Diagonal regel

Vad är den diagonala regeln?

De Diagonal regel Det är en konstruktionsprincip som gör det möjligt att beskriva den elektroniska konfigurationen av en atom eller jon, enligt energin i varje omlopps- eller energinivå. I detta avseende är den elektroniska fördelningen av varje atom unik och ges med kvantantal.

Dessa siffror definierar utrymmet där det är mer troligt att hitta elektroner (kallas atomiska orbitaler) och beskriver dem också. Varje kvantantal avser en egenskap hos atomiska orbitaler, vilket hjälper till att förstå egenskaperna hos atomsystem genom dispositionen av deras elektroner inom atomen och deras energier.

På liknande sätt är den diagonala regeln (även känd som Madelungs regel) baserad på andra principer som följer elektronens natur för att korrekt beskriva deras beteende inom kemiska arter.

Vad är det för Den diagonala regeln?

Denna procedur är baserad på Aufbau -principen, som säger att elektroner i processen med integration av protonerna till kärnan (en efter en), när kemiska element utgörs, läggs elektroner lika till atomiska orbitaler.

Detta innebär att när en atom eller jon är i sitt grundläggande tillstånd, upptar elektroner de tillgängliga utrymmena av atomorbitaler enligt deras energinivå.

När du ockuperar orbitalerna är elektronerna först belägna på de nivåer som har mindre energi och är arbetslösa och sedan ligger i mest energi.

Elektroniska konfigurationer av kemiska arter

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

Så när man får förståelse för konfigurationerna som presenteras av elektroner inom atomer kan egenskaperna hos kemiska element förstås.

Att förvärva denna kunskap är avgörande för avdrag eller förutsägelse av dessa egenskaper. På samma sätt hjälper informationen från denna procedur att förklara orsaken till att den periodiska tabellen överensstämmer så bra med utredningarna av elementen.

Förklaring

Även om denna regel endast gäller atomer som är i dess grundläggande tillstånd, fungerar den ganska bra för elementen i det periodiska tabellen.

Paulis uteslutningsprincip följs, som säger att två elektroner som tillhör samma atom inte kan ha de fyra lika stora kvantantalet. Dessa fyra kvantnummer beskriver var och en av de elektroner som finns i atomen.

Således definierar det huvudsakliga kvantantalet (n) energi (eller skikt) -nivån i vilken elektronen studerade och det azimutala kvantantalet (ℓ) är relaterat till vinkelmomentet och detaljerar den orbitalformen.

På samma sätt magnetiska kvantantalet (m_ℓ) Uttrycker den orientering som denna orbital har i spinnkvantumet och kvantantalet (m_s) Beskriv vändningsriktningen som elektronen presenterar runt sin egen axel.

Dessutom uttrycker Sind -regeln att den elektroniska konfigurationen som uppvisar den största stabiliteten i en sub -nivå anses vara den som har flest snurr i parallella positioner.

Genom att följa dessa principer fastställdes att fördelningen av elektroner uppfyller diagrammet som visas nedan:

I den här bilden motsvarar värdena på n 1, 2, 3, 4 ..., enligt energinivån; och ℓ -värdena representeras av 0, 1, 2, 3 ..., vilket är lika med S, P, D respektive F. Sedan beror tillståndet för elektroner i orbitalerna på dessa kvantantal.

Exempel

Med hänsyn till beskrivningen av denna procedur ges sedan några exempel för tillämpning.

Kalium

Först, för att erhålla den elektroniska fördelningen av kalium (K), måste ditt atomnummer vara känt; Det vill säga kaliumatomen har 19 protoner i sin kärna och 19 elektroner. Enligt diagrammet ges dess konfiguration som 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶4S¹.

Polielektroniska atomkonfigurationer (som har mer än en elektron i sin struktur) uttrycks också som konfigurationen av ädla gas före atomen plus elektronerna som följer den.

Till exempel uttrycks det också som [ar] 4s när det gäller kalium¹, Eftersom ädla gas före kalium i periodisk tabell är argon.

Kvicksilver

Ett annat exempel, men i detta fall är det en övergångsmetall, är den av kvicksilver (Hg) som har 80 elektroner och 80 protoner i kärnan (z = 80). Enligt konstruktionssystemet är dess kompletta elektroniska konfiguration:

1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶4S²3D¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5 p⁶6s²4f¹⁴5 D¹⁰.

På samma sätt som med kalium kan kvicksilverkonfiguration uttryckas som [xe] 4f¹⁴5 D¹⁰6s², Eftersom den ädla gasen som föregår den i periodiska tabellen är Xenon.

Undantag

Diagonalregeln är utformad för att endast appliceras på atomer som är i ett grundläggande tillstånd och med elektrisk laddning lika med noll; det vill säga elementen i den periodiska tabellen är anslutna mycket bra.

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

Denna regel är baserad på fördelningen av elektroner när de är belägna i undernivåerna som följer N + ℓ -regeln, vilket innebär att orbitalerna som har en storlek på N + ℓ små är fyllda före de som visar större storlek på denna parameter.

Som undantag presenteras paladium, krom- och kopparelement, varav elektroniska konfigurationer förutsägs som inte överensstämmer med vad som observeras.

Enligt denna regel måste Paladium ha en elektronisk distribution lika med [KR] 5s²4d⁸, Men experimenten kastade lika med [KR] 4D¹⁰, vilket indikerar att den mest stabila konfigurationen av denna atom inträffar när 4D -subcap är full; det vill säga det har en lägre energi i det här fallet.

På liknande sätt bör kromatom ha följande elektroniska distribution: [ar] 4s²3D⁴. Men experimentellt erhölls att denna atom förvärvar konfigurationen [ar] 4s¹3D⁵, vilket innebär att tillståndet för mindre energi (mer stabil) inträffar när båda underkapslarna är delvis fulla.