กฎของเส้นทแยงมุมสิ่งที่ให้บริการสิ่งที่ประกอบด้วยตัวอย่าง

 กฎเส้นทแยงมุม เป็นหลักการก่อสร้างที่อนุญาตให้อธิบายการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมหรือไอออนตามพลังงานของแต่ละวงหรือระดับพลังงาน ในแง่นี้การกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์ของแต่ละอะตอมนั้นไม่เหมือนกันและกำหนดโดยตัวเลขควอนตัม.

ตัวเลขเหล่านี้กำหนดพื้นที่ที่อิเล็กตรอนน่าจะอยู่มากที่สุด (เรียกว่าอะตอมของวงโคจร) และอธิบายเพิ่มเติม แต่ละหมายเลขควอนตัมเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของอะตอมหรือวงโคจรซึ่งช่วยให้เข้าใจลักษณะของระบบปรมาณูโดยการจัดเรียงอิเล็กตรอนภายในอะตอมและพลังงาน.

ในทำนองเดียวกันกฎของเส้นทแยงมุม (หรือที่รู้จักกันในชื่อกฎของมาเดลัง) นั้นมีพื้นฐานมาจากหลักการอื่น ๆ ที่เชื่อฟังธรรมชาติของอิเล็กตรอนเพื่ออธิบายพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ในสายพันธุ์เคมีได้อย่างถูกต้อง.

ดัชนี

• 1 มันใช้ทำอะไร?
  • 1.1 การกำหนดรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ของสายพันธุ์เคมี
• 2 ประกอบด้วยอะไร?
• 3 ตัวอย่าง
• 4 ข้อยกเว้น
• 5 อ้างอิง

มีไว้เพื่ออะไร??

ขั้นตอนนี้อยู่บนพื้นฐานของหลักการ Aufbau ซึ่งระบุว่าในกระบวนการของการรวมโปรตอนกับนิวเคลียส (หนึ่งต่อหนึ่ง) เมื่อองค์ประกอบทางเคมีถูกสร้างขึ้นอิเล็กตรอนจะถูกเพิ่มเข้าไปในวงโคจรของอะตอมอย่างเท่าเทียมกัน.

ซึ่งหมายความว่าเมื่ออะตอมหรือไอออนอยู่ในสภาพพื้นดินอิเล็กตรอนจะใช้พื้นที่ว่างของ orbitals อะตอมตามระดับพลังงาน.

เมื่อครอบครองวงโคจรอิเล็กตรอนจะถูกวางไว้ก่อนในระดับที่มีพลังงานต่ำกว่าและไม่ว่างเพื่อที่จะอยู่ในพลังงานที่สูงขึ้น.

โครงแบบทางเคมีของสารเคมี

ในทำนองเดียวกันกฎนี้ใช้เพื่อให้ได้ความเข้าใจที่ถูกต้องอย่างเป็นธรรมเกี่ยวกับการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของสปีชีส์เคมีเบื้องต้น นั่นคือองค์ประกอบทางเคมีเมื่อพวกเขาอยู่ในสถานะพื้นฐานของพวกเขา.

ดังนั้นโดยการได้รับความเข้าใจในการกำหนดค่าที่อิเล็กตรอนอยู่ภายในอะตอมเราสามารถเข้าใจคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมี.

การรับความรู้นี้เป็นพื้นฐานสำหรับการหักหรือการทำนายคุณสมบัติดังกล่าว ข้อมูลที่ได้จากขั้นตอนนี้จะช่วยอธิบายสาเหตุที่ตารางธาตุเห็นด้วยเช่นกันกับการตรวจสอบองค์ประกอบ.

มันประกอบด้วยอะไร??

แม้ว่ากฎนี้จะใช้กับอะตอมที่อยู่ในสภาพพื้นดินเท่านั้น แต่ก็ใช้งานได้ดีสำหรับองค์ประกอบของตารางธาตุ.

หลักการการยกเว้นของ Pauli นั้นเป็นไปตามการเชื่อฟังซึ่งระบุว่าอิเล็กตรอนสองตัวที่อยู่ในอะตอมเดียวกันนั้นไม่สามารถมีตัวเลขควอนตัมสี่ตัวที่เหมือนกันได้ ตัวเลขควอนตัมสี่ตัวนี้อธิบายอิเล็กตรอนแต่ละตัวที่อยู่ในอะตอม.

ดังนั้นหมายเลขควอนตัมหลัก (n) กำหนดระดับพลังงาน (หรือชั้น) ซึ่งอิเล็กตรอนศึกษาอยู่และจำนวนควอนตัม azimuthal (ℓ) เกี่ยวข้องกับโมเมนตัมเชิงมุมและรายละเอียดรูปร่างของวงโคจร.

จำนวนควอนตัมแม่เหล็ก (m_ℓ) แสดงทิศทางของการโคจรในอวกาศและจำนวนควอนตัมของการหมุน (m_s) อธิบายทิศทางการหมุนของอิเล็กตรอนรอบแกนของมัน.

นอกจากนี้กฎของ Hund เป็นการแสดงออกถึงการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แสดงความมั่นคงมากขึ้นในระดับย่อยถือว่าเป็นสิ่งที่มีการหมุนมากขึ้นในตำแหน่งคู่ขนาน.

ด้วยการเชื่อฟังหลักการเหล่านี้มันจึงถูกตัดสินว่าการกระจายตัวของอิเล็กตรอนเป็นไปตามแผนภาพที่แสดงด้านล่าง:

ในภาพนี้ค่าของ n สอดคล้องกับ 1, 2, 3, 4 ... ตามระดับพลังงาน และค่าของℓแสดงด้วย 0, 1, 2, 3 ... ซึ่งเทียบเท่ากับ s, p, d และ f ตามลำดับ ดังนั้นสถานะของอิเล็กตรอนในวงโคจรจึงขึ้นอยู่กับจำนวนควอนตัมเหล่านี้.

ตัวอย่าง

เมื่อพิจารณาถึงรายละเอียดของขั้นตอนนี้บางตัวอย่างได้รับด้านล่างสำหรับการสมัคร.

ในสถานที่แรกที่จะได้รับการกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์ของโพแทสเซียม (K) หนึ่งจะต้องรู้ว่าเลขอะตอมของมันคือ 19; นั่นคือโพแทสเซียมอะตอมมี 19 โปรตอนในนิวเคลียสและ 19 อิเล็กตรอน ตามแผนภาพการกำหนดค่าจะถูกกำหนดเป็น 1 วินาที²2s²2p⁶3S²3p⁶4s¹.

การกำหนดค่าของอะตอมโพลีอิเล็กทรอนิก (ซึ่งมีมากกว่าหนึ่งอิเล็กตรอนในโครงสร้างของพวกเขา) จะแสดงเป็นองค์ประกอบของก๊าซมีตระกูลก่อนที่อะตอมบวกกับอิเล็กตรอนที่ติดตาม.

ตัวอย่างเช่นในกรณีของโพแทสเซียมมันก็แสดงเป็น [Ar] 4s¹, เพราะก๊าซมีตระกูลก่อนหน้าโพแทสเซียมในตารางธาตุนั้นมีอาร์กอน.

อีกตัวอย่างหนึ่ง แต่ในกรณีนี้คือโลหะทรานซิชันคือของปรอท (Hg) ที่มี 80 อิเล็กตรอนและ 80 โปรตอนในนิวเคลียส (Z = 80) ตามรูปแบบการก่อสร้างการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์คือ:

1s²2s²2p⁶3S²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5S²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰.

เช่นเดียวกับโพแทสเซียมองค์ประกอบของปรอทสามารถแสดงเป็น [Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s², เพราะก๊าซมีตระกูลที่นำหน้ามันในตารางธาตุคือซีนอน.

ข้อยกเว้น

กฎของเส้นทแยงมุมถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับอะตอมที่อยู่ในสถานะพื้นฐานและมีประจุไฟฟ้าเท่ากับศูนย์ นั่นคือมันพอดีกับองค์ประกอบของตารางธาตุ.

อย่างไรก็ตามมีข้อยกเว้นบางประการซึ่งมีความคลาดเคลื่อนที่สำคัญระหว่างการแจกแจงแบบอิเล็กทรอนิกส์และผลการทดลอง.

กฎนี้ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของอิเล็กตรอนที่จะอยู่ในระดับย่อยตามกฎ n + ℓซึ่งหมายถึง orbitals ที่มีขนาด n + ℓขนาดเล็กเต็มก่อนที่จะปรากฏขนาดของพารามิเตอร์นี้มากขึ้น.

เป็นข้อยกเว้นองค์ประกอบแพลเลเดียมโครเมียมและทองแดงจะถูกนำเสนอซึ่งการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์คาดว่าจะไม่เห็นด้วยกับการสังเกต.

ตามกฎนี้แพลเลเดียมต้องมีการแจกแจงแบบอิเล็กทรอนิกส์เท่ากับ [Kr] 5s²4d⁸, แต่การทดลองให้ผลเท่ากับ [Kr] 4d¹⁰, ซึ่งบ่งชี้ว่าการกำหนดค่าที่เสถียรที่สุดของอะตอมนี้เกิดขึ้นเมื่อชั้นย่อย 4d เต็ม นั่นคือมีพลังงานต่ำกว่าในกรณีนี้.

ในทำนองเดียวกันอะตอมของโครเมียมควรมีการแจกแจงแบบอิเล็กทรอนิกส์ดังต่อไปนี้: [Ar] 4s²3d⁴. อย่างไรก็ตามจากการทดลองพบว่าอะตอมนี้ได้รับการกำหนดค่า [Ar] 4s¹3d⁵, ซึ่งบ่งบอกว่าสถานะพลังงานที่ต่ำกว่า (มีเสถียรภาพมากขึ้น) เกิดขึ้นเมื่อ sublayers ทั้งสองเต็มบางส่วน.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย ( N.d. ) หลักการ Aufbau สืบค้นจาก en.wikipedia.org
2. ช้างอาร์ (2550) เคมีรุ่นที่เก้า เม็กซิโก: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo ( N.d. ) นิยามกฎของมาเดลัง ดึงมาจาก thinkco.com
4. LibreTexts ( N.d. ) หลักการ Aufbau สืบค้นจาก chem.libretexts.org
5. Reger, D. L. , Goode, S. R. และ Ball, D. W. (2009) เคมี: หลักการและการปฏิบัติ ดึงมาจาก books.google.co.th