metaller, der har et lavt antal besatte skaller, såsom lithium og kalium, skal have en stærkere elektrostatisk tiltrækning til deres kerner, så hvad får dem til altid at miste deres elektroner under ionbinding med et ikke-metal?
Svar
Kalium er i 4. periode og har derfor mindst 4 skaller optaget med elektroner, mens lithium er i periode 2 og således kun har 2 skaller optaget af elektroner. Måske mener du, at de begge har 1 valenselektron, der skal ioniseres, før de bliver et kation? Under alle omstændigheder dannes ioniske bindinger på grund af den stærke elektrostatiske tiltrækning mellem modsat ladede ioner. Alle elementer vil gerne opnå et ædelgaselektronarrangement på grund af dets stabilitet. For at være i stand til at opnå dette skal elementer imidlertid enten vinde eller miste elektroner afhængigt af hvor tæt deres elektronarrangement er på deres nærmeste ædelgas, f.eks. Fluor vil gerne få 1 elektron, mens magnesium er mere tilbøjelige til at miste 2 elektroner for at danne sin nærmeste ædelgas.
For eksempel vil NaCl: Na gerne miste en elektron, og Cl gerne have en elektron. Sammen er dette muligt. Kernen i Cl-atomet tiltrækker elektrostatisk valenselektronen fra Na-atomet – denne tiltrækning er stærk nok til at overvinde den tiltrækning, som denne valenselektron føler fra sin egen kerne. Som et resultat vinder Cl en negativ ladning på grund af at den får en negativt ladet elektron, og Na-atomet har nu en positiv ladning, da det har en mindre negativt ladet elektron. Cl- og Na + er modsat ladede og tiltrækker derfor hinanden. Dette kaldes ionbinding og resulterer i dannelsen af et ionisk gitter.
Nu til dit spørgsmål. Alle elementer i gruppe 1 har omtrent den samme effektive nukleare ladning, dvs. den tiltrækning, som valenselektronerne føler fra kernen i deres atom, efter at afskærmningen af de indre elektroner betragtes. Derfor bør det faktum, at de er i gruppe 1, ikke påvirke evnen til at miste deres valenselektroner væsentligt. Imidlertid stiger antallet af besatte ydre skaller, når man går ned perioder, hvilket betyder, at valensskallene oplever en svagere tiltrækning fra deres kerne. Dette bekræftes af de lavere første ioniseringsenergitendenser. For at besvare dit spørgsmål ærligt (jeg måske overkompliceret med min detaljerede skrivestil) er det den stærke affinitet for elektroner af ikke-metaller, der resulterer i tab af valenselektroner fra metallerne. Selvom metallet har en mindre atomradius på grund af at optage mindre skaller, er affiniteten for elektronerne fra ikke-metaller stærk nok til at tage metalets valenselektroner og gøre det til et kation.
Referencer:
Pearson Higher Level Chemistry Textbook, 2. udgave. Af Catrin Brown og Mike Ford.
Kommentarer
- tak for forklaringen – så for at opsummere, er det ydre elektron af et metalatom mere tiltrukket af den mere tætte positive ikke-metalkerne end sin egen kerne?
- Ikke fordi kernen, der ikke er metal, er mere tæt positiv, men fordi den har en stærkere affinitet for elektronen i kombination med metallet, der ønsker at miste sin valenselektron for at opnå en ædelgaselektronkonfiguration.