Правило діагоналей Що він служить, що він складається, приклади



The діагональне правило є принципом побудови, що дозволяє описати електронну конфігурацію атома або іона відповідно до енергії кожного орбітального або енергетичного рівня. У цьому сенсі електронний розподіл кожного атома є унікальним і задається квантовими числами.

Ці числа визначають простір, в якому електрони, швидше за все, будуть розташовані (звані атомні орбіталі) і, крім того, описують їх. Кожне квантове число пов'язане з властивістю атомних орбіталей, що допомагає зрозуміти характеристики атомних систем шляхом розташування їх електронів в атомі і в їх енергіях..

Аналогічним чином, діагональне правило (також відоме як правило Маделунга) засноване на інших принципах, які підкоряються природі електронів, щоб правильно описати їх поведінку в хімічних видах..

Індекс

  • 1 Для чого він використовується??
    • 1.1 Електронні конфігурації хімічних видів
  • 2 З чого він складається??
  • 3 Приклади
  • 4 Винятки
  • 5 Посилання

Для чого це??

Ця процедура ґрунтується на принципі Ауфбау, який стверджує, що в процесі інтеграції протонів до ядра (один за одним), коли хімічні елементи складаються, електрони додаються однаково до атомних орбіталей..

Це означає, що, коли атом або іон знаходиться в основному стані, електрони займатимуть доступні простори атомних орбіталей за своїм енергетичним рівнем..

Займаючи орбіталі, електрони розташовуються спочатку в рівнях, які мають меншу енергію і незайняті, а потім розташовуються в більш високій енергії.

Електронні конфігурації хімічних видів

Таким же чином, це правило використовується для отримання досить точного розуміння електронних конфігурацій елементарних хімічних видів; тобто хімічні елементи, коли вони знаходяться в їх основному стані.

Отже, набуваючи розуміння конфігурацій, що електрони присутні в атомах, можна зрозуміти властивості хімічних елементів.

Отримання цих знань є фундаментальним для виведення або прогнозування цих властивостей. Аналогічно, інформація, надана цією процедурою, допомагає пояснити причину, чому періодична таблиця так добре узгоджується з дослідженнями елементів.

З чого вона складається??

Хоча це правило застосовується тільки до атомів, які знаходяться в їх основному стані, він працює досить добре для елементів періодичної таблиці.

Принцип виключення Паулі підпорядковується тому, що два електрони, що належать до одного атома, не здатні володіти чотирма рівними квантовими числами. Ці чотири квантові числа описують кожен з електронів, що знаходяться в атомі.

Таким чином, головне квантове число (n) визначає рівень енергії (або шару), в якому розташований досліджуваний електрон, а азимутальне квантове число (ℓ) пов'язане з кутовим моментом і деталізує форму орбіталі.

Аналогічно, магнітне квантове число (mℓ) виражає орієнтацію цієї орбіти в просторі і квантове число спина (ms) описує напрямок обертання електрона навколо власної осі.

Крім того, правило Хунду висловлює думку, що електронна конфігурація, що демонструє більшу стабільність на підрівні, вважається тим, що має більше спінів в паралельних позиціях.

Підкоряючись цим принципам, було визначено, що розподіл електронів відповідає діаграмі, показаній нижче:

У цьому зображенні значення n відповідають 1, 2, 3, 4 ..., відповідно до енергетичного рівня; і значення by представлені 0, 1, 2, 3 ..., які еквівалентні s, p, d і f, відповідно. Отже, стан цих електронів в орбіталях залежить від цих квантових чисел.

Приклади

Враховуючи опис цієї процедури, нижче наведені деякі приклади її застосування.

По-перше, для отримання електронного розподілу калію (K) необхідно знати його атомний номер, який дорівнює 19; атом калію має 19 протонів у своєму ядрі і 19 електронів. Згідно зі схемою, його конфігурація наведена як 1s22s22p63s23п64s1.

Конфігурації поліелектронних атомів (у структурі яких більше одного електрона) також виражаються як конфігурація благородного газу перед атомом плюс електрони, що слідують за ним.

Наприклад, у випадку калію його також виражають у вигляді [Ar] 4s1, оскільки благородний газ, що передує калію, в періодичній таблиці є аргоном.

Іншим прикладом, але в даному випадку є перехідний метал, є ртуть (Hg), що має 80 електронів і 80 протонів у своєму ядрі (Z = 80). Відповідно до будівельної схеми, її повна електронна конфігурація:

1s22s22p63s23п64s23d104п65s24d105p66s24f145d10.

Як і калію, конфігурація ртуті може бути виражена як [Xe] 4f145d106s2, тому що благородний газ, який передує йому в періодичній таблиці, є ксеноном.

Винятки

Правило діагоналей призначене для застосування тільки до атомів, які знаходяться у фундаментальному стані і з електричним зарядом, рівним нулю; це дуже добре вписується в елементи періодичної таблиці.

Однак існують деякі винятки, для яких існують значні відхилення між передбачуваним електронним розподілом і експериментальними результатами..

Це правило ґрунтується на розподілі електронів, що знаходяться в підрівнях, що підкоряються правилу n + ℓ, що означає, що орбіталі, які мають малу величину n + ℓ, заповнюються до тих, що виявляють більшу величину цього параметра.

В якості виключень представлені елементи паладій, хром і мідь, з яких прогнозуються електронні конфігурації, які не згодні з спостережуваними.

Згідно з цим правилом, паладій повинен мати електронний розподіл, рівний [Kr] 5s24d8, але експерименти дали рівний [Kr] 4d10, що вказує, що найбільш стабільна конфігурація цього атома відбувається, коли підшар 4d заповнений; тобто має меншу енергію в цьому випадку.

Аналогічно, атом хрому повинен мати наступне електронне розподіл: [Ar] 4s23d4. Однак експериментально було отримано, що цей атом набуває конфігурацію [Ar] 4s13d5, що означає, що нижчий енергетичний стан (більш стабільний) відбувається, коли обидва підшару частково заповнені.

Список літератури

  1. Вікіпедія. (s.f.). Принцип Ауфбау. Отримано з en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Хімія, дев'яте видання. Мексика: McGraw-Hill.
  3. ThoughtCo. (s.f.). Визначення правила Madelung. Отримано з thoughtco.com
  4. LibreTexts. (s.f.). Принцип Aufbau. Отримано з chem.libretexts.org
  5. Reger, D.L., Goode, S.R. and Ball, D.W. (2009). Хімія: принципи і практика. Отримано з books.google.co.ve