អេឡិចត្រុងជាគូ
ប្រសិនបើមានអេឡិចត្រុងមួយនៅក្នុងគន្លងមួយ វាត្រូវបានគេហៅថា មិនបានផ្គូផ្គង,ហើយប្រសិនបើមានពីរនោះ អេឡិចត្រុងដែលបានផ្គូផ្គង.
លេខ Quantum ចំនួនបួន n, l, m, m s កំណត់លក្ខណៈថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមទាំងស្រុង។
នៅពេលពិចារណាលើរចនាសម្ព័ននៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមពហុអេឡិចត្រុងនៃធាតុផ្សេងៗវាចាំបាច់ដើម្បីពិចារណាលើបទប្បញ្ញត្តិសំខាន់ៗចំនួនបី:
· គោលការណ៍ Pauli
·គោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត
ក្បួនរបស់ ហ៊ុន.
យោងទៅតាម គោលការណ៍ Pauli អាតូមមិនអាចមានអេឡិចត្រុងពីរដែលមានតម្លៃដូចគ្នានៃលេខចំនួនបួន។
គោលការណ៍ Pauli កំណត់ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងក្នុងគន្លងមួយ កម្រិត និងកម្រិតរង។ ដោយសារ AO ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយលេខចំនួនបី ន, លីត្រ, មបន្ទាប់មក អេឡិចត្រុងនៃគន្លងដែលបានផ្តល់ឱ្យអាចខុសគ្នាតែនៅក្នុងចំនួន spin quantum ប៉ុណ្ណោះ។ m s. ប៉ុន្តែលេខកង់ទិចវិល m sអាចមានតម្លៃតែពីរ + 1/2 និង – 1/2 ។ អាស្រ័យហេតុនេះ គន្លងមួយអាចផ្ទុកអេឡិចត្រុងមិនលើសពីពីរ ដែលមានតម្លៃខុសគ្នានៃលេខ quantum វិល។
អង្ករ។ ៤.៦. សមត្ថភាពអតិបរមានៃគន្លងមួយគឺ 2 អេឡិចត្រុង។
ចំនួនអេឡិចត្រុងអតិបរិមានៅកម្រិតថាមពលត្រូវបានកំណត់ថាជា 2 ន 2 និងនៅកម្រិតរង - ដូចជា 2(2 លីត្រ+ ១). ចំនួនអតិបរិមានៃអេឡិចត្រុងដែលមានទីតាំងនៅកម្រិត និងកម្រិតរងផ្សេងៗត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង។ ៤.១.
តារាង 4.1 ។
ចំនួនអេឡិចត្រុងអតិបរិមានៅកម្រិត quantum និងអនុកម្រិត
| កម្រិតថាមពល | កម្រិតរងថាមពល | តម្លៃដែលអាចធ្វើបាននៃលេខ quantum ម៉ាញេទិក ម | ចំនួនគន្លងក្នុងមួយ | ចំនួនអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងក្នុងមួយ | ||
| កម្រិតរង | កម្រិត | កម្រិតរង | កម្រិត | |||
| ខេ (ន=1) | ស (លីត្រ=0) | |||||
| អិល (ន=2) | ស (លីត្រ=0) ទំ (លីត្រ=1) | –1, 0, 1 | ||||
| ម (ន=3) | ស (លីត្រ=0) ទំ (លីត្រ=1) ឃ (លីត្រ=2) | –1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 | ||||
| ន (ន=4) | ស (លីត្រ=0) ទំ (លីត្រ=1) ឃ (លីត្រ=2) f (លីត្រ=3) | –1, 0, 1 –2, –1, 0, 1, 2 –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3 |
លំដាប់នៃការបំពេញ orbitals ជាមួយអេឡិចត្រុងត្រូវបានអនុវត្តស្របតាម គោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត។ .
យោងទៅតាមគោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត អេឡិចត្រុងបំពេញគន្លងតាមលំដាប់នៃការកើនឡើងថាមពល។
លំដាប់នៃការបំពេញគន្លងត្រូវបានកំណត់ ច្បាប់របស់ Klechkovsky៖ ការកើនឡើងនៃថាមពលហើយដូច្នេះការបំពេញនៃគន្លងកើតឡើងនៅក្នុងលំដាប់នៃការកើនឡើងនៃផលបូកនៃលេខសំខាន់និងគន្លងគន្លង (n + l) ហើយប្រសិនបើផលបូកគឺស្មើគ្នា (n + l) - នៅក្នុងលំដាប់កើនឡើងនៃមេ លេខ quantum n.
