שְׁאֵלָה:
מדוע אטומים "רוצים" להיות בעלי מעטפת חיצונית מלאה?
Mertcan Ekiz
2014-09-30 23:14:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אוקיי, אז אני יודע שמדובר במילוי מסלולי האטום, ואני מבין זאת. מה שאני לא מבין זה למה? לדוגמא, אטום חמצן כולל 8 פרוטונים ושמונה אלקטרונים מסתובבים סביבו. חמצן רוצה שיהיו לו 8 אלקטרוני ערכיות ולכן הוא לוקח 2 אלקטרונים מאלמנטים אחרים בעת ההתחברות. אך מכיוון שלחמצן יש 8 פרוטונים וכעת יש סביבו 10 אלקטרונים, יש לו מטען של -2. אני לא מבין איך שיש מטען יציב יותר מאשר אין טעינה בכלל, האם הגרסה היציבה ביותר של אלמנט לא צריכה להיות מצבה הנייטרלי? מדוע האטומים רוצים להיראות כמו הגז האצילי הבא?

התבונן [כאן] (http://physics.stackexchange.com/q/75255/7768).
תודה, בדקתי את זה. אבל זה מסביר מדוע מספר האלקטרונים במצב המלא של מעטפת ספציפית הוא מה שהוא, ולא למה זה יציב יותר ממצבו הנייטרלי של האטום, וזה מה שאני שואל
תהיתי גם לגבי נושא זה. התשובות שמצאתי משתמשות בדרך כלל בכללי הכימיה הקוונטית כהסבר. אך בעוד שהכללים הללו עקביים הם אינם מספקים את סוג ההסבר שאני ואחרים ימצאו מספקים יותר. כנקודת מוצא, נראה לי שצריך להיות קשר כלשהו בין מעטפת חיצונית מלאה ליכולת לבנות סידור אנרגיה פוטנציאלי נמוך. בעזרת מקרה של דיאטום כמו H2 לפשטות, קיים סידור אנרגיה בעל פוטנציאל נמוך המרחק המסוים בו אין כוח מושך ולא דוחה.
אז נשאלת השאלה: מדוע יצירת מעטפת חיצונית מלאה לזוג אטומי מימן מייצרת סידור אנרגיה בעל פוטנציאל נמוך ... "מרחק קשר" ... שיש בו אפס כוח?
קשור: [מדוע אטומים עם שמונה אלקטרונים בקליפה החיצונית יציבים ביותר?] (// chemistry.stackexchange.com/q/1196)
שתיים תשובות:
Philipp
2014-10-01 01:46:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אתה מייחס חשיבות רבה מדי למבנים של לואיס. כלל 8 האלקטרונים ומבני לואיס שמקורם ממנו הם רק הנחיות גסות לעבודת המבנה האלקטרוני של תרכובת במשיכות רחבות מאוד. לעיתים קרובות משיכות רחבות אלו מדויקות מספיק בכדי להצהיר כמה אמירות משמעותיות לגבי תכונות מולקולריות אך אינן מתארות במדויק את חלוקת האלקטרון או המטען האמיתית בתרכובת. קחו לדוגמא מים. כמו שאתה אומר, כלל 8 האלקטרונים היה מנבא כי אטומי המימן מעבירים כל אחד מהם אלקטרון אחד למולקולת החמצן אשר לאחר מכן יישא מטען של -2. אך ניסויים מראים תוצאה אחרת: כאן תוכלו למצוא נייר שקבע

כי מטען של כ $ 0.5 e $ מועבר מכל אטום מימן לחמצן

אשר יסתכם בתשלום חלקי של $ -1 e $ על חמצן ו- כאן תוכלו למצוא תביעה דומה:

התפלגות המטען תלויה באופן משמעותי בגיאומטריה האטומית ובשיטת החישוב שלה, אך היא עשויה להיות בערך $ -0.7e $ באטום ה- O (כאשר המטען החיובי השווה אך ההפוך מחולק שווה בין אטומי H) עבור מולקולה מבודדת.

ואין טעינה של $ -2e $ על חמצן זה די מובן אם אתה מסתכל על זיקות האלקטרונים של חמצן (למשל כאן) אתה רואה שהזיקה הראשונה של האלקטרונים היא $ -142 \, \ mathrm {kJ} / \ mathrm {mol} ^ {- 1} $ וכך נוצרת אנרגיה בתהליך העברת אלקטרון חופשי לאטום חמצן ניטרלי. אך הזיקה האלקטרונית השנייה היא $ + 844 \, \ mathrm {kJ} / \ mathrm {mol} ^ {- 1} $, כך שהעברת אלקטרונים נוספת יקרה מאוד. המצב הקיצוני למדי של חמצן בעל מטען -2 המתואר על ידי כלל 8-אלקטרונים נמצא לעתים רחוקות ביותר בתרכובות אמיתיות. גם בתרכובות יוניות כמו $ \ ce {NaCl} $ האלקטרון לא מועבר לחלוטין ב 100% מהאלקטרופוזיטי אל האלמנט האלקטרוני שלילי.

בעיקרו של דבר, זה תוצאה של אנרגטיות. האנרגיה בדרך כלל יורדת ככל שאנו מתקרבים למרחב 8 הערכיות.
Maxistence
2014-10-01 15:00:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

זה לא בעיה עם טעינה, אלא לגבי הסימטריה. מצבי הקוונטים של אורביטלי הערכיות האלה יציבים, בכך שיש מעט אינטראקציה עם האלקטרונים האחרים. מכיוון שכבר ישנם מסלולים מלאים, אלקטרונים ירצו להיקשר כדי להשלים את הקליפה מכיוון שכשזה קורה קיימת אנרגיה מחייבת נוספת. עם מעטפת מלאה מתרחשת כריכה מרבית.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...