DIAGONAALIEN SÄÄNTÖ: MITÄ VARTEN SE ON JA ESIMERKKEJÄ - KEMIA - 2025

Sääntö lävistäjien on rakenne periaate, jonka avulla kuvataan sähköisen konfiguraation atomin tai ionin, energian mukaan kunkin silmäkuopan tai energiatason. Tässä mielessä kunkin atomin elektroninen jakauma on ainutlaatuinen ja sen antavat kvanttiluvut.

Nämä numerot määrittelevät tilan, jossa elektronit todennäköisimmin sijaitsevat (kutsutaan atomiorbitaaleiksi), ja kuvaavat myös niitä. Jokainen kvantiluku liittyy atomiorbitaalien ominaisuuteen, joka auttaa ymmärtämään atomisysteemien ominaisuuksia järjestämällä niiden elektronit atomissa ja energioissaan.

Vastaavasti diagonaalien sääntö (tunnetaan myös nimellä Madelung's Rule) perustuu muihin periaatteisiin, jotka noudattavat elektronien luonnetta, jotta niiden käyttäytyminen kemiallisissa lajeissa voidaan kuvata oikein.

Mitä varten se on?

Tämä menetelmä perustuu Aufbau-periaatteeseen, jonka mukaan protonien integroitumisprosessissa ytimeen (yksi kerrallaan), kun kemialliset elementit muodostuvat, elektronit lisätään myös atomiorbitaaliin.

Tämä tarkoittaa, että kun atomi tai ioni on perustilassaan, elektronit miehittävät atomien kiertoratojen vapaat tilat energiatasonsa mukaan.

Miehittämällä kiertoradat, elektronit sijoitetaan ensin tasoille, joilla on pienin energia ja jotka eivät ole varattomia, ja sitten ne sijaitsevat korkeimman energian tasoilla.

Kemiallisten lajien elektroniset kokoonpanot

Samoin tätä sääntöä käytetään saamaan melko tarkka käsitys kemiallisten alkuaineiden elektronisista kokoonpanoista; toisin sanoen kemialliset alkuaineet, kun ne ovat perustilassaan.

Joten, ymmärtämällä atomien sisällä olevien elektronien kokoonpanoja, kemiallisten elementtien ominaisuudet voidaan ymmärtää.

Tämän tiedon hankkiminen on välttämätöntä näiden ominaisuuksien vähentämiseksi tai ennustamiseksi. Samoin tämän menettelyn tarjoamat tiedot auttavat selittämään, miksi jaksotaulukko sopii niin hyvin elementtien tutkimuksiin.

Mikä on diagonaalien sääntö?

Vaikka tätä sääntöä sovelletaan vain atomiin niiden perustilassa, se toimii melko hyvin jaksollisen taulukon elementteihin.

Paulin poissulkemisperiaatetta noudatetaan, joka toteaa, että kaksi elektronia, jotka kuuluvat samaan atomiin, eivät pysty hallussaan neljää yhtä suurta kvantilukua. Nämä neljä kvantinumeroa kuvaavat kutakin atomissa löydettyä elektronia.

Siten pääkvanttiluku (n) määrittelee sen energiatason (tai kuoren), jossa tutkittu elektroni sijaitsee, ja atsimuutti kvantiluku (ℓ) liittyy kulma momenttiin ja yksityiskohtailee kiertoradan muotoa.

Samoin magneettinen kvanttiluku (m _ℓ) ilmaisee suunnan, että kiertoradan on avaruudessa ja spinkvanttiluku (m _s) kuvaa pyörimissuuntaa, että elektroni esittelee oman akselinsa ympäri.

Lisäksi Hundin sääntö ilmaisee, että elektronitasoon, jolla on suurin stabiilisuus alitasossa, pidetään sitä, jolla on enemmän pyöriä samansuuntaisissa paikoissa.

Noudattamalla näitä periaatteita määritettiin, että elektronien jakauma noudattaa alla olevaa kaaviota:

Tässä kuvassa n: n arvot vastaavat 1, 2, 3, 4… energiatason mukaan; ja ℓ: n arvot esitetään nollalla, 1, 2, 3…, jotka vastaavat askeleilla p, d ja f vastaavasti. Joten elektronien tila orbitaaleissa riippuu näistä kvantilukuista.

esimerkit

Tämän menettelytavan kuvaus huomioon ottaen esitetään joitain esimerkkejä sen soveltamisesta.

Ensinnäkin, jotta saadaan kaliumin (K) elektroninen jakauma, sen atominumero on tiedossa, mikä on 19; eli kaliumatomilla on 19 protonia ytimessä ja 19 elektronia. Kaavion mukaan sen konfiguraatio on annettu seuraavasti: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹.

Polyelektronisten atomien (joiden rakenteessa on enemmän kuin yksi elektron) konfiguraatiot ilmaistaan ​​myös jalokaasun konfiguraationa ennen atomia plus sitä seuraavat elektronit.

Esimerkiksi kaliumin tapauksessa se ilmaistaan ​​myös 4s ^1: nä, koska jaksollinen taulukko ennen kaliumia olevana jalokaasuna on argonia.

Toinen esimerkki, mutta tässä tapauksessa se on siirtymämetalli, on elohopea (Hg), jonka ytimessä on 80 elektronia ja 80 protonia (Z = 80). Rakentamissuunnitelman mukaan sen täydellinen elektroninen kokoonpano on:

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.

Kuten kaliumillakin, elohopean kokoonpano voidaan ilmaista muodossa 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ², koska jaksotaulukossa sitä edeltävä jalokaasu on ksenoni.

poikkeukset

Diagonaalien sääntö on suunniteltu sovellettavaksi vain atomiin, jotka ovat perustilassa ja joiden sähkövaraus on nolla; eli se on kytketty erittäin hyvin jaksollisen järjestelmän elementteihin.

On kuitenkin joitain poikkeuksia, joista on oleellisia eroja oletetun elektronisen jakelun ja kokeellisten tulosten välillä.

Tämä sääntö perustuu elektronien jakautumiseen, kun ne sijaitsevat n + ℓ-sääntöä noudattavissa alitasoissa, mikä tarkoittaa, että kiertoradat, joilla on pieni n + ℓ -arvo, täytetään ennen niitä, jotka osoittavat tämän parametrin suuremman suuruuden.

Poikkeuksina esitetään palladiumin, kromin ja kuparin elementit, joista ennustetaan elektronisia kokoonpanoja, jotka eivät vastaa havaittua.

Tämän säännön mukaan, palladium on oltava sähköisen jakelun yhtä kuin 5s ² 4d ⁸, mutta kokeissa saatiin yksi yhtä 4d ¹⁰, mikä osoittaa, että vakain konfiguraatio tämän atomin tapahtuu, kun 4d subshell on täynnä; toisin sanoen sillä on tässä tapauksessa matalampi energia.

Samalla tavoin kromiatomilla tulisi olla seuraava elektroninen jakauma: 4s ² 3d ⁴. Kuitenkin, kokeellisesti se on saatu, että tämä atomi hankkii kokoonpano 4S ¹ 3d ⁵, mikä tarkoittaa, että tila vähemmän energiaa (vakaammat) tapahtuu, kun molemmat subshells ovat osittain täytetty.

Viitteet

1. Wikipedia. (SF). Aufbau-periaate. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemia, yhdeksäs painos. Meksiko: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (SF). Madelungin sääntömäärittely. Haettu osoitteesta gondo.com
4. LibreTexts. (SF). Aufbaun periaate. Palautettu osoitteesta chem.libretexts.org
5. Reger, DL, Goode, SR ja Ball, DW (2009). Kemia: Periaatteet ja käytäntö. Saatu osoitteesta books.google.co.ve