Uma nova tabela periódica ajuda a ensinar
a estrutura eletrônica dos átomos.
Mostramos como estudantes de química podem facilmente escrever toda a tabela periódica com um mnemônico simples. E, usando a regra de preenchimento orbital diagonal, eles podem construir rapidamente a estrutura eletrônica completa da maioria dos átomos em seu estado fundamental.
Minha tabela periódica foi criada no final da década de 1960 para ensinar minha irmã Susanna, que posteriormente se destacou na aula de química. Desde então, já a ensinei a muitas outras pessoas, incluindo meu sobrinho Marc Doyle , que obteve seu doutorado em engenharia química pela UC Berkeley.
Inspirados pelo programa infantil Vila Sésamo, da década de 1960, que ensinava a ordem alfabética às crianças pronunciando as letras do alfabeto (ab-c u -def-ghi-jek u l-m u n-op-q u r-stuv-w i x-yz), sugerimos que os símbolos atômicos também podem ser pronunciados em sua ordem química, fornecendo-nos um auxílio mnemônico atômico . Podemos pronunciar as seguintes sílabas. ( As letras em negrito representam os símbolos atômicos; os símbolos agrupados devem ser pronunciados como uma única sílaba; as letras em itálico claro são sugestões para memorizar os nomes completos.)
1s
H - Ele -
2s>2p
Li- Be-B- CNOF - Ne
3s>3p
Na-M g-Al- Si-PS- Cl-Ar
4s>3d
K - Ca
Sc - Ti - V - Cr - Mn - Fe - Co - Ni - Cu - Zn -
4p
Ga - Ge - As - Se - Br - Kr -
5s>4d
Rb - Sr -
Y - Zr - Nb - Mo - Tech - Ru - Rho - Pd - Ag - Cd -
5 centavos
Em - Sn - Sb - Te - I - Xe -
6s>4f
C e s-Ba
La - Ce r - Pr aes - Nd - P ro m - Sm - Eu r - G a d - Tb - Dy - Ho - Er - T hum - Yb -
5d
Lu - Hf - Ta - W - Re - Os - Ir - Pt - Au - Hg -
4p
Th al - Pb - Bi - Po - At - Rn -
7s>5f
Fr - Ra
Ac - Th - Pa - U - N e p - Pu - Am - Cm - Bk - C a f - Es - Fm - Md - No -
8s
A melhor maneira de aprender a pronúncia é ouvindo, então clique no nosso arquivo de áudio de menos de um minuto enquanto acompanha os símbolos na tabela periódica acima.
O princípio de construção vertical (
Aufbauprinzip )
Este princípio afirma que, no estado fundamental (não excitado) de um átomo, suas camadas eletrônicas de menor energia (orbitais atômicos) se preenchem antes que quaisquer níveis mais altos sejam ocupados. O "número quântico principal" n descreve uma "camada", e o "número quântico azimutal" l descreve as subcamadas. As subcamadas são denominadas s, p, d e f por razões históricas.
Em uma subcamada s, apenas dois elétrons são permitidos pelo Princípio de Exclusão de Pauli (um com spin para cima e outro com spin para baixo). Em uma subcamada p , três valores do número quântico magnético m (+1, 0, -1) multiplicados por dois spins permitem até seis elétrons p . Na camada d , 5 subníveis magnéticos e na subcamada f, 7 subníveis, permitem até 10 elétrons d e até 14 elétrons f .
Agora você pode determinar a configuração eletrônica de qualquer átomo no estado fundamental. Vamos usar o potássio ( K ) , o primeiro elemento na camada n = 4. Ele tem apenas um elétron 4s, e podemos ler os elétrons da camada interna seguindo a regra diagonal - 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² .
No final da década de 1920, Charles Janet produziu o primeiro diagrama com uma legenda para a estrutura eletrônica. Ele não estava organizado para mostrar as diagonais da regra de Madelung. Janet foi o primeiro a especular que nenhum elemento com número atômico superior a 120 seria encontrado. Aqui está uma versão atualizada.
|
