Electron Structure Notation

00:02 Es gibt eine andere Namenskonvention, die wir für diese verschiedenen Orbitalformen haben, mit der wir vertraut sein müssen.

00:07 Denn wir werden diese Namenskonventionen verwenden, wenn wir weitermachen.

00:10 Vor allem, wenn wir uns mit dem Periodensystem befassen.

00:13 Diese Namen beginnen aus historischen Gründen mit L ist gleich 0.

00:17 Das ist die runde Form.

00:18 Weitergehend zu L gleich 1, der Lobus-Form.

00:20 Und dann zu immer komplexeren Formen, den “L ist gleich 2” und das “L ist gleich 3” - Formen Die haben diese Namen, die Sie hier unten sehen können.

00:27 Das sind s für die Form L gleich 0.

00:30 Sie können sich das vielleicht merken, dass das “s” für die Sphäre steht, das was sehr einfach ist, die L gleich 0 Form.

00:36 Dann kommen wir zu p, dann d und dann f, für die Formen L gleich 1, 2 bzw. 3.

00:42 Wir könnten im Prinzip immer höhere Zahlen ansetzen.

00:46 und Buchstaben.

00:47 Aber tatsächlich können wir mit diesen vier unterschiedlichen Formen die Gesamtheit des Periodensystems, wie wir es kennen, beschreiben.

00:54 Und da wir nur 4 Quantenzahlen haben, Und vier unterschiedliche Buchstaben für die unterschiedlichen Arten von Formen, die wiederum das gesamte Periodensystem beschreiben können.

01:02 Es lohnt sich auf jeden Fall, die Informationen durchzugehen, die wir so weit eingeführt haben, bis es sehr intuitiv ist, und wirklich Sinn für Sie ergibt.

01:09 Weil man mit so wenig so viel beschreiben kann.

01:12 Schauen wir uns also an, wie diese im Zusammenhang mit der Notation für das Periodensystem funktionieren.

01:18 Lassen Sie uns also zunächst diese Notation einführen.

01:20 Wenn ich dir ein Atom geben würde, das von Elektronen umkreist wird, müssten wir irgendwie beschreiben können, wo diese Elektronen wären, welche Ausrichtung sie im Verhältnis zum Atom hätten.

01:30 Und so haben wir eine Namens- oder Notationskonvention für die Elektronenkonfiguration und sie sieht so aus.

01:36 Wenn ich 1s2 schreibe, dann meine ich damit, dass ich mich auf dem Energieniveau 1 befinde, dem Energieniveau n ist gleich 1.

01:44 Ich befinde mich in der soeben beschriebenen s-Form L ist gleich 0 oder der kugelförmigen Form.

01:50 Und die 2, die über dem s steht, sagt, dass ich 2 Elektronen in dieser bestimmten Form habe.

01:56 Für das Atom, das Sie hier sehen, würde es also genau folgendes Bild beschreiben.

02:00 Sie befinden sich auf dem ersten Energieniveau oder dem Grundzustand.

02:03 Sie befinden sich in der ersten oder der 0-ten, der ursprünglichen Form, der kugelförmige Form und Sie haben 2 Elektronen in dieser Form, in diesem bestimmten Orbital.

02:12 Und noch eine letzte Frage zu diesen Elektronen.

02:15 Ich könnte Sie fragen, welche Spins diese beiden Elektronen haben.

02:18 Und das Pauli-Exklusionsprinzip verrät Ihnen, dass das eine aufwärts und das andere abwärts drehend sein muss.

02:23 Denn sonst hätten sie ja die gleichen 4 Quantenzahlen.

02:26 Dies ist also ein Beispiel dafür, wie wir diese Notation verwenden können.

02:30 Schauen wir uns ein anderes Beispiel an, um zu sehen, wie das funktioniert.

02:32 Wenn ich stattdessen sagen würde, ich befände mich auf dem Energieniveau n gleich 2, und ich hätte die gleiche Orbitalform, das s, den Kreis, die sphärische Form, und ebenfalls 2 Elektronen hätte, sähe es etwa so aus diese Form hier.

02:45 Auch hier befinden wir uns auf dem Energieniveau n gleich 2, Wir sind also in dieser angeregten Form.

02:49 Wir wählen ein Orbital, wir könnten entweder dieses sphärisches L gleich 0 Orbital wählen, oder eines der gelappten Orbitale.

02:55 Aber wir haben uns hier für die kugelförmige Variante entschieden.

02:57 Die s-Variante.

02:58 Und dann sagen wir, dass wir 2 Elektronen in diesem bestimmten Orbital haben.

03:02 Und wir wissen durch das Pauli-Ausschlussprinzip, dass eines dieser Elektronen einen positiven Spin haben muss und das andere Elektron nach unten drehend sein wird.

03:10 Jetzt könnten Sie sich fragen "Nun, wird es immer so sein, dass diese letzte Nummer und diese Notationen werden eine kleine 2 sein werden, weil wir nur auf - und abdrehend sein können." Und tatsächlich ist das nicht ganz der Fall, denn es gibt hier eine Schwierigkeit.

03:22 Wenn ich zum Beispiel zum p-Orbital gehen würde, der gelappten Lobus-Form.

03:27 Ich könnte also sagen, dass ich mich in der Energiestufe n gleich 2 befinde.

03:30 Das p-Orbital oder die p-Form, diese gelappte Form, ist L ist gleich 1.

03:35 Aber jetzt kann ich 6 Elektronen unterbringen.

03:37 Aber wie passen 6 Elektronen in ein Orbital? Nun, es sieht so aus.

03:40 Vergessen Sie nicht, dass wir für die p-Form, diese gelappte Form, nicht nur eine Ausrichtung haben.

03:45 Wir haben nun drei unterschiedliche Möglichkeiten der Ausrichtung für diese Form.

03:49 Für jede Ausrichtung, für jede dieser m unter l Formen die wir haben, haben wir zwei Elektronen pro Orientierung.

03:57 Denn jede kann ab - oder aufwärtsdrehend sein.

04:00 Seien Sie also etwas vorsichtig mit dieser Schreibweise.

04:02 Beachten Sie, dass die Notation drei Symbole enthält.

04:06 Eine Zahl, einen Buchstaben und dann eine Zahl.

04:08 Und diese drei Symbole sagen uns n, l und die Elektronenanzahl.

04:13 Aber Sie werden feststellen, dass wir in unserer Notation nirgendwo m sub l haben.

04:16 Sie sagt nichts über die Ausrichtung der Orbitale aus.

04:18 Wir wissen also, dass wir uns in der p-Umlaufbahn befinden.

04:21 Aber wir haben nichts in der Notation, das uns sagt in welcher Orientierung des p-Orbitals wir uns befinden.

04:26 Wir müssen diese Elektronen also sozusagen selbst zählen.

04:29 Wir wissen, dass wir uns in der L-Form oder der L-gleich-1-Form befinden, dem p oder Lobus-Orbital.

04:34 Daher wissen wir, dass für jede der drei Ausrichtungen 2 Elektronen unterbringen können.

04:39 Eine Drehung nach oben und eine Drehung nach unten.

04:41 Aus diesem Grund haben wir für die lappige Form, die L gleich 1 Form mit 3 Orbitalen, 3 mal 2, 2 für jeden Spin des Elektrons, oder insgesamt 6 Elektronen, die in diese p-Form passen könnten.

04:55 Fassen wir also die Anzahl der Elektronen zusammen.

04:58 Wir haben gerade darüber gesprochen, wie wir eine bestimmte Anzahl von Elektronen in jeder Orbitalform unterbringen können.

05:02 Wir haben gesehen, dass es für die s-Form, die kugelförmig ist, nur eine mögliche Ausrichtung für diese Sphere gibt, denn wir können die Kugel in jede beliebige Richtung drehen und sie wird immer wie eine Kugel aussehen.

05:12 Da wir also nur eine mögliche Ausrichtung haben, können wir nur zwei Elektronen einbauen.

05:17 Eine Drehung nach oben und eine Drehung nach unten. Für die p-Form, die wir gesehen haben, hat diese gelappte Struktur, haben wir 3 verschiedene Ausrichtungen.

05:25 Und so können wir für jede Ausrichtung zwei weitere Elektronen einbauen, eine nach oben und eine nach unten drehend..

05:31 Also 2 Elektronen mit den unterschiedlichen Spins.

05:33 Ein Elektron für jede der drei Formen ergibt insgesamt 6 Elektronen die hier abgebildet sind.

05:39 wir noch nicht über die einzelnen Formen für die d- oder f-Orbitale gesprochen oder die besonderen Ausrichtungen die sie haben können.

05:48 Sie können dies aber auch selbst tun und zu den Gleichungen zurückkehren die wir haben, die L definiert haben, das die Form ist und m unter l, das die Orientierung darstellt.

05:56 Und Sie können sehen, wenn Sie sich unsere Gleichung merken können für m unter l,m unter l beginnt bei negativem L.

06:01 Und zählt dann ganze Zahlen bis zu L.

06:04 Sie haben also zwei L, L für jede Seite der 0 Ihrer Achse, die nach minus L und nach positiv L geht.

06:12 Sie haben also 2 L, aber dann brauchen Sie noch eine + 1.

06:15 Sodass sie auch die 0 haben.

06:17 Wenn man diese Methode anwendet und auf die Definitionen für die beschriebenen Quantenzahlen zurückgreift, können Sie selbst ausrechnen wie viele Möglichkeiten Sie haben.

06:26 Und dann denken Sie daran, dass Sie für jede m unter l Möglichkeit, zwei Drehungen haben.

06:30 Sie verdoppeln also einfach die Zahl.

06:32 In diesem Fall nach Verdoppelung dieser Zahl für das d-Orbital oder dem L ist gleich 0 1 2, also dem L gleich 2 Orbital, hätten wir also 10 Elektronen.

06:41 Für das f-Orbital schließlich, wo wir vorhin gesagt haben, dass wir mit diesen 4 das gesamte Periodensystem beschreiben können, Dies ist also das letzte und komplizierteste Orbital.

06:48 Für dieses f-Orbital konnten wir 14 Elektronen unterbringen, unter Verwendung der gleichen Art von Analyse.