ဒြပ်စင်ဇယား၏ ပြောင်းလဲမှုပုံစံများ- ထိရောက်သော နျူကလိယအားသွင်း၊ အရွယ်အစားနှင့် စွမ်းအင်

ထိရောက်သော နျူကလိယအားသွင်းနှင့် ကာဆီးမှု

အပြင်ဘက်အီလက်ထရွန်သည် နျူကလိယအားသွင်း Z အပြည့်အဝကို မခံစားရပါ။ နျူကလိယနှင့် ပိုနီးသော အီလက်ထရွန်များက တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ပယ်ဖျက်ပေးပြီး အသားတင်ဆွဲအားကို ထိရောက်သော နျူကလိယအားသွင်း Zeff = Z − S ဖြင့် ဖော်ပြသည်၊ S သည် ကာဆီးမှုကိန်းသေဖြစ်သည်။ အောက်အခွံများရှိ အတွင်းအီလက်ထရွန်များသည် ကောင်းစွာ ကာဆီးသည်။ အခွံတူရှိ အီလက်ထရွန်များသည် ပျမ်းမျှအားဖြင့် သက်ဆိုင်ရာအီလက်ထရွန်ထက် နျူကလိယနှင့် ပိုမနီးသောကြောင့် ညံ့ဖျင်းစွာ ကာဆီးသည်။

ခန့်မှန်းချက်ကြမ်းတစ်ခုသည် အတွင်းအီလက်ထရွန်များကိုသာ ရေတွက်သည်။ ဆိုဒီယမ် (Z = 11) နှင့် ကလိုရင်း (Z = 17) နှစ်ခုလုံးတွင် အတွင်းအီလက်ထရွန် 10 ခုရှိသောကြောင့် ဆိုဒီယမ်၏ 3s အီလက်ထရွန်သည် +1 ခန့်ကို ခံစားရပြီး ကလိုရင်း၏ 3p အီလက်ထရွန်များသည် +7 ခန့်ကို ခံစားရသည်။ စလိတ်တာစည်းမျဉ်းများက ၎င်းကို ပိုတိကျစေသည်။ ns သို့မဟုတ် np အခွံခွဲတစ်ခုရှိ အီလက်ထရွန်တစ်ခုအတွက် တူညီသော ns နှင့် np အခွံခွဲများရှိ အခြားအီလက်ထရွန်တစ်ခုစီက S သို့ 0.35 ထည့်ပြီး (1s အတွင်း 0.30)၊ အခွံ n − 1 ရှိ အီလက်ထရွန်တစ်ခုစီက 0.85 ထည့်ကာ ပိုနက်သော အခွံများရှိ အီလက်ထရွန်တစ်ခုစီက 1.00 ထည့်သည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု 1။ ဆိုဒီယမ်၏ 3s အီလက်ထရွန်အတွက် S = 8(0.85) + 2(1.00) = 8.80 ဖြစ်သောကြောင့် Zeff = 11 − 8.80 = 2.20။ ကလိုရင်း၏ 3p အီလက်ထရွန်တစ်ခုအတွက် S = 6(0.35) + 8(0.85) + 2(1.00) = 10.90 ဖြစ်သောကြောင့် Zeff = 17 − 10.90 = 6.10။ ကာလ 3 တစ်လျှောက် ထည့်လိုက်သော ပရိုတွန်တစ်ခုစီကို ထည့်လိုက်သော အခွံတူအီလက်ထရွန်က တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသာ ပြန်လည်ကာဆီးသောကြောင့် n သည် 3 ဖြစ်နေဆဲ Zeff သည် ဘယ်မှညာသို့ တက်သွားသည်။

