元素の周期表とエネルギー図

電子分布のテキストでは、ポーリングのエネルギー図における要素の電子分布がどのように実行されるかについて説明されました。この電子配信を通じて、周期表の元素の種類と周期を知ることができます。

すべての元素の電子を分配することにより、各元素で見つかった最後の電子サブレベルが次の表に示されます。

これらの分布には順序があることに注意してください。要素の周期を識別する方法を見てみましょう。

ピリオド:表に表示される 7 つの水平線に対応します。

上の表では、最初の期間または最初の行の 2 つの元素 (青色の H と He) の電子分布に層 1 (K) があることに注意してください。 2 番目の期間のレイヤーは L であるレイヤー 2 を持ち、3 番目の期間のレイヤーは 3 (M である) に等しいエネルギーレベルを持ちます。したがって、次の結論に達することができます。

たとえば、酸素 ( ₈ O)、鉄 ( ₂₆ Fe)、ヨウ素 ( ₅₃ I) の電子分布を行ってみましょう。最後に入力されたサブレベルが強調表示されます。

₈ O: ₂₆ Fe: ₅₃ I:

K 1 秒²K 1 秒² K 1 秒²
L 2s ² 2p ⁴ L 2s ² 2p ⁶L 2s ² 2p ⁶
M 3s 3p 3d M 3s ² 3p ⁶ 3d ³ M 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰
N 4s 4p 4d 4f N 4s ² 4p 4d 4f N 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 4f
O 5s 5p 5d 5f O 5s 5p 5d 5f O 5s ² 5p ⁵ 5d 5f
P 6s 6p 6d P 6s 6p 6d P 6s 6p 6d
Q 7 秒 7p Q 7 秒 7p Q 7 秒 7p

酸素は 2 つの電子層 (K と L) を持っているため、第 2 周期にあります。鉄は 4 つの電子層 (K、L、M、N) があるため第 4 周期にあり、ヨウ素は 5 つの電子層 (K、L、M、N、O) があるため周期表の第 5 周期にあります。。

これがどれほど真実であるかを見てください。

ここで、電子分布から周期表の元素の種類がどのように分かるかを考えてみましょう。

家族またはグループ:これらは表に表示される 18 列です。

このテキストで示した最初の表に戻ると、族1A のすべての元素の電子分布において、満たされる最後のサブレベルは電子 1 つだけを持つものであることがわかります。ファミリ2Aのものはすべて、 2 つの電子で満たされた s サブレベルで終わります。以下同様です。

ファミリ 3A:すべてが最後のレベルに3 つの電子を持ち、電子配置はns ² np ¹で終わります。
ファミリ 4A:すべてが最後のレベルに4 つの電子を持ち、電子配置はns ² np ²で終わります。
ファミリ 5A:すべてが最後のレベルに5 つの電子を持ち、電子配置はns ² np ³で終わります。
ファミリ 6A:すべてが最後のレベルに6 つの電子を持ち、電子配置はns ² np ⁴で終わります。
ファミリ 7A:すべてが最終レベルに7 個の電子を持ち、電子配置はns ² np ⁵で終わります。

したがって、次のように結論付けることができます。

代表要素（1、2、13、14、15、16、17、18）またはA列の要素（IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、VIII A）の場合、最もエネルギーの高い電子は常にs または p サブレベルにあることがわかります。

例:

_11Na : _17Cl :

K 1 秒² K 1 秒²
L 2s ² 2p ⁶ L 2s ² 2p ⁶
M 3 秒¹ 3p 3d M 3 秒² 3p ⁵ 3d
N 4s 4p 4d 4f N 4s 4p 4d 4f
O 5s 5p 5d 5f O 5s 5p 5d 5f
P 6s 6p 6d P 6s 6p 6d
Q 7 秒 7p Q 7 秒 7p

ナトリウム (Na) は、最後の電子殻に電子が 1 つしかないためファミリー 1A に属し、塩素 (Cl) は最後の電子殻 (2 + 5) に 7 つの電子があるためファミリー 7A に属します。ナトリウムの最後のサブレベルはオースであり、塩素は p であるため、両方とも代表的な元素です。

遷移要素は、ファミリー 3 ～ 12 に属する要素、または列 B (3 B、4 B、5B、6B、7B、8B、1B、および 2B) にある要素です。それらは外部遷移要素と内部遷移要素に分類されます。電子配布を通じて要素が次のどのグループに属しているかを確認する方法をご覧ください。

外部遷移元素:満たされる最後の電子は、不完全な d サブレベルに位置します。つまり、その電子配置は(n-1)d ^{(1 to 8)}で終わります。

例:

₇₄ W: ₂₈ Ni:

K 1 秒² K 1 秒²
L 2s ² 2p ⁶L 2s ² 2p ⁶
M 3 秒² 3P ⁶ 3D ¹⁰ M 3 秒² 3P ⁶ 3D ⁸
N 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 4f ¹⁰ N 4s ² 4p 4d 4f
O 5s ² 5p ⁶ 5d ⁸ 5f O 5s 5p 5d 5f
P 6s ² 6p 6d P 6s 6p 6d
Q 7 秒 7p Q 7 秒 7p

充填されたタングステン (W) の最後のサブレベルは 5d ⁸で、ニッケル (Ni) のサブレベルは 3d ⁸でした。これは、これらが外部遷移元素であることを意味します。以下を参照してください。

内部遷移元素:これらは、ランタニドおよびアクチニド系列の元素です。充填される最後の電子は、不完全な f サブレベルに位置します。つまり、その電子配置は(n – 2)f ^{(1 to 13)}で終わります。

例:

₅₇ラ： ₉₆センチ：

K 1 秒²K 1 秒²
L 2s ² 2p ⁶L 2s ² 2p ⁶
M 3 秒² 3P ⁶ 3D ¹⁰ M 3 秒² 3P ⁶ 3D ¹⁰
N 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 4f ¹ N 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 4f ¹⁴
O 5 秒² 5p ⁶ 5d 5f O 5 秒² 5p ⁶ 5d ¹⁰ 5f ⁸
P 6s ² 6p 6d P 6s ² 6p ⁶ 6d
Q 7s 7p Q 7s ² 7p

ランタン (La) の最後に満たされたサブ準位は 4f ¹で、キュリウム (Cm) の最後に満たされたサブ準位は 5f ⁸で、どちらも f サブ準位が不完全であり、これらが内部遷移元素であることを示しています。

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