Azoknak a fémeknek, amelyeknek alacsony a foglalatban lévő héjainak száma, például a lítiumnak és a káliumnak, erősebb elektrosztatikus vonzerejűnek kell lenniük a magjukhoz, ezért mi okozza őket, hogy mindig elektronok nem fémmel történő ionos kötése során?
Válasz
A kálium a 4. periódusban van, ezért legalább 4 héja van elfoglalva elektronokkal, miközben a lítium a 2. periódusban van, és így csak 2 héja van elfoglalva elektronokkal. Talán arra gondolsz, hogy mindkettőjüknek van 1 vegyértékű elektronja, amelyet ionizálni kell, mielőtt kationokká válnának? Mindenesetre ionos kötések jönnek létre az ellentétesen töltött ionok közötti erős elektrosztatikus vonzerő miatt. Minden elem stabilitása miatt nemesgázelektronikai elrendezést szeretne elérni. Ennek eléréséhez azonban az elemeknek vagy elektronokat kell szerezniük, vagy veszteniük kell attól függően, hogy elektronelrendezésük milyen közel áll a legközelebbi nemesgázhoz, pl. A fluor 1 elektront szeretne nyerni, míg a magnézium nagyobb valószínűséggel veszít 2 elektront a legközelebbi nemesgáz képződéséhez.
Például a NaCl: Na el akar veszíteni egy elektront, Cl pedig egy elektront. Ez együtt lehetséges. A Cl atom magja elektrosztatikusan vonzza a vegyérték elektront a Na atomtól – ez a vonzerő elég erős ahhoz, hogy legyőzze azt a vonzást, amelyet ez a vegyértékű elektron a saját magjából érez. Ennek eredményeként a Cl negatív töltést nyer, mivel negatív töltésű elektronra tesz szert, és a Na atomnak most pozitív töltése van, mivel kevesebbel rendelkezik negatív töltésű elektron. A Cl- és Na + ellentétes töltésűek, ezért vonzzák egymást. Ez az ionkötés néven ismert, és ionrács kialakulását eredményezi.
Most a kérdésére. Az 1. csoport összes elemének megközelítőleg azonos a tényleges nukleáris töltése, vagyis az a vonzerő, amelyet a vegyértékű elektronok éreznek atomjuk magjából a belső elektronok árnyékolása után. Ennélfogva az a tény, hogy az 1. csoportba tartoznak, nem befolyásolhatja jelentősen a vegyérték-elektronok elvesztésének képességét. Amint azonban csökken az időszak, az elfoglalt külső héjak száma növekszik, ami azt jelenti, hogy a vegyértékű héjak gyengébb vonzást tapasztalnak a magjukból. Ezt megerősítik az alacsonyabb első ionizációs energia trendek. Hogy őszintén megválaszoljam a kérdését (talán túlbonyolítottam a részletes írásmódomat), a nemfémek elektronok iránti erős affinitása okozza a vegyérték elektronok elvesztését a fémek. Még akkor is, ha a fémnek kisebb a sugárzása a kevesebb héj elfoglalása miatt, a nemfémek elektronjaihoz való affinitása elég erős ahhoz, hogy a fém vegyértékelektronjait felvegye és kationossá tegye.
Hivatkozások:
Pearson magasabb szintű kémiai tankönyv, 2. kiadás. Írta: Catrin Brown és Mike Ford.
Megjegyzések
- köszönöm a magyarázatot – összefoglalva tehát: egy fématom külső elektronját jobban vonzza a sűrűbb pozitív nemfém mag, mint a saját magját?
- Nem azért, mert a nem fémmag sűrűbben pozitív, hanem azért, mert erősebb affinitása van az elektron iránt, kombinálva azzal a fémmel, amely el akarja veszíteni a vegyértékű elektronját, hogy elérje a nemesgáz elektron konfigurációját.