PRAVIDLO UHLOPRIEČKY: NA ČO SLÚŽI A PRÍKLADY - CHÉMIA - 2025

Pravidlo uhlopriečok je princíp konštrukcie, ktorá umožňuje popisuje elektronickej konfigurácie atómu alebo iónu, v závislosti na energiu každej obežnej alebo energetickej úrovni. V tomto zmysle je elektronická distribúcia každého atómu jedinečná a je daná kvantovými číslami.

Tieto čísla definujú priestor, kde sa elektróny najpravdepodobnejšie nachádzajú (nazývajú sa atómové orbitaly), a tiež ich opisujú. Každé kvantové číslo súvisí s vlastnosťou atómových orbitálov, čo pomáha porozumieť charakteristikám atómových systémov usporiadaním ich elektrónov v atóme a v ich energiách.

Podobne pravidlo diagonálov (známe tiež ako Madelungovo pravidlo) je založené na iných princípoch, ktoré sa riadia povahou elektrónov, aby správne opísali svoje správanie v rámci chemických druhov.

Načo to je?

Tento postup je založený na Aufbauovom princípe, ktorý uvádza, že v procese integrácie protónov do jadra (jeden po druhom), keď sa tvoria chemické prvky, sa elektróny tiež pridávajú k atómovým orbitálom.

To znamená, že keď je atóm alebo ión v pôvodnom stave, elektróny zaberajú dostupné priestory atómových orbitálov podľa svojej energetickej úrovne.

Obsadením orbitálov sú elektróny najskôr umiestnené na úrovniach, ktoré majú najnižšiu energiu a sú neobsadené, a potom sú umiestnené na tých, ktoré majú najvyššiu energiu.

Elektronické konfigurácie chemických druhov

Podobne sa toto pravidlo používa na dosiahnutie pomerne presného pochopenia elektronických konfigurácií elementárnych chemických druhov; to znamená chemické prvky, keď sú vo svojom základnom stave.

Získaním pochopenia konfigurácií, ktoré elektróny nachádzajú v atómoch, je možné pochopiť vlastnosti chemických prvkov.

Získanie týchto poznatkov je nevyhnutné na odvodenie alebo predpovedanie týchto vlastností. Podobne informácie poskytnuté týmto postupom pomáhajú vysvetliť, prečo periodická tabuľka tak dobre súhlasí s vyšetrovaním prvkov.

Čo je pravidlo uhlopriečok?

Aj keď sa toto pravidlo vzťahuje iba na atómy v ich základnom stave, pre prvky periodickej tabuľky to funguje celkom dobre.

Princíp vylúčenia Pauliho je dodržiavaný, podľa ktorého dva elektróny, ktoré patria k rovnakému atómu, nemôžu mať štyri rovnaké kvantové čísla. Tieto štyri kvantové čísla opisujú každý z elektrónov nachádzajúcich sa v atóme.

Hlavné kvantové číslo (n) teda definuje energetickú hladinu (alebo škrupinu), v ktorej sa študovaný elektrón nachádza, a azimutálne kvantové číslo (ℓ) súvisí s hybnou silou a podrobne opisuje tvar orbitálu.

Podobne aj magnetické kvantové číslo (m _ℓ ) vyjadruje orientáciu, ktorú má tento orbitál v priestore, a spinové kvantové číslo (m _s ) opisuje smer rotácie, ktorú elektrón predstavuje okolo svojej vlastnej osi.

Ďalej Hundovo pravidlo vyjadruje, že elektrónová konfigurácia, ktorá vykazuje najvyššiu stabilitu v podúrovni, sa považuje za elektrónu, ktorá má viac otočení v paralelných pozíciách.

Dodržiavaním týchto princípov sa zistilo, že distribúcia elektrónov je v súlade s nasledujúcou schémou:

Na tomto obrázku hodnoty n zodpovedajú 1, 2, 3, 4 …, podľa úrovne energie; a hodnoty ℓ sú predstavované 0, 1, 2, 3 …, ktoré sú ekvivalentné ako, p, d a f. Takže stav elektrónov na obežných dráhach závisí od týchto kvantových čísel.

Príklady

Vzhľadom na opis tohto postupu sú uvedené niektoré príklady jeho uplatňovania.

Po prvé, na získanie elektronickej distribúcie draslíka (K) musí byť známe jeho atómové číslo, ktoré je 19; to znamená, že atóm draslíka má vo svojom jadre 19 protónov a 19 elektrónov. Podľa schémy je jeho konfigurácia uvedená ako 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ .

Konfigurácie polyelektronických atómov (ktoré majú vo svojej štruktúre viac ako jeden elektrón) sú vyjadrené aj ako konfigurácia vzácneho plynu pred atómom a elektrónov, ktoré ho nasledujú.

Napríklad v prípade draslíka sa vyjadruje aj ako 4s ¹ , pretože vzácnym plynom pred draslíkom v periodickej tabuľke je argón.

Iným príkladom, ale v tomto prípade je to prechodný kov, je to ortuť (Hg), ktorá má vo svojom jadre 80 elektrónov a 80 protónov (Z = 80). Podľa schémy výstavby je jej úplná elektronická konfigurácia:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5S ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ .

Rovnako ako s draslíkom, konfigurácie ortuti môže byť vyjadrená ako 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6S ² , pretože vzácny plyn, ktorá sa nachádza pred v periodickej tabuľke je xenon.

výnimky

Pravidlo uhlopriečky je určené na použitie iba na atómy, ktoré sú v zásaditom stave a elektrický náboj sa rovná nule; to znamená, že je veľmi dobre spojený s prvkami periodickej tabuľky.

Existujú však výnimky, pri ktorých existujú významné odchýlky medzi predpokladanou elektronickou distribúciou a experimentálnymi výsledkami.

Toto pravidlo je založené na distribúcii elektrónov, keď sú umiestnené v podúrovniach, ktoré sa riadia pravidlom n +,, čo znamená, že orbitaly, ktoré majú malú veľkosť n + ℓ, sú vyplnené pred tými, ktoré vykazujú väčšiu veľkosť tohto parametra.

Výnimočne sa uvádzajú prvky paládium, chróm a meď, u ktorých sa predpovedajú elektronické konfigurácie, ktoré nesúhlasia s tým, čo sa pozoruje.

Podľa tohto pravidla, paládium, musí mať elektronické rozdelenie rovná 5 s ² 4d ⁸ , ale experimenty sa získa jedna rovná 4d ¹⁰ , čo znamená, že väčšina konfigurácia stabilné tohto atómu dochádza, keď je 4d subshell je plná; to znamená, že v tomto prípade má nižšiu energiu.

Podobne by mal mať atóm chrómu nasledujúcu elektronickú distribúciu: 4s ² 3d ⁴ . Avšak, experimentálne bolo dosiahnuté toho, že tento atóm získava Konfigurácia 4S ¹ 3d ⁵ , čo znamená, že je stav nižšiu energiu (stabilnejšie) nastáva, keď sú obe čiastkové vrstvy čiastočne vyplnená.

Referencie

1. Wikipedia. (SF). Princíp Aufbau. Obnovené z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (SF). Madelungova definícia pravidla. Našiel sa z thinkco.com
4. LibreTexts. (SF). Princíp Aufbau. Získané z chem.libretexts.org
5. Reger, DL, Goode, SR a Ball, DW (2009). Chémia: Princípy a prax. Získané z kníh.google.co.ve