1.2 Elektronkonfigurasjon
Forstå hvordan elektroner er fordelt i elektronskal og energinivåer.
55 min
15 oppgaver
ElektronskalEnerginivåerValenselektronerOktettregelElektronkonfigurasjon
Din fremgang i kapitlet
0 / 15 oppgaver
Elektronskall og energinivåer
Elektronene i et atom er organisert i skall (energinivåer) rundt atomkjernen.
Skallbetegnelser
Skallene kalles K, L, M, N (fra kjernen og utover):
- K-skall (n = 1): Nærmest kjernen, maks 2 elektroner
- L-skall (n = 2): Maks 8 elektroner
- M-skall (n = 3): Maks 18 elektroner
- N-skall (n = 4): Maks 32 elektroner
Maksimalt antall elektroner per skall
Generell regel: Skall n kan ha maks 2n² elektroner.
| Skall | n | Maks elektroner |
|---|---|---|
| K | 1 | 2 |
| L | 2 | 8 |
| M | 3 | 18 |
| N | 4 | 32 |
Fylling av skall
Elektronene fyller skallene fra innerst til ytterst:
1. K-skallet fylles først (2e⁻)
2. Deretter L-skallet (8e⁻)
3. Deretter M-skallet (18e⁻)
4. osv.
✏️Eksempel 1: Elektronfordeling i skall
Lag elektronfordeling for natrium (Na) som har 11 elektroner.
Løsning:
Natrium har 11 elektroner. Vi fyller skallene fra innerst:
1. K-skall: 2 elektroner (fullt)
2. L-skall: 8 elektroner (fullt)
3. M-skall: 1 elektron (ikke fullt)
Elektronfordeling for Na: K: 2, L: 8, M: 1
Totalt: 2 + 8 + 1 = 11 elektroner ✓
📝Oppgave 2-1
Lag elektronfordeling i skall (K, L, M) for:
a
Helium (He, Z = 2)
b
Karbon (C, Z = 6)
c
Neon (Ne, Z = 10)
d
Magnesium (Mg, Z = 12)
Orbitaler og elektronkonfigurasjon
Hvert skall består av orbitaler (underenergier):
Orbitaltyper
- s-orbital: Kuleformet, maks 2 elektroner
- p-orbital: Håndvektformet, 3 stk, maks 6 elektroner totalt
- d-orbital: Mer kompleks, 5 stk, maks 10 elektroner totalt
- f-orbital: Svært kompleks, 7 stk, maks 14 elektroner totalt
Elektronkonfigurasjon
Vi bruker notasjonen ns^x np^y osv.:
- n = skallnummer (1, 2, 3, ...)
- s, p, d, f = orbitaltype
- x, y = antall elektroner (eksponent)
Fylling av orbitaler (Aufbau-prinsippet)
Rekkefølge: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, ...
Huskeregel:
``
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
...
Fyll diagonalt fra øvre høyre hjørne.
✏️Eksempel 2: Elektronkonfigurasjon
Skriv elektronkonfigurasjon for:
a) Nitrogen (N, Z = 7)
b) Natrium (Na, Z = 11)
Løsning:
a) Nitrogen (7 elektroner):
- 1s² (2e⁻)
- 2s² (2e⁻)
- 2p³ (3e⁻)
Konfigurasjon: 1s² 2s² 2p³
b) Natrium (11 elektroner):
- 1s² (2e⁻)
- 2s² (2e⁻)
- 2p⁶ (6e⁻)
- 3s¹ (1e⁻)
Konfigurasjon: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
📝Oppgave 2-2
Skriv elektronkonfigurasjon for:
a
Oksygen (O, Z = 8)
b
Fluor (F, Z = 9)
c
Aluminium (Al, Z = 13)
d
Argon (Ar, Z = 18)
Valenselektroner
Valenselektroner er elektronene i det ytterste skallet (høyeste n-verdi).
Disse elektronene er viktige fordi de deltar i kjemiske reaksjoner og bindinger.
Eksempler
- Karbon (1s² 2s² 2p⁴): Ytterste skall er n=2 → 4 valenselektroner (2s² 2p²)
- Natrium (1s² 2s² 2p⁶ 3s¹): Ytterste skall er n=3 → 1 valenselektron (3s¹)
- Klor (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵): Ytterste skall er n=3 → 7 valenselektroner (3s² 3p⁵)
Sammenheng med periodesystemet
For hovedgruppene:
- Gruppe 1: 1 valenselektron
- Gruppe 2: 2 valenselektroner
- Gruppe 13: 3 valenselektroner
- Gruppe 14: 4 valenselektroner
- Gruppe 15: 5 valenselektroner
- Gruppe 16: 6 valenselektroner
- Gruppe 17: 7 valenselektroner
- Gruppe 18: 8 valenselektroner (edelgasser)
✏️Eksempel 3: Valenselektroner
Finn antall valenselektroner for:
a) Silisium (Si, Z = 14)
b) Svovel (S, Z = 16)
Løsning:
a) Silisium (Si):
Elektronkonfigurasjon: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²
Ytterste skall: 3s² 3p² (n = 3)
Valenselektroner: 4 (gruppe 14 ✓)
b) Svovel (S):
Elektronkonfigurasjon: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
Ytterste skall: 3s² 3p⁴ (n = 3)
Valenselektroner: 6 (gruppe 16 ✓)
📝Oppgave 2-3
Finn antall valenselektroner for:
a
Bor (B, gruppe 13)
b
Nitrogen (N, gruppe 15)
c
Klor (Cl, gruppe 17)
d
Kalsium (Ca, gruppe 2)
Oktettregelen
Oktettregelen sier at atomer er mest stabile når de har 8 elektroner i ytterste skall (som edelgassene, bortsett fra helium som har 2).
Edelgasskonfigurasjon
Edelgassene (gruppe 18) har fullt ytterste skall:
- He: 1s² (2e⁻)
- Ne: 1s² 2s² 2p⁶ (8e⁻ i ytterste skall)
- Ar: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ (8e⁻ i ytterste skall)
Hvordan oppnå oktett
Atomer kan:
1. Miste elektroner (metaller) → positiv ion (kation)
2. Vinne elektroner (ikke-metaller) → negativ ion (anion)
3. Dele elektroner (ikke-metaller) → kovalent binding
Eksempel: Natriumklorid (NaCl)
- Na (1 valenselektron) mister 1e⁻ → Na⁺ (som Ne)
- Cl (7 valenselektroner) vinner 1e⁻ → Cl⁻ (som Ar)
Begge får edelgasskonfigurasjon!
✏️Eksempel 4: Oktettregelen
Hvilken elektronkonfigurasjon får disse ionene?
a) Mg²⁺ (magnesium mistet 2 elektroner)
b) O²⁻ (oksygen vant 2 elektroner)
Løsning:
a) Mg (Z = 12):
Nøytralt: 1s² 2s² 2p⁶ 3s²
Mg²⁺ (mistet 2e⁻ fra 3s): 1s² 2s² 2p⁶
Dette er samme som Ne (edelgass) ✓
b) O (Z = 8):
Nøytralt: 1s² 2s² 2p⁴
O²⁻ (vant 2e⁻ til 2p): 1s² 2s² 2p⁶
Dette er samme som Ne (edelgass) ✓
📝Oppgave 2-4
Finn elektronkonfigurasjon for ionene:
a
Na⁺ (natrium mistet 1 elektron)
b
F⁻ (fluor vant 1 elektron)
c
Ca²⁺ (kalsium mistet 2 elektroner)
d
S²⁻ (svovel vant 2 elektroner)
Oppsummering
Elektronskall (K, L, M, N):
- K: maks 2e⁻
- L: maks 8e⁻
- M: maks 18e⁻
- N: maks 32e⁻
Elektronkonfigurasjon:
- Format: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ osv.
- Fylling: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → ...
Valenselektroner:
- Elektroner i ytterste skall
- Hovedgruppe = antall valenselektroner
Oktettregelen:
- Atomer søker 8 elektroner i ytterste skall
- Edelgasser har allerede fullt skall
- Ioner dannes for å oppnå edelgasskonfigurasjon
📝Oppgave 2-5
Blandede oppgaver:
a
Hvor mange elektroner kan maks være i 3p-orbitalen?
b
Skriv elektronkonfigurasjon for fosfor (P, Z = 15)
c
Hvor mange valenselektroner har fosfor?
d
Hvilken edelgass har samme elektronkonfigurasjon som Cl⁻?
📝Oppgave 2-6
Utfordringsoppgaver:
a
Hvilket grunnstoff har elektronkonfigurasjon 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²?
b
Skriv forkortet konfigurasjon for klor ved å bruke [Ne]
c
Hvilken ion vil aluminium (Al, Z = 13) danne for å få edelgasskonfigurasjon?