefüllt sind. Einige Energieniveaus können nach Ebenen mit höherer Energie gefüllt werden. Dies liegt an dem Prinzip der minimalen Energie, wonach Elektronen dazu neigen, Zustände mit der geringsten Energie zu besetzen.
Somit basiert die Bestimmung der Anzahl der Elektronen auf dem externen Energieniveau im Grundzustand auf dem Wissen über die allgemeine Reihenfolge der Befüllung der Energieniveaus sowie der Merkmale eines bestimmten Atom-Systems.
Welche Regeln bestimmen die Anzahl der Elektronen auf einem externen Energieniveau?
Gemäß der Acht-Elektronen-Regel versucht ein Atom, seine äußere Energiehülle (normalerweise eine Hülle mit der Nummer n= 2 und höher) mit acht Elektronen zu füllen, um einen stabilen oktaederischen Konfigurations-Zustand zu erreichen, der den Edelgasen ähnelt. Dies erklärt, warum Elemente, die sich in derselben Gruppe des Periodensystems befinden, normalerweise die gleiche Anzahl von Elektronen auf ihrem externen Energieniveau haben.
Zum Beispiel haben Gruppe 1 der Elemente, wie Lithium (Li), Natrium (Na) und Kalium (K), ein einzelnes Elektron auf ihrem externen Energieniveau. Gruppe 2 Elemente, wie Beryllium (Be), Magnesium (Mg) und Kalzium (Ca), haben zwei Elektronen auf äußerer Ebene. Eine Gruppe von 17 Elementen (Halogene), wie Fluor (F), Chlor (Cl) und Brom (Br), haben sieben Elektronen auf einem externen Energieniveau.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass einige Elemente Ausnahmen von dieser Regel haben. Zum Beispiel haben die Elemente der Gruppe 3 - Scandium (Sc), Yttrium (Y) und Lanthan (La) - nur zwei Elektronen auf ihrem externen Energieniveau, obwohl sie sich in Block d befinden, wo normalerweise 10 Elektronen auf diesem Niveau erwartet werden. Auch, einige Elemente haben Ausnahmen für die Bildung von Ionen, wo sie Elektronen verlieren oder erhalten können, um eine stabile Konfiguration zu erreichen.
| Die Gruppe | Elemente | Die Anzahl der Elektronen auf der äußeren Ebene |
|---|---|---|
| 1 | Lithium (Li) | 1 |
| 2 | Beryllium (Be) | 2 |
| 17 | Fluor (F) | 7 |
Somit wird die Anzahl der Elektronen auf der äußeren Energieniveau durch die Gruppe des Elements im Periodensystem und seinen Wunsch nach einer stabilen Konfiguration bestimmt. Wenn Sie die Anzahl der Elektronen auf der äußeren Energieniveau kennen, können Sie die chemischen Eigenschaften des Elements und seine Wechselwirkungen mit anderen Substanzen besser verstehen.
Wie interpretiere ich das Energiegramm eines Atoms, um die Anzahl der Elektronen auf einem externen Energieniveau zu bestimmen?
Das Energiediagramm eines Atoms ist eine schematische Darstellung der verschiedenen Energieniveaus, auf denen sich Elektronen um den Kern eines Atoms befinden. Das Lesen und Interpretieren des Energieplans ermöglicht es Ihnen, die Anzahl der Elektronen auf der äußeren Energieniveau im Grundzustand eines Atoms zu bestimmen.
- Identifizieren Sie die Haupthülle des Atoms. Sie werden mit den Buchstaben K, L, M usw. bezeichnet. aufeinanderfolgende Buchstaben bezeichnen die Energieniveaus, beginnend mit der nächsten zum Kern (K), dann der nächsten Energie (L) und so weiter.
- Bestimmen Sie die Atom-Nummer. Es ist oben auf jedem Energieniveau im Diagramm aufgeführt. Zum Beispiel würde ein Atom mit der Ordnungszahl 8 (Sauerstoff) zwei Energieniveaus haben, die mit K und L gekennzeichnet sind.
- Lesen Sie die Anzahl der Elektronen an jeder Schale. Dies wird normalerweise am unteren Ende jedes Energieniveaus angezeigt. Zum Beispiel zeigt das Diagramm für ein Sauerstoffatom (Ordnungszahl 8) 2 Elektronen an der Schale K und 6 Elektronen an der Schale L.
- Bestimmen Sie die Anzahl der Elektronen auf einem externen Energieniveau. Das externe Energieniveau ist das am weitesten vom Kern entfernte Energieniveau. Es wird normalerweise durch den letzten Buchstaben der alphabetischen Bezeichnung für Energieniveaus gekennzeichnet. Zum Beispiel wird für Sauerstoff (Ordnungszahl 8) das externe Energieniveau mit L bezeichnet.
- Zählen Sie die Anzahl der Elektronen auf einem externen Energieniveau. Dies entspricht der Anzahl der Elektronen auf der äußeren Energieniveau. In unserem Beispiel mit Sauerstoff (Ordnungszahl 8) werden 6 Elektronen auf dem äußeren Energieniveau sein.
Es ist wichtig zu beachten, dass das Energiegramm eines Atoms verschiedene Darstellungsvarianten haben kann, aber die Grundprinzipien der Interpretation bleiben unverändert. Mit diesen Prinzipien können Sie die Anzahl der Elektronen auf der äußeren Energieniveau im Grundzustand eines Atoms bestimmen und seine elektronische Struktur besser verstehen.
