Як виглядає електронна конфігурація калію? Для того щоб відповісти на це питання, розглянемо будову атома, а також правила розподілу електронів по рівнях і подуровням.
Квантова механіка
Електронна конфігурація калію описуєтьсярівнянням Шредінгера. Воно пов'язує потенційну енергію взаємодії ядра і електронів, а також величину відштовхування між частинками, що мають рівний заряд. Квантова механіка користується постулатами даного рівняння, пояснюючи наявність у кожного енергетичного рівня певного енергетичного запасу.
Багатоелектронні атоми
Електронна конфігурація калію записується зурахуванням принципу заборони Паулі. З огляду на особливості хвильової природи електронів, він припустив, що кожна негативна частка розташовується на «орбіталі», тобто володіє певним просторовим існуванням. Що стосується багатоелектронного атома, до яких відноситься калій, на кожній орбіталі не може розташовуватися більше двох електронів. В результаті було виділено чотири квантових числа, що характеризують стан електрона в розглянутий часовий проміжок.
правило Клечковского
Електронна конфігурація калію складається наоснові правила, виведеного Клечковского. Розглянемо його докладніше. Залежно від того, на який орбіталі розташовуються електрони, вони мають певний запас енергії. Спочатку йде розподіл часток, що мають менший запас енергії.
В якості основної енергетичної характеристики для електрона виступає головне квантове число, що відповідає номеру періоду.
У багатоелектронних атомі відбувається не тількипритягання до ядра електронів, а й відштовхування їх між собою. При збільшенні сумарного спина часток відбувається зменшення енергії електронної оболонки, зростає кількість електронів, що володіють однаковою орієнтацією власних моментів руху. Подібна залежність в квантової хімії називається правилом Хунда.
На основі цих двох правил і складаєтьсяелектронна конфігурація атома калію. Атомні спектри дають можливість визначити основний стан електронів, тобто виявити ті частинки, які мають мінімальним енергетичним запасом.
Суть побудови електронної формули для багатоелектронного атома калію досить проста: електронна система повинна володіти мінімальною енергією, відповідати принципу заборони Паулі.
Приклади розподілу електронів по енергетичним рівням
Перш ніж розглядати, яка електроннаконфігурація іона калію, наведемо прості приклади. В атомі водню ядро містить один позитивний протон. Навколо ядра по орбіті обертається один електрон. В основному стані електронна формула водню має наступний вигляд: 1s. Розглянемо особливості орієнтації спина у цього електрона. Згідно з правилом Хунда, він сонаправлени зі спіном ядра.
Для гелію, що має другий порядковий номер в таблиці елементів, два електрона розташовують на одній орбіталі. Кожен з них має ½ спина, має різний напрямок обертання.
У елементів другого енергетичного рівня з'являється дві оболонки, кожна має свій запасом енергії.
Калій є елементом четвертого періоду системи елементів, тому у нього чотири електронних рівня, кожен з яких містить різні види підрівнів.
У нормальному стані атом цього лужного металу має наступну конфігурацію: 1s22s22p63s23p64s1.
Електронна конфігурація іона калію має відмінностівід атома. На зовнішньому енергетичному рівні металу розташовується один валентний електрон. Так як калій проявляє відновні властивості, під час взаємодії з іншими атомами він віддає валентний електрон, перетворюється в позитивний іон (катіон), який має наступну електронну конфігурацію: 1s22s22p63s23p64s0.
висновок
Для кожного хімічного елемента,розташованого в таблиці Менделєєва, можна скласти електронні конфігурації, озброївшись правилом Хунда, принципом заборони Паулі, а також формулою Клечковского. Крім електронних конфігурацій атомів в неорганічної хімії складають і формули катіонів та аніонів, що утворюються в результаті хімічних взаємодій.
