1. Elektronowa struktura atomu

1.7. Bloki konfiguracyjne

Tablica Mendelejewa poza podziałem na grupy i okresy przedstawia również podział na cztery zespoły pierwiastków zwane blokami konfiguracyjnymi:

  • blok s – zawiera pierwiastki s-elektronowe, a nowo przybywające elektrony zajmują podpowłokę ns,
  • blok p – zawiera pierwiastki p-elektronowe, a nowo przybywające elektrony zajmują podpowłokę np,
  • blok d – zawiera pierwiastki d-elektronowe, a nowo przybywające elektrony zajmują podpowłokę (n-1)d,
  • blok f – zawiera pierwiastki f-elektronowe, a nowo przybywające elektrony zajmują podpowłokę (n-2)f.

gdzie n – numer okresu do którego należy dany pierwiastek.

układ okresowy 

Grafika: Bloki energetyczne układu okresowego*. Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W przypadku bloków d i f zdarzają się nieliczne odstępstwa od obowiązujących reguł zapełniania podpowłok elektronowych spowodowane promocją elektronową.

Promocje elektronowe to zmiany konfiguracji elektronowej towarzyszące zwiększeniu liczby elektronów w atomach kolejnych pierwiastków układu okresowego, polegające na przejściu elektronu z podpowłoki ns na podpowłokę (n-1)d, albo odwrotnie, w atomach niektórych pierwiastków bloku d, lub z podpowłoki (n-1)d na (n-2)f, albo odwrotnie, w atomach niektórych pierwiastków bloku f.

Przyczyną promocji elektronowej są zmiany energii wszystkich elektronów towarzyszące wprowadzeniu kolejnego elektronu, które czasem powodują zmianę kolejności energetycznej podpowłok i w konsekwencji zmianę konfiguracji. Stwierdzono, że często układy d5 i d10 są korzystne energetycznie i preferowane.

Jednym z przykładów promocji elektronowej jest zmiana konfiguracji atom miedzi. Analizując konfigurację poprzedzającego go atomu niklu 28Ni: [Ar]4s23d8 należałoby oczekiwać, że nastąpi zwiększenie liczby elektronów d o jeden. Ze względu jednak na promocję elektronową jeden z elektronów podpowłoki 4s przechodzi do podpowłoki 3d całkowicie ją zapełniając:

29Cu: [Ar] 4s23d9 → 29Cu: [Ar] 3d104s1


Na podstawie zwykłego układu okresowego pierwiastków chemicznych, nie zawierającego konfiguracji, nie da się ustalić, w których atomach występują promocje.

_________________
* Wykorzystano grafiki zamieszczone na Zintegrowanej Platformie Edukacyjnej.


Mini Quiz