Midterm questions 2022 - 2023(5)(diff) Flashcards
Η ομαδα 6Β του περιοδικου πινακα περιλαμβανει τα στοιχεια χρώμιο, μολυβδαίνιο, βολφραίμιο και σιμπόργκιο. Η ηλεκτρονιακη διαμορφωση του ατομου του χρωμιου και η αντιστοιχη του μολυβδαινιου αποτελουν εξαιρεση του κανονα, ενω αυτη του ατομου του βολφραιμιου οχι. Γραψτε τις πληρεις ηλεκτρονιακες διαμορφωσεις των τριων ατομων και εξηγηστε αναλυτικα με τους καταλληλους ορους την παρατηρουμενη ταση μεταξυ των τριων ατομων της ιδιας ομαδας. Καντε μια προβλεψη για το τεταρτο μελος της ομαδας, το σιμποργκιο. Αποτελεί ή όχι εξαιρεση? Εξηγήστε αναλυτικά.
(Η ηλεκτρονική διαμόρφωση βασίζεται στην αρχή Aufbau)
Εξαιρέσεις: ένα εντελώς πλήρες ή μισό πλήρες τροχιακό είναι πιο σταθερό από ένα μερικώς γεμάτο. Αυτό λόγω της συμμετρικής κατανομής e- καθώς και του ότι ο αριθμος των ανταλλαγών ενέργειας σε αυτά είναι μέγιστος. (μετατόπιση ηλεκτρονίων από το ένα τροχιακό στο άλλο μέσα στο ίδιο υποκέλυφος-ανταλλαγη- σταθερότητας)
Τα πλήρως γεμάτα υποκελύφη είναι s2,p6,d10,f14
και τα μισογεμάτα υποκελύφη είναι s1,p3,d5,f7
Cr: To τροχιακό 4s είναι πλήρως γεμάτο ενώ το 3d μερικώς, πρέπει ν είναι είτε μισογεμάτο (ή) πλήρως γεμάτο για σταθερότητα. Η επίτευξη ενός μισογεμάτου d τροχιακού είναι ευνοϊκη, επομένως (e- δυνάμεις απώθησης) ένα e- από το 4s διεγείρεται και ανεβαίνει στο 3d υποκελυφος.
Η προβλεπόμενη ηλεκτρονιακή διαμόρφωση θα ήταν: 1s22s22p63s23p63d44s2
Η σταθερή όμως είναι η εξής:1s22s22p63s23p63d54s1
- και τα δύο μισό γεμάτα - σταθ -
e- διαμόρφωση μολυβδαινίου:
[Kr]4d5 5s1, αντί για [Kr]5s2 4d4
επειδή ένα μισογεμάτο 4d τροχιακό και ένα μισό γεμάτο 5s είναι σταθερότερο από το 4d με τέσσερα e- και ένα πλήρες 5s τροχιακό.
[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴, υπάρχει μεγαλύτερη διαφορά ενέργειας μεταξύ 6s και 5d τροχιακών του W παρά μεταξύ 4s και 3d τροχιακών όπως στο Cr. Η απώθηση μεταξύ ηλεκτρονίων στη δομή5d46s2 είναι μεγαλύτερη από την απώθηση στη δομή 5d56s1που μπορεί να ωθήσει το ηλεκτρόνιο για να παράγει τη χαμηλότερη ενεργειακή δομή.
[Rn] 5f14 6d4 7s2 (γραψε ουλλο), δεν αποτελει εξαιρεση για τους ιδιους λογους, μεγαλυτερη διαφορα ενεργειας.
other exceptions
6 και 11 στήλες
-»>Το βανάδιο, το νιόβιο και το ταντάλιο βρίσκονται στην ίδια ομάδα του περιοδικού πίνακα. Η ηλεκτρονιακή διαμόρφωση του ατόμου του βαναδίου και η αντίστοιχη του ατόμου του τανταλίου είναι αναμενόμενες, ενώ αυτή του ατόμου του νιοβίου όχι, καθώς παρατηρείται μετάβαση ενός s ηλεκτρονίου σθένους σε d τροχιακό σθένους. Γράψτε τις πλήρεις ηλεκτρονιακές διαμορφώσεις των τριών ατόμων και εξηγήστε αναλυτικά με τους κατάλληλους όρους ενεργειακών διαγραμμάτων την παρατηρούμενη τάση μεταξύ των τριών ατόμων της ίδιας ομάδας.
