ПРАВИЛО ДИЈАГОНАЛА: ЧЕМУ СЛУЖИ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

Владавина дијагонала је принцип конструкција која омогућава описивање електронску конфигурацију атома или јона, у складу са енергијом сваког орбиталног или енергије нивоу. У том смислу, електронска дистрибуција сваког атома је јединствена и дана је квантним бројевима.

Ови бројеви дефинирају простор у којем се електрони највјероватније налазе (називају се атомске орбитале) и описују их. Сваки квантни број повезан је са својством атомске орбитале, што помаже да се разумеју карактеристике атомског система по распореду њихових електрона унутар атома и у њиховим енергијама.

Слично томе, правило дијагонала (познато и као Маделунг-ово правило) заснива се на другим принципима који слушају природу електрона, како би се тачно описало њихово понашање унутар хемијских врста.

За шта је то?

Овај поступак се заснива на Ауфбау принципу, који каже да се у процесу интеграције протона у језгру (један по један), када се састоје хемијски елементи, електрони додају и атомским орбиталима.

То значи да, када је атом или ион у свом приземном стању, електрони заузимају расположиве просторе атомске орбитале у складу са њиховим енергетским нивоом.

Заузимајући орбитале, електрони се прво налазе у нивоима који имају најнижу енергију и нису заузети, а затим се налазе у онима са највишом енергијом.

Електронске конфигурације хемијских врста

Слично томе, ово се правило користи за добивање прилично тачног разумијевања електронских конфигурација елементарних хемијских врста; то јест, хемијски елементи када су у свом основном стању.

Дакле, стицањем разумевања конфигурација електрона присутних у атомима могу се разумети својства хемијских елемената.

Стицање овог знања је од суштинске важности за дедукцију или предвиђање ових својстава. Слично томе, информације које пружа овај поступак помажу да се објасни зашто се периодична табела тако добро слаже са истраживањима елемената.

Шта је правило дијагонале?

Иако се ово правило односи само на атоме у њиховом основном стању, оно делује прилично добро за елементе периодичне табеле.

Придржава се Паулијевог принципа искључења који каже да два електрона који припадају истом атому нису у стању да поседују четири једнака квантна броја. Ова четири квантна броја описују сваки од електрона који се налазе у атому.

Дакле, главни квантни број (н) дефинира енергетски ниво (или љуску) у којем се налази проучени електрон, а азимутни квантни број (ℓ) повезан је са моментом угла и детаљно је обликовао орбиталу.

Исто тако, магнетни квантни број (м _ℓ ) изражава оријентацију коју ова орбитала има у простору, а спински квантни број (м _с ) описује правац ротације који електрон представља око сопствене осе.

Даље, Хундово правило изражава да се конфигурација електрона која показује највећу стабилност у подвишењу сматра оном која има више завртања у паралелним положајима.

Поштујући ове принципе утврђено је да је расподјела електрона у складу са доњим дијаграмом:

На овој слици вредности н одговарају 1, 2, 3, 4…, према енергетском нивоу; а вредности ℓ представљене су са 0, 1, 2, 3…, које су еквивалентне с, п, д и ф, респективно. Дакле, стање електрона у орбиталима зависи од ових квантних бројева.

Примери

Узимајући у обзир опис овог поступка, у наставку су наведени неки примери његове примене.

На првом месту, за добијање електронске дистрибуције калијума (К), мора се знати његов атомски број, који износи 19; то јест, атом калијума има 19 протона у свом језгру и 19 електрона. Према дијаграму, његова конфигурација је дата као 1с ² 2с ² 2п ⁶ 3с ² 3п ⁶ 4с ¹ .

Конфигурације полиелектронских атома (који имају више од једног електрона у својој структури) такође су изражене као конфигурација племенитог гаса пре атома плус електрони који га прате.

На пример, у случају калијума се такође изражава као 4с ¹ , јер је племенити гас пре калијума у ​​периодичној табели аргон.

Други пример, али у овом случају је прелазни метал је жива (Хг) која у свом језгру има 80 електрона и 80 протона (З = 80). Према шеми конструкције, његова комплетна електронска конфигурација је:

1с ² 2с ² 2п ⁶ 3с ² 3п ⁶ 4с ² 3д ¹⁰ 4п ⁶ 5с ² 4д ¹⁰ 5п ⁶ 6с ² 4ф ¹⁴ 5д ¹⁰ .

Као и код калијума, конфигурација живе може се изразити као 4ф ¹⁴ 5д ¹⁰ 6с ² , јер је племенити гас који јој претходи у табели периода ксенон.

Изузеци

Правило дијагонале дизајнирано је тако да се примењује само на атоме који су у основном стању и са електричним набојем једнаким нули; то јест, врло је добро повезано са елементима периодичне табеле.

Међутим, постоје изузеци код којих постоје значајна одступања између претпостављене електронске дистрибуције и експерименталних резултата.

Ово се правило заснива на расподјели електрона кад су они смјештени у подравнинама које се придржавају н + ℓ правила, што имплицира да су орбитале мале величине н + ℓ испуњене прије оних које показују већу величину овог параметра.

Као изузетак, приказани су елементи паладијум, хром и бакар, од којих су предвиђене електронске конфигурације које се не слажу са оним што је уочено.

Према овом правилу, паладијум мора имати електронску дистрибуцију једнаку 5с ² 4д ⁸ , али експерименти су дали једну једнаку 4д ¹⁰ , што указује да се најстабилнија конфигурација овог атома догађа када је 4д поткољеница пуна; то јест, у овом случају има нижу енергију.

Слично томе, атом хрома треба да има следећу електронску дистрибуцију: 4с ² 3д ⁴ . Међутим, експериментално је утврђено да овај атом добија конфигурацију 4с ¹ 3д ⁵ , што имплицира да се стање ниже енергије (стабилније) дешава када су обе поткољенице делимично испуњене.

Референце

1. Википедиа. (сф) Ауфбау принцип. Опоравак са ен.википедиа.орг
2. Цханг, Р. (2007). Хемија, девето издање. Мексико: МцГрав-Хилл.
3. ТхоугхтЦо. (сф) Дефиниција правила Маделунг-а. Преузето са тхинкцо.цом
4. ЛибреТектс. (сф) Ауфбау принцип. Опоравак са цхем.либретектс.орг
5. Регер, ДЛ, Гооде, СР и Балл, ДВ (2009). Хемија: принципи и пракса. Добијено од боокс.гоогле.цо.ве