Diagonalno pravilo

Kaj je diagonalno pravilo?

The Diagonalno pravilo Gre za načelo gradnje, ki omogoča opisovanje elektronske konfiguracije atoma ali iona v skladu z energijo vsake orbitalne ali energijske ravni. V tem smislu je elektronska porazdelitev vsakega atoma edinstvena in jo daje kvantna številka.

Te številke opredeljujejo prostor, kjer je bolj verjetno, da najdejo elektrone (imenovane atomske orbitale) in jih tudi opišejo. Vsaka kvantna številka se nanaša na lastnost atomskih orbitalov, kar pomaga razumeti značilnosti atomskih sistemov z razpolaganjem njihovih elektronov znotraj atoma in njihove energije.

Podobno diagonalno pravilo (znano tudi kot Madelung -ovo pravilo) temelji na drugih načelih, ki ubogajo naravo elektronov, da bi pravilno opisali njihovo vedenje znotraj kemičnih vrst.

Za kaj je Diagonalno pravilo?

Ta postopek temelji na načelu Aufbau, ki navaja, da so v procesu vključevanja protonov v jedro (ena za drugo), ko so kemični elementi sestavljeni, elektroni enako dodajali atomskim orbitalom.

To pomeni, da elektroni, ko je atom ali ion v svojem temeljnem stanju.

Ko zasedajo orbitale, se elektroni najprej nahajajo na ravneh, ki imajo manj energije in so brezposelni, nato pa se nahajajo v največ energije.

Elektronske konfiguracije kemijskih vrst

Na enak način se to pravilo uporablja za pridobitev dokaj natančnega razumevanja v smislu elektronskih konfiguracij elementarnih kemičnih vrst; torej kemični elementi, ko so v svojem temeljnem stanju.

Torej, ko pridobivanje razumevanja konfiguracij, ki jih predstavljajo elektroni znotraj atomov, lahko lastnosti kemijskih elementov razumejo.

Pridobitev tega znanja je bistvenega pomena za odbitek ali napovedovanje teh lastnosti. Prav tako informacije, ki jih ponuja ta postopek, pomagajo razložiti razlog, zakaj se periodična tabela tako dobro ujema z preiskavami elementov.

Pojasnilo

Čeprav to pravilo velja samo za atome, ki so v njegovem temeljnem stanju, deluje precej dobro za elemente periodične tabele.

Paulijevo načelo izključevanja je ubogano, ki navaja, da dva elektrona, ki pripadata istemu atomu, ne moreta imeti štirih enakih kvantnih številk. Te štiri kvantne številke opisujejo vsakega od elektronov, ki jih najdemo v atomu.

Tako glavno kvantno število (n) določa raven energije (ali sloja), v kateri je elektron preučeno in azimutalno kvantno število (ℓ) povezano z kotnim zagonom in podrobno opisuje obliko orbitala.

Prav tako je magnetna kvantna številka (m_ℓ) Izraža orientacijo, ki jo ima ta orbital v kvantnem in kvantnem številu (m_s) Opišite smer obračanja, ki jo elektron predstavlja okoli svoje osi.

Poleg tega pravilo Sind izraža, da se elektronska konfiguracija, ki kaže največjo stabilnost na pod -ravni.

Z upoštevanjem teh načel je bilo ugotovljeno, da porazdelitev elektronov ustreza spodnji diagramu:

Na tej sliki vrednosti n ustrezajo 1, 2, 3, 4 ..., glede na raven energije; in vrednosti ℓ so predstavljene z 0, 1, 2, 3 ..., kar je enako S, P, D in F. Nato je stanje elektronov v orbitalih odvisno od teh kvantnih številk.

Primeri

Ob upoštevanju opisa tega postopka je za prijavo navedeno nekaj primerov.

Kalij

Najprej je treba za pridobitev elektronske porazdelitve kalija (k) poznati vaše atomsko število; to pomeni, da ima kalijev atom 19 protonov v svojem jedru in 19 elektronov. Po diagramu je njegova konfiguracija podana kot 1s²2s²2 p⁶3s²3P⁶4s¹.

Polielektronske konfiguracije atoma (ki imajo v svoji strukturi več kot en elektron) so izražene tudi kot konfiguracija plemenitega plina pred atomom in elektroni, ki mu sledijo.

Na primer, v primeru kalija se izraža tudi kot [ar] 4s¹, Ker je plemenit plin pred kalijem v periodični mizi argon.

Živo srebro

Drug primer, toda v tem primeru je prehodna kovina, je živo srebro (HG), ki ima v svojem jedru 80 elektronov in 80 protonov (z = 80). Po gradbeni shemi je njegova popolna elektronska konfiguracija:

1s²2s²2 p⁶3s²3P⁶4s²3D¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5 str⁶6s²4f¹⁴5 d¹⁰.

Na enak način kot pri kaliju se lahko konfiguracija živega srebra izrazi kot [xe] 4f¹⁴5 d¹⁰6s², Ker je plemenit plin, ki je pred njim v periodični tabeli, ksenon.

Izjeme

Diagonalno pravilo je zasnovano tako, da se uporablja samo za atome, ki so v temeljnem stanju in z električnim nabojem, enakim nič; to pomeni, da so elementi periodične tabele zelo dobro pritrjeni.

Vendar pa obstajajo nekatere izjeme, za katere so predstavljena pomembna odstopanja med domnevno elektronsko porazdelitvijo in eksperimentalnimi rezultati.

To pravilo temelji na porazdelitvi elektronov, ko se nahajajo v pod -stopnjah, ki upoštevajo pravilo N + ℓ, kar pomeni, da so orbitale, ki imajo velikost N + ℓ, napolnjene pred tistimi, ki kažejo večjo velikost tega parametra.

Kot izjeme so predstavljeni paladij, krom in bakreni elementi, od katerih se napovedujejo elektronske konfiguracije, ki se ne strinjajo s tistim, kar je opaženo.

V skladu s tem pravilom mora imeti paladij elektronsko porazdelitev, ki je enaka [KR] 5S²4d⁸, Toda poskusi so vrgli enako [KR] 4D¹⁰, kar kaže, da se najbolj stabilna konfiguracija tega atoma pojavi, ko je 4D podkap poln; to pomeni, da ima v tem primeru nižjo energijo.

Podobno mora imeti Chrome Atom naslednjo elektronsko porazdelitev: [AR] 4S²3D⁴. Vendar je bilo eksperimentalno ugotovljeno, da ta atom pridobi konfiguracijo [AR] 4S¹3D⁵, kar pomeni, da se stanje manjše energije (bolj stabilno) pojavi, ko sta oba podcaps delno polna.