Ηλεκτρονικές διαμορφώσεις:
______________________________________________
-Βανάδιο (V): Ατομικός αριθμός = 23
Αναμενόμενη διαμόρφωση: Ar: 3d³ 4s²
(f-ull config.: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3)
-Ταντάλιο (Ta): Ατομικός αριθμός = 73
Αναμενόμενη διαμόρφωση: Xe: 4f¹4 5d³ 6s²
(full configuration: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d3 6s2)
-Νιόβιο (Nb): Ατομικός αριθμός = 41
Παρατηρούμενη διαμόρφωση (μη αναμενόμενη): Kr: 4d4 5s
Αντί του αναμενόμενου Kr: 4d³ 5s², υπάρχει μετάβαση ενός ηλεκτρονίου από το τροχιακό 5s στο τροχιακό 4d.
(full config.:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d4 5s1)
______________________________________________
Εξήγηση:
Η αλλαγή οφείλεται κυρίως στη σταθερότητα που επιτυγχάνεται με την ύπαρξη μισογεμάτων ή πλήρως γεμάτων υποεπίπεδων.
Το νιόβιο (Nb) έχει ατομικό αριθμό 41 (=41e-)
(H διαμόρφωση (Νιόβιο - Nb) προκύπτει από την κατανομή ηλεκτρονίων στα ατομικά τροχιακά του με βάση την αρχή Aufbau, η οποία δηλώνει ότι τα ηλεκτρόνια γεμίζουν πρώτα τα τροχιακά χαμηλότερης ενέργειας. Η αρχή Aufbau δεν λαμβάνει υπόψη την επίδραση των αλληλεπιδράσεων ηλεκτρονίου-ηλεκτρονίου και ηλεκτρονίου-πυρήνα στις διαμορφώσεις ηλεκτρονίων ορισμένων στοιχείων, σε αυτήν την περίπτωση, του Nb.]
Το 5s και το 4d έχουν πολύ λιγότερη ενεργειακή διαφορά, έτσι, για καλύτερη σταθερότητα, ένα ηλεκτρόνιο από το 5s πηγαίνει (μεταβαίνει;) στο 4d.
falsee?!Επίσης, με βάση το τροχιακό μέγεθος, μπορούμε να πούμε ότι το μέγεθος του 4d είναι μεγαλύτερο από το 3d και του 5s είναι μεγαλύτερο από το 4s. Λόγω του μεγαλύτερου μεγέθους τροχιακού, η απώθηση ηλεκτρονίων μπορεί να αντιμετωπιστεί πιο αποτελεσματικά εάν τα ηλεκτρόνια εισέλθουν στο τροχιακό 5s από το 4d στο Νιόβιο.
Εξήγηση pt.2:
Επεξήγηση τάσης από άποψη ενέργειας:
(-ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΑ-) Καθώς μετακινείστε μια ομάδα προς τα κάτω στον περιοδικό πίνακα, ο κύριος κβαντικός αριθμός (n) των τροχιακών αυξάνεται. Αυτό σημαίνει ότι τα τροχιακά γίνονται μεγαλύτερα και πιο ‘απλωμένα’.]
______________________________________________
-Βανάδιο:Το τροχιακό 4s είναι υψηλότερο σε ενέργεια από το 3d, επομένως ακολουθείται η αναμενόμενη διαμόρφωση.
-Ταντάλιο: Η διαφορά ενέργειας μεταξύ των τροχιακών 5d και 6s είναι μεγαλύτερη, επομένως η διαμόρφωση παραμένει σταθερή χωρίς καμία μετάβαση ηλεκτρονίων.
-Νιόβιο: Τα τροχιακά 4d και 5s είναι πολύ κοντά σε ενέργεια, επιτρέποντας στο ένα ηλεκτρόνιο να μεταβεί από το 5s στο 4d. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια πιο σταθερή, ελαφρώς χαμηλότερη ενεργειακή διαμόρφωση λόγω της σταθερότητας του μισογεμάτου 4d τροχιακού.
Τα μισογεμισμένα ή πλήρως γεμάτα d-τροχιακά είναι ιδιαίτερα σταθερά
ΑΛΣΟΟΟ 4Δ ΙΣ ΗΑΛΦ ΑΝΔ 5Σ ΣΟ ΓΘΨΨΙ
