REGEL MED DIAGONALER: HVA DEN ER TIL OG EKSEMPLER - KJEMI

Den regel av diagonalene er et konstruksjonsprinsipp som gjør det mulig å beskrive det elektroniske konfigurasjon av et atom eller ion, i henhold til energien i hver orbital eller energinivå. I denne forstand er den elektroniske distribusjonen av hvert atom unik og gis av kvantetallene.

Disse tallene definerer rommet der det er mest sannsynlig at elektroner befinner seg (kalt atomorbitaler) og beskriver dem også. Hvert kvantetall er relatert til en egenskap til atombomber, som hjelper til med å forstå kjennetegnene til atomsystemer ved å plassere deres elektroner i atomet og i deres energier.

Tilsvarende er regelen om diagonaler (også kjent som Madelungs regel) basert på andre prinsipper som overholder naturen til elektroner, for å korrekt beskrive deres oppførsel innen kjemiske arter.

Hva er den til?

Denne prosedyren er basert på Aufbau-prinsippet, som sier at i prosessen med integrering av protonene i kjernen (en etter en), når de kjemiske elementene er sammensatt, blir elektronene også lagt til de atomiske orbitalene.

Dette betyr at når et atom eller ion er i sin grunntilstand, okkuperer elektronene de tilgjengelige mellomrommene i atomomgangene etter deres energinivå.

Ved å okkupere orbitalene blir elektronene først lokalisert i de nivåene som har lavest energi og er ledige, og deretter er de lokalisert i de med høyest energi.

Elektroniske konfigurasjoner av kjemiske arter

Tilsvarende brukes denne regelen for å få en ganske nøyaktig forståelse av de elektroniske konfigurasjonene av kjemiske elementer; det vil si de kjemiske elementene når de er i deres grunnleggende tilstand.

Så ved å få en forståelse av konfigurasjonene som elektronene finnes i atomer, kan kjemiske elementers egenskaper forstås.

Å tilegne seg denne kunnskapen er viktig for å trekke fra eller forutsi disse egenskapene. Tilsvarende hjelper informasjonen gitt ved denne prosedyren til å forklare hvorfor den periodiske tabellen stemmer så godt med undersøkelser av elementene.

Hva er regelen med diagonaler?

Selv om denne regelen bare gjelder atomer i deres grunntilstand, fungerer den ganske bra for elementene i det periodiske systemet.

Pauli-ekskluderingsprinsippet overholdes, som sier at to elektroner som hører til det samme atomet ikke er i stand til å ha de fire like kvantetallene. Disse fire kvantetallene beskriver hver av elektronene som finnes i atomet.

Dermed definerer det viktigste kvantetallet (n) energinivået (eller skallet) som det studerte elektronet befinner seg i, og det azimutale kvantetallet (ℓ) er relatert til vinkelmomentet og beskriver formen til orbitalen.

På samme måte uttrykker det magnetiske kvantetallet (m _ℓ ) retningen som dette orbitalet har i rommet, og spin-kvantetallet (m _s ) beskriver rotasjonsretningen som elektronet presenterer rundt sin egen akse.

Videre uttrykker Hunds regel at elektronkonfigurasjonen som utviser størst stabilitet i en undernivå regnes som den som har flere spinn i parallelle posisjoner.

Ved å adlyde disse prinsippene ble det bestemt at distribusjonen av elektronene samsvarer med diagrammet vist nedenfor:

I dette bildet tilsvarer verdiene til n 1, 2, 3, 4 …, i henhold til energinivået; og verdiene til ℓ er representert med henholdsvis 0, 1, 2, 3 …, som tilsvarer henholdsvis p, d og f. Så tilstanden til elektronene i orbitalene avhenger av disse kvantetallene.

eksempler

Under hensyntagen til beskrivelsen av denne prosedyren, er noen eksempler for dens anvendelse gitt nedenfor.

For det første, for å oppnå den elektroniske distribusjonen av kalium (K), må dets atomnummer være kjent, som er 19; det vil si at kaliumatom har 19 protoner i kjernen og 19 elektroner. I henhold til diagrammet er konfigurasjonen gitt som 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ .

Konfigurasjonene av polyelektroniske atomer (som har mer enn ett elektron i sin struktur) er også uttrykt som konfigurasjonen av edelgassen før atomet pluss elektronene som følger det.

For eksempel, i tilfelle av kalium, uttrykkes det også som 4s ¹ , fordi edelgassen før kalium i det periodiske systemet er argon.

Et annet eksempel, men i dette tilfellet er det et overgangsmetall, det er av kvikksølv (Hg) som har 80 elektroner og 80 protoner i kjernen (Z = 80). I henhold til konstruksjonsplanen er den komplette elektroniske konfigurasjonen:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ .

Som med kalium, kan konfigurasjonen av kvikksølv uttrykkes som 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² , fordi edelgassen som går foran det i det periodiske systemet er xenon.

unntak

Regelen om diagonaler er designet for å brukes bare på atomer som er i en grunnleggende tilstand og med en elektrisk ladning lik null; det vil si at den er veldig godt koblet til elementene i det periodiske systemet.

Imidlertid er det noen unntak som det er viktige avvik mellom antatt elektronisk distribusjon og eksperimentelle resultater.

Denne regelen er basert på distribusjonen av elektronene når de befinner seg i delnivåene, og overholder n + ℓ-regelen, noe som innebærer at orbitalene som har en liten styrke på n + lle blir fylt før de som viser en større størrelse på denne parameteren.

Som unntak presenteres elementene palladium, krom og kobber, hvorav elektroniske konfigurasjoner er spådd som ikke stemmer overens med det som er observert.

I henhold til denne regelen må palladium ha en elektronisk distribusjon som tilsvarer 5s ² 4d ⁸ , men eksperimentene ga en lik 4d ¹⁰ , noe som indikerer at den mest stabile konfigurasjonen av dette atomet oppstår når 4d-undersiden er full; det vil si at den har en lavere energi i dette tilfellet.

Tilsvarende skal kromatom ha følgende elektronisk distribusjon: 4s ² 3d ⁴ . Imidlertid ble det eksperimentelt oppnådd at dette atomet skaffer seg konfigurasjonen 4s ¹ 3d ⁵ , noe som innebærer at tilstanden til lavere energi (mer stabil) oppstår når begge delskallene er delvis fylt.

referanser

Wikipedia. (SF). Aufbau-prinsippet. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org
Chang, R. (2007). Kjemi, niende utgave. Mexico: McGraw-Hill.
ThoughtCo. (SF). Madelungs regel definisjon. Hentet fra thoughtco.com
LibreTexts. (SF). Aufbau prinsipp. Gjenopprettet fra chem.libretexts.org
Reger, DL, Goode, SR og Ball, DW (2009). Kjemi: Prinsipper og praksis. Mottatt fra books.google.co.ve

REGEL MED DIAGONALER: HVA DEN ER TIL OG EKSEMPLER - KJEMI - 2025