Contracția blocului d
Contracția blocului d în chimie este contracția mărimii care se observă pentru elementele chimice care urmează blocului d și care, prin urmare, posedă un nivel complet complet (d 10 ) în configurația lor electronică . Această contracție se datorează faptului că electronii d sunt mai puțin eficienți în protecția sarcinii nucleare decât electronii sep (ordinea eficacității este s> p> d> f) și, în consecință, electronii externi sunt mai atrași de nucleu. [1]
Pe lângă dimensiunea atomică, contracția blocului afectează și alte proprietăți ale elementelor implicate. Aceste efecte sunt evidente în special în elementele galiu , germaniu , arsenic , seleniu și brom (aparținând perioadei a patra ) și devin din ce în ce mai puțin marcate deplasându-se spre dreapta în tabelul periodic (trecând de la grupa 13 la grupa 17 ). Tabelul 1 prezintă câteva proprietăți ale elementelor grupului 13, utile pentru evidențierea efectului contracției blocului d. Figura prezintă datele razelor atomice, comparându-le cu valorile corespunzătoare ale elementelor grupelor 2 și 14. Se poate observa că în grupa 13 tendința razei atomice care coboară de-a lungul grupului nu crește în mod regulat, deoarece ceea ce este observat pentru grupa 2 , dar prezintă o anomalie cu galiu, care are dimensiuni doar puțin mai mari decât cele ale aluminiului . Această dimensiune mai mică se datorează contracției blocului d, deoarece galiul este primul element al grupului care are un nivel complet complet d (d 10 ). Efectul de contracție afectează și congenerii mai grei indiu și taliu . Figura ilustrează, de asemenea, modul în care efectul contracției blocului d este prezent și în grupul 14 , dar într-o măsură mai mică.
| Element | Configurare electronică atomică | Suma primelor trei potențiale de ionizare (kJ / mol) | Raza atomică (pm) |
|---|---|---|---|
| Bor , B | [ El ] 2s 2 2p 1 | 6887 | 85 |
| Aluminiu , Al | [ Ne ] 3s 2 3p 1 | 5139 | 125 |
| Galiu , Ga | [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 1 | 5521 | 130 |
| Indio , In | [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 1 | 5083 | 155 |
| Taliu , Tl | [ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1 | 5438 | 190 |
O altă proprietate care este afectată de contracția blocului d este potențialul de ionizare . Din datele din tabelul 1 se poate observa că pentru galiu suma primelor trei potențiale de ionizare este mai mare decât cea a aluminiului, în timp ce, conform tendințelor normale, coborând de-a lungul unui grup, potențialul de ionizare ar trebui să scadă. Practic, galiul și indiul au energii de ionizare mai mari decât s-ar fi așteptat prin extrapolarea valorilor de bor și aluminiu. Creșterea suplimentară observată pentru taliu se datorează contracției lantanidelor , datorită prezenței unui nivel complet f 14 . [1] Atât contracția blocului d, cât și contracția lantanidelor sunt justificabile pe baza configurației electronice și nu sunt implicate efecte relativiste . [2]
Anomaliile datorate contracției blocului d dispar dacă proprietățile elementelor bor și aluminiu sunt comparate cu cele ale scandiului , itriului și lantanului , care aparțin grupului 3 . Aceste cinci elemente au o configurație electronică externă cu doar trei electroni dincolo de carcasa închisă a gazului nobil anterior. După cum se poate vedea din datele raportate în tabelul 2, dimensiunile atomice cresc în mod regulat, în timp ce energiile de ionizare scad regulat. [1]
| Element | Configurare electronică atomică | Suma primelor trei potențiale de ionizare (kJ / mol) | Raza atomică (pm) |
|---|---|---|---|
| Bor , B | [ El ] 2s 2 2p 1 | 6887 | 85 |
| Aluminiu , Al | [ Ne ] 3s 2 3p 1 | 5139 | 125 |
| Scandium , Sc | [ Ar ] 3d 1 4s 2 | 4257 | 160 |
| Yttrium , Y | [ Kr ] 4d 1 5s 2 | 3760 | 180 |
| Lanthanum , La | [ Xe ] 5d 1 6s 2 | 3455 | 187 |
Notă
Bibliografie
- ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
- ( EN ) P. Pyykkö, Efecte relativiste în chimia structurală , în Chem. Rev. , vol. 88, nr. 3, 1988, pp. 563-594, DOI : 10.1021 / cr00085a006 .
