Reguła przekątnych Co to jest, co składa się, przykłady

The reguła diagonalna jest zasadą konstrukcyjną, która pozwala opisać elektroniczną konfigurację atomu lub jonu, zgodnie z energią każdego poziomu orbitalnego lub energetycznego. W tym sensie dystrybucja elektroniczna każdego atomu jest unikalna i jest podawana przez liczby kwantowe.

Liczby te definiują przestrzeń, w której najprawdopodobniej znajdują się elektrony (zwane orbitale atomowe), a ponadto opisują je. Każda liczba kwantowa jest związana z właściwością orbitali atomowych, która pomaga zrozumieć charakterystykę układów atomowych dzięki rozmieszczeniu ich elektronów w atomie i ich energiach.

W ten sam sposób reguła diagonalna (znana również jako reguła Madelunga) opiera się na innych zasadach, które są zgodne z naturą elektronów, w celu prawidłowego opisania ich zachowania w obrębie związków chemicznych.

Indeks

• 1 Do czego służy??
  • 1.1 Konfiguracje elektroniczne związków chemicznych
• 2 Z czego się składa??
• 3 Przykłady
• 4 wyjątki
• 5 referencji

Po co to jest??

Procedura ta opiera się na zasadzie Aufbau, która stwierdza, że ​​w procesie integracji protonów z jądrem (jeden po drugim), gdy pierwiastki chemiczne są utworzone, elektrony są dodawane równomiernie do orbitali atomowych.

Oznacza to, że gdy atom lub jon znajduje się w swoim stanie podstawowym, elektrony zajmują dostępne przestrzenie orbitali atomowych zgodnie z ich poziomem energii.

Gdy zajmują orbitale, elektrony są umieszczane jako pierwsze na poziomach, które mają niższą energię i nie są zajęte, aby następnie znajdować się w wyższej energii.

Konfiguracje elektroniczne związków chemicznych

W ten sam sposób reguła ta jest używana do uzyskania dość dokładnego zrozumienia konfiguracji elektronicznych elementarnych związków chemicznych; to znaczy pierwiastki chemiczne, gdy są w swoim podstawowym stanie.

Dzięki zrozumieniu konfiguracji, które elektrony obecne są w atomach, można zrozumieć właściwości pierwiastków chemicznych.

Zdobycie tej wiedzy ma zasadnicze znaczenie dla odliczenia lub przewidywania wspomnianych właściwości. Podobnie informacje dostarczone przez tę procedurę pomagają wyjaśnić powód, dla którego układ okresowy tak dobrze zgadza się z badaniami elementów.

Z czego to się składa??

Chociaż ta reguła dotyczy tylko atomów znajdujących się w stanie podstawowym, działa ona całkiem dobrze w przypadku elementów układu okresowego.

Zasada wykluczenia Pauliego jest przestrzegana, która stwierdza, że ​​dwa elektrony należące do tego samego atomu nie są w stanie posiadać czterech równych liczb kwantowych. Te cztery liczby kwantowe opisują każdy z elektronów znajdujących się w atomie.

Zatem główna liczba kwantowa (n) określa poziom energii (lub warstwy), w którym znajduje się badany elektron, a azymutalna liczba kwantowa (ℓ) jest związana z momentem pędu i wyszczególnia kształt orbity.

Podobnie magnetyczna liczba kwantowa (m_ℓ) wyraża orientację tej orbity w przestrzeni i liczbę kwantową spinów (m_s) opisuje kierunek obrotu elektronu wokół własnej osi.

Ponadto zasada Hunda wyraża, że ​​konfiguracja elektroniczna, która wykazuje większą stabilność na poziomie niższym, jest uważana za taką, która ma więcej obrotów w równoległych pozycjach.

Przestrzegając tych zasad ustalono, że rozkład elektronów jest zgodny z poniższym diagramem:

Na tym obrazie wartości n odpowiadają 1, 2, 3, 4 ..., zgodnie z poziomem energii; a wartości ℓ są reprezentowane przez 0, 1, 2, 3 ..., które są równoważne odpowiednio s, p, d i f. Tak więc stan elektronów w orbitali zależy od tych liczb kwantowych.

Przykłady

Biorąc pod uwagę opis tej procedury, poniżej podano kilka przykładów jej zastosowania.

Po pierwsze, aby uzyskać elektroniczną dystrybucję potasu (K), należy znać jego liczbę atomową, która wynosi 19; to znaczy atom potasu ma 19 protonów w jądrze i 19 elektronów. Zgodnie ze schematem jego konfiguracja jest podana jako 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

Konfiguracje atomów polielektronicznych (które mają więcej niż jeden elektron w swojej strukturze) są również wyrażone jako konfiguracja gazu szlachetnego przed atomem plus elektrony, które następują po nim.

Na przykład w przypadku potasu jest on również wyrażany jako [Ar] 4s¹, ponieważ gaz szlachetny poprzedzający potas w układzie okresowym to argon.

Innym przykładem, ale w tym przypadku jest metal przejściowy, jest rtęć (Hg), która ma 80 elektronów i 80 protonów w jądrze (Z = 80). Zgodnie ze schematem budowy, jego pełna konfiguracja elektroniczna to:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰.

Podobnie jak w przypadku potasu, konfigurację rtęci można wyrazić jako [Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s², ponieważ gaz szlachetny, który poprzedza go w układzie okresowym, to ksenon.

Wyjątki

Reguła przekątnych jest przeznaczona do stosowania tylko do atomów, które są w stanie podstawowym i z ładunkiem elektrycznym równym zero; to znaczy bardzo dobrze pasuje do elementów układu okresowego.

Istnieją jednak pewne wyjątki, dla których istnieją istotne odchylenia między domniemaną dystrybucją elektroniczną a wynikami eksperymentalnymi..

Zasada ta opiera się na rozkładzie elektronów, które mają być zlokalizowane na podpoziomach przestrzegających reguły n + ℓ, co oznacza, że ​​orbitale o małej wielkości n + ℓ są wypełniane przed tymi, które wykazują większą wielkość tego parametru.

Jako wyjątki prezentowane są elementy pallad, chrom i miedź, z których przewiduje się konfiguracje elektroniczne, które nie zgadzają się z obserwowanymi.

Zgodnie z tą zasadą pallad musi mieć rozkład elektroniczny równy [Kr] 5s²4d⁸, ale eksperymenty dały wynik równy [Kr] 4d¹⁰, co wskazuje, że najbardziej stabilna konfiguracja tego atomu występuje, gdy podwarstwa 4d jest pełna; to znaczy, ma w tym przypadku niższą energię.

Podobnie atom chromu powinien mieć następujący rozkład elektroniczny: [Ar] 4s²3d⁴. Jednak eksperymentalnie uzyskano, że ten atom uzyskuje konfigurację [Ar] 4s¹3d⁵, co oznacza, że ​​niższy stan energii (bardziej stabilny) występuje, gdy obie podwarstwy są częściowo pełne.

Referencje

1. Wikipedia. (s.f.). Zasada Aufbau. Źródło z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemia, dziewiąta edycja. Meksyk: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (s.f.). Definicja reguły Madelunga. Pobrane z thinkco.com
4. LibreTexts. (s.f.). Zasada Aufbau. Źródło: chem.libretexts.org
5. Reger, D. L., Goode, S. R. i Ball, D. W. (2009). Chemia: zasady i praktyka. Pobrane z books.google.co.ve