Διάγραμμα περιοδικού πίνακα και ενέργειας στοιχείου

Εάν αναλύσουμε την ηλεκτρονική κατανομή ενός δεδομένου ατόμου στο ενεργειακό διάγραμμα (ή διάγραμμα του Pauling) είναι δυνατό να «προβλέψουμε» δύο ερωτήσεις σχετικά με τη θέση του στοιχείου αυτού του ατόμου στον Πίνακα Περιοδικός: την περίοδο και την οικογένεια.

Ας εξετάσουμε πρώτα την περίοδο:

Για παράδειγμα, εξετάστε την περίπτωση τεσσάρων στοιχείων από διαφορετικές περιόδους:

·Be (Z = 4): Α γεωμετρική σειρά της ηλεκτρονικής διανομής του βηρυλλίου είναι: 1s² / 2μικρό².

Δείτε ότι έχουν συμπληρωθεί 2 επίπεδα, έτσι το βηρύλλιο είναι από το 2º πορεία χρόνου.

·Na (Z = 11): Η γεωμετρική σειρά της ηλεκτρονικής διανομής νατρίου είναι: 1s² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3μικρό¹.

Σε αυτήν την περίπτωση, γεμίστηκαν 3 επίπεδα, οπότε το νάτριο προέρχεται από το 3º πορεία χρόνου.

·Ως (Z = 33): Η γεωμετρική σειρά της ηλεκτρονικής κατανομής του αρσενικού είναι: 1s² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ² 3ρ⁶ 3δ¹⁰ / 4 δευτ²4Π³.

Γεμίστηκαν 4 επίπεδα, οπότε το αρσενικό προέρχεται από το 4º πορεία χρόνου.

·I (Z = 53): Η γεωμετρική σειρά της ηλεκτρονικής κατανομής του ιωδίου είναι: 1s

² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ² 3ρ⁶ 3δ¹⁰ / 4 δευτ² 4ρ⁶ 4δ¹⁰ / 5 δευτ²5Π⁵.

Γεμίστηκαν 5 επίπεδα, έτσι το ιώδιο προέρχεται από το 5º πορεία χρόνου.

Τώρα ας εξετάσουμε πώς μπορούμε να ανακαλύψουμε την οικογένεια στοιχείων:

Δείτε πώς συμβαίνει αυτό σε καθεμία από τις ομάδες στοιχείων που αναφέρονται παραπάνω:

·Αντιπροσωπευτικά στοιχεία:

Αυτά τα στοιχεία είναι εκείνα που ανήκουν στις οικογένειες: 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 και 18. Ονομάζονται επίσης τυπικά ή χαρακτηριστικά στοιχεία και στους πίνακες που δεν έχουν ενημερωθεί αντιστοιχούν στα στοιχεία που βρίσκονται στις στήλες Α (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIII A).

Κάθε φορά που το πιο ενεργητικό ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε δευτερεύον επίπεδο s ή p, θα είναι ένα αντιπροσωπευτικό στοιχείο. Επιπλέον, το άθροισμα των ηλεκτρονίων που έχουν συμπληρωθεί στο εξώτατο επίπεδο μας δείχνει ποια είναι η αντίστοιχη οικογένειά τους.

Δείτε πώς συμβαίνει αυτό:

·Οικογένεια 1: Όλα έχουν 1 ηλεκτρόνιο στο τελευταίο επίπεδο ενέργειας.

Παραδείγματα:

₁Η: 1δ¹ → Παρά το γεγονός ότι δεν είναι αλκαλικό μέταλλο, το υδρογόνο εμφανίζεται στον πίνακα της οικογένειας 1 επειδή έχει 1 ηλεκτρόνιο στο τελευταίο και μόνο κέλυφος του.

₃Διάβασα: 1s² / 2 δευτ¹

₁₁Σε: 1s² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ¹

₁₉Κ: 1δ² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ² 3ρ⁶  / 4 δευτ¹

₃₇Rb: 1δ² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ² 3ρ⁶ 3δ¹⁰ / 4 δευτ² 4ρ⁶ / 5 δευτ¹

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)

₅₅Cs: 1s² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ² 3ρ⁶ 3δ¹⁰ / 4 δευτ² 4ρ⁶ 4δ¹⁰ / 5 δευτ² 5ρ⁶ / 6 δευτ¹

₈₇Παρ: 1δ² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ² 3ρ⁶ 3δ¹⁰ / 4 δευτ² 4ρ⁶ 4δ¹⁰ 4στ¹⁴ / 5 δευτ² 5ρ⁶ 5δ¹⁰ / 6 δευτ² 6ρ⁶  / 7 δευτ¹

Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ηλεκτρονική διαμόρφωση των στοιχείων αυτής της ομάδας τελειώνει μας¹ (n = 1 έως 7).

Αυτό μας βοηθά να δούμε ότι υπάρχει τότε μια γενίκευση σε άλλες ομάδες ή οικογένειες:

·Οικογένεια 2: Όλα έχουν 2 ηλεκτρόνια στο τελευταίο επίπεδο και η διαμόρφωση ηλεκτρονίων τελειώνει μας².

·Οικογένεια 13: Όλα έχουν 3 ηλεκτρόνια στο τελευταίο επίπεδο και η διαμόρφωση ηλεκτρονίων τελειώνει μας² np¹.

·Οικογένεια 14: Όλα έχουν 4 ηλεκτρόνια στο τελευταίο επίπεδο και η διαμόρφωση ηλεκτρονίων τελειώνει μας² np².

·Οικογένεια 15: Όλα έχουν 5 ηλεκτρόνια στο τελευταίο επίπεδο και η διαμόρφωση ηλεκτρονίων τελειώνει μας² np³.

·Οικογένεια 16: Όλα έχουν 6 ηλεκτρόνια στο τελευταίο επίπεδο και η διαμόρφωση ηλεκτρονίων τελειώνει μας² np⁴.

·Οικογένεια 17: Όλα έχουν 7 ηλεκτρόνια στο τελευταίο επίπεδο και η διαμόρφωση ηλεκτρονίων τελειώνει μας² np⁵.

•  Εξωτερικά στοιχεία μετάβασης:

Τα στοιχεία μετάβασης είναι εκείνα που βρίσκονται σε οικογένειες από 3 έως 12, και τα εξωτερικά στοιχεία μετάβασης είναι εκείνα που είναι εκτεθειμένα (εξωτερικά). Στους παλιούς πίνακες, τα στοιχεία μετάβασης καταλαμβάνουν τις στήλες Β.

Έχουν το ηλεκτρόνιο πιο ενεργητικός πάνω σε ημιτελές επίπεδο. Η ηλεκτρονική σας διαμόρφωση τελειώνει μας² (n-1) δ ^{(1 έως 8)}.

Δείτε δύο παραδείγματα, των οποίων οι ρυθμίσεις είναι τώρα σε ενεργειακή σειρά:

₂₈Νι: 1 δευτ² 2δ² 2ρ⁶ 3δ² 3ρ⁶ 4δ²3δ⁸

₃₉Υ: 1δ² 2δ² 2ρ⁶ 3δ² 3ρ⁶  4δ² 3δ¹⁰ 4ρ⁶ 5 δευτ²4δ¹

•  Στοιχεία εσωτερικής μετάβασης:

Είναι στοιχεία που καταλαμβάνουν την ομάδα 3 του Περιοδικού Πίνακα, αλλά παραμένουν εσωτερικά και, για να τα δούμε, τραβάμε μια γραμμή που επαναλαμβάνει τις περιόδους 6 και 7 κάτω από τον πίνακα. Η περίοδος 6 ονομάζεται σειρά λανθανίδης και η περίοδος 7 είναι η σειρά ακτινίδης.

Τα στοιχεία εσωτερικής μετάβασης έχουν το πιο ενεργητικό ηλεκτρόνιο του ατόμου στην κατάσταση του εδάφους σε ένα ημιτελές υποεπίπεδο f. Η ηλεκτρονική σας διαμόρφωση τελειώνει μας² (n - 2) στ ^{(1 έως 13)}.

Παράδειγμα με ηλεκτρονική διαμόρφωση με τάξη ισχύος:

₅₇Λα: 1δ² / 2 δευτ² 2ρ⁶ / 3 δευτ² 3ρ⁶ 4δ² 3δ¹⁰ 4ρ⁶ 5 δευτ² 4δ¹⁰ 5ρ⁶6δ² 4στ¹.

Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Διάγραμμα περιοδικού πίνακα και ενέργειας στοιχείου"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tabela-periodica-diagrama-energia-dos-elementos.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.