*
các electron chiếm mọi lớp và phân lớp electron của một nguyên tử theo phép tắc Klechkovsky
*
sản phẩm tự phủ đầy phần nhiều orbital của vỏ nguyên tử bởi electron theo vị trí hướng của mũi tên

Quy tắc Klechkovsky (còn viết là Klechkowski), mang tên khác là quy tắc Madelung<1> hay nguyên lý vững bền (tiếng Anhː aufbau principle giỏi building-up principle) phát biểu rằng ngơi nghỉ trạng thái cơ bạn dạng của nguyên tử hoặc ion, những electron đậy đầy orbital nguyên tử sinh sống mức tích điện từ thấp cho cao. Ví dụ, electron sẽ chỉ chiếm phân lớp 1s trước phân lớp 2s. Theo cách này, các electron của nguyên tử hoặc ion tạo nên thành cấu hình electron định hình nhất tất cả thể. Một ví dụ như là cấu hình 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 cho nguyên tử phosphor, tức là phân lớp 1s tất cả 2 electron, phân lớp 2s bao gồm 2 electron… nguyên tắc này được đề xuất bởi các nhà hóa học, mà tiếp đến được hotline theo tên của Vsevolod Klechkovsky trong các tài liệu giờ đồng hồ Việt.

Bạn đang xem: Quy tắc klechkowski

Tính chất chiếm mức năng lượng của electron được desgin bởi các nguyên tắc không giống của trang bị lý nguyên tử, như nguyên tắc Hund và nguyên lý loại bỏ Pauli. Luật lệ Hund phát biểu rằng nếu có khá nhiều orbital cùng mức năng lượng, các electron đã chiếm những orbital không giống nhau sao cho số electron đơn lẻ là buổi tối đa và những electron đơn côi phải tất cả spin cùng dấu. Khi những electron bắt cặp nhau, nguyên tắc Pauli cho biết các electron thuộc orbital phải có spin khác nhau (+1/2 và −1/2).


Bạn sẽ đọc: quy tắc Klechkovsky – Wikipedia giờ Việt


Khi chúng ta đi từ yếu tắc này sang yếu tắc khác gồm số hiệu nguyên tử cao hơn liền kề, số proton với số electron của nguyên tử tăng thêm 1. Số electron buổi tối đa trong bất kỳ lớp nào là 2n2, trong các số ấy n là số lượng tử chính. Số electron về tối đa trong một phân lớp (s, p, d hoặc f) bởi 2(2ℓ + 1) trong các số đó ℓ = 0, 1, 2, 3… bởi vì đó, những phân lớp này hoàn toàn có thể có buổi tối đa là 2, 6, 10 và 14 electron tương ứng. Ở tinh thần cơ bản, cấu hình electron được thiết lập bằng cách đặt các electron vào các phân lớp có mức năng lượng thấp nhất cho đến khi tổng số electron bằng với số hiệu nguyên tử. Những orbital nguyên tử được điền theo thứ tự năng lượng tăng dần, sử dụng hai nguyên tắc chung sẽ giúp dự đoán thông số kỹ thuật electron:

1. Những electron được gán cho các orbital theo thứ tự giá trị tăng vọt của (n + ℓ).2. Đối với những phân lớp bao gồm cùng quý giá (n + ℓ), những electron được gán trước mang đến phân lớp bao gồm n nhỏ hơn.

Một phiên bản của quy tắc Klechkovsky là đồ sộ vỏ phân tử nhân ( nuclear shell modell ) được sử dụng để tham gia kiến thông số kỹ thuật kỹ thuật của rất nhiều proton cùng neutron trong hạt nhân nguyên tử. < 2 >

Diễn giải của nguyên tắc Klechkovsky

*
n + ℓ displaystyle n + ell
*
n + ℓ displaystyle n + ell Các phân lớp thuộc bị mũi tên màu đỏ gạch ngang tất cả cùng giá bán trị. Đi từ bên trên xuống dưới theo mũi tên xanh là chiều tăng giá trị, vị trí hướng của mũi tên màu đỏ cho biết thêm thứ từ bỏ điền electron vào orbital

Trong những nguyên tử th-nc ở tâm lý cơ bản, lắp thêm tự sát đúng nhằm điền electron vào các phân lớp được đưa ra theo quy tắc n + ℓ, nói một cách khác là:

Quy tắc Madelung (đề xuất vì chưng Erwin Madelung);Quy tắc Janet (đề xuất vày Charles Janet);Quy tắc Klechkowsky (đề xuất vị Vsevolod Klechkovsky);Nguyên lý vững bền;Quy tắc mặt đường chéo.<3>

Trong kia n thay mặt đại diện cho số lượng tử thiết yếu và ℓ là số lượng tử xung lượng; n là số nguyên thỏa mãn n ≥ 1 trong khi ℓ là số nguyên thỏa mãn nhu cầu 0 ≤ ℓ ≤ n – 1; các giá trị ℓ = 0, 1, 2, 3… tương xứng với các phân lớp s, p, d với f. Máy tự phân lớp theo phép tắc này là:

1 s → 2 s → 2 p → 3 s → 3 phường → 4 s → 3 d → 4 p. → 5 s → 4 d → 5 p. → 6 s → 4 f → 5 d → 6 p → 7 s → 5 f → 6 d → 7 p → 8 s → …

Ví dụ: titan (Z = 22) có cấu hình trạng thái cơ phiên bản là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2.<4> để ý phân biệt thuật ngữː phân lớp ngoài cùng (có số lượng tử chính n lớn số 1 trong cấu hình e nguyên tử) cùng phân lớp sau cùng (chứa electron được điền cuối cùng có tích điện cao nhất).

Một số người sáng tác viết phần nhiều phân lớp luôn theo sản phẩm tự tăng n, ví dụ điển dường như Ti ( Z = 22 ) 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 3 d2 4 s2. < 5 > Đối với cùng một nguyên tử trung hòa - nhân chính nhất định, hai cách viết sản phẩm tự thông số kỹ thuật electron trên là tương tự như vì sự chiếm phần chỗ orbital của electron chỉ gồm có ý nghĩa vật lý .

Các orbital có mức giá trị n + ℓ thấp rộng được điền trước các orbital có mức giá trị n + ℓ cao hơn. Vào trường hợp giá trị n + ℓ bằng nhau, orbital có mức giá trị n thấp rộng được điền trước. đặc thù này của các electron được chứng thực bằng thực nghiệm thông qua đặc tính phổ của từng nguyên tố.<6> Quy tắc độc thân tự năng lượng Klechkovsky chỉ áp dụng cho những nguyên tử trung hòa ở tinh thần cơ bản và ko đúng trọn vẹn cho tất cả nguyên tử vì chưng sự shop của một trong những electron cùng với nhau vào vai trò ngày càng đặc biệt khi số hiệu nguyên tử phệ hơn, nhưng không được tính đến trong số quy tắc này. Gồm mười nguyên tố trong số các kim loại chuyển tiếp và mười nguyên tố trong team lanthan và actini mà quy tắc này dự đoán thông số kỹ thuật electron khác với thông số kỹ thuật thực nghiệm<7><8> là một vài ngoại lệ.


Một số sách giáo khoa chất hóa học vô cơ diễn đạt quy tắc Klechkovsky về cơ phiên bản là phép tắc thực nghiệm ngay gần đúng với 1 số ít cửa hàng kim chỉ nan, < 5 > dựa trên quy tế bào Thomas – Fermi của nguyên tử như 1 hệ cơ học lượng tử nhiều electron. < 9 >

Ngoại lệ ở rất nhiều sắt kẽm kim loại chuyển tiếp

Phân lớp d ” mượn ” một electron ( trong trường vừa lòng paladi là hai electron ) tự phân lớp s nhằm đạt tâm trạng bão hòa electron bền vững và kiên cố. Trạng thái phân phối bão hòa ( orbital đạt 50 % số electron buổi tối đa ) cũng có thể có sự không thay đổi năng lượng, dù kém hơn trạng thái bão hòa, là vì mỗi orbital chỉ có một electron đơn côi ( theo nguyên tắc Hund ), vì vậy lực đẩy electron-electron được sút tối đa .

Nguyên tử

24 Cr29 Cu41 Nb42 Mo44 Ru45 Rh46 Pd47 Ag78 Pt79 Au

Cấu hình electron lõi

Quy tắc Klechkovsky

3d4 4s2

3d9 4s2

4d3 5s2

4d4 5s2

4d6 5s2

4d7 5s2

4d8 5s2

4d9 5s2

4f14 5d8 6s2

4f14 5d9 6s2

Thực nghiệm

3d5 4s1

3d10 4s1

4d4 5s1

4d5 5s1

4d7 5s1

4d8 5s1

4d10

4d10 5s1

4f14 5d9 6s1

4f14 5d10 6s1

Ví dụ, sinh sống đồng 29Cu, theo phép tắc Klechkovsky, orbital 4s (n + ℓ = 4 + 0 = 4) bị chiếm phần trước orbital 3 chiều (n + ℓ = 3 + 2 = 5). Quy tắc dự đoán thông số kỹ thuật electron của đồng là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2, viết tắt 3d9 4s2 trong những số ấy biểu hiện cấu hình electron của argon, khí hãn hữu trước chu kỳ luân hồi đó. Mặc dù nhiên, thông số kỹ thuật electron thực nghiệm của nguyên tử đồng là 3d10 4s1. Bằng cách mượn 1 electron tự orbital 4s để bão hòa orbital 3d, đồng thời thì orbital 4s cũng đạt trạng thái buôn bán bão hòa. Lúc này đồng đạt trạng thái bền chắc hơn, tức là có tích điện thấp hơn. Phân tích và lý giải tương từ như đồng, thông số kỹ thuật electron ở 24Cr là 3d5 4s1.

Ngoại lệ ở team lanthan và actini

Phân lớp d thường xuyên “mượn” một electron (trong trường thích hợp thorium là hai electron) từ bỏ phân lớp f. Ví dụ, trong urani 92U, theo quy tắc Klechkovsky, orbital 5f (n + ℓ = 5 + 3 = 8) bị chỉ chiếm trước orbital 6d (n + ℓ = 6 + 2 = 8). Quy tắc sau đó dự đoán cấu hình electron là 5f 4 7s2 trong số ấy biểu thị cấu hình của radon, khí hi hữu trước chu kỳ luân hồi đó. Mặc dù nhiên, thông số kỹ thuật electron thực nghiệm của nguyên tử urani là 5f 3 6d1 7s2.

Một nước ngoài lệ quan trọng quan trọng là lawrenci 103L r, trong những số đó electron 6 d được Dự kiến bởi vì quy tắc Klechkovsky được sửa chữa thay thế thay thế bởi electron 7 p : luật lệ Dự kiến thông số kỹ thuật kỹ thuật là < Rn > 5 f14 6 d1 7 s2, nhưng thông số kỹ thuật trong thực tiễn là < Rn > 5 f14 7 s2 7 p1 .

Nguyên tử

57 La58 C64 Gd89 Ac90 Th91 Pa92 U93 Np96 Cm103 Lr

Cấu hình electron lõi

Quy tắc Klechkovsky

4f1 6s2

4f2 6s2

4f8 6s2

5f1 7s2

5f2 7s2

5f3 7s2

5f4 7s2

5f5 7s2

5f8 7s2

5f14 6d1 7s2

Thực nghiệm

5d1 6s2

4f1 5d1 6s2

4f7 5d1 6s2

6d1 7s2

6d2 7s2

5f2 6d1 7s2

5f3 6d1 7s2

5f4 6d1 7s2

5f7 6d1 7s2

5f14 7s2 7p1

Các thông số kỹ thuật electron ko kể nguyên tố 104R f vẫn chưa được xác thực hoặc minh chứng rõ ràng và từ nguyên tố 120 về sau, quy tắc Klechkovsky dự kiến sẽ mất năng lượng ứng dụng, nhường chỗ mang đến triết lý hóa học lượng tử kha khá tính ( relativistic quantum chemistry ) .

Quy tắc Klechkovsky trong thuyết lượng tử mới

*
s với p) tiến gần đến hạt nhân hơnTrong thuyết lượng tử cũ, phần nhiều quỹ đạo có momen rượu cồn lượng phải chăng ( orbitalvà ) tiến gần mang lại hạt nhân hơn

Trong các tài liệu tiếng Anh, luật lệ Klechkovsky được hotline là aufbau principle (hay building-up principle, nguyên lý vững bền), rước tên gốc từ giờ Đức Aufbauprinzip, thay bởi đặt thương hiệu của một nhà khoa học. Nó được xây dựng do Niels Bohr<10> với Wolfgang Pauli vào đầu trong thời gian 1920. Đây là một trong những ứng dụng ban sơ của cơ học tập lượng tử cho những tính hóa học của electron và phân tích và lý giải các đặc thù hóa học tập theo thuật ngữ vật dụng lý.

Trong thuyết lượng tử cũ (trước cơ học lượng tử), các electron được hiểu chiếm các quỹ đạo hình elip cổ điển. Những quỹ đạo gồm momen cồn lượng tối đa là “quỹ đạo tròn” chứa electron bên trong, nhưng các quỹ đạo gồm momen hễ lượng phải chăng (orbital s cùng p) bao gồm độ lệch trọng tâm quỹ đạo cao, do đó chúng tiến gần mang đến hạt nhân rộng và chịu hiệu ứng lá chắn yếu hèn hơn các electron phía bên ngoài vì các electron này không nhiều chịu công dụng của điện trường tạo ra bởi năng lượng điện âm của các electron khác ở xa hạt nhân hơn. Ở tâm lý cơ bản của hydro chỉ có một electron nên không tồn tại sự biệt lập về tích điện giữa những quỹ đạo bao gồm cùng con số tử chủ yếu n, nhưng vấn đề này không đúng với những electron vỏ ngoài của các nguyên tử nhân tố khác.

Xem thêm: Phong Trào Tây Sơn Và Sự Nghiệp Thống Nhất Đất Nước Bảo Vệ Tổ Quốc Cuối Thế Kỉ Xviii

Quy tắc sắp đến xếp tích điện n + ℓ

Một bảng tuần hoàn trong đó mỗi hàng tương ứng với một quý giá n + ℓ (các quý hiếm của n + ℓ tương ứng với các con số tử chính và xung lượng tương ứng) được Charles Janet khuyến cáo vào năm 1928. Vào khoảng thời gian 1930, ông đã đưa ra cửa hàng lượng tử rõ ràng của bảng này, dựa trên kiến thức và kỹ năng về tâm trạng nguyên tử được xác định bằng đối chiếu phổ nguyên tử. Janet “điều chỉnh” một số giá trị n + ℓ thực tế của những nguyên tố, vì chưng chúng không cân xứng với quy tắc chuẩn bị xếp năng lượng của ông cùng ông nhận định rằng sự sai khác số liệu khởi đầu từ lỗi đo lường. Vào thực tế, những giá trị hiện giờ là đúng với quy tắc sắp tới xếp năng lượng n + ℓ hóa ra là 1 xấp xỉ chứ không hoàn toàn chính xác.