Правило на диагоналите Какво служи, какво се състои, примери

на диагонално правило е конструктивен принцип, който позволява да се опише електронната конфигурация на атом или йон, в зависимост от енергията на всяко орбитално или енергийно ниво. В този смисъл електронното разпределение на всеки атом е уникално и се дава от квантовите числа.

Тези числа определят пространството, в което електроните най-вероятно ще бъдат разположени (наричани атомни орбитали) и освен това ги описват. Всяко квантово число е свързано с свойство на атомните орбитали, което помага да се разберат характеристиките на атомните системи чрез подреждането на техните електрони в атома и в техните енергии..

По същия начин, диагоналното правило (известно също като правило на Маделанг) се основава на други принципи, които се подчиняват на естеството на електроните, за да се опише правилно поведението на тези в химичните видове..

индекс

• 1 За какво се използва??
  • 1.1 Електронни конфигурации на химически видове
• 2 От какво се състои??
• 3 Примери
• 4 Изключения
• 5 Препратки

За какво е??

Тази процедура се основава на принципа на Aufbau, който гласи, че в процеса на интегриране на протоните към ядрото (един по един), когато химическите елементи са конституирани, електроните се добавят еднакво към атомните орбитали..

Това означава, че когато един атом или йон е в основното си състояние, електроните заемат наличните пространства на атомните орбитали според тяхното енергийно ниво.

Когато заемат орбиталите, електроните са поставени първо в нивата, които имат по-ниска енергия и са незаети, за да бъдат разположени във високата енергия.

Електронни конфигурации на химически видове

По същия начин, това правило се използва за получаване на прецизно разбиране на електронните конфигурации на елементарните химически видове; химичните елементи, когато са в основното си състояние.

Така, придобивайки разбиране за конфигурациите, които електроните присъстват в атомите, можем да разберем свойствата на химичните елементи.

Придобиването на това знание е фундаментално за приспадане или прогнозиране на споменатите свойства. По подобен начин информацията, предоставена чрез тази процедура, помага да се обясни причината, поради която периодичната таблица се съгласува толкова добре с изследванията на елементите..

От какво се състои??

Въпреки че това правило се прилага само за атомите, които са в тяхното основно състояние, то работи доста добре за елементите на периодичната таблица.

Принципът на изключване на Паули се спазва, което гласи, че два електрона, принадлежащи към един и същи атом, не могат да притежават четирите равни квантови числа. Тези четири квантови числа описват всеки от електроните, които са в атома.

По този начин, основното квантово число (n) определя нивото на енергията (или слоя), в която се намира изученият електрон, а азимуталното квантово число (is) е свързано с ъгловия импулс и детайлира формата на орбитата.

Аналогично, магнитното квантово число (m_ℓ) изразява ориентацията на тази орбита в пространството и квантовия брой на спина (m_ите) описва посоката на въртене на електрона около собствената му ос.

Освен това, правилото на Хун изразява, че електронната конфигурация, която показва по-голяма стабилност в подниво, се счита за това, което има повече завъртания в паралелни позиции.

Чрез спазването на тези принципи беше установено, че разпределението на електроните съответства на диаграмата, показана по-долу:

В това изображение стойностите на n съответстват на 1, 2, 3, 4 ... според енергийното ниво; и стойностите на ℓ са представени с 0, 1, 2, 3 ..., които са еквивалентни съответно на s, p, d и f. Така, състоянието на електроните в орбиталите зависи от тези квантови числа.

Примери

Като се вземе предвид описанието на тази процедура, по-долу са дадени някои примери за неговото прилагане.

На първо място, за да се получи електронното разпространение на калий (К), трябва да се знае атомният му номер, който е 19; Калиев атом има 19 протони в ядрото си и 19 електрона. Съгласно диаграмата, неговата конфигурация е дадена като 1s²2s²2P⁶3S²3p⁶4s¹.

Конфигурациите на полиелектронни атоми (които имат повече от един електрон в тяхната структура) също се изразяват като конфигурация на благородния газ преди атома плюс електроните, които го следват.

Например, в случая на калий, той също се изразява като [Ar] 4s¹, тъй като благородният газ преди калия в периодичната таблица е аргон.

Друг пример, но в този случай преходен метал, е този на живак (Hg), който има 80 електрона и 80 протони в ядрото (Z = 80). Според схемата за изграждане, неговата пълна електронна конфигурация е:

1s²2s²2P⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4P⁶5S²4d¹⁰5 пенса⁶6s²4е¹⁴5г¹⁰.

Както и при калия, конфигурацията на живака може да се изрази като [Xe] 4f¹⁴5г¹⁰6s², защото благородният газ, който го предхожда в периодичната таблица, е ксенон.

изключения

Правилото на диагоналите е предназначено да се прилага само към атоми, които са в основно състояние и с електрически заряд, равен на нула; това се отнася много добре до елементите на периодичната таблица.

Има обаче някои изключения, за които има важни отклонения между предполагаемото електронно разпределение и експерименталните резултати..

Това правило се основава на разпределението на електроните, които се намират в под-нивата, подчинени на правилото n + ℓ, което предполага, че орбиталите, които имат малка величина n + ℓ, се запълват преди тези, които проявяват по-голяма величина на този параметър..

Като изключения са представени елементите паладий, хром и мед, от които се предвиждат електронни конфигурации, които не съответстват на наблюдаваните.

Съгласно това правило, паладият трябва да има електронно разпределение, равно на [Kr] 5s²4d⁸, но експериментите дават равен на [Kr] 4d¹⁰, което показва, че най-стабилната конфигурация на този атом се появява, когато под слой 4d е пълен; в този случай има по-ниска енергия.

По същия начин, хромният атом трябва да има следното електронно разпределение: [Ar] 4s²3d⁴. Обаче експериментално беше получено, че този атом придобива конфигурацията [Ar] 4s¹3d⁵, което означава, че по-ниското енергийно състояние (по-стабилно) възниква, когато двата подслоя са частично пълни.

препратки

1. Wikipedia. (Н.О.). Принцип на Aufbau. Изтеглено от en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Химия, Девето издание. Мексико: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (Н.О.). Определение на правилото на Маделанг. Взето от thoughtco.com
4. LibreTexts. (Н.О.). Принцип на Aufbau. Взето от chem.libretexts.org
5. Reger, D.L., Goode, S.R. and Ball, D.W. (2009). Химия: принципи и практика. Получено от books.google.co.ve