ឧទាហរណ៍ ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅកម្រិតរង 4s គឺតិចជាងនៅកម្រិតរង 3 ឃចាប់តាំងពីក្នុងករណីដំបូងចំនួនទឹកប្រាក់ ន+ l = 4 + 0 = 4 (រំលឹកថាសម្រាប់ ស- តម្លៃរងនៃចំនួនគន្លងគន្លង លីត្រ= = 0) ហើយនៅក្នុងទីពីរ ន+ l = 3 + 2 = 5 ( ឃ- កម្រិតរង, លីត្រ= 2). ដូច្នេះ កម្រិតរងទី 4 ត្រូវបានបំពេញជាមុនសិន សហើយបន្ទាប់មក ៣ ឃ(សូមមើលរូប ៤.៨)។
នៅលើ 3 កម្រិតរង ឃ (ន = 3, លីត្រ = 2) , 4រ (ន = 4, លីត្រ= 1) និង 5 ស (ន = 5, លីត្រ= 0) ផលបូកនៃតម្លៃ ទំនិង លីត្រគឺដូចគ្នាបេះបិទ និងស្មើ 5. ក្នុងករណីតម្លៃស្មើគ្នានៃផលបូក ននិង លីត្រកម្រិតរងដែលមានតម្លៃអប្បបរមាត្រូវបានបំពេញមុន។ ន, i.e. កម្រិតរង 3 ឃ.
យោងទៅតាមច្បាប់ Klechkovsky ថាមពលនៃគន្លងអាតូមិកកើនឡើងជាស៊េរី៖
1ស < 2ស < 2រ < 3ស < 3រ < 4ស < 3ឃ < 4រ < 5ស < 4ឃ < 5ទំ < 6ស < 5ឃ »
“៤ f < 6ទំ < 7ស….
អាស្រ័យលើកម្រិតរងនៅក្នុងអាតូមត្រូវបានបំពេញចុងក្រោយ ធាតុគីមីទាំងអស់ត្រូវបានបែងចែកទៅជា 4 គ្រួសារអេឡិចត្រូនិច : s-, p-, d-, f- ធាតុ។
4f
4 4 ឃ
3 4 វិ
3ទំ
3ស
1 2ស
កម្រិត កម្រិតរង
អង្ករ។ ៤.៨. ថាមពលនៃគន្លងអាតូមិច។
ធាតុដែលអាតូមចុងក្រោយត្រូវបំពេញកម្រិត s-sublevel នៃកម្រិតខាងក្រៅត្រូវបានគេហៅ s-ធាតុ . យូ ស- ធាតុវ៉ាឡង់គឺជាអេឡិចត្រុងនៃកម្រិតថាមពលខាងក្រៅ។
យូ p-ធាតុ p-sublayer នៃស្រទាប់ខាងក្រៅត្រូវបានបំពេញចុងក្រោយ។ អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់របស់ពួកគេមានទីតាំងនៅ ទំ- និង ស- កម្រិតរងនៃកម្រិតខាងក្រៅ។ យូ ឃ- ធាតុត្រូវបានបំពេញចុងក្រោយ ឃ-sublevel នៃ preexternal level និង valence គឺ ស- អេឡិចត្រុងខាងក្រៅនិង ឃ- អេឡិចត្រុងនៃកម្រិតថាមពលខាងក្រៅ។
យូ f-ធាតុ ចុងក្រោយត្រូវបំពេញ f- កម្រិតថាមពលខាងក្រៅទីបី។
លំដាប់នៃការដាក់អេឡិចត្រុងក្នុងកម្រិតរងមួយត្រូវបានកំណត់ ក្បួនរបស់ ហ៊ុន៖
ក្នុងកម្រិតរងមួយ អេឡិចត្រុងត្រូវបានដាក់ក្នុងរបៀបមួយដែលផលបូកនៃលេខចំនួនបង្វិលរបស់ពួកគេមានតម្លៃដាច់ខាតអតិបរមា។
ម៉្យាងទៀតគន្លងនៃកម្រិតរងដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានបំពេញដំបូងដោយអេឡិចត្រុងមួយជាមួយនឹងតម្លៃដូចគ្នានៃលេខ quantum វិល ហើយបន្ទាប់មកដោយអេឡិចត្រុងទីពីរដែលមានតម្លៃផ្ទុយគ្នា។
ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើចាំបាច់ត្រូវចែកចាយអេឡិចត្រុងចំនួន 3 នៅក្នុងកោសិកា quantum ចំនួន 3 នោះពួកវានីមួយៗនឹងមានទីតាំងនៅក្នុងកោសិកាដាច់ដោយឡែក ពោលគឺឧ។ កាន់កាប់គន្លងដាច់ដោយឡែកមួយ៖
∑m s= ½ – ½ + ½ = ½.
