Rule of the Diagonals What It Serves, What It Consists, Examples

de diagonale regel is een constructieprincipe waarmee de elektronische configuratie van een atoom of ion kan worden beschreven, afhankelijk van de energie van elk orbitaal- of energieniveau. In deze zin is de elektronische distributie van elk atoom uniek en wordt gegeven door de kwantumnummers.

Deze getallen definiëren de ruimte waar elektronen zich het meest waarschijnlijk bevinden (atomaire orbitalen genoemd) en beschrijven ze bovendien. Elk kwantumnummer is gerelateerd aan een eigenschap van atomaire orbitalen, wat helpt om de karakteristieken van atomaire systemen te begrijpen door de rangschikking van hun elektronen in het atoom en in hun energieën.

Op dezelfde manier is de diagonale regel (ook bekend als de Madelung-regel) gebaseerd op andere principes die de aard van elektronen gehoorzamen, om het gedrag van deze binnen de chemische soort correct te beschrijven.

index

• 1 Waar wordt het voor gebruikt??
  • 1.1 Elektronische configuraties van chemische soorten
• 2 Waar bestaat het uit??
• 3 voorbeelden
• 4 uitzonderingen
• 5 Referenties

Waar is het voor??

Deze procedure is gebaseerd op het Aufbau-principe, dat stelt dat in het proces van het integreren van de protonen in de kern (één voor één), wanneer de chemische elementen zijn samengesteld, de elektronen gelijk aan de atoomorbitalen worden toegevoegd.

Dit betekent dat, wanneer een atoom of ion in zijn grondtoestand is, de elektronen de beschikbare ruimten van de atomaire orbitalen bezetten op basis van hun energieniveau.

Bij het bezetten van de orbitalen worden de elektronen eerst geplaatst in de niveaus die een lagere energie hebben en niet bezet zijn, om zich dan in de hogere energie te bevinden.

Elektronische configuraties van chemische soorten

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

Dus, door een goed begrip te krijgen van de configuraties dat elektronen aanwezig zijn in atomen, kan men de eigenschappen van chemische elementen begrijpen.

Het verkrijgen van deze kennis is fundamenteel voor het afleiden of voorspellen van deze eigenschappen. Op dezelfde manier helpt de informatie die deze procedure biedt om uit te leggen waarom het periodiek systeem zo goed overeenkomt met het onderzoek van de elementen.

Waar bestaat het uit??

Hoewel deze regel alleen van toepassing is op atomen die zich in hun grondtoestand bevinden, werkt het best goed voor de elementen van het periodiek systeem.

Het Pauli-principe van uitsluiting wordt nageleefd, wat stelt dat twee elektronen die tot hetzelfde atoom behoren niet in staat zijn om de vier gelijke kwantumnummers te bezitten. Deze vier kwantumgetallen beschrijven elk van de elektronen die zich in het atoom bevinden.

Het hoofdquantumgetal (n) definieert dus het niveau van energie (of laag) waarin het bestudeerde elektron zich bevindt en het azimutale kwantumgetal (ℓ) is gerelateerd aan het impulsmoment en detailleert de vorm van de orbitaal.

Evenzo is het magnetische kwantumgetal (m_ℓ) geeft de oriëntatie van die baan in de ruimte en het kwantumgetal van spin (m_s) beschrijft de draairichting van het elektron rond zijn eigen as.

Bovendien geeft de regel van Hund aan dat de elektronische configuratie die meer stabiliteit op een subniveau vertoont, wordt beschouwd als die met meer spins in parallelle posities.

Door deze principes te gehoorzamen, werd vastgesteld dat de verdeling van de elektronen overeenkomt met het diagram hieronder:

In deze afbeelding komen de waarden van n overeen met 1, 2, 3, 4 ..., afhankelijk van het energieniveau; en de waarden van ℓ worden weergegeven met 0, 1, 2, 3 ..., die gelijk zijn aan respectievelijk s, p, d en f. Dus de staat van de elektronen in de orbitalen hangt af van deze kwantumnummers.

Voorbeelden

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

In de eerste plaats, om de elektronische verdeling van kalium (K) te verkrijgen, moet men het atoomnummer weten dat 19 is; dat wil zeggen, het kaliumatoom heeft 19 protonen in zijn kern en 19 elektronen. Volgens het diagram wordt de configuratie als 1s gegeven²2s²2p⁶3S²3p⁶4s¹.

De configuraties van polyelektronische atomen (die meer dan één elektron in hun structuur hebben) worden ook uitgedrukt als de configuratie van het edelgas vóór het atoom plus de elektronen die het volgen.

In het geval van kalium wordt het bijvoorbeeld ook uitgedrukt als [Ar] 4s¹, omdat het edelgas voorafgaand aan kalium in het periodiek systeem argon is.

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

1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰.

Net zoals bij kalium kan de configuratie van kwik worden uitgedrukt als [Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s², omdat het edelgas dat eraan voorafgaat in het periodiek systeem xenon is.

uitzonderingen

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

Er zijn echter enkele uitzonderingen waarvoor er belangrijke verschillen zijn tussen de veronderstelde elektronische distributie en de experimentele resultaten..

Deze regel is gebaseerd op de verdeling van de elektronen die moeten worden gelokaliseerd in de subniveaus die aan de regel n + ℓ voldoen, wat betekent dat orbitalen met een kleine n + ℓ-grootte worden gevuld vóór die die een grotere magnitude van deze parameter vertonen.

Als uitzonderingen worden de elementen palladium, chroom en koper gepresenteerd, waarvan elektronische configuraties worden voorspeld die niet overeenstemmen met de waargenomen.

Volgens deze regel moet palladium een ​​elektronische verdeling hebben gelijk aan [Kr] 5s²4d⁸, maar de experimenten leverden een gelijke op van [Kr] 4d¹⁰, wat aangeeft dat de meest stabiele configuratie van dit atoom optreedt wanneer de sublaag 4d vol is; dat wil zeggen, heeft in dit geval een lagere energie.

Evenzo moet het chroomatoom de volgende elektronische verdeling hebben: [Ar] 4s²3d⁴. Experimenteel werd echter verkregen dat dit atoom de configuratie [Ar] 4s verwerft¹3d⁵, wat impliceert dat de lagere energietoestand (stabieler) optreedt wanneer beide sublagen gedeeltelijk vol zijn.

referenties

1. Wikipedia. (N.D.). Aufbau-principe. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemie, negende editie. Mexico: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (N.D.). Madelung's Regel Definitie. Opgehaald van thoughtco.com
4. LibreTexts. (N.D.). Aufbau-principe. Opgehaald in chem.libretexts.org
5. Reger, D.L., Goode, S.R. en Ball, D.W. (2009). Chemie: principes en praktijk. Opgehaald uit books.google.co.ve