Diagonale regel

Wat is de diagonale regel?

De Diagonale regel Het is een constructieprincipe dat het mogelijk maakt om de elektronische configuratie van een atoom of ion te beschrijven, volgens de energie van elk orbitaal of energieniveau. In die zin is de elektronische verdeling van elk atoom uniek en wordt ze gegeven door kwantumnummers.

Deze cijfers definiëren de ruimte waar het waarschijnlijker is om elektronen te vinden (Atomic Orbitals genoemd) en beschrijven ze ook. Elk kwantumnummer heeft betrekking op een eigenschap van atomaire orbitalen, die helpt om de kenmerken van atomaire systemen te begrijpen door de beschikking van hun elektronen in het atoom en hun energieën.

Evenzo is de diagonale regel (ook bekend als de regel van Madelung) gebaseerd op andere principes die de aard van elektronen gehoorzamen, om hun gedrag in chemische soorten correct te beschrijven.

Waar is het voor De diagonale regel?

Deze procedure is gebaseerd op het AUFBAU -principe, dat stelt dat in het proces van integratie van de protonen in de kern (één voor één), wanneer chemische elementen worden gevormd, elektronen gelijk worden toegevoegd aan atomaire orbitalen.

Dit betekent dat, wanneer een atoom of ion zich in zijn fundamentele staat bevindt, elektronen volgens hun energieniveau de beschikbare ruimtes van atomaire orbitalen bezetten.

Bij het bezetten van de orbitalen bevinden de elektronen zich voor het eerst op de niveaus die minder energie hebben en zijn werkloos en bevinden zich vervolgens in de meeste energie.

Elektronische configuraties van chemische soorten

Op dezelfde manier wordt deze regel gebruikt om een ​​redelijk nauwkeurig begrip te verkrijgen in termen van elektronische configuraties van elementaire chemische soorten; dat wil zeggen chemische elementen wanneer ze zich in hun fundamentele staat bevinden.

Kan u van dienst zijn: neerslaan

Dus bij het verwerven van inzicht in de configuraties die worden gepresenteerd door elektronen in atomen, kunnen de eigenschappen van chemische elementen worden begrepen.

Het verwerven van deze kennis is essentieel voor de aftrek of voorspelling van deze eigenschappen. Evenzo helpt de informatie die door deze procedure wordt verstrekt, de reden uit te leggen waarom de periodieke tabel zo goed overeenkomt met het onderzoek van de elementen.

Uitleg

Hoewel deze regel alleen van toepassing is op atomen die zich in de fundamentele staat bevinden, werkt het vrij goed voor de elementen van het periodiek systeem.

Pauli's uitsluitingsprincipe wordt gehoorzaamd, waarin staat dat twee elektronen die tot hetzelfde atoom behoren niet in staat zijn om de vier gelijke kwantumaantallen te bezitten. Deze vier kwantumnummers beschrijven elk van de elektronen die in de atoom worden gevonden.

Aldus definieert het belangrijkste kwantumnummer (n) het energieniveau (of laag) waarin het bestudeerde elektron en het azimutale kwantumnummer (ℓ) gerelateerd is aan het hoekmomentum en beschrijft de vorm van het orbitaal.

Evenzo het magnetische kwantumnummer (m_ℓ) Drukt de oriëntatie uit die dit orbitaal heeft in het spin -kwantum- en kwantumnummer (m_S) Beschrijf de richtingaanwijzing die het elektron rond zijn eigen as presenteert.

Bovendien geeft de SIND -regel uit dat de elektronische configuratie die de grootste stabiliteit in een subniveau vertoont, wordt beschouwd als degene die de meeste spins heeft in parallelle posities.

Door deze principes te gehoorzamen, werd vastgesteld dat de verdeling van elektronen voldoet aan het hieronder getoonde diagram:

Kan u van dienst zijn: aromatische koolwaterstoffen: eigenschappen, voorbeelden, toepassingen

In deze afbeelding komen de waarden van N overeen met 1, 2, 3, 4 ..., volgens het energieniveau; en de ℓ waarden worden weergegeven door 0, 1, 2, 3 ..., die respectievelijk gelijk is aan S, P, D en F. Vervolgens hangt de status van elektronen in de orbitalen af ​​van deze kwantumaantallen.

Voorbeelden

Rekening houdend met de beschrijving van deze procedure, worden enkele voorbeelden gegeven voor toepassing.

Potassium

Ten eerste, om de elektronische verdeling van kalium (k) te verkrijgen, moet uw atoomnummer bekend zijn; dat wil zeggen, het kaliumatoom heeft 19 protonen in zijn kern en 19 elektronen. Volgens het diagram wordt de configuratie ervan gegeven als 1s²2s²2 p⁶3S²3P⁶4S¹.

Polielektronische atoomconfiguraties (die meer dan één elektron in hun structuur hebben) worden ook uitgedrukt als de configuratie van edelgas voorafgaand aan het atoom plus de elektronen die het volgen.

In het geval van kalium wordt het bijvoorbeeld ook uitgedrukt als [ar] 4s¹, Omdat edelgas vóór kalium in het periodieke tabel argon is.

Kwik

Een ander voorbeeld, maar in dit geval is het een overgangsmetaal, dat van Mercury (HG) met 80 elektronen en 80 protonen in zijn kern (Z = 80). Volgens het constructieschema is de volledige elektronische configuratie:

1s²2s²2 p⁶3S²3P⁶4S²3D¹⁰4P⁶5s²4d¹⁰5 p⁶6s²4F¹⁴5 D¹⁰.

Op dezelfde manier als bij kalium, kan kwikconfiguratie worden uitgedrukt als [xe] 4f¹⁴5 D¹⁰6s², Omdat het edelgas dat eraan voorafgaat in het periodiek systeem is de Xenon.

Het kan u van dienst zijn: Molaire fractie: hoe het wordt berekend, voorbeelden, oefeningen

Uitzonderingen

De diagonale regel is ontworpen om alleen te worden toegepast op atomen die zich in een fundamentele staat bevinden en met elektrische lading gelijk aan nul; dat wil zeggen, de elementen van het periodiek systeem zijn zeer goed bevestigd.

Er zijn echter enkele uitzonderingen waarvoor belangrijke afwijkingen worden gepresenteerd tussen de veronderstelde elektronische verdeling en de experimentele resultaten.

Deze regel is gebaseerd op de verdeling van elektronen wanneer ze zich in de subniveaus bevinden die de N + ℓ -regel gehoorzamen, wat impliceert dat de orbitalen met een grootte van N + ℓ klein worden gevuld vóór degenen die een grotere grootte van deze parameter manifesteren.

Als uitzonderingen worden het paladium-, chroom- en koperelementen gepresenteerd, waarvan elektronische configuraties worden voorspeld die niet eens zijn met wat wordt waargenomen.

Volgens deze regel moet het paladium een ​​elektronische verdeling hebben die gelijk is aan [KR] 5S²4d⁸, Maar de experimenten gooiden een gelijk aan [kr] 4d¹⁰, die aangeeft dat de meest stabiele configuratie van dit atoom optreedt wanneer de 4D -subcap vol is; dat wil zeggen, het heeft in dit geval een lagere energie.

Evenzo moet Chrome Atoom de volgende elektronische verdeling hebben: [AR] 4S²3D⁴. Experimenteel werd echter verkregen dat dit atoom de configuratie [AR] 4S verwerft¹3D⁵, wat impliceert dat de staat van kleine energie (stabieler) optreedt wanneer beide subcaps gedeeltelijk vol zijn.