លំដាប់នៃការបែងចែកអេឡិចត្រុងក្នុងចំណោមកម្រិតថាមពល និងកម្រិតរងនៅក្នុងសែលនៃអាតូមត្រូវបានគេហៅថា ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរបស់វា ឬរូបមន្តអេឡិចត្រូនិក។ ការតែង ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចចំនួន កម្រិតថាមពល (លេខ quantum ចម្បង) ត្រូវបានកំណត់ដោយលេខ 1, 2, 3, 4 ..., កម្រិតរង (លេខគន្លងគន្លង) - ដោយអក្សរ ស, ទំ, ឃ, f. ចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងកម្រិតរងមួយត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយលេខមួយ ដែលត្រូវបានសរសេរនៅផ្នែកខាងលើនៃនិមិត្តសញ្ញាកម្រិតរង។
ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិកត្រូនិកនៃអាតូមអាចត្រូវបានពិពណ៌នាថាជាអ្វីដែលគេហៅថា រូបមន្តក្រាហ្វិកអេឡិចត្រុង. នេះគឺជាដ្យាក្រាមនៃការរៀបចំអេឡិចត្រុងនៅក្នុងកោសិកា quantum ដែលជាតំណាងក្រាហ្វិកនៃគន្លងអាតូមិច។ កោសិកាកង់ទិចនីមួយៗអាចផ្ទុកអេឡិចត្រុងមិនលើសពីពីរដែលមានលេខ quantum spin ផ្សេងគ្នា។
ដើម្បីបង្កើតរូបមន្តក្រាហ្វិកអេឡិចត្រូនិច ឬអេឡិចត្រូនិចសម្រាប់ធាតុណាមួយ អ្នកគួរតែដឹង៖
1. លេខស៊េរីនៃធាតុ, i.e. បន្ទុកនៃស្នូលរបស់វា និងចំនួនអេឡិចត្រុងដែលត្រូវគ្នានៅក្នុងអាតូម។
2. លេខរយៈពេលដែលកំណត់ចំនួនកម្រិតថាមពលនៃអាតូម។
3. លេខ Quantum និងការតភ្ជាប់រវាងពួកគេ។
ឧទាហរណ៍ អាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលមានលេខអាតូម 1 មានអេឡិចត្រុង 1 ។ អ៊ីដ្រូសែនគឺជាធាតុមួយនៃសម័យកាលដំបូង ដូច្នេះអេឡិចត្រុងតែមួយគត់កាន់កាប់វត្ថុដែលស្ថិតនៅក្នុងកម្រិតថាមពលដំបូង។ ស- គន្លងមានថាមពលទាបបំផុត។ រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែននឹងមានៈ
1 ន 1 ស 1 .
រូបមន្តក្រាហ្វិកអេឡិចត្រូនិចនៃអ៊ីដ្រូសែននឹងមើលទៅដូចនេះ:
រូបមន្តក្រាហ្វិកអេឡិចត្រុង និងអេឡិចត្រុងនៃអាតូមអេលីយ៉ូម៖
2 មិនមែន 1 ស 2
2 មិនមែន 1 ស
ឆ្លុះបញ្ចាំងពីភាពពេញលេញនៃសែលអេឡិចត្រូនិចដែលកំណត់ស្ថេរភាពរបស់វា។ អេលីយ៉ូមគឺជាឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូដែលកំណត់ដោយស្ថេរភាពគីមីខ្ពស់ (ភាពអសកម្ម) ។
អាតូមលីចូម 3 Li មានអេឡិចត្រុង 3 វាជាធាតុនៃសម័យកាល II ដែលមានន័យថាអេឡិចត្រុងស្ថិតនៅកម្រិតថាមពល 2 ។ អេឡិចត្រុងពីរបំពេញ ស- កម្រិតរងនៃកម្រិតថាមពលទីមួយ និងអេឡិចត្រុងទី 3 ស្ថិតនៅលើ ស- កម្រិតរងនៃកម្រិតថាមពលទីពីរ៖
៣ លី ១ ស 2 2ស 1
Valence I
អាតូមលីចូមមានអេឡិចត្រុងដែលមានទីតាំងនៅ 2 ស-sublevel ជាប់នឹងស្នូលតិចជាងអេឡិចត្រុងនៃកម្រិតថាមពលទីមួយ ដូច្នេះហើយ ក្នុងប្រតិកម្មគីមី អាតូមលីចូមអាចបោះបង់ចោលអេឡិចត្រុងនេះយ៉ាងងាយស្រួល ប្រែទៅជា Li + ion ( ហើយគាត់ -ភាគល្អិតសាកអគ្គិសនី ) ក្នុងករណីនេះ លីចូមអ៊ីយ៉ុង ទទួលបានសែលពេញលេញនៃឧស្ម័នអេលីយ៉ូមដ៏ថ្លៃថ្នូ៖
៣ លី + ១ ស 2 .
គួរកត់សំគាល់ថា, ចំនួនអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង (តែមួយ) កំណត់ភាពស្មោះត្រង់នៃធាតុ , i.e. សមត្ថភាពបង្កើតចំណងគីមីជាមួយធាតុផ្សេងទៀត។
ដូច្នេះ អាតូមលីចូមមានអេឡិចត្រុងមួយដែលមិនផ្គូផ្គង ដែលកំណត់បរិមាណរបស់វាស្មើនឹងមួយ។
រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមបេរីលីយ៉ូម៖
4 Be 1s 2 2s 2 ។
រូបមន្តក្រាហ្វិកអេឡិចត្រុងនៃអាតូមបេរីលីយ៉ូម៖
2 Valence ជាចម្បង
រដ្ឋគឺ 0
អេឡិចត្រុងកម្រិតទី 2 របស់ Beryllium ត្រូវបានដកចេញយ៉ាងងាយស្រួលជាងប្រភេទផ្សេងទៀត។ ស 2 បង្កើតអ៊ីយ៉ុង Be +2៖
វាអាចត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាអាតូមអេលីយ៉ូមនិងអ៊ីយ៉ុងនៃលីចូម 3 លី + និងបេរីលយ៉ូម 4 ប៊ី +2 មានរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដូចគ្នាពោលគឺឧ។ ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈ រចនាសម្ព័ន្ធ isoelectronic ។
ដូចដែលបានបញ្ជាក់រួចមកហើយ គូអេឡិចត្រុងធម្មតាដែលអនុវត្តចំណង covalent អាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារតែអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងមានវត្តមាននៅក្នុងអាតូមអន្តរកម្មដែលមិនគួរឱ្យរំភើប។ នេះកើតឡើងជាឧទាហរណ៍ក្នុងអំឡុងពេលនៃការបង្កើតម៉ូលេគុលដូចជា។ នៅទីនេះ អាតូមនីមួយៗមានអេឡិចត្រុងមួយដែលមិនផ្គូផ្គង។ នៅពេលដែលអាតូមទាំងពីរមានអន្តរកម្ម គូអេឡិចត្រុងធម្មតាត្រូវបានបង្កើតឡើង - ចំណងកូវ៉ាឡេនកើតឡើង។
អាតូមអាសូតដែលមិនគួរឱ្យរំភើបមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងបី:
អាស្រ័យហេតុនេះ ដោយសារអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គង អាតូមអាសូតអាចចូលរួមក្នុងការបង្កើតចំណង covalent បី។ នេះកើតឡើងជាឧទាហរណ៍នៅក្នុងម៉ូលេគុល ឬដែលកូវ៉ាឡង់នៃអាសូតគឺ 3 ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ចំនួននៃចំណង covalent អាចធំជាងចំនួនអេឡិចត្រុងហួតដែលមានសម្រាប់អាតូមដែលមិនរំភើប។ ដូច្នេះ ក្នុងស្ថានភាពធម្មតា ស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចខាងក្រៅនៃអាតូមកាបូនមានរចនាសម្ព័ន្ធដែលត្រូវបានបង្ហាញដោយដ្យាក្រាម៖
ដោយសារអេឡិចត្រុងដែលមិនអាចផ្គូផ្គងបាន អាតូមកាបូនអាចបង្កើតជាចំណង covalent ពីរ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ កាបូនត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយសមាសធាតុដែលអាតូមនីមួយៗរបស់វាត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមជិតខាងដោយចំណង covalent បួន (ឧទាហរណ៍។ នេះប្រែទៅជាអាចធ្វើទៅបានដោយសារតែការពិតដែលថាជាមួយនឹងការចំណាយនៃថាមពលមួយចំនួនមួយនៃ - អេឡិចត្រុងដែលមាននៅក្នុងអាតូមអាចត្រូវបានផ្ទេរទៅកម្រិតរងមួយជាលទ្ធផលអាតូមចូលទៅក្នុងស្ថានភាពរំភើបមួយ, និងចំនួននៃ អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងកើនឡើង។ ដំណើរការរំភើបបែបនេះ អមដោយ "ការផ្គូផ្គង" នៃអេឡិចត្រុង អាចត្រូវបានតំណាងដោយដ្យាក្រាមខាងក្រោម ដែលស្ថានភាពរំភើបត្រូវបានសម្គាល់ដោយសញ្ញាផ្កាយនៅជាប់និមិត្តសញ្ញាធាតុ៖
ឥឡូវនេះមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងចំនួនបួននៅក្នុងស្រទាប់អេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៃអាតូមកាបូន; ដូច្នេះ អាតូមកាបូនដែលរំភើបអាចចូលរួមក្នុងការបង្កើតចំណង covalent បួន។ ក្នុងករណីនេះ ការកើនឡើងនៃចំនួនចំណង covalent ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញថាមពលច្រើនជាងការចំណាយលើការផ្ទេរអាតូមទៅជាស្ថានភាពរំភើប។
ប្រសិនបើការរំភើបនៃអាតