s, p, d, f e così via sono i nomi dati agli orbitali che contengono gli elettroni negli atomi. Questi orbitali hanno forme diverse ( ad esempio distribuzioni di densità elettronica nello spazio) ed energie ( ad esempio . 1s è energia inferiore a 2s che è energia inferiore a 3s; 2s è energia inferiore a 2p).

( origine immagine)

Quindi, ad esempio,

• un atomo di idrogeno con un elettrone sarebbe indicato come $ \ ce {1s ^ 1} $ - ha un elettrone nel suo orbitale 1s
• un atomo di litio con 3 elettroni sarebbe $ \ ce {1s ^ 2 ~ 2s ^ 1} $
• il fluoro ha 9 elettroni che sarebbero $ \ ce {1s ^ 2 ~ 2s ^ 2 ~ 2p ^ 5} $

Di nuovo, mentre leggiamo da sinistra a destra l'energia dell'orbitale aumenta e l'apice mostra il numero di elettroni nell'orbitale. Puoi leggere di più qui.

Per configurazione SPDF, intendeva configurazione orbitale. Ora la base di questo concetto proviene da una formulazione di chimica quantistica molto fondamentale, ma non penso che sia necessario saperlo ora (di solito viene insegnato al 4 ° anno di UG o al 1 ° anno di studi universitari in discipline ingegneristiche, ma non ne sono sicuro pura disciplina scientifica). Qualunque cosa mi piacerebbe pensarla da una prospettiva diversa. Hai familiarità con i numeri quantici? Ci sono 4 diversi numeri quantici:

1. Numero quantico principale (è come la città in cui vivi). Ci sono molti elettroni in un atomo. Ora, se vogliamo distinguere tra quegli elettroni, dobbiamo nominarli o dovrebbe esserci qualcosa da distinguere. Immagina di vivere in uno stato circolare e le città prendono il nome dal raggio che ha. Come il settore 1 è la città che ha un raggio medio di 1 unità e così via. Per numero quantico principale, intendiamo in realtà che la probabilità di trovare quell'elettrone è alta all'interno di quel particolare raggio. È chiamato n = 1,2,3 ...

2. Numero quantico azimutale: questo è come l'edificio in cui vivi. Ora, se vivi in ​​una città che è molto piccolo e ha un solo edificio, quindi non è necessario specificare diversamente ogni edificio di quella città. Come per n = 1, l = 0 (Qui l = numero quantico azimutale / numero edificio) ma se n = 3, allora l = 0 a (n-1), significa che nella città del Settore 3 ci sono 3 edifici denominati 0, 1 & 2.

3. Numero quantico magnetico: questo è come un numero di apt su quell'edificio. m = da 0 a (+/-) l. Quindi, se vivi nell'edificio n. 3, puoi vivere in apt -3, -2, -1,0,1,2 o 3.

4. Spin quantum number: Ogni apt ha due stanze (room A e stanza B) (Questo è in realtà un caso Hartree-Fock senza restrizioni) ma se vivi con il tuo coniuge puoi avere una stanza grande rompendo il muro tra queste due stanze (Solo stanza A o caso Hartree-Fock limitato)

Ora, il nome dell'edificio può essere riformulato come spdf orbitale. Se vivi nell'edificio n. 0 significa che stai vivendo nell'orbitale s. Allo stesso modo
edificio n. 1 = p orbitale
edificio n. 2 = d orbitale
edificio n. 3 = f orbitale
Quindi, nel tuo edificio n. 0 (s orbitale),
numero totale di stanze = 1apt * 2rooms / apt = 2rooms o 2 elettroni
Nell'edificio n. 1 (p orbitale),
numero totale di elettroni / stanza = 3apt * 2rooms / apt = 6 stanze o 6 elettroni

Ora se vuoi saperne di più puoi leggere:

• Regola di Hund
• Principio di esclusione di Pauli
• Principio di Aufbau

Ma sono tutte teorie superficiali, possono dire cosa sta succedendo ma non possono dire perché. Ma il metodo di chimica quantistica ti darà una comprensione matematica del motivo per cui ci sono 2 stanze / appartamento o perché l'edificio 2 ha 5 appartamenti ecc.

Prima di tutto, devo apprezzare il tuo desiderio di imparare cose nuove (anche se rende più difficile spiegarlo). Farò del mio meglio per spiegare in un modo che tu possa capire.

Ti potrebbe essere stato insegnato l'ordine di riempimento degli eletroni come: 2 elettroni nel guscio K, 8 elettroni nel guscio L e così via. Tuttavia, funziona solo fino a un certo livello.

È un dato di fatto che ciascuna shell stessa sia composta da subshell (esperimenti che coinvolgono spettri lo hanno dimostrato). Il numero di subshell di ciascuna shell dipende dal numero della shell (come la prima shell, la seconda shell; noto anche come numero quantico principale). Queste subshell sono chiamate come s, p, d o f. La s-subshell può contenere 2 elettroni, p-subshell può contenere un massimo di 6 elettroni, d-subshell può contenere un massimo di 10 elettroni e f-subshell può contenere un massimo di 14 elettroni. Il primo guscio ha solo un orbitale s, quindi è chiamato 1s. Poiché può avere uno o due elettroni, viene chiamato rispettivamente $ 1s ^ 1 $ e $ 1s ^ 2 $. Sono anche le rispettive configurazioni "SPDF" di idrogeno ed elio. In questo modo, considereresti che la configurazione elettronica dell'ossigeno sia $ 1s ^ 22s ^ 22p ^ 4 $.

Un altro punto importante da notare è che il riempimento di elettroni nelle subshell doenst effettivamente riempire da basso in alto. Esiste una regola speciale chiamata principio di aufbau (parola tedesca per "costruire"). Ecco una rappresentazione schematica del principio di aufbau:

Questo infatti, è il modo effettivo di scrivere una configurazione elettronica. Le scuole insegnano alle classi primarie il metodo "configurazione per shell" semplicemente perché è più facile e di solito non incontrano geni come te. Ora, penso che tu possa capire molto meglio la configurazione "SPDF".

Sì. Buono a sapersi.
Dove il rilevamento di un elettrone è massimo è noto come orbitale. Il primo guscio contiene s orbitale in cui possono essere riempiti due elettroni. Il secondo guscio contiene s & p orbitale, il p orbitale può avere il massimo 6 elettroni. Il terzo guscio contiene S, p & d orbitale, d orbital può avere un massimo di 10 elettroni. Il quarto guscio contiene s, p, d & f orbitale, f può avere un massimo di 14 elettroni. forma, contiene una sottoshell nota come p _x che giace sull'asse x, p _y che giace sull'asse y ep _z che giace su z asse. L'orbitale d ha una forma a doppio manubrio. contiene subshell note come d _xy si trova tra gli assi xey, d _yz si trova tra gli assi yez, d _zx si trova tra z e asse x, d _{x ² -y ²} giace sull'asse xey & infine d _{z ^{2 sup>}} che si trova sull'asse z.
Ecco le immagini della subshell

Si riferiscono ai numeri quantici secondari (L):

La S detiene un'orbita che contiene 2 elettroni La P tiene tre orbite, il che significa 2 × 3 = 6 elettroni D detiene cinque orbite 2 × 5 = 10 elettroni F detengono sette orbite 2 × 7 = 14 elettroni