Il configurazione elettronica del kernel o compatto è quello le cui notazioni quantistiche per il numero di elettroni e i loro sottolivelli di energia sono abbreviate dai simboli dei gas nobili tra parentesi. È molto utile quando si scrivono configurazioni elettroniche per un determinato elemento, poiché è semplice e veloce.
La parola "kernel" di solito si riferisce ai gusci elettronici interni di un atomo; vale a dire quelli in cui i loro elettroni non sono di valenza e quindi non partecipano al legame chimico, sebbene definiscano le proprietà dell'elemento. Metaforicamente parlando, il nocciolo sarebbe l'interno della cipolla, con i suoi strati composti da una serie di orbitali che aumentano di energia.
L'immagine sopra mostra i simboli chimici per quattro dei gas nobili tra parentesi e con diversi colori: [He] (verde), [Ne] (rosso), [Ar] (viola) e [Kr] (blu).
Ciascuna delle sue cornici tratteggiate contiene caselle che rappresentano gli orbitali. Più sono grandi, maggiore è il numero di elettroni che contengono; il che a sua volta significherà che le configurazioni elettroniche di più elementi potranno essere semplificate con questi simboli. Ciò consente di risparmiare tempo ed energia nella scrittura di tutte le annotazioni.
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Prima di utilizzare le configurazioni elettroniche del kernel, è una buona idea rivedere l'ordine corretto per creare o scrivere queste configurazioni. Questo è governato secondo la regola delle diagonali o diagramma di Moeller (chiamato in alcune parti il metodo della pioggia). Avendo questo diagramma a portata di mano, le notazioni quantistiche sono le seguenti:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Questa stringa di notazioni quantistiche sembra faticosa; e lo sarebbe ancora di più se dovesse essere scritto ogni volta che verrà rappresentata la configurazione elettronica di qualsiasi elemento trovato nel periodo 5 in poi. Notare inoltre che la stringa è vuota di elettroni; non ci sono numeri negli angoli in alto a destra (1sDue2sDue2 P6...).
Va ricordato che gli orbitali S può "ospitare" due elettroni (nsDue). Orbitali p ce ne sono tre in totale (guarda le tre caselle sopra), quindi possono ospitare sei elettroni (np6). E infine, gli orbitali d ce ne sono cinque e il file F sette, per un totale di dieci (nd10) e quattordici (nf14) elettroni, rispettivamente.
Detto questo, procediamo a riempire la precedente riga di notazioni quantistiche con elettroni:
1sDue 2sDue 2 P6 3sDue 3p6 4sDue 3d10 4p6 5sDue 4d10 5 p6 6sDue 4f14 5 D10 6p6 7sDue 5f14 6d10 7p6
Quanti elettroni ci sono in tutto? 118. E a quale elemento corrisponde un numero così elevato di elettroni nel suo atomo? Al gas nobile oganeson, Og.
Supponiamo che ci sia un elemento con un numero quantico Z uguale a 119. Allora la sua configurazione elettronica di valenza sarebbe 8s1; ma quale sarebbe la sua configurazione elettronica completa?
1sDue 2sDue 2 P6 3sDue 3p6 4sDue 3d10 4p6 5sDue 4d10 5 p6 6sDue 4f14 5 D10 6p6 7sDue 5f14 6d10 7p6 8s1
E quale sarebbe la configurazione del tuo kernel elettronico, quella compatta? È:
[Og] 8s1
Notare l'ovvia semplificazione o abbreviazione. Nel simbolo [Og] sono contati tutti i 118 elettroni scritti sopra, quindi questo elemento incerto ha 119 elettroni, di cui solo uno è di valenza (sarebbe situato sotto il francio nella tavola periodica).
Supponiamo ora di voler rendere progressivamente l'abbreviazione:
[He] 2sDue 2 P6 3sDue 3p6 4sDue 3d10 4p6 5sDue 4d10 5 p6 6sDue 4f14 5 D10 6p6 7sDue 5f14 6d10 7p6
Nota che 1sDue è stato sostituito da [He]. Il prossimo gas nobile è il neon, che ha 10 elettroni. Sapendo questo, l'abbreviazione continua:
[Ne] 3sDue 3p6 4sDue 3d10 4p6 5sDue 4d10 5 p6 6sDue 4f14 5 D10 6p6 7sDue 5f14 6d10 7p6
Quindi segue l'argon, con 18 elettroni:
[Ar] 4sDue 3d10 4p6 5sDue 4d10 5 p6 6sDue 4f14 5 D10 6p6 7sDue 5f14 6d10 7p6
Poiché il prossimo gas nobile è il krypton, l'abbreviazione è anticipata da altri 36 elettroni:
[Kr] 5sDue 4d10 5 p6 6sDue 4f14 5 D10 6p6 7sDue 5f14 6d10 7p6
Lo xeno ha 54 elettroni, quindi spostiamo l'abbreviazione sull'orbitale 5p:
[Xe] 6sDue 4f14 5 D10 6p6 7sDue 5f14 6d10 7p6
A questo punto avrai notato che la configurazione elettronica è sempre abbreviata in orbitale np; cioè, i gas nobili hanno questi orbitali pieni di elettroni. E infine segue il radon, con 86 elettroni, quindi abbreviamo l'orbitale 6p:
[Rn] 7sDue 5f14 6d10 7p6
L'ossigeno ha otto elettroni, la sua configurazione elettronica completa è:
1sDue2sDue2 P4
L'unica abbreviazione che possiamo usare è [He] per 1sDue. Pertanto, la configurazione del kernel elettronico diventa:
[He] 2sDue2 P4
Il potassio ha diciannove elettroni, la sua configurazione elettronica completa è:
1sDue 2sDue 2 P6 3sDue 3p6 4s1
Notare che possiamo usare il simbolo [He] per abbreviare questa configurazione; così come [Ne] e [Ar]. Quest'ultimo è quello utilizzato perché l'argon è il gas nobile che più si avvicina al potassio. Quindi la configurazione elettronica del tuo kernel ha il seguente aspetto:
[Ar] 4s1
L'indio ha quarantanove elettroni, la sua configurazione elettronica completa è:
1sDue 2sDue 2 P6 3sDue 3p6 4sDue 3d10 4p6 5sDue 4d10 5 p1
Poiché il krypton è il gas nobile più vicino che precede l'indio, il simbolo [Kr] è usato per l'abbreviazione e abbiamo la sua configurazione elettronica del kernel:
[Kr] 5sDue 4d10 5 p1
Sebbene gli orbitali 4d non appartengano formalmente al kernel di indio, i loro elettroni non sono coinvolti (almeno in condizioni normali) nel suo legame metallico, ma piuttosto quelli degli orbitali 5s e 5p..
Il tungsteno (o wolfram) ha 74 elettroni e la sua configurazione elettronica completa è:
1sDue 2sDue 2 P6 3sDue 3p6 4sDue 3d10 4p6 5sDue 4d10 5 p6 6sDue 4f14 5 D4
Ancora una volta, cerchiamo il gas nobile più vicino che lo precede. Nel tuo caso, corrisponde allo xeno, che ha i suoi orbitali 5p pieni. Quindi sostituiamo la stringa di notazioni quantistiche con il simbolo [Xe] e avremo finalmente la sua configurazione elettronica del kernel:
[Xe] 6sDue 4f14 5 D4
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