KÖŞEGEN KURALI: NE IÇIN VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Köşegenlerinin kural her yörünge ya da enerji seviyesi enerjisine göre, bir atom veya iyondan bir elektronik konfigürasyonu tarif sağlayan bir yapı ilkesidir. Bu anlamda, her atomun elektronik dağılımı benzersizdir ve kuantum sayıları ile verilir.

Bu sayılar, elektronların bulunma olasılığı en yüksek olan alanı (atomik orbitaller olarak adlandırılır) tanımlar ve ayrıca onları açıklar. Her bir kuantum numarası, atomik orbitallerin bir özelliği ile ilgilidir, bu da atomik sistemlerin özelliklerini, elektronlarının atom içindeki ve enerjilerindeki dizilişiyle anlamaya yardımcı olur.

Benzer şekilde, çaprazların kuralı (Madelung Kuralı olarak da bilinir), kimyasal türler içindeki davranışlarını doğru bir şekilde tanımlamak için elektronların doğasına uyan diğer ilkelere dayanır.

Bu ne için?

Bu prosedür, protonların çekirdeğe entegrasyon sürecinde (tek tek) kimyasal elementler oluşturulduğunda elektronların da atomik orbitallere eklendiğini belirten Aufbau ilkesine dayanmaktadır.

Bu, bir atom veya iyon temel durumunda olduğunda, elektronların enerji seviyelerine göre atomik orbitallerin mevcut boşluklarını işgal ettiği anlamına gelir.

Orbitalleri işgal ederek, elektronlar önce en düşük enerjiye sahip olan ve boş olan seviyelere yerleştirilir ve sonra en yüksek enerjiye sahip olanlarda bulunur.

Kimyasal türlerin elektronik konfigürasyonları

Benzer şekilde, bu kural, temel kimyasal türlerin elektronik konfigürasyonlarının oldukça doğru bir şekilde anlaşılması için kullanılır; yani kimyasal elementler, temel halindeyken.

Böylelikle, atomların içinde elektronların mevcut olduğu konfigürasyonların anlaşılmasıyla, kimyasal elementlerin özellikleri anlaşılabilir.

Bu bilgilerin edinilmesi, bu özelliklerin çıkarılması veya tahmin edilmesi için gereklidir. Benzer şekilde, bu prosedür tarafından sağlanan bilgiler, periyodik tablonun elementlerin araştırmalarıyla neden bu kadar uyumlu olduğunu açıklamaya yardımcı olur.

Köşegenlerin kuralı nedir?

Bu kural yalnızca temel halindeki atomlar için geçerli olsa da, periyodik tablonun unsurları için oldukça işe yarar.

Pauli dışlama ilkesine uyulur, bu da aynı atoma ait iki elektronun dört eşit kuantum sayısına sahip olamayacağını belirtir. Bu dört kuantum numarası, atomda bulunan elektronların her birini tanımlar.

Bu nedenle, temel kuantum sayısı (n), çalışılan elektronun bulunduğu enerji seviyesini (veya kabuğunu) tanımlar ve azimut kuantum sayısı (ang) açısal momentumla ilgilidir ve yörüngenin şeklini detaylandırır.

Benzer şekilde, manyetik kuantum sayısı (m _ℓ ) bu yörüngenin uzayda sahip olduğu yönelimi ifade eder ve spin kuantum sayısı (m _s ) elektronun kendi ekseni etrafında sunduğu dönme yönünü tanımlar.

Ayrıca, Hund kuralı, bir alt seviyede en yüksek kararlılığı sergileyen elektron konfigürasyonunun, paralel pozisyonlarda daha fazla dönüşe sahip olduğu kabul edildiğini ifade eder.

Bu ilkelere uyarak, elektron dağılımının aşağıda gösterilen diyagrama uygun olduğu belirlendi:

Bu görüntüde n'nin değerleri enerji seviyesine göre 1, 2, 3, 4… 'e karşılık gelir; ve ℓ değerleri sırasıyla as, p, d ve f'ye eşdeğer olan 0, 1, 2, 3… ile temsil edilir. Yani orbitallerdeki elektronların durumu bu kuantum sayılarına bağlıdır.

Örnekler

Bu prosedürün açıklaması dikkate alınarak, uygulanmasına ilişkin bazı örnekler aşağıda verilmiştir.

İlk olarak, potasyumun (K) elektronik dağılımını elde etmek için atom numarası bilinmelidir, yani 19; yani potasyum atomunun çekirdeğinde 19 proton ve 19 elektron vardır. Şemaya göre konfigürasyonu 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ^{1 olarak verilmiştir} .

Polielektronik atomların (yapılarında birden fazla elektron bulunan) konfigürasyonları da asal gazın atomdan önceki konfigürasyonu artı onu takip eden elektronlar olarak ifade edilir.

Örneğin potasyum durumunda 4s ¹ olarak da ifade edilir çünkü periyodik tablodaki potasyumdan önceki soy gaz argondur.

Başka bir örnek, ancak bu durumda bir geçiş metali, çekirdeğinde 80 elektron ve 80 proton bulunan (Z = 80) civa (Hg). İnşaat şemasına göre, tam elektronik konfigürasyonu:

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 .

Potasyumda olduğu gibi, cıvanın konfigürasyonu 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² olarak ifade edilebilir , çünkü periyodik tabloda ondan önce gelen asal gaz ksenondur.

İstisnalar

Köşegen kuralı, yalnızca temel bir durumda ve sıfıra eşit bir elektrik yükü olan atomlara uygulanacak şekilde tasarlanmıştır; yani, periyodik tablonun unsurlarına çok iyi bağlanmıştır.

Ancak, varsayılan elektronik dağıtım ile deneysel sonuçlar arasında önemli sapmaların olduğu bazı istisnalar vardır.

Bu kural, elektronların n + ℓ kuralına uyarak alt seviyelerde bulundukları zaman dağılımına dayanır; bu, küçük bir n + büyüklüğüne sahip orbitallerin, bu parametrenin daha büyük bir büyüklüğünü gösterenlerden önce doldurulduğu anlamına gelir.

İstisnalar olarak, gözlemlenenle uyuşmayan elektronik konfigürasyonları tahmin edilen paladyum, krom ve bakır elementleri sunulmuştur.

Bu kurala göre, paladyum 5s ² 4d ^8'e eşit bir elektronik dağılıma sahip olmalıdır , ancak deneyler 4d ^10'a eşit bir tane vermiştir , bu da bu atomun en kararlı konfigürasyonunun 4d alt kabuğu dolduğunda meydana geldiğini gösterir; yani, bu durumda daha düşük bir enerjiye sahiptir.

Benzer şekilde, krom atomunun aşağıdaki elektronik dağıtıma sahip olması gerekir: 4s ² 3d ⁴ . Bununla birlikte, deneysel olarak, bu atomun 4s ¹ 3d ⁵ konfigürasyonunu elde ettiği elde edildi; bu , her iki alt kabuk kısmen doldurulduğunda daha düşük enerji (daha kararlı) durumunun meydana geldiği anlamına gelir.

Referanslar

1. Vikipedi. (Sf). Aufbau ilkesi. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı
2. Chang, R. (2007). Kimya, Dokuzuncu baskı. Meksika: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (Sf). Madelung'un Kural Tanımı. Thinkco.com'dan alındı
4. LibreTexts. (Sf). Aufbau İlkesi. Chem.libretexts.org'dan kurtarıldı
5. Reger, DL, Goode, SR ve Ball, DW (2009). Kimya: İlkeler ve Uygulama. Books.google.co.ve’den alındı