Diagonálne pravidlo

Čo je diagonálne pravidlo?

Ten Diagonálne pravidlo Je to princíp výstavby, ktorý umožňuje opis elektronickej konfigurácie atómu alebo iónu podľa energie každej úrovne orbitálnej alebo energetickej úrovne. V tomto zmysle je elektronické rozdelenie každého atómu jedinečné a je dané kvantovými číslami.

Tieto čísla definujú priestor, v ktorom je pravdepodobnejšie, že lokalizujú elektróny (nazývané atómové orbitály) a tiež ich opíše. Každé kvantové číslo sa týka vlastnosti atómových orbitálov, ktorá pomáha porozumieť charakteristikám atómových systémov dispozíciou ich elektrónov v rámci atómu a ich energie.

Podobne je diagonálne pravidlo (známe tiež ako Madelungove pravidlo) založené na iných zásadách, ktoré sa riadia povahou elektrónov, aby správne opísali svoje správanie v rámci chemických druhov.

Načo to je Diagonálne pravidlo?

Tento postup je založený na princípe AUFBAU, ktorý uvádza, že v procese integrácie protónov do jadra (jeden po druhom), keď sa vytvoria chemické prvky, sa elektróny rovnako pridávajú k atómovým orbitálom.

To znamená, že keď je atóm alebo ión vo svojom základnom stave, elektróny zaberajú dostupné priestory atómových orbitálov podľa ich energetickej úrovne.

Pri obsadení orbitálov sa elektróny najprv umiestnia na úrovniach, ktoré majú menšiu energiu a sú nezamestnané, a potom sa nachádzajú v najviac energii.

Elektronické konfigurácie chemických druhov

Rovnakým spôsobom sa toto pravidlo používa na získanie pomerne presného porozumenia z hľadiska elektronických konfigurácií elementárnych chemických druhov; to znamená chemické prvky, keď sú vo svojom základnom stave.

Takže pri získavaní porozumenia konfigurácií prezentovaných elektrónmi v atómoch je možné porozumieť vlastnostiam chemických prvkov.

Získanie týchto vedomostí je nevyhnutné pre odpočet alebo predpoveď týchto vlastností. Podobne aj informácie poskytnuté týmto postupom pomáhajú vysvetliť dôvod, prečo periodická tabuľka tak dobre súhlasí s vyšetrovaním prvkov.

Vysvetlenie

Aj keď sa toto pravidlo vzťahuje iba na atómy, ktoré sú v jej základnom stave, funguje celkom dobre pre prvky periodickej tabuľky.

Dodržiava sa princíp vylúčenia Pauliho, v ktorom sa uvádza, že dva elektróny, ktoré patria do toho istého atómu, nie sú schopné vlastniť štyri rovnaké kvantové čísla. Tieto štyri kvantové čísla opisujú každý z elektrónov nachádzajúcich sa v atóme.

Hlavné kvantové číslo (N) teda definuje hladinu energie (alebo vrstvy), v ktorej študovaný elektrón a azimutálne kvantové číslo (ℓ) súvisí s uhlovou hybnosťou a podrobnosti o forme orbitálu.

Podobne aj magnetické kvantové číslo (m_ℓ) Vyjadruje orientáciu, ktorú má tento orbitál v kvantovom a kvantovom čísle (m (m_siež) Opíšte smer odbočky, ktorý elektrón predstavuje okolo svojej vlastnej osi.

Okrem toho pravidlo SIND vyjadruje, že elektronická konfigurácia, ktorá vykazuje najväčšiu stabilitu v čiastkovej úrovni.

Poslušnosťou týchto zásad sa zistilo, že rozdelenie elektrónov spĺňa nižšie uvedený diagram:

Na tomto obrázku hodnoty n zodpovedajú 1, 2, 3, 4 ..., podľa energetickej úrovne; a hodnoty ℓ sú znázornené 0, 1, 2, 3 ..., ktoré sa rovná S, P, D a F, respektíve. Potom stav elektrónov na orbitáloch závisí od týchto kvantových čísel.

Príklady

Berúc do úvahy opis tohto postupu, potom sú uvedené niektoré príklady pre aplikáciu.

Draslík

Po prvé, na získanie elektronického rozdelenia draslíka (K) musí byť vaše atómové číslo známe; To znamená, že atóm draslíka má vo svojom jadre 19 protónov a 19 elektrónov. Podľa diagramu je jeho konfigurácia uvedená ako 1s²2s²2 P⁶3s²3p⁶4s¹.

Polielectronické konfigurácie atómu (ktoré majú vo svojej štruktúre viac ako jeden elektrón) sú tiež vyjadrené ako konfigurácia šľachtického plynu pred atómom plus elektróny, ktoré ho sledujú.

Napríklad v prípade draslíka sa tiež vyjadruje ako [ar] 4s¹, Pretože ušľachtilý plyn pred draslíkom v periodickej tabuľke je argón.

Ortuť

Ďalším príkladom, ale v tomto prípade je to prechodný kov, je ortuť (HG), ktorý má vo svojom jadre 80 elektrónov a 80 protónov (z = 80). Podľa schémy výstavby je jej úplná elektronická konfigurácia:

1s²2s²2 P⁶3s²3p⁶4s²3D¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5 P⁶6s²4f¹⁴5 D¹⁰.

Rovnakým spôsobom ako v prípade draslíka, konfigurácia ortuti sa dá vyjadriť ako [XE] 4F¹⁴5 D¹⁰6s², Pretože ušľachtilý plyn, ktorý mu predchádza v periodickej tabuľke, je xenón.

Výnimka

Diagonálne pravidlo je navrhnuté tak, aby sa uplatňovalo iba na atómy, ktoré sú v základnom stave a s elektrickým nábojom rovným nulou; to znamená, že prvky periodickej tabuľky sú veľmi dobre pripojené.

Existujú však výnimky, pre ktoré sú uvedené dôležité odchýlky medzi predpokladanou elektronickou distribúciou a experimentálnymi výsledkami.

Toto pravidlo je založené na distribúcii elektrónov, keď sa nachádzajú v čiastkových úrovniach, ktoré dodržiavajú pravidlo N + ℓ, čo naznačuje, že orbitály, ktoré majú veľkosť n + ℓ malých, sú vyplnené pred tými, ktorí prejavujú väčšiu veľkosť tohto parametra.

Ako výnimky sú uvedené prvky paladium, chrómu a medi, z ktorých predpovedajú elektronické konfigurácie, ktoré nesúhlasia s tým, čo sa pozoruje.

Podľa tohto pravidla musí mať paladium elektronické rozdelenie rovnajúce sa [KR] 5S²4d⁸, Ale experimenty hodili rovnocenné [KR] 4D¹⁰, čo naznačuje, že k najstabilnejšej konfigurácii tohto atómu sa vyskytuje, keď je podložka 4D plná; to znamená, že má v tomto prípade nižšiu energiu.

Podobne by mal chrómový atóm mať nasledujúcu elektronickú distribúciu: [AR] 4S²3D⁴. Experimentálne sa však získalo, že tento atóm získa konfiguráciu [AR] 4S¹3D⁵, čo naznačuje, že stav menšej energie (stabilnejší) dochádza, keď sú obe čiastočky čiastočne plné.