အက်တမ်အချင်းဝက်နှင့် အီလက်ထရွန်အရေအတွက်တူ အိုင်ယွန်များ

ကာလတစ်ခုတစ်လျှောက် အက်တမ်အချင်းဝက် လျော့ကျသည်၊ အပြင်ဘက်အီလက်ထရွန်များ အခွံတူတွင် ကျန်ရစ်စဉ် Zeff တက်သွားသောကြောင့် ပိုနီးကပ်စွာ ဆွဲခံရသည်။ အုပ်စုတစ်ခုအောက်သို့ အချင်းဝက်တက်သည်၊ ကာလတစ်ခုစီက အခွံတစ်ခုထည့်ပြီး အပြင်ဘက်အီလက်ထရွန်များကို ပိုဝေးသောနေရာသို့ ပို့သော်လည်း Zeff သည် နှိုင်းယှဉ်ချက်အရ နည်းနည်းသာ ပြောင်းသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အကြီးဆုံးအက်တမ်များသည် ဇယား၏ အောက်ဘယ်ဘက်တွင်ရှိပြီး အသေးဆုံးများသည် အပေါ်ညာဘက်တွင် ရှိသည်။

ကက်သိုင်းအိုင်ယွန်သည် မူလအက်တမ်ထက် ပိုသေးသည်- အီလက်ထရွန်များ ဆုံးရှုံးခြင်းက ပြန်ကန်မှုကို လျှော့ချပေးပြီး အဓိကအုပ်စု ကက်သိုင်းအိုင်ယွန်များအတွက် များသောအားဖြင့် အပြင်ဘက်အခွံကို ဗလာဖြစ်စေသည်။ အန်နိုင်းအိုင်ယွန်သည် မူလအက်တမ်ထက် ပိုကြီးသည်၊ နျူကလိယအားသွင်း မပြောင်းဘဲ ထည့်လိုက်သော အီလက်ထရွန်က ပြန်ကန်မှုကို တိုးစေသောကြောင့်ဖြစ်သည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု 2။ N³⁻၊ O²⁻၊ F⁻၊ Na⁺၊ Mg²⁺ နှင့် Al³⁺ ကို အချင်းဝက်အလိုက် အဆင့်သတ်မှတ်ပါ။ အီလက်ထရွန်များကို အရင်ရေတွက်ပါ- 7 + 3၊ 8 + 2၊ 9 + 1၊ 11 − 1၊ 12 − 2 နှင့် 13 − 3 အားလုံး 10 နှင့် ညီမျှသောကြောင့် အိုင်ယွန်တိုင်းတွင် နီယွန်ဖွဲ့စည်းပုံ 1s² 2s² 2p⁶ ရှိသည်။ အီလက်ထရွန်အရေအတွက် တူညီသောကြောင့် တစ်ခုတည်းသော ကွာခြားချက်မှာ နျူကလိယအားသွင်းဖြစ်ပြီး 7 မှ 13 သို့ တက်သည်။ ပရိုတွန်ပိုများလျှင် တူညီသော အီလက်ထရွန်တိမ်ကို ပိုတင်းကျပ်စွာ ဆွဲသောကြောင့် အစီအစဉ်မှာ N³⁻ > O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺ ဖြစ်သည်။

ပထမအိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်နှင့် ၎င်း၏ အခွံခွဲချွင်းချက်များ

ပထမအိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်သည် ဓာတ်ငွေ့အက်တမ်တစ်ခုမှ အလွယ်ဆုံးထိန်းထားသော အီလက်ထရွန်ကို ဖယ်ရှားရန် လိုအပ်သော စွမ်းအင်ဖြစ်သည်- X(g) → X⁺(g) + e⁻။ Zeff တက်ပြီး အချင်းဝက်ကျုံ့သောကြောင့် ကာလတစ်ခုတစ်လျှောက် ယေဘုယျအားဖြင့် တက်ပြီး အုပ်စုတစ်ခုအောက်သို့ ကျသည်။ NIST က အိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်များကို အက်တမ်တစ်ခုလျှင် အီလက်ထရွန်ဗို့ဖြင့် စာရင်းပြုထားသည်၊ eV တစ်ခုလျှင် 96.485 kJ/mol ဖြင့် မြှောက်လျှင် မိုလာယူနစ်များသို့ ပြောင်းသည်။

NIST Atomic Spectra Database မှ ပြောင်းထားသော ကာလ 2 တန်ဖိုးများမှာ Li 520.2၊ Be 899.5၊ B 800.6၊ C 1086.5၊ N 1402.3၊ O 1313.9၊ F 1681.0 နှင့် Ne 2080.7 kJ/mol ဖြစ်သည်။ အဆင့်နှစ်ခုသည် မှားသောဘက်သို့ သွားသည်။ ဘိုရွန်၏ အပြင်ဆုံးအီလက်ထရွန်သည် 2p တွင်ရှိပြီး စွမ်းအင်ပိုမြင့်ကာ 2s အတွဲက တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ကာဆီးသောကြောင့် ဘိုရွန်သည် ဘီရီလီယမ်ထက် နိမ့်သည်။ အောက်ဆီဂျင်၏ စတုတ္ထ 2p အီလက်ထရွန်သည် သိမ်းပိုက်ပြီးသား အော်ဘီတယ်တစ်ခုတွင် တွဲရမည်ဖြစ်ပြီး ထပ်ဆောင်းပြန်ကန်မှုက ဖယ်ရှားရန် ပိုလွယ်စေသောကြောင့် အောက်ဆီဂျင်သည် နိုက်ထရိုဂျင်ထက် နိမ့်သည်။

တူညီသော ကျဆင်းမှုနှစ်ခုသည် ကာလ 3 တွင်လည်း ပေါ်လာသည်- အလူမီနီယမ် (577.5 kJ/mol) သည် မဂ္ဂနီဆီယမ် (737.7 kJ/mol) ထက် နိမ့်ပြီး ဆာလဖာ (999.6 kJ/mol) သည် ဖော့စဖရပ်စ် (1011.8 kJ/mol) ထက် နိမ့်သည်။ ထပ်ခါထပ်ခါ ဖြစ်သော ပုံစံက ၎င်းသည် ထူးခြားသော ဒြပ်စင်တစ်ခုမှ မဟုတ်ဘဲ အခွံခွဲဖွဲ့စည်းပုံမှ လာကြောင်း ပြသသည်။

ဆက်တိုက်အိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်များနှင့် ဗဲလင့်စ်အီလက်ထရွန်များ

ဆက်တိုက်အိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်တစ်ခုစီသည် ယခင်တစ်ခုထက် ပိုကြီးသည်၊ အီလက်ထရွန်တိုင်းသည် ပိုအပေါင်းဖြစ်လာသော အိုင်ယွန်မှ ထွက်ခွာသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ တစ်ကြိမ်ခုန်တက်မှု၏ အရွယ်အစားသည် အသုံးဝင်သောအချက်အလက်ဖြစ်သည်။ အသင့်အတင့်တိုးမှုက နောက်အီလက်ထရွန်သည် တူညီသော ဗဲလင့်စ်အခွံမှ လာကြောင်းဆိုလိုပြီး အလွန်ကြီးမားသော ခုန်တက်မှုက ၎င်းသည် နျူကလိယနှင့် ပိုနီးပြီး ကာဆီးမှုများစွာ နည်းသော အတွင်းအလွှာမှ လာရမည်ကို ဆိုလိုသည်။

နမူနာတွက်ချက်မှု 3။ NIST က မဂ္ဂနီဆီယမ်၏ ပထမ အိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်သုံးခုကို 7.646၊ 15.035 နှင့် 80.144 eV ဟု ပေးသည်။ ပြောင်းလျှင်- 7.646 eV × 96.485 kJ/(mol·eV) = 737.7 kJ/mol; 15.035 × 96.485 = 1450.7 kJ/mol; 80.144 × 96.485 = 7732.7 kJ/mol။ IE₂/IE₁ အချိုးမှာ 1450.7 / 737.7 = 1.97 ဖြစ်သော်လည်း IE₃/IE₂ မှာ 7732.7 / 1450.7 = 5.33 ဖြစ်သည်။ ဒုတိယအီလက်ထရွန်ပြီးနောက် ကြီးမားသော ခုန်တက်မှုက မဂ္ဂနီဆီယမ်တွင် ဗဲလင့်စ်အီလက်ထရွန်နှစ်ခု [Ne] 3s² ရှိကြောင်း ပြသပြီး သာမန်ဓာတုဗေဒတွင် Mg²⁺ ကို ဖွဲ့စည်းသော်လည်း Mg³⁺ ကို မဖွဲ့စည်းသည့်အကြောင်းရင်းကို ရှင်းပြသည်။

ဆိုဒီယမ်သည် ခုန်တက်မှုကို တစ်ဆင့်စောစွာ ပြသည်။ ၎င်း၏ ဒုတိယအိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင် 4562.4 kJ/mol သည် ပထမ 495.8 kJ/mol ၏ 9.2 ဆခန့်ရှိသည်၊ ဒုတိယအီလက်ထရွန်သည် 2p အတွင်းအလွှာမှ လာရမည်ဖြစ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

အီလက်ထရွန်ဆက်စပ်စွမ်းနှင့် အီလက်ထရွန်ဆွဲအား

အီလက်ထရွန်ဆက်စပ်စွမ်းသည် ဓာတ်ငွေ့အက်တမ်တစ်ခုက အီလက်ထရွန်ရရှိသောအခါ စွမ်းအင်ပြောင်းလဲမှုကို ဖော်ပြသည်- X(g) + e⁻ → X⁻(g)။ သင်္ကေတထုံးစံများ ကွဲပြားသည်။ OpenStax အပါအဝင် ဖတ်စာအုပ်အချို့က စွမ်းအင်ထွက်သောအခါ အနုတ်ဖြစ်သည့် စွမ်းအင်ပြောင်းလဲမှုကို ဖော်ပြပြီး အခြားအချို့က ထွက်ရှိသော စွမ်းအင်ကို အပေါင်းကိန်းအဖြစ် ဖော်ပြသည်။ တန်ဖိုးများကို မနှိုင်းယှဉ်မီ ထုံးစံကို စစ်ဆေးပါ။ မြင့်မြတ်သောဓာတ်ငွေ့များမှလွဲ၍ ကာလတစ်ခု၏ ညာဘက်ရှိ အက်တမ်များသည် စွမ်းအင်အများဆုံး ထုတ်လွှတ်သည်၊ ၎င်းတို့၏ မြင့်မားသော Zeff က ဝင်လာသော အီလက်ထရွန်ကို ပြင်းထန်စွာ ဆွဲဆောင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

အီလက်ထရွန်ဆက်စပ်စွမ်းသည် အိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်ထက် ပုံမှန်မဟုတ်ပါ။ NIST Chemistry WebBook တန်ဖိုးများ 3.613 နှင့် 3.401 eV အပေါ် အခြေခံ၍ ကလိုရင်းသည် ဖလိုရင်းထက် စွမ်းအင်ပိုထုတ်လွှတ်ပြီး ခန့်မှန်းခြေ 349 kJ/mol နှင့် 328 kJ/mol ဖြစ်သည်။ ဖလိုရင်း၏ ကျစ်လျစ်သော 2p အခွံခွဲတွင် ထည့်လိုက်သော အီလက်ထရွန်သည် ပိုပြင်းထန်သော ပြန်ကန်မှုနှင့် ကြုံတွေ့သည်။ ဘီရီလီယမ်၊ နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် မြင့်မြတ်သောဓာတ်ငွေ့များတွင် တည်ငြိမ်သော ဓာတ်ငွေ့အန်နိုင်းအိုင်ယွန်များ ဖွဲ့စည်းနိုင်သော ဦးတည်ချက် အနည်းငယ် သို့မဟုတ် လုံးဝမရှိပါ၊ ထည့်လိုက်သော အီလက်ထရွန်သည် ပိုမြင့်သော အခွံခွဲသို့ ဝင်မည် သို့မဟုတ် တစ်ဝက်ပြည့်သော အခွံခွဲတွင် တွဲရမည်ဖြစ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

အီလက်ထရွန်ဆွဲအားသည် မော်လီကျူးတစ်ခုရှိ အက်တမ်တစ်ခုက နှောင်ကြိုး၏ အီလက်ထရွန်များကို ဆွဲဆောင်နိုင်စွမ်းဖြစ်သည်။ အိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်နှင့် မတူဘဲ သီးခြားအက်တမ်တစ်ခုပေါ်တွင် မတိုင်းတာပါ၊ နှောင်ကြိုးစွမ်းအင်များ သို့မဟုတ် အခြားဒေတာမှ ဆင်းသက်လာပြီး ပေါလင်စကေးသည် အများဆုံးသုံးသည်။ ဖလိုရင်းသည် 4.0 ခန့်ဖြင့် အမြင့်ဆုံးဖြစ်သည်။ အီလက်ထရွန်ဆွဲအားသည် ကာလတစ်ခုတစ်လျှောက် တက်ပြီး အုပ်စုတစ်ခုအောက်သို့ ကျသောကြောင့် နှောင်ကြိုးပိုလာဖြစ်မှုသည် H–F မှ H–Cl နှင့် H–Br ကို ဖြတ်၍ H–I သို့ ကျဆင်းသည်။

ပြောင်းလဲမှုပုံစံများကို ရှင်းပြရာတွင် အဖြစ်များသော အမှားများ

ပြောင်းလဲမှုပုံစံမေးခွန်းများကို အစီအစဉ်တစ်ခုတည်းမဟုတ်ဘဲ ရှင်းလင်းချက်ဖြင့် များသောအားဖြင့် အကဲဖြတ်သည်။

ပြည့်စုံသော ရှင်းလင်းချက်တစ်ခုသည် နှိုင်းယှဉ်မှုကို အမည်တပ်ပြီး (အခွံတူ သို့မဟုတ် မတူသောအခွံ)၊ Zeff သို့မဟုတ် အကွာအဝေးအပေါ် ဘာဖြစ်သည်ကို ဖော်ပြကာ ထိုပြောင်းလဲမှုကို သက်ဆိုင်ရာ အီလက်ထရွန်ပေါ်ရှိ အားနှင့် ချိတ်ဆက်ပေးသည်။

• အီလက်ထရွန်ပိုများသောကြောင့် အက်တမ်ပိုသေးသည်ဟု ပြောခြင်း။ ကာလတစ်ခုတစ်လျှောက် အီလက်ထရွန်များသည် အခွံတူသို့ ဝင်သည်၊ Zeff တက်သောကြောင့် အရွယ်အစားကျသည်။
• အုပ်စုတစ်ခုအောက်သို့ Zeff နည်းနည်းသာ ပြောင်းကြောင်း မမှတ်သားဘဲ "အခွံပိုများခြင်း" တစ်ခုတည်းဖြင့် အုပ်စုပုံစံကို ရှင်းပြခြင်း။
• အိုင်ယွန်ပြုစွမ်းအင်ကို ကာလတစ်ခုတစ်လျှောက် တင်းကျပ်စွာ တိုးသည်ဟု သဘောထားခြင်း။ အုပ်စု 2 မှ 13 နှင့် အုပ်စု 15 မှ 16 အဆင့်များကို စစ်ဆေးပါ။
• အိုင်ယွန်များသည် အီလက်ထရွန်အရေအတွက်တူကြောင်း အရင်မစစ်ဘဲ နျူကလိယအားသွင်းဖြင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။
• အီလက်ထရွန်ဆက်စပ်စွမ်း သင်္ကေတထုံးစံများကို ရောထွေးပြီး အနုတ်ပိုသောဂဏန်းသည် ဆက်စပ်စွမ်းပိုသေးသည်ဟု ကောက်ချက်ချခြင်း။
• မတူညီသော ဇယားများမှ အချင်းဝက်များကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။ ကိုဗေလန့်၊ သတ္တုနှင့် အိုင်ယွန်အချင်းဝက်များကို မတူညီစွာ အဓိပ္ပာယ်သတ်မှတ်သည်။
• အက်တမ်တစ်ခု "လိုချင်သည်" ဟူသည်ဖြင့် ရှင်းပြခြင်း။ အက်တမ်များတွင် ရည်မှန်းချက်မရှိပါ၊ ဆွဲဆောင်မှု၊ အကွာအဝေးနှင့် ပြန်ကန်မှုဖြင့် ရှင်းပြပါ။