الجدول الدوري ومخطط طاقة العنصر

إذا قمنا بتحليل التوزيع الإلكتروني لذرة معينة في مخطط الطاقة (أو مخطط Pauling) من الممكن "التنبؤ" بسؤالين يتعلقان بموقع عنصر هذه الذرة في الجدول دورية: الفترة والأسرة.

دعونا نفكر أولاً في الفترة:

على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك حالة أربعة عناصر من فترات مختلفة:

·كن (Z = 4): ترتيب هندسي التوزيع الإلكتروني للبريليوم هو: 1 ثانية² / 2س².

لاحظ أنه تم ملء مستويين ، لذا فإن البريليوم من 2º بالطبع الوقت.

·Na (Z = 11): الترتيب الهندسي للتوزيع الإلكتروني للصوديوم هو: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3س¹.

في هذه الحالة ، تم ملء 3 مستويات ، لذلك يأتي الصوديوم من 3º بالطبع الوقت.

·كما (Z = 33): الترتيب الهندسي للتوزيع الإلكتروني للزرنيخ هو: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية² 3 ص⁶ ثلاثي الأبعاد¹⁰ / 4 ثانية²4ص³.

تم ملء 4 مستويات ، وبالتالي فإن الزرنيخ من 4º بالطبع الوقت.

·I (Z = 53): الترتيب الهندسي للتوزيع الإلكتروني لليود هو: 1s² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية² 3 ص⁶ ثلاثي الأبعاد¹⁰ / 4 ثانية² 4 ص⁶ 4 د¹⁰ / 5 ثانية²5ص⁵.

تم شغل 5 مستويات ، لذا فإن اليود من 5º بالطبع الوقت.

الآن دعنا نفكر في كيفية اكتشاف عائلة العناصر:

شاهد كيف يحدث هذا في كل مجموعة من مجموعات العناصر المذكورة أعلاه:

·العناصر التمثيلية:

هذه العناصر هي تلك التي تنتمي إلى العائلات: 1 و 2 و 13 و 14 و 15 و 16 و 17 و 18. وتسمى أيضًا عناصر نموذجية أو مميزة وفي الجداول التي لم يتم تحديثها بعد ، فإنها تتوافق مع العناصر الموجودة في الأعمدة A (IA ، IIA ، IIIA ، IVA ، VA ، VIA ، VIIA ، VIII A).

عندما يكون الإلكترون الأكثر نشاطًا في المستوى الفرعي s أو p ، فسيكون عنصرًا تمثيليًا. علاوة على ذلك ، يوضح لنا مجموع الإلكترونات التي تم ملؤها في المستوى الخارجي ما هي عائلة كل منها.

انظر كيف يحدث هذا:

·الأسرة 1: تحتوي جميعها على إلكترون واحد في مستوى الطاقة الأخير.

أمثلة:

₁H: 1 ثانية¹ → على الرغم من أنه ليس معدنًا قلويًا ، إلا أن الهيدروجين يظهر في الجدول في الأسرة 1 لأنه يحتوي على إلكترون واحد في غلافه الأخير والوحيد.

₃قرأت: 1 ثانية² / 2 ثانية¹

₁₁في: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية¹

₁₉ك: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية² 3 ص⁶  / 4 ثانية¹

₃₇ظهير أيمن: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية² 3 ص⁶ ثلاثي الأبعاد¹⁰ / 4 ثانية² 4 ص⁶ / 5 ثانية¹

₅₅ج: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية² 3 ص⁶ ثلاثي الأبعاد¹⁰ / 4 ثانية² 4 ص⁶ 4 د¹⁰ / 5 ثانية² 5 ص⁶ / 6 s¹

₈₇الاب: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية² 3 ص⁶ ثلاثي الأبعاد¹⁰ / 4 ثانية² 4 ص⁶ 4 د¹⁰ 4f¹⁴ / 5 ثانية² 5 ص⁶ 5 د¹⁰ / 6 s² 6 ص⁶  / 7 ث¹

وبالتالي ، يمكننا أن نستنتج أن التكوين الإلكتروني لعناصر هذه المجموعة ينتهي بـ نحن¹ (ن = 1 إلى 7).

يساعدنا هذا في رؤية أنه يوجد بعد ذلك تعميم على المجموعات أو العائلات الأخرى:

·الأسرة 2: تحتوي جميعها على إلكترونين في المستوى الأخير وينتهي تكوين الإلكترون نحن².

·الأسرة 13: تحتوي جميعها على 3 إلكترونات في المستوى الأخير وينتهي تكوين الإلكترون نحن² np¹.

·الأسرة 14: تحتوي جميعها على 4 إلكترونات في المستوى الأخير وينتهي تكوين الإلكترون نحن² np².

·الأسرة 15: تحتوي جميعها على 5 إلكترونات في المستوى الأخير وينتهي تكوين الإلكترون نحن² np³.

·الأسرة 16: تحتوي جميعها على 6 إلكترونات في المستوى الأخير وينتهي تكوين الإلكترون نحن² np⁴.

·الأسرة 17: تحتوي جميعها على 7 إلكترونات في المستوى الأخير وينتهي تكوين الإلكترون نحن² np⁵.

•  عناصر الانتقال الخارجية:

عناصر الانتقال هي تلك الموجودة في العائلات من 3 إلى 12 ، وعناصر الانتقال الخارجية هي العناصر المكشوفة (الخارجية). في الجداول القديمة ، تشغل عناصر الانتقال الأعمدة B.

لديهم الإلكترون أكثر نشاطا على المستوى الفرعي د غير مكتمل. التكوين الإلكتروني الخاص بك ينتهي بـ نحن² (ن -1) د ^{(من 1 إلى 8)}.

شاهد مثالين ، إعداداتهما الآن في ترتيب الطاقة:

₂₈ني: 1 ثانية² 2 ثانية² 2 ص⁶ 3 ثانية² 3 ص⁶ 4 ثانية²ثلاثي الأبعاد⁸

₃₉ص: 1 ثانية² 2 ثانية² 2 ص⁶ 3 ثانية² 3 ص⁶  4 ثانية² ثلاثي الأبعاد¹⁰ 4 ص⁶ 5 ثانية²4 د¹

•  عناصر الانتقال الداخلي:

إنها عناصر تشغل المجموعة 3 من الجدول الدوري ، لكنها تظل داخلية ، ولرؤيتها ، نسحب خطًا يكرر الفترتين 6 و 7 أسفل الجدول. الفترة 6 تسمى سلسلة اللانثانيد ، والفترة 7 هي سلسلة الأكتينيد.

تحتوي عناصر الانتقال الداخلية على الإلكترون الأكثر نشاطًا للذرة في الحالة الأرضية في أ مستوى فرعي غير مكتمل و. التكوين الإلكتروني الخاص بك ينتهي بـ نحن² (ن - 2) و ^{(1 إلى 13)}.

مثال مع التكوين الإلكتروني بترتيب الطاقة:

₅₇لا: 1 ثانية² / 2 ثانية² 2 ص⁶ / 3 ثانية² 3 ص⁶ 4 ثانية² ثلاثي الأبعاد¹⁰ 4 ص⁶ 5 ثانية² 4 د¹⁰ 5 ص⁶6 s² 4f¹.

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tabela-periodica-diagrama-energia-dos-elementos.htm