Diagonalernas regelverk Vad den tjänar, vad den innehåller, exempel

den diagonal regel är en konstruktionsprincip som tillåter att beskriva den elektroniska konfigurationen av en atom eller jon, enligt energin hos varje orbitalt eller energinivå. I den meningen är den elektroniska fördelningen av varje atom unik och ges av kvanttal.

Dessa siffror definierar det utrymme där elektroner sannolikt kommer att vara belägna (kallade atomorbitaler) och dessutom beskriva dem. Varje kvanteantal är relaterat till en egenskap av atomorbitaler, vilket hjälper till att förstå egenskaperna hos atomsystem genom arrangemanget av sina elektroner inom atomen och i deras energier.

På samma sätt grundar sig diagonalregeln (även kallad Madelung Rule) på andra principer som lydar elektronernas natur för att korrekt beskriva beteendet hos dessa inom kemiska arter.

index

• 1 Vad används det för??
  • 1.1 Elektroniska konfigurationer av kemiska arter
• 2 Vad består det av??
• 3 exempel
• 4 undantag
• 5 referenser

Vad är det för??

Detta förfarande är baserat på principen om Aufbau, som säger att i processen för integration av proton kärnan (en och en), när de kemiska elementen bildas elektroner också läggas till de atomorbitaler.

Detta innebär att när en atom eller jon befinner sig i sitt jordtillstånd upptar elektronerna de lediga utrymmena hos atomorbitalerna enligt deras energinivå.

Vid upptagning av orbitalerna placeras elektronerna först i nivåer som har lägre energi och är obebyggda och sedan placeras i högre energi.

Elektroniska konfigurationer av kemiska arter

På samma sätt används denna regel för att få en ganska exakt förståelse för de elementära kemiska arternas elektroniska konfigurationer. det vill säga de kemiska elementen när de är i deras grundläggande tillstånd.

Så, genom att förvärva en förståelse för de konfigurationer som elektroner presenterar inom atomer, kan man förstå egenskaperna hos kemiska element.

Att förvärva denna kunskap är grundläggande för avdrag eller förutsägelse av nämnda egenskaper. På samma sätt bidrar de uppgifter som tillhandahålls av denna procedur till att förklara orsaken till att det periodiska tabellen överensstämmer så bra med undersökningarna av elementen.

Vad består det av??

Även om denna regel endast gäller atomer som är i sitt grundläge, fungerar det ganska bra för elementen i det periodiska bordet.

Pauli-principen om utestängning följs, vilken säger att två elektroner som tillhör samma atom inte kan inneha de fyra lika kvantantal. Dessa fyra kvantnummer beskriver var och en av de elektroner som finns i atomen.

Således huvudkvanttal (n) definierar energinivån (eller skikt) i vilket elektron studerats och bankvanttal (ℓ) är associerad med rörelsemängdsmoment och orbital form detailing.

På samma sätt är det magnetiska kvanttalet (m_ℓ) uttrycker orienteringen av den orbitalen i rymden och kvantantalet av spinn (m_s) beskriver elektronens rotationsriktning kring sin egen axel.

Dessutom uttrycker Hundens regel att den elektroniska konfigurationen som uppvisar större stabilitet på en undernivå anses vara den som har fler spinn i parallella positioner.

Genom att lyda dessa principer bestämdes det att fördelningen av elektronerna överensstämmer med diagrammet som visas nedan:

I denna bild motsvarar värdena på n 1, 2, 3, 4 ... enligt energinivån; och värdena av 1 representeras av 0, 1, 2, 3 ..., vilka är ekvivalenta med s, p, d respektive f. Så, beror elektronernas tillstånd i orbitalerna på dessa kvantnummer.

exempel

Med hänsyn till beskrivningen av detta förfarande ges några exempel nedan för dess tillämpning.

För att få den elektroniska fördelningen av kalium (K) måste man först och främst känna till sitt atomnummer som är 19; det vill säga kaliumatomen har 19 protoner i sin kärna och 19 elektroner. Enligt diagrammet anges dess konfiguration som 1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s¹.

Konfigurationerna av polyelektroniska atomer (som har mer än en elektron i sin struktur) uttrycks också som konfigurationen av ädelgasen före atomen plus elektronerna som följer den.

Till exempel, i fallet med kalium uttrycks det också som [Ar] 4s¹, eftersom ädelgasen före kalium i det periodiska bordet är argon.

Ett annat exempel, men i detta fall är en övergångsmetall, är det för kvicksilver (Hg) som har 80 elektroner och 80 protoner i sin kärna (Z = 80). Enligt konstruktionsschemat är dess fullständiga elektroniska konfiguration:

1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰.

Som med kalium kan kvicksilverkonfigurationen uttryckas som [Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s², eftersom den ädelgas som föregår den i det periodiska bordet är xenon.

undantag

Regeln av diagonalerna är konstruerad för att endast appliceras på atomer som är i ett grundläggande tillstånd och med en elektrisk laddning som är lika med noll; det passar så bra med elementen i det periodiska bordet.

Det finns emellertid några undantag för vilka det finns viktiga avvikelser mellan den förmodade elektroniska distributionen och de experimentella resultaten..

Denna regel är baserad på fördelningen av elektroner i de undernivåer som skall lokaliseras lyda n + ℓ, vilket innebär att den kretsande har en storlek av n + ℓ liten fylld innan sådana som uppvisar större magnitud av denna parameter.

Som undantag presenteras elementen palladium, krom och koppar, av vilka elektroniska konfigurationer förutses som inte överensstämmer med det observerade.

Enligt denna regel måste palladium ha en elektronisk fördelning lika med [Kr] 5s²4d⁸, men experimenten gav en lika med [Kr] 4d¹⁰, vilket indikerar att den mest stabila konfigurationen av denna atom uppträder när subskiktet 4d är fullt; det vill säga har en lägre energi i detta fall.

På samma sätt borde kromatomen ha följande elektroniska fördelning: [Ar] 4s²3d⁴. Experimentellt erhölls emellertid att denna atom förvärvar konfigurationen [Ar] 4s¹3d⁵, vilket innebär att det lägre energiläget (mer stabilt) inträffar när båda dellager är delvis fulla.

referenser

1. Wikipedia. (N.D.). Aufbau-principen. Hämtad från en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemi, nionde upplagan. Mexiko: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (N.D.). Madelungs regeldefinition. Hämtad från thoughtco.com
4. LibreTexts. (N.D.). Aufbau Princip. Hämtad från chem.libretexts.org
5. Reger, D. L., Goode, S.R. och Ball, D.W. (2009). Kemi: Principer och övning. Hämtad från books.google.co.ve