De structuur van een atoom is complex en zit vol details. Gedurende vele jaren wijdden verschillende wetenschappers over de hele wereld een deel van hun leven aan het bestuderen van de samenstelling van een atoom, het creëren van modellen en theorieën. Hierdoor hebben we momenteel kennis over verschillende details van de atomaire constitutie:
Een kern met protonen en neutronen - voorgesteld door respectievelijk Rutherford en Chadwick;
Energieniveaus of elektronische lagen - voorgesteld door Bohr;
Energiesubniveaus (energieniveausubregio's) - voorgesteld door Sommerfeld;
Atoomorbitalen (waarschijnlijk de plaats om een elektron te vinden) - voorgesteld door Erwin Schrödinger.
Regio's rond de kern (niveaus, subniveaus en orbitalen) hebben grote relevantie, omdat het door kennis van deze gebieden mogelijk was om te weten het fenomeen fluorescentie, fosforescentie, de manier waarop een chemische binding plaatsvindt en enig fysiek gedrag van materie (magnetisme).
Zie hoe de regio's van het atoom zijn georganiseerd:
█ niveaus
Het atoom heeft in totaal zeven niveaus, weergegeven door de letters K, L, M, N, O, P, Q, elk met een bepaalde hoeveelheid energie.
█ subniveaus
Elk niveau heeft een bepaald aantal subniveaus, die worden weergegeven door slechts vier letters: s, p, d, f.
K - 1 subniveau(s)
L - 2 subniveaus (s, p)
M - 3 subniveaus (s, p, d)
N - 4 subniveaus (s, p, d, f)
O- 4 subniveaus (s, p, d, f)
P - 3 subniveaus (s, p, d)
Q - 2 subniveaus (s, p)
█ orbitalen
Elk subniveau presenteert een ander bedrag van orbitalen:
s = 1orbitaal
p = 3orbitalen
d = 5orbitalen
f =7orbitalen
observatie: In elke orbitaal kunnen we maximaal twee elektronen vinden. Het maximale aantal elektronen in een subniveau is dus:
s = 2elektronen
p = 6elektronen
d = 10elektronen
f = 14elektronen
Al deze informatie kennende, de Amerikaanse chemicus Linus Carl Pauling een tool ontwikkeld om de elektronen verdelen van een atoom praktischer op papier. Deze belangrijke tool heette Linus Pauling-diagram. In dit diagram hebben we alleen niveaus en subniveaus. Zie een overzicht:
de slagen erin roze en oranje ze stellen een energieorde vast die door het hele diagram loopt. Deze volgorde begint met het streepje dat binnenkomt 1s en volgt een diagonale koers tot het bereiken van 7p. Elke diagonale lijn die volgt, geeft subniveaus aan met meer energie dan die van de vorige lijn. Het subniveau verderop in dezelfde diagonale lijn heeft altijd meer energie dan het vorige. Dus:
2en hebben meer energie die 1s (aanwezig in verschillende diagonale lijnen);
4p heeft meer energie dan 3d (aanwezig in dezelfde diagonale lijn).
Om de verdeling van elektronen via het Pauling-diagram uit te voeren, is het noodzakelijk om de aantal elektronen van een atoom, volg de diagonale lijnen en respecteer het maximale aantal elektronen in elk subniveau. Zie enkele voorbeelden:
— Elektronische distributie van Z = 20 (20 elektronen)
Elektronische verdeling van een atoom met 20 elektronen
— Elektronische distributie van Z = 59 (59 elektronen)
Elektronische verdeling van een atoom met 59 elektronen
Leuk vinden Linus Pauling-diagram, is het mogelijk om de volgende taken uit te voeren:
Verdeel alle elektronen in een atoom;
Voorspel de laagste en hoogste energiegebieden van het atoom (elektronen zijn zodanig in het atoom verdeeld dat ze altijd gebieden met lagere energie bezetten);
Voorspel het aantal niveaus van een atoom uit zijn atoomnummer (Z);
Voorspel de classificatie van een atoom aan de hand van het atoomnummer (Z).
Bepaal het aantal bindingen dat het atoom moet maken om stabiliteit te bereiken.
¹ Afbeeldingscredits: Shutterstock / catwalker
Door mij Diogo Lopes Dias
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/diagrama-linus-pauling.htm
