[scheikunde] Elektronenconfiguratie opstellen

stoosh

Ik probeer als voorbereiding op mijn examen Chemie de elektronenconfiguratie van wolfraam op te stellen, maar het lukt me niet.

Ik heb de oplossing in mijn handboek, maar ik versta het niet helemaal.

In mijn handboek staat de volgende voorbeeldoefening:

Bepaal de elektronenconfiguratie van wolfraam.

oplossing: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴

Ik weet reeds dat [Xe] het edelgas is van de vorige rij, zodat enkel de valentie-elektronen nog moeten opgeschreven worden.

Ook 6s² versta ik: dit is het zesde (zesde rij) s-orbitaal en daar kunnen slechts 2 elektronen op voorkomen (up- en down- spin)

Maar die 4f¹⁴ daar loop ik vast. Ik weet dat die f-orbitaal afkomstig is van de elementen 58 tot 71 en 90 tot 103, dit zijn telkens veertien elementen vandaar de exponent 14, maar waar duidt de coëfficiënt 4 op?

Hetzelfde probleem heb ik bij de d-orbitaal: wat drukt die 5 uit?

Wie kan me dit uitleggen?

Kravitz

Die 4 en 5 duiden eigenlijk op hetzelfde als de 6 in '6s²'. Wat je waarschijnlijk een beetje dwars zit is waarom er plots 4f en 5d staat en geen 6.

Dit heeft te maken met het Aufbau principe, zo is het energetisch gunstiger om na een 6s orbitaal een 4f te gaan opvullen. Daarna komt dan weer een 5d en dan pas het 6p orbitaal. Zie ook onderstaande figuur.

Afbeelding

stoosh

Je snapt helemaal waar ik mee zit!

Maar kan je me helpen dit beter te verstaan, want van het wikipedia artikel over het aufbau-principe wordt ik niet veel wijzer in verband met het opstellen van zo'n configuratie.

Kortom, ik snap wat het inhoud, maar hoe pas ik het toe? Moet ik gewoon de figuur memoriseren?

Marko

In de rijen staan de "hoofdschillen", die worden genummerd 1, 2, 3, etc.

Elke hoofdschil bevat een aantal subschillen. De tweede schil bijvoorbeeld bevat de subschillen 2s en 2p, en de derde schil bevat 3s, 3p en 3d. In de figuur staan gelijke subschillen onder elkaar.

Iedere subschil vertegenwoordigt een net iets andere energie. Bij het vullen van de schillen worden eerst die met de laagste energie gevuld, daarna die met hogere energieën totdat alle elektronen "een plaats hebben".

De pijl doorloopt de subschillen in de volgorde waarin deze worden gevuld: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, enzovoort.

De nummers en letters hebben te maken met de hoofd- en nevenkwantumgetallen die de orbitalen beschrijven. Als je daar meer van wil weten zul je toch echt een boek in moeten duiken.

stoosh

Hoofd en nevenkwamtumgetallen begrijp ik, en nu heb ik ook door hoe die energieniveaus ermee verbonden zijn. Maar waar ik nog mee blijf zitten is hoe ik zo'n configuratie opstel met enkel een PSE ter beschikking. Moet ik dan die tabel memoriseren (niet zo héél moeilijk, maar memoriseren vermijd ik liever) of zit er een logische denkwijze achter?

(Ik zit in mijn eerste bachelor Industriele Wetenschappen)

Kravitz

Een elektronen configuratie opstellen via het periodiek systeem is eigenlijk niet zo moeilijk. Je doorloopt de periodes beginnende bij waterstof. De groepen Ia en IIa stellen s orbitalen voor. IIIa, IVa, Va, VIa, VIIa en de groep van de edelgassen de p orbitalen. De d orbitalen worden weergegeven in de 'b' groepen en de lanthaniden en actiniden geven het f blok weer.

Op die manier kom je aan kalium (4s¹), calcium (4s²) wat gevolgd wordt door scandium (4s² 3d¹). Je moet wel weten dat steeds begint met het vullen van het d orbitaal met de laagste energie. Op die manier kom je dus aan 3d i.p.v. 4d

Marko

Met PSE is het in feite een peulenschil; je ziet de blokken zitten, en je kunt herleiden (of uit je hoofd leren) met welke subschillen die overeenkomen. Nemen we als voorbeeld scandium (Sc). Het voorafgaande edelgas is argon, dus de elektronenconfiguratie begint met [Ar]

Vervolgens zie je het blok met de alkali- en aardalkalimetalen (het s-blok dus, maar dat wist je geloof ik al). Daarin zitten K en Ca. Sc staat in het d-blok (te herkennen aan het feit dat dit blok 10 elementen breed is). De elektronenconfiguratie is dus [Ar] ...s² ...d¹

Jouw vraag is volgens mij hoe je kan weten wat er op de plaats van de puntjes moet komen.

Kijken we naar het s-blok, dan zien we dat daarboven nog 3 rijen met elementen in het s-blok staan. Kijken we naar het d-blok, dan zien we dat dit de eerste rij in het d-blok is. Met andere woorden, het is de onderste (eerst mogelijke) d-schil die hier gevuld gaat worden. En het betreft de 4e s-schil.

Het enige dat je dus moet weten, of onthouden, is vanaf welke hoofdschil een bepaalde subschil mogelijk is.

En het enige wat je daarvoor moet onthouden is dat er bij iedere volgende hoofdschil een extra subschil mogelijk wordt. Zo heeft hoofdschil 1 alleen 1s, hoofdschil 2 heeft er 2: 2s en 2p, en hoofdschil 3 heeft er 3: 3s, 3p en 3d.

Dan hoef je alleen nog de volgorde van de letters te onthouden: s p d f

stoosh

Marko schreef:Het enige dat je dus moet weten, of onthouden, is vanaf welke hoofdschil een bepaalde subschil mogelijk is.

En het enige wat je daarvoor moet onthouden is dat er bij iedere volgende hoofdschil een extra subschil mogelijk wordt. Zo heeft hoofdschil 1 alleen 1s, hoofdschil 2 heeft er 2: 2s en 2p, en hoofdschil 3 heeft er 3: 3s, 3p en 3d.

Volgens mij is dit wat ik nog moest weten, nu kan ik elke oefening met een vaste werkwijze oplossen.

Jullie zijn hartelijk bedankt!!

(@mods: Hier mag een slotje op)

Kravitz

(@mods: Hier mag een slotje op)

Topics worden alleen gesloten of verwijderd als er zaken tegen de regels instaan. Dat is hier niet het geval, misschien heeft iemand in de toekomst een vergelijkbare vraag of aanvullende informatie die hij of zij met de rest van het forum wil delen.

stoosh

Ok, dat wist ik niet

Jul

Ik heb helaas nog steeds moeite met het bepalen van de elektronenconfiguratie van grotere atomen. De configuratie van Ce 58 is [Xe]6s^2 4f^1 5d^1, dat begrijp ik nog. De configuratie van het volgende element, Pr 59, ziet er echter helemaal anders uit: [Xe]6s^2 4f^3. Hoe komt het dat het elektron in het 5d orbitaal plots "weg" is? En hoe kan ik weten dat er drie elektronen in het 4f orbitaal zitten? Op basis van het PSE zou ik er slechts twee verwachten.

Ook de configuratie van Gd 64 is mij een raadsel. Ik las dat de configuratie die men zou verwachten op basis van het PSE de volgende is: 4f^6 5d^2, maar dat het in realiteit 4f^7 5d^1 is. Ik begrijp niet waarom men zou verwachten dat Gd maar 6 elektronen heeft in zijn 4f orbitaal.

Kan iemand mij een handje helpen?

Margriet

De configuratie van Ce 58 is [Xe] 4f¹ 5d¹6s² is je duidelijk. Er is dus bij La een 5d elektron en bij Ce een 4f elektron bijgekomen.

Bij Pr 59 komt het volgende elektron in de 4f schil en hierbij 'springt' het 5d elektron terug naar de 4f schil.

Je krijgt dan Pr 59 [Xe] 4f³ 6s². De 5d schil is dan leeg en blijkbaar is dat stabieler.

Daarna wordt met een lege d schil, 4f verder opgevuld tot: Eu 63 [Xe] 4f⁷ 6s² .

Het volgende elektron komt bij Gd weer in de 5d schil.

Zodat Gd 64 wordt [Xe] 4f⁷5d¹ 6s² .

Hiermee wordt de halfgevulde f-schil behouden. Zowel geheel als een halfgevulde schil geeft nl. extra stabiliteit aan een atoom.

Bij Lu 71 [Xe] 4f¹⁴ 5d¹ 6s² is de 4f-schil vol.

En pas bij 72 Hf komt pas het tweede elektron in de 5d-schil zodat dit wordt:

[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Elektronenconfiguratie opstellen

Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen

Re: Elektronenconfiguratie opstellen