جمع‌بندی اعداد کوانتومی و آرایش الکترونی

اعداد کوانتومی در حد شیمی دبیرستان به دو مورد: n (عدد کوانتومی اصلی) و l (عدد کوانتومی فرعی) تقسیم می‌شوند که:

n نشان دهندۀ شمارۀ لایه است و از 1 تا 7 می‌باشد، مطابق شکل زیر:

و l نشان دهندۀ نوع زیرلایه هست که:

پس اگر l=0 باشد، زیرلایه از نوع s هست، که نهایتا 2 الکترون در آن جای می‌گیرد.

اگر l=1 باشد، زیرلایه از نوع p هست، که نهایتا 6 الکترون در آن جای می‌گیرد.

اگر l=2 باشد، زیرلایه از نوع d هست، که نهایتا 10 الکترون در آن جای می‌گیرد.

اگر l=3 باشد، زیرلایه از نوع f هست، که نهایتا 14 الکترون در آن جای می‌گیرد.

که نمایش اعداد کوانتومی در حالت آرایش الکترونی به صورت زیر است:

که در نوشتن آرایش الکترونی:

همیشه هر لایه با زیرلایۀ s شروع شده و با زیرلایۀ p تمام می‌شود.

بعد از پر شدن زیرلایۀ p (گرفتن 6 الکترونش)، زیرلایۀ s لایه بعد را می‌نویسیم، مثلا بعد از 2p⁶ باید زیرلایه s لایۀ بعدی را بنویسیم که می‌شود: 3s²

زیرلایه 3d را بعد از 4s² می‌نویسیم، با اینکه یک لایه پایین‌تر از 4s قرار دارد. (به دلیل انرژی زیاد زیرلایۀ d نسبت به زیرلایۀ s)

پس آرایش الکترونی عناصر تا عنصر 36 (₃₆Kr) خواهد بود:

به عنوان مثال آرایش الکترونی تیتانیوم (₂₂Ti) به صورت زیر خواهد بود:

₂₂Ti : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d²

توجه: در حالت خنثی، آرایش الکترونی 3d⁴ و 3d⁹ نداریم، پس آرایش الکترونی ₂₄Cr و ₂₉Cu که به این زیرلایه‌ها (3d⁴ و 3d⁹) ختم می‌شوند، به صورت زیر خواهند بود:

₂₄Cr : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴ => 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵

₂₉Cu : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁹ => 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

آرایش الکترونی فشرده (با استفاده از گاز نجیب):

گازهای نجیب موردنیاز برای استفاده از آنها در آرایش الکترونی فشرده به صورت زیر هستند:

روش نوشتن آرایش الکترونی فشرده به این صورت است که با توجه به تعداد الکترون‌های عنصر داده شده، نماد گاز نجیب قبل از آن عنصر را می‌نویسیم و آرایش الکترونی، الکترون‌های باقیمانده را اضافه می‌کنیم. مثلا سدیم (₁₁Na) در حالت خنثی 11 تا الکترون دارد، پس نزدیک‌ترین گاز نجیبی که قبل از آن، قرار دارد نئون (₁₀Ne) هست، در نتیجه می‌نویسیم:

₁₁Na:[Ne]

ولی هنوز 1 الکترون دیگر نیاز داریم (چون سدیم 1 الکترون بیشتر از نئون دارد) و از آنجایی که آرایش الکترونی نئون به 2p⁶ ختم می‌شود، همان طور که بالاتر توضیح داده شد، بعد از زیرلایۀ p، زیرلایۀ s لایۀ بعدی را می‌نویسیم، در نتیجه بعد 2p⁶ می‌نویسیم: 3s و چون فقط 1 الکترون لازم داریم تا بعد از آرایش الکترونی نئون به آرایش الکترونی سدیم برسیم، می‌شود:

₁₁Na:[Ne]3s¹

برای مطالعۀ دقیق‌تر، پست‌های مرتبط در این لینک را مطالعه فرمایید.