Pauling-diagram in elektronische distributie

Het Pauling-diagram, ook wel het energiediagram genoemd, is het weergave van elektronische distributie via vermogenssubniveaus.

Via het schema suggereerde de chemicus Linus Carl Pauling (1901-1994) iets dat verder ging dan wat er al was met betrekking tot de verdeling van elektronen uit de atomen van chemische elementen.

Om de stemming te verbeteren, stelde Pauling de energiesubniveaus voor. Door hen zou het mogelijk zijn om de elektronen van het laagste naar het hoogste energieniveau van een atoom in zijn grondtoestand te rangschikken.

Elektronische distributie door Linus Pauling

Volgens het door Pauling voorgestelde model is de elektrosfeer verdeeld in 7 elektronische lagen (K, L, M, N, O, P en Q) rond de atoomkern, die elk een maximum aantal elektronen toelaten, respectievelijk 2, 8, 18, 32, 32,18 en 8 .

Bij elektronica distributie de energie subniveaus, waarbij eerst het elektron met de laagste energie wordt weergegeven totdat het elektron met de hoogste energie wordt bereikt.

Elektronische lagen	Maximaal aantal elektronen	Energie subniveaus
1	K	2 en^-	1s^2
2	L	8 en^-	2s^2	2p^6
3	M	18 en^-	3s^2	3p^6	3d^10
4	nee	32 en^-	4s^2	4p^6	4d^10	4f^14
5	O	32 en^-	5s^2	5p^6	5d^10	5f^14
6	P	18 en^-	6s^2	6p^6	6d^10
7	Vraag	8 en^-	7s^2	7p^6

Laag K heeft slechts één subniveau(s), laag L heeft twee subniveaus (s en p), laag m heeft drie subniveaus (s, p en d) en zo.

De s-subniveaus laten maximaal 2 elektronen toe, terwijl de p-subniveaus maximaal 6 elektronen toelaten. Vervolgens laten de d-subniveaus maximaal 10 elektronen toe, terwijl de f-subniveaus maximaal 14 elektronen toelaten.

Merk op dat de som van de elektronen die zich in elk subniveau per elektronenschil hebben gedragen, resulteert in het maximale aantal elektronen in elk van de 7 schillen.

K: zo² = 2
L en Q: s² + p⁶ = 8
M en P: s² + p⁶ + d¹⁰ = 18
N en O: ja² + p⁶ + d¹⁰ + f¹⁴= 32

Het was toen dat Pauling de toenemende orde van energie:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶

Van daaruit verschijnen de diagonale pijlen in het diagram om de elektronische verdeling van de elementen te maken:

Pauling-diagram

Voorbeeld van elektronische fosfordistributie ₁₅P:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

graag tot 3s² we hadden al in totaal 12 elektronen (2 + 2 + 6 + 2), we hebben nog maar 3 elektronen nodig van het 3p-subniveau⁶.

We kunnen dus de vereiste hoeveelheid elektronen krijgen, zolang deze niet groter is dan 6, wat het maximale aantal is dat het 3p-subniveau⁶ gedraagt.

Lees ook Valencia laag en Kwantumgetallen.

Opgeloste oefeningen over elektronische distributie

vraag 1

(Unirio) “Tandimplantaten zijn veiliger in Brazilië en voldoen al aan internationale kwaliteitsnormen. De grote kwaliteitssprong vond plaats in het proces van het maken van titanium schroeven en pinnen, waaruit de prothesen bestaan. Deze prothesen zijn gemaakt van titaniumlegeringen en worden gebruikt om kronen, orthodontische apparaten en kunstgebitten te bevestigen in de botten van de kaak en de kaak.” (Jornal do Brasil, oktober 1996.)

Aangezien het atoomnummer van titanium 22 is, zal de elektronische configuratie zijn:

a) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
b) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵
c) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²
d) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d²
e) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶

Zie antwoord

Correct alternatief: d) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d².

Het Linus Pauling-diagram voor de verdeling van elektronen in titanium is:

vraag 2

(ACAFE) Rekening houdend met een generiek M-element, dat 1s elektronische configuratie heeft² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵, kan worden gezegd dat:

IK. het atoomnummer is 25;
II. heeft 7 elektronen in de laatste schil;
III. heeft 5 ongepaarde elektronen;
IV. behoren tot de 7A-familie.

De stellingen zijn correct:
a) Alleen I, II en III
b) Alleen I en III
c) Alleen II en IV
d) Alleen I en IV
e) Alleen II, III en IV

Zie antwoord

Correct alternatief: b) Alleen I en III.

IK. CORRECT Als we het aantal elektronen in de elektronische distributie tellen, zien we dat er 25 zijn gebruikt. Het atoomnummer is dus 25 en komt overeen met het chemische element mangaan.

II. MIS. De laatste laag, dat wil zeggen, de buitenste laag heeft 2 elektronen, zijnde de 4s².

III. CORRECT De ongepaarde elektronen bevinden zich in het d-subniveau, dat maximaal 10 elektronen kan bevatten, maar in de elektronische distributie van mangaan zijn slechts 5 elektronen toegewezen aan het subniveau.

IV. MIS. Mangaan bevindt zich in de 7B-familie en in de 4e periode.

vraag 3

(UFSC) Het aantal elektronen in elk subniveau van het strontiumatoom (₃₈Sr) in oplopende volgorde van energie is:

a) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s²
b) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 4p⁶ 3d¹⁰ 5s²
c) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 5s²
d) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4p⁶ 4s² 3d¹⁰ 5s²
e) 1s² 2s² 2p⁶ 3p⁶ 3s² 4s² 4p⁶ 3d¹⁰ 5s²

Zie antwoord

Correct alternatief: a) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s².

Het Linus Pauling-diagram voor de verdeling van strontiumelektronen is:

Test je kennis nog meer! Los ook op:

• Oefeningen over elektronische distributie
• Oefeningen op het periodiek systeem