metaller som har ett lågt antal ockuperade skal som litium och kalium borde ha en starkare elektrostatisk attraktion till sina kärnor, så vad får dem att alltid förlora sina elektroner under jonbindning med en icke-metall?
Svar
Kalium är i den fjärde perioden och har därför åtminstone 4 skal upptagna med elektroner medan litium är i period 2 och därmed endast har 2 skal som är upptagen med elektroner. Du menar kanske att de båda har en valenselektron som måste joniseras innan de blir en katjon? Hur som helst bildas jonbindningar på grund av den starka elektrostatiska attraktionen mellan motsatt laddade joner. Alla element vill uppnå ett ädelgaselektronarrangemang på grund av dess stabilitet. För att kunna åstadkomma detta måste emellertid element antingen vinna eller förlora elektroner beroende på hur nära deras elektronarrangemang är till deras närmaste ädelgas, t.ex. Fluor vill få 1 elektron medan magnesium är mer benägna att förlora 2 elektroner för att bilda sin närmaste ädelgas.
Till exempel, NaCl: Na vill förlora en elektron och Cl vill få en elektron. Tillsammans är detta möjligt. Kärnan i Cl-atomen attraherar elektrostatiskt valenselektronen från Na-atomen – denna attraktion är tillräckligt stark för att övervinna den attraktion som denna valenselektron känner från sin egen kärna. Som ett resultat får Cl en negativ laddning på grund av att den får en negativt laddad elektron och Na-atomen har nu en positiv laddning eftersom den har en mindre negativt laddad elektron. Cl- och Na + är motsatt laddade och lockar därför varandra. Detta kallas jonbindning och resulterar i bildandet av ett joniskt galler.
Nu till din fråga. Alla element i grupp 1 har ungefär samma effektiva kärnladdning, dvs. attraktionen som valenselektronerna känner från kärnan i sin atom efter att de inre elektronernas skärmning beaktas. Därför bör det faktum att de är i grupp 1 inte påtagligt påverka förmågan att förlora sina valenselektroner. Men när man går ner i perioder ökar antalet ockuperade yttre skal, vilket innebär att valensskal upplever en svagare attraktion från sin kärna. Detta bekräftas av de lägre första joniseringsenergitrenderna. För att svara på din fråga uppriktigt (jag kanske överkomplicerade med min omfattande skrivstil) är det den starka affiniteten för elektroner av icke-metaller som resulterar i förlust av valenselektronerna från metallerna. Även om metallen har en mindre atomradie på grund av att de upptar mindre skal är affiniteten för elektronerna från icke-metaller tillräckligt stark för att ta metallens valenselektroner och göra den till en katjon.
Referenser:
Pearson Higher Level Chemistry Textbook, 2nd Edition. Av Catrin Brown och Mike Ford.
Kommentarer
- tack för förklaringen – så för att sammanfatta, den yttre elektronen av en metallatom är mer attraherad av den tätare positiva icke-metallkärnan än sin egen kärna?
- Inte för att kärnan som inte är metall är tätare positiv, utan för att den har en starkare affinitet för elektronen i kombination med att metallen vill förlora sin valenselektron för att uppnå en ädelgaselektronkonfiguration.