Atomit, nuo elektornihotellit

Silloin kun elektronit eivät ole töissä eli osallistumassa reaktioihin, ne majoittuvat atomeihin.

Atomihotellissa on vain kahden hengen huoneita, joihin elektronit sijoittuvat yksin tai kahdestaan. Hotellin ensimmäisessä kerroksessa on vain yksi huone. Toisessa kerroksessa on kahdenlaisia huoneita, kolmannessa kolmenlaisia ja neljännessä neljänlaisia. Näiden huonetyyppien nimet ovat s, p, d ja f, koska z, å, ä ja ö tuottaisivat ongelmia englanninkielisissä maissa.

Kerrosta kohti on yksi s-huone, kolme p-huonetta, viisi d-huonetta ja seitsemän f-huonetta. Siten kaikissa atomihotelleissa on huoneet 1s, 2s, 2p, 2p, 2p, 3s, 3p, 3p, 3p, 3d, 3d, 3d, 3d, 3d, 4s, 4p, 4p, 4p, 4d, 4d, 4d, 4d, 4d, 4f, 4f, 4f, 4f, 4f, 4f, 4f ja niin edelleen. Koska jokaiseen huoneeseen mahtuu kaksi elektronia, voi saman kerroksen s-huoneissa olla enintään 2 vierasta. Kunkin kerroksen p-huoneissa määrä on 6, d-huoneissa 10 ja f-huoneissa 14. Peräkkäiset luvut eroavat neljällä, joka sattuu olemaan kirjainten s, p, d ja f yhteismäärä.

Atomihotellihuoneet täytetään tarkassa järjestyksessä. Li-hotelli majoittaa kolme elektronia, joista kaksi ensimmäistä jakavat 1s-huoneen ja kolmas saa avainkortin 2s-huoneeseen. Elektroni saa erikoiskohtelua vain, jos hänellä on atomihotellien valuuttaa eli energiaa. Energiarikas elektroni voi vaihtaa 2s-huoneensa esimerkiksi 6p-sviittiin. Tällöin koko hotellin sanotaan siirtyvän viritystilaan. Jossain vaiheessa juhlat kuitenkin loppuvat ja elektronia odottaa siirto kalliista 6p:stä edulliseen 2s:ään. Hotelli on palannut perustilaan.

Hotellihuoneiden täyttämisjärjestyksessä on ylimääräistä muistettavaa, sillä energiataloudellisista syistä esimerkiksi 4s pitää myydä ennen 3d:tä. Järjestyksen voi tarvittaessa selvittää nuolikaaviosta, mutta yksinkertaisinta on tutkia oheista hotellikuvastoa. Siitä nähdään, että 20. elektroni sijoitetaan 4s-huoneeseen, ja 21. elektroni menee 3d-huoneeseen. Edellinen on viimeinen käytössä oleva huone Ca-hotellissa, jälkimmäinen Sc-hotellissa. Ca kuuluu punaiseen s-ketjuun ja Sc keltaiseen d-ketjuun.

Hotellikuvaston vaakarivin numero ilmaisee, kuinka moneen kerrokseen hotelli majoittaa perustilassaan. Pystyrivit on numeroitu, jotta atomihotellihenkilökunta voi luppoaikoina pelata kuvastolla laivanupotusta.

Jaksollinen järjestelmä, jossa on väritetty s-lohkon alkuaineet punaisella, p-lohkon alkuaineet vihreällä, d-lohkon alkuaineet keltaisella ja f-lohkon alkuaineet harmaalla.
Hotellikuvasto: s punaisella, p vihreällä, d keltaisella ja f harmaalla.

Koska kemia on kehittynyt salatieteestä, alkemiasta, on yksinkertaisille hotellitermeille annettu hämärät nimitykset. Kerros on kuori, kerroksen huonetyyppi on alakuori, huone on orbitaali, ja majoittuminen on miehittymistä. Hotellikuvasto on jaksollinen järjestelmä. Sen vaakarivit ovat jaksoja ja pystyrivit ovat ryhmiä. Jaksot ja ryhmät eivät mene sekaisin, kun muistaa, että vaaka- ja jakso-sanoissa on a-kirjaimia ja pysty- ja ryhmä-sanoissa on y-kirjaimia. Hotelliketjut ovat lohkoja, ja lohkoketju spdf muistetaan Spede-filmien lohkaisuista.

Kemian kielellä siis lohko kertoo, mikä alakuori on kyseisellä kohdalla jaksollisessa järjestelmässä täyttymässä tai juuri täyttynyt. Orbitaalien miehittymisen ilmoittaa elektronirakenne. Siinä kirjoitetaan alakuorien elektronien määrät oikeaan yläkulmaan, esimerkiksi Sc:n tapauksessa 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2. Jakson numero ilmaisee, kuinka monella kuorella perustilaisella atomilla on elektroneja. Kun tarkastellaan s- ja p-lohkoja eli pääryhmiä 1–2 ja 13–18, ryhmän numero tai kaksinumeroisilla ryhmillä jälkimmäinen numero ilmoittaa atomin ulkoelektronien lukumäärän.

Ryhmillä on omia nimiään. Kun ensimmäisestä ryhmästä poistetaan vety, saadaan alkalimetallit. Se alka litiumista. Toinen ryhmä on maa-alkalimetallit. Se on aika samannäköinen kuin alkalimetallit, mutta mukana on maagnesium. (Tähdennetään vielä, että tässä kappaleessa ei ole tahattomia kirjoitusvirheitä.)

Seuraavat pääryhmät nimetään ensimmäisen alkuaineen mukaan: booriryhmä, hiiliryhmä, typpiryhmä, happiryhmä. Sitten ovat vuorossa halogeenit, joista ensimmäinen, fluori, on alkuaineista elektronegatiivisin eli vetää voimakkaimmin elektroneja puoleensa. Kun psykemisti miettii ääneen, voisiko ankara kasvuympäristö selittää, miksi fluori on aina niin kauhean elektronegatiivinen, keneetikko ei voi olla tokaisematta: ”Haloo, geenit!”

Viimeisenä jaksollisessa järjestelmässä on ryhmän 18 jalokaasut. Ne ovat tavallisissa tilanteissa inerttejä eli eivät helposti muodosta yhdisteitä. Niin, 18 ja loka-asut: kuka nyt kurahousuissa kulkevaan täysi-ikäiseen haluaisikaan yhtyä?

Kommentoi tai kysy aiheesta

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s