Pesuallas- tai enimmäismäärä

Selitämme, mikä Hund -sääntö tai maksimaalisen monimuotoisuuden periaate on, vaiheet sen soveltamiseksi ja useita esimerkkejä

Mikä on pesuallas sääntö?

Se Aukko, Kutsutaan myös spinin enimmäismääräksi, se on empiirinen sääntö, jota käytetään kemiallisten elementtien absoluuttisen elektronisen kokoonpanon kirjoittamiseen, kun ne ovat niiden perustilassa. Eli se on sääntö, joka auttaa ennustamaan, kuinka elektronit jakautuvat atomin atomien kiertoradalle, joka on rento tai sen alimmalla energiatasolla.

Allas -sääntö sanoo:

"... Atomilla, joka on sen perustilassa, saman energiatason elektronit jaetaan siten, että rinnakkaispiikillä on mahdollisimman paljon".

Tämä sääntö vastaa yhtä kvanttimekaniikan ja nykyisen atomiteorian perusperiaatteita. On erittäin hyödyllistä ymmärtää joitain eri elementtien ominaisuuksia, etenkin niiden magneettisia ominaisuuksia. Tämä johtuu siitä, että magneetit houkuttelevat tai hylkäävät atomeja, koska ne ovat kadonneet elektroneja rakenteessaan.

Mistä pesuallas tai maksimaalinen monimuotoisuus tulee?

Atomispektrit

Tämä periaate ilmoitti ensin saksalaisen fyysikon Friedrich Hundin vuonna 1927. Allas tutki atomien absorptiospektriä, jotka mahdollistavat kokeellisesti mitata elektronien absorboivia energiaa, kun ne altistetaan riittävän aallonpituuden sähkömagneettiselle säteilylle. Kokeelliset havainnot voitiin selittää vain, jos atomilla olisi mahdollisimman paljon elektroneja samalla spinillä.

Puuttuvat elektronit

Atomispektrien lisäksi on olemassa muita kokeellisia havaintoja, jotka vahvistavat elektroniset kokoonpanot, jotka ennustetaan soveltamalla Hund -sääntöä. Tärkein koostuu atomien magneettisten ominaisuuksien kokeellisista mittauksista, jotka sallivat määrittää, kuinka monella puuttuvalla elektronilla on atomi.

Puuttuvat elektronit ovat niitä, jotka ovat yksin kiertoradalla, ilman heidän vastakkaista spin -paria.

Vaiheet pesuallas -säännön soveltamiseksi

Allas -sääntö sovelletaan, kun kirjoitamme atomin sähköisen kokoonpanon sen perustilassa. Tämä tarkoittaa, että se on täydentävä sääntö muille sääntöille, kuten Aufbaun periaate tai rakennusperiaate (kutsutaan myös sadesääntöksi) ja Paulin syrjäytymisen periaate.

Koskee vain niitä tapauksia, joissa haluamme.

Lisäksi on järkevää soveltaa sitä Valencia -kerrokseen, toisin sanoen epätäydellisen energian taso (siinä ei ole kaikkia siihen sopivia elektroneja). Muutoin kaikki elektronit pariksi noudatetaan Paulin poissulkemisperiaatteen noudattamiseksi.

Tämän säännön soveltaminen koostuu seuraavista vaiheista:

• Vaihe 1: Piirrä vaakasuora viiva tai pieni suorakulmio jokaiselle ala -tason kiertoradalle.
• Vaihe 2: Aseta ensimmäinen elektroni ensimmäiseen kiertoradalle, kun kehrät osoittavat ylöspäin.
• Vaihe 3: Aseta seuraava elektroni seuraavaan kiertoradalle, osoittaen myös.
• Vaihe 4: Jatka näin, kunnes elektronit ovat ohi tai tyhjiä kiertoratoja ei ole enää.
• Vaihe 5: Jos asetetaan elektronia jokaiseen kiertoradalle, jaetaan edelleen elektroneja, toista vaiheet 2-4, mutta asetetaan elektronit heidän spin -osoittamalla alaspäin.

Analysoidaan pari esimerkkiä ymmärtääksesi, miten nämä vaiheet sovelletaan.

Esimerkki 1: Typen elektroninen kokoonpano

Typpi on elementin numero 7, joten sen ytimen ympärillä on yhteensä 7 elektronia. Nämä elektronit jakautuvat seuraavasti sadesäännön noudattamisen jälkeen:

1s²  2s²  2 p³

Kuten voimme nähdä, typen valenssikerros vastaa energian tasoa (nimeltään kerroksen l), jossa 8 elektronia sopii. Typpellä on kuitenkin vain 5 Valencia -elektronia.

Kiertoradalla s Vain 2 elektronia sopii, joten 2S -kiertoradalla on täysin täynnä eikä ole mitään järkeä soveltaa tämän kiertoradan pesuallas -sääntöä.

Toisaalta 2P -ala -taso, joka sisältää 3 kiertorataa, ei ole täynnä. Mutta miten nämä 3 elektronia jakautuvat näihin kolmella kiertoradalla? Ne jaetaan alla esitettyjen pesuallassäännän vaiheita:

Vaihe 1: Piirrä vaakasuora viiva tai pieni suorakulmio jokaiselle ala -tason kiertoradalle.

Koska 2P: n ala -taso, 2P on kolme kiertorataa_x, 2 p_ja ja 2p_{z -z}. Joten meidän on vedettävä kolme vaakasuoraa raidaa tai kolme laatikkoa tai suorakulmioita:

Jokainen näistä raidoista tai laatikoista edustaa kiertorata, kuten nimi on nimeä.

Vaihe 2: Aseta ensimmäinen elektroni ensimmäiseen kiertoradalle, kun kehrät osoittavat ylöspäin.

Asetamme ensimmäisen elektronin 2p -kiertoradalle_x koska tämä on luettelon ensimmäinen kiertorata.

Vaihe 3: Aseta seuraava elektroni seuraavaan kiertoradalle, osoittaen myös.

Toinen elektroni sijaitsee 2P: n kiertoradalla_ja

Vaihe 4: Jatka näin, kunnes elektronit ovat ohi tai tyhjiä kiertoratoja ei ole enää.

Meidän tapauksessamme meidän on vain jaettava 3 elektronia, joten meidän on vain sijoitettava viimeinen elektroni viimeiseen kiertoradalle ja voila:

Kuten voidaan nähdä, maksimaalisen monimuotoisuuden tai pesuallas -säännön periaate ennustaa, että atomitypeen on oltava 3 puuttuvaa elektronia.

Tässä tapauksessa ei ollut tarpeen soveltaa vaihetta 5, koska vaiheen 4 jälkeen jäimme ilman elektroneja jakamaan.

Esimerkki 2: Rautaelektroninen kokoonpano

Rauta on elementti 26 ja sen elektroninen kokoonpano on:

1s²  2s²  2 p⁶ 3s²  3P⁶  3D⁶  4S²

Tässä tapauksessa voimme huomata, että korkein energiatasolla oleva kiertoradalla on 4S, mutta koska se on siirtymämetalli, raudassa on osittain täynnä kiertorataa D. Tämä on kiertorata, jonka elektronit jaamme Hundin säännön noudattamisen.

Vaihe 1: Piirrä vaakasuora viiva tai pieni suorakulmio jokaiselle ala -tason kiertoradalle.

Täytämme 3D -alatason, joka sisältää 5 kiertorataa:

Vaihe 2: Aseta ensimmäinen elektroni ensimmäiseen kiertoradalle, kun kehrät osoittavat ylöspäin.

Vaiheet 3: Aseta seuraava elektroni seuraavaan kiertorauhaan, osoittaen myös.

Vaihe 4: Jatka näin, kunnes elektronit ovat ohi tai tyhjiä kiertoratoja ei ole enää.

Vaihe 5: Jos asetetaan elektronia jokaiseen kiertoradalle, jaetaan edelleen elektroneja, toista vaiheet 2-4, mutta asetetaan elektronit heidän spin -osoittamalla alaspäin.

Koska meillä on edelleen elektroni, joka jaetaan sen jälkeen, kun se on asetettu elektronin jokaiseen 3D -kiertoradalle, viimeinen 6 elektronista asetetaan vastakkaisella spinillä ensimmäisessä kiertoradalla.

Tämä on rautatomin absoluuttinen kokoonpano sen perustilassa. Samassa raudassa on 4 puuttuvaa elektronia rinnakkaisilla piikillä.

Viitteet

1. Ilman vastausta kysymyksiin enimmäismäärästä tai pesuallas -sääntöstä: mitä pitäisi tehdä (2020). Otettu fysiikasta jaquimica.com.
2. Allas - kemia (2021). Otettu CostProjecista.org.
3. Sindin enimmäismäärä (2020). Prinsiodista.com.
4. Allas -sääntö | Kemian opas (2012). Kemiasta.Laguia2000.com.