Regula diagonalelor ce le slujește, ce consta, exemple

normă diagonală este un principiu de construcție care permite descrierea configurației electronice a unui atom sau a unui ion, în funcție de energia fiecărui nivel orbital sau de energie. În acest sens, distribuția electronică a fiecărui atom este unică și este dată de numerele cuantice.

Aceste numere definesc spațiul unde sunt cel mai probabil localizate electronii (denumiți orbali atomici) și, în plus, descriu-i. Fiecare număr cuantic este legat de o proprietate a orbitalilor atomici, care ajută la înțelegerea caracteristicilor sistemelor atomice prin aranjarea electronilor lor în atom și în energiile lor.

În mod similar, regula diagonalelor (cunoscută și ca regula lui Madelung) se bazează pe alte principii care respectă natura electronilor, pentru a descrie corect comportamentul acestora în cadrul speciilor chimice.

index

• 1 Pentru ce este?
  • 1.1 Configurări electronice ale speciilor chimice
• 2 Ce este?
• 3 Exemple
• 4 Excepții
• 5 Referințe

Pentru ce este?

Această procedură se bazează pe principiul Aufbau, care afirmă că, în procesul de integrare a protonilor în nucleu (unul câte unul), când elementele chimice sunt constituite, electronii sunt adăugați în mod egal orbitalilor atomici.

Aceasta înseamnă că, atunci când un atom sau ion este în starea sa de bază, electronii ocupă spațiile disponibile ale orbitalilor atomici în funcție de nivelul lor de energie.

La ocuparea orbitalilor, electronii sunt plasați mai întâi în nivele care au o energie mai mică și sunt neocupați, pentru a fi localizați apoi la niveluri mai mari de energie.

Configurări electronice ale speciilor chimice

În același mod, această regulă este utilizată pentru a obține o înțelegere destul de precisă a configurațiilor electronice ale speciilor chimice elementare; adică elementele chimice atunci când sunt în starea lor de bază.

Astfel, prin dobândirea unei înțelegeri a configurațiilor pe care electronii le conțin în atomi, se pot înțelege proprietățile elementelor chimice.

Dobândirea acestor cunoștințe este fundamentală pentru deducerea sau predicția proprietăților respective. De asemenea, informațiile furnizate de această procedură ajută la explicarea motivului pentru care tabelul periodic este de acord atât de bine cu investigațiile elementelor.

Ce este?

Deși această regulă se aplică numai atomilor aflați în starea lor de bază, funcționează destul de bine pentru elementele mesei periodice.

Se respectă principiul excluziunii Pauli, care afirmă că doi electroni aparținând aceluiași atom nu sunt în stare să dețină cele patru numere cuantice egale. Aceste patru cifre cuantice descriu fiecare dintre electronii care sunt în atom.

Astfel, principalul număr cuantic (n) definește nivelul de energie (sau stratul) în care este localizat electronul studiat, iar numărul quantumului azimutal (1) este legat de impulsul unghiular și detaliază forma orbitalului.

De asemenea, numărul cuantic magnetic (m_ℓ) exprimă orientarea orbitalului în spațiu și numărul cuantic al spinului (m_s) descrie direcția de rotație a electronului în jurul axei proprii.

În plus, regula lui Hund prevede că configurația electronică care prezintă cea mai mare stabilitate într-un sub-nivel este considerată a fi cea cu cele mai multe rotiri în poziții paralele.

Prin respectarea acestor principii sa stabilit că distribuția electronilor respectă diagrama de mai jos:

În această imagine valorile lui n corespund cu 1, 2, 3, 4 ..., în funcție de nivelul de energie; iar valorile lui l sunt reprezentate de 0, 1, 2, 3 ..., care sunt echivalente cu s, p, d și respectiv f. Apoi, starea electronilor din orbitale depinde de aceste numere cuantice.

Exemple

Având în vedere descrierea acestei proceduri, câteva exemple sunt prezentate mai jos pentru aplicarea acesteia.

În primul rând, pentru a obține distribuția electronică de potasiu (K), trebuie să cunoaștem numărul atomic care este de 19; adică atomul de potasiu are în nucleul său 19 protoni și 19 electroni. Conform diagramei, configurația sa este dată ca 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s¹.

Configurările atomilor polielectronici (care au mai mult de un electron în structura lor) sunt de asemenea exprimate ca configurația gazului nobil înainte de atom, plus electronii care îl urmează.

De exemplu, în cazul potasiului, se exprimă și ca [Ar] 4s¹, deoarece gazul nobil ce precede potasiu în tabelul periodic este argon.

Un alt exemplu, dar în acest caz este un metal de tranziție, este cel al mercurului (Hg) care are 80 de electroni și 80 de protoni în nucleul său (Z = 80). În conformitate cu schema de construcție, configurația sa electronică completă este:

1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6S²4F¹⁴5d¹⁰.

Ca în cazul potasiului, configurația mercurului poate fi exprimată ca [Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6S², deoarece gazul nobil care îl precede în tabelul periodic este xenonul.

excepții

Regula diagonalelor este proiectat pentru a fi aplicat numai atomi care sunt în taxa de stat la sol și electric egală cu zero; adică se potrivește foarte bine cu elementele tabelului periodic.

Cu toate acestea, există excepții pentru care sunt prezentate abateri semnificative între distribuția electronică presupuse și a rezultatelor experimentale.

Această regulă se bazează pe distribuția de electroni care urmează să fie amplasate în subnivele Supunându + ℓ n, ceea ce implică faptul că orbital având o magnitudine de n + ℓ mici sunt completate înainte de cele care arata magnitudine mai mare a acestui parametru.

Ca excepții, elemente de paladiu, crom și cupru sunt prezente, dintre care sunt prezise configurații electronice care nu se potrivesc observate.

Conform acestei reguli, paladiul trebuie să aibă o distribuție electronică egală cu [Kr] 5s²4d⁸, dar experimentele au dat un egal cu [Kr] 4d¹⁰, ceea ce indică faptul că configurația cea mai stabilă a acestui atom are loc când substratul 4d este plin; adică are o energie mai mică în acest caz.

În mod similar, atomul de crom trebuie să aibă următoarea distribuție electronică: [Ar] 4s²3d⁴. Cu toate acestea, experimental sa obținut că acest atom dobândește configurația [Ar] 4s¹3d⁵, Ceea ce implică faptul că cel mai scăzut de energie (mai stabilă) apare atunci când ambele substrate sunt parțial umplute.

referințe

1. Wikipedia. (N.d.). Principiul Aufbau. Adus de la en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chimie, ediția a IX-a. Mexic: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (N.d.). Definiția regulii lui Madelung. Adus de la thoughtco.com
4. LibreTexts. (N.d.). Principiul Aufbau. Adus de la chem.libretexts.org
5. Reger, D.L., Goode, S.R. și Ball, D.W. (2009). Chimie: Principii și practici. Descărcat de la books.google.co.ve