Question

Konfiguracja atomu chloru wygląda tak :

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5


Określ liczbę całkowicie zajętych przez elektrony orbitali.

Wydaję mi się, że odpowiedź powinna brzmieć 4, ale w odpowiedziach jest 8, jest mi to ktoś w stanie wytłumaczyć ?

Answer 1

Aby w najprostszy sposób określić, ile orbitali atomowych jest całkowicie zajętych przez elektrony, narysujmy sobie schemat klatkowy (patrz -> załącznik).
Jak widzimy, nie wszystkie kwadraciki zapełniły nam się elektronami, ponieważ na ostatnim z nich brakuje jednego elektronu (oznaczonego jako strzałka w dół). Dzieje się tak, ponieważ chociaż na podpowłoce p może znajdować się maksymalnie 6 elektronów, to w przypadku chloru powłoka oznaczona jest jako 3p5, a nie 3p6 (co oznacza, że do maksymalnego wypełnienia brakuje jej tego właśnie jednego elektronu). To sprawia, że jeden orbital nie jest maksymalnie zapełniony.
Pozostaje nam osiem kwadratów, całkowicie zapełnionych elektronami. Pozostałe osiem jest, dlatego w odpowiedzi jest osiem - czyli jest dobrze.

Schemat klatkowy zapewne rozpisywaliście na lekcji, ale jeśli nie, to wytłumaczę, co, jak i dlaczego. W przypadku orbitalu s mówimy o maksymalnie 2 elektronach (jeden kwadracik, gdyż w jednym mieszczą się dwa elektrony), na orbitalu p - 6 elektronów (3 kwadraciki), d - 10 elektronów (5 kwadracików) i f - 14 elektronów (7 kwadracików). Należy pamiętać, że zgodnie z zakazem Pauliego orbital nie może być obsadzony przez 2 elektrony o jednakowych właściwościach liczb kwantowych, dlatego jedna strzałka w kwadraciki musi być skierowana grotem w górę, a druga - w dół. Reguła Hunda natomiast mówi nam, że kolejne pary elektronowe tworzą się po zapełnieniu wszystkich orbitali przez elektrony niesparowane. Oznacza to tyle, że najpierw rysujesz strzałki w jedną stronę, a dopiero potem zapełniasz je strzałkami o przeciwnych grotach. Tutaj było 5, a więc jeden elektron został bez pary. To już bardziej kwestia teorii :) Schemat klatkowy nie jest trudny do narysowania, bo:

3p5
literka p mówi nam o maksymalnej liczbie elektronów (10), a więc o liczbie kwadracików (5)
a cyfra 5 o ilości elektronów, które musimy rozmieścić zgodnie z powyższymi zasadami

Czy wszystko jest jasne?