ການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ

ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນແມ່ນແນວຄວາມຄິດທີ່ສຳຄັນໃນເຄມີສາດທີ່ອະທິບາຍເຖິງການແຈກຢາຍຂອງເອເລັກຕຣອນພາຍໃນອະຕອມ ຫຼື ໂມເລກຸນ. ການເຂົ້າໃຈການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນຊ່ວຍໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດສາມາດຄາດຄະເນຄຸນສົມບັດທາງເຄມີ ແລະ ທາງກາຍະພາບຂອງທາດ ຫຼື ສານປະກອບ. ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ, ວິທີການຈັດລຽງເອເລັກຕຣອນໃນວົງໂຄຈອນ, ແລະ ຄວາມສຳຄັນຂອງມັນໃນເຄມີສາດ.

ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ

ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນອະທິບາຍວິທີການແຈກຢາຍເອເລັກຕຣອນໃນບັນດາວົງໂຄຈອນຂອງອະຕອມ. ຫຼັກການພື້ນຖານບາງຢ່າງທີ່ຄວບຄຸມການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນແມ່ນຫຼັກການ Aufbau, ຫຼັກການຍົກເວັ້ນ Pauli, ແລະກົດລະບຽບຂອງ Hund.

ຫຼັກການ Aufbau

ຫຼັກການ Aufbau, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າ "ການສະສົມ" ໃນພາສາເຢຍລະມັນ, ລະບຸວ່າ ເອເລັກຕຣອນຈະເຕີມເຕັມອໍບິທອນທີ່ມີພະລັງງານຕໍ່າສຸດກ່ອນກ່ອນທີ່ຈະເຕີມເຕັມອໍບິທອນທີ່ມີພະລັງງານສູງ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ເອເລັກຕຣອນຈະເຕີມເຕັມອໍບິທອນ 1s ກ່ອນອໍບິທອນ 2s, ແລະອໍບິທອນ 2s ກ່ອນອໍບິທອນ 2p, ແລະອື່ນໆ. ລຳດັບຂອງພະລັງງານອໍບິທອນແມ່ນປະຕິບັດຕາມແຜນວາດ Aufbau, ເຊິ່ງສະທ້ອນເຖິງລຳດັບພະລັງງານທຽບເທົ່າຂອງອໍບິທອນ.

ຫຼັກການຍົກເວັ້ນ Pauli

ຫຼັກການຍົກເວັ້ນຂອງ Pauli ທີ່ສະເໜີໂດຍ Wolfgang Pauli ລະບຸວ່າບໍ່ມີເອເລັກຕຣອນສອງໂຕໃນອະຕອມສາມາດມີຈຳນວນຄວອນຕຳສີ່ຕົວດຽວກັນໄດ້. ຈຳນວນຄວອນຕຳເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຈຳນວນຄວອນຕຳຫຼັກ (n), ຈຳນວນຄວອນຕຳອາຊິມຸດທອນ (l), ຈຳນວນຄວອນຕຳແມ່ເຫຼັກ (m), ແລະ ຈຳນວນຄວອນຕຳສະປິນ (s). ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ແຕ່ລະວົງໂຄຈອນສາມາດຮອງຮັບເອເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດສອງໂຕທີ່ມີການສະປິນທີ່ກົງກັນຂ້າມ.

ກົດລະບຽບຂອງຮັນ

ກົດຂອງຮັນລະບຸວ່າ ສຳລັບອໍບິຕັນທີ່ມີພະລັງງານເທົ່າກັນ (ເສື່ອມໂຊມ), ເອເລັກຕຣອນຈະເຕີມເຕັມອໍບິຕັນແຕ່ລະອັນດ້ວຍເອເລັກຕຣອນໜຶ່ງກ່ອນທີ່ຈະຈັບຄູ່. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າໃນຊັ້ນຍ່ອຍ p ທີ່ມີສາມອໍບິຕັນ, ແຕ່ລະອໍບິຕັນຈະເຕີມເຕັມດ້ວຍເອເລັກຕຣອນໜຶ່ງກ່ອນທີ່ຈະມີການຈັບຄູ່ໃດໆເກີດຂຶ້ນ. ກົດນີ້ຫຼຸດຜ່ອນແຮງດັນລະຫວ່າງເອເລັກຕຣອນໂດຍການຮັກສາໃຫ້ພວກມັນບໍ່ມີຄູ່ເທົ່າທີ່ຈະເປັນໄປໄດ້.

ການຂຽນການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ

ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນຖືກຂຽນໂດຍໃຊ້ສັນຍາລັກທີ່ສະແດງຈຳນວນເອເລັກຕຣອນໃນແຕ່ລະອໍບິຕັນ. ສັນຍາລັກນີ້ປະກອບມີຈຳນວນຄວອນຕຳຫຼັກ (n), ປະເພດຂອງອໍບິຕັນ (s, p, d, f), ແລະ ຈຳນວນເອເລັກຕຣອນໃນອໍບິຕັນນັ້ນໃນຕົວຍົກ.

ຕົວຢ່າງການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ

ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນຕົວຢ່າງຂອງການຂຽນການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນສຳລັບຫຼາຍໆອົງປະກອບ:

1. ໄຮໂດຣເຈນ (H), ເລກອະຕອມ 1:
– ການຕັ້ງຄ່າ: 1s¹

2. ຮີລຽມ (He), ເລກອະຕອມ 2:
- ການຕັ້ງຄ່າ: 1s²

3. ຄາບອນ (C), ເລກອະຕອມ 6:
– ການຕັ້ງຄ່າ: 1s² 2s² 2p²

4. ນີອອນ (Ne), ເລກອະຕອມ 10:
– ການຕັ້ງຄ່າ: 1s² 2s² 2p⁶

5. ໂຊດຽມ (Na), ເລກປະລໍາມະນູ 11:
– ການຕັ້ງຄ່າ: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

ການໃຊ້ສັນຍາລັກອາຍແກັສ Noble

ສຳລັບທາດທີ່ມີຈຳນວນອະຕອມສູງກວ່າ, ການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນມັກຈະຖືກຂຽນໃນຮູບແບບສັ້ນໂດຍໃຊ້ສັນຍາລັກຂອງອາຍແກັສປະສົມ. ອາຍແກັສປະສົມແມ່ນທາດທີ່ຢູ່ໃນກຸ່ມ 18 ຂອງຕາຕະລາງທາດທີ່ມີການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນເຕັມຮູບແບບຢູ່ໃນເປືອກນອກສຸດຂອງມັນ. ສັນຍາລັກນີ້ໃຊ້ສັນຍາລັກສຳລັບອາຍແກັສປະສົມທີ່ຢູ່ກ່ອນໜ້ານີ້ໃນວົງເລັບສີ່ຫຼ່ຽມ ຕາມດ້ວຍການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນເພີ່ມເຕີມ.

1. ແມກນີຊຽມ (Mg), ເລກປະລໍາມະນູ 12:
– ການຕັ້ງຄ່າ: [Ne] 3s²

2. ຄລໍຣີນ (Cl), ເລກປະລໍາມະນູ 17:
– ການຕັ້ງຄ່າ: [Ne] 3s² 3p⁵

3. ໂພແທດຊຽມ (K), ເລກປະລໍາມະນູ 19:
– ການຕັ້ງຄ່າ: [Ar] 4s¹

4. ທາດເຫຼັກ (Fe), ເລກປະລໍາມະນູ 26:
– ການຕັ້ງຄ່າ: [Ar] 3d⁶ 4s²

ວົງໂຄຈອນ ແລະ ເປືອກຍ່ອຍ

ເອເລັກຕຣອນອ້ອມຮອບນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມໃນວົງໂຄຈອນທີ່ຈັດລຽງຢູ່ໃນເປືອກ ແລະ ເປືອກຍ່ອຍ. ແຕ່ລະວົງໂຄຈອນມີຮູບຮ່າງ ແລະ ພະລັງງານທີ່ເປັນເອກະລັກ, ແລະ ສາມາດຮອງຮັບເອເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດສອງອັນທີ່ມີການໝູນທີ່ກົງກັນຂ້າມ.

ເປືອກອີເລັກຕຣອນ

ເປືອກອີເລັກຕຣອນມີລັກສະນະໂດຍຈຳນວນຄວອນຕຳຫຼັກ (n) ແລະ ສອດຄ່ອງກັບລະດັບພະລັງງານຫຼັກ. ເປືອກເຫຼົ່ານີ້ຖືກຕິດປ້າຍ K, L, M, N, ແລະອື່ນໆ, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບ n = 1, 2, 3, 4, ແລະອື່ນໆ. ແຕ່ລະເປືອກສາມາດບັນຈຸຈຳນວນອີເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດທີ່ກຳນົດໂດຍສູດ 2n².

- ເປືອກ K (n=1) ສາມາດບັນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດ 2 ເອເລັກຕຣອນ.
- ເປືອກ L (n=2) ສາມາດບັນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດ 8 ເອເລັກຕຣອນ.
- ເປືອກ M (n=3) ສາມາດບັນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດ 18 ເອເລັກຕຣອນ.

ເປືອກຍ່ອຍ ແລະ ວົງໂຄຈອນ

ແຕ່ລະເປືອກປະກອບດ້ວຍເປືອກຍ່ອຍຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ, ມີປ້າຍຊື່ s, p, d, f. ເປືອກຍ່ອຍເຫຼົ່ານີ້ມີຮູບຮ່າງວົງໂຄຈອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຖືເອເລັກຕຣອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ:

- ເປືອກຍ່ອຍ s: ປະກອບດ້ວຍ 1 ວົງໂຄຈອນ, ສາມາດບັນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ສູງສຸດ 2 ເອເລັກຕຣອນ.
- ຊັ້ນຍ່ອຍ p: ປະກອບດ້ວຍ 3 ອໍບິຕັນ, ສາມາດບັນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ເຖິງ 6 ເອເລັກຕຣອນ.
- ຊັ້ນຍ່ອຍ d: ປະກອບດ້ວຍ 5 ອໍບິທອນ, ສາມາດບັນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ເຖິງ 10 ເອເລັກຕຣອນ.
- ຊັ້ນຍ່ອຍ f: ປະກອບດ້ວຍ 7 ອໍບິທອນ, ສາມາດບັນຈຸເອເລັກຕຣອນໄດ້ເຖິງ 14 ເອເລັກຕຣອນ.

ຄວາມສຳຄັນຂອງການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ

ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນການກຳນົດຄຸນສົມບັດທາງເຄມີ ແລະ ທາງກາຍະພາບຂອງທາດ. ບາງລັກສະນະທີ່ສຳຄັນທີ່ໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນແມ່ນ:

1. ຄຸນສົມບັດທາງເຄມີ ແລະ ປະຕິກິລິຍາ

ຄຸນສົມບັດທາງເຄມີຂອງທາດໄດ້ຮັບອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນໃນເປືອກນອກສຸດຂອງມັນ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າເອເລັກຕຣອນວາເລນ. ເອເລັກຕຣອນວາເລນກຳນົດວ່າທາດຈະພົວພັນ ແລະ ປະຕິກິລິຍາກັບທາດອື່ນໆແນວໃດ. ຕົວຢ່າງ, ທາດໃນກຸ່ມ 1 ຂອງຕາຕະລາງທາດ (ໂລຫະອັນຄາລີ) ມີເອເລັກຕຣອນວາເລນໜຶ່ງທີ່ສູນເສຍໄດ້ງ່າຍ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີປະຕິກິລິຍາສູງ ແລະ ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສ້າງໄອອອນທີ່ມີປະຈຸບວກ.

2. ການສ້າງພັນທະບັດເຄມີ

ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນຍັງກຳນົດປະເພດຂອງພັນທະທາງເຄມີທີ່ທາດສາມາດສ້າງຂຶ້ນໄດ້. ຕົວຢ່າງ, ຄາບອນມີເອເລັກຕຣອນວາເລນສີ່ຕົວທີ່ສາມາດສ້າງພັນທະໂຄວາເລນສີ່ຕົວກັບອະຕອມອື່ນໆ, ຊ່ວຍໃຫ້ມັນສ້າງສານປະກອບອິນຊີທີ່ສັບສົນຫຼາຍຊະນິດ.

3. ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ

ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບເຊັ່ນ: ຈຸດລະລາຍ, ຈຸດເດືອດ, ແລະ ຄວາມນຳໄຟຟ້າກໍ່ໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນ. ຕົວຢ່າງ, ໂລຫະປະສົມມີເອເລັກຕຣອນ d ທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີຄຸນສົມບັດເຊັ່ນ: ຄວາມນຳໄຟຟ້າສູງ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງໂລຫະປະສົມ.

4. ສະເປກຕຣຳອະຕອມ

ການຕັ້ງຄ່າເອເລັກຕຣອນກຳນົດສະເປກຕຣຳຂອງອະຕອມ, ເຊິ່ງເປັນຮູບແບບຂອງເສັ້ນສະເປກຕຣຳທີ່ຜະລິດຂຶ້ນເມື່ອເອເລັກຕຣອນໃນອະຕອມມີການປ່ຽນແປງລະຫວ່າງລະດັບພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ສະເປກຕຣຳນີ້ແມ່ນເຄື່ອງມືທີ່ສຳຄັນໃນສະເປກໂຕຣສະໂຄປີສຳລັບການລະບຸທາດ ແລະ ການສຶກສາໂຄງສ້າງຂອງອະຕອມ.

5. ຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ແນວໂນ້ມຂອງໄອໂຊໂທບ

ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນຍັງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງນິວເຄຼຍສ໌ຂອງທາດ ແລະ ແນວໂນ້ມຂອງມັນທີ່ຈະສ້າງເປັນໄອໂຊໂທບ. ທາດທີ່ມີເປືອກນອກເຕັມມັກຈະມີຄວາມໝັ້ນຄົງຫຼາຍກວ່າ ແລະ ມີປະຕິກິລິຍາໜ້ອຍລົງ, ໃນຂະນະທີ່ທາດທີ່ມີເປືອກນອກບໍ່ສົມບູນມັກຈະມີປະຕິກິລິຍາຫຼາຍກວ່າ ແລະ ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສູນເສຍ ຫຼື ໄດ້ຮັບເອເລັກຕຣອນເພື່ອໃຫ້ບັນລຸຄວາມໝັ້ນຄົງ.

ສະຫຼຸບ

ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນແມ່ນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນເຄມີສາດທີ່ອະທິບາຍວິທີການແຈກຢາຍເອເລັກຕຣອນພາຍໃນອະຕອມ. ຫຼັກການພື້ນຖານເຊັ່ນ: ຫຼັກການ Aufbau, ຫຼັກການຍົກເວັ້ນ Pauli, ແລະກົດລະບຽບຂອງ Hund ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈການເຕີມເຕັມຂອງວົງໂຄຈອນໂດຍເອເລັກຕຣອນ. ການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນມີອິດທິພົນຕໍ່ຄຸນສົມບັດທາງເຄມີ ແລະ ທາງກາຍະພາບຕ່າງໆຂອງອົງປະກອບ, ລວມທັງປະຕິກິລິຍາ, ການສ້າງພັນທະທາງເຄມີ, ແລະ ສະເປກຕຣຳອະຕອມ. ການເຂົ້າໃຈການຕັ້ງຄ່າຂອງເອເລັກຕຣອນຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດຄາດຄະເນພຶດຕິກຳຂອງອົງປະກອບ ແລະ ສານປະກອບໃນປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີຕ່າງໆ ແລະ ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ. ຄວາມເຂົ້າໃຈນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ມີຄວາມສຳຄັນໃນເຄມີສາດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງມີຜົນກະທົບຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຟີຊິກ, ຊີວະວິທະຍາ, ແລະ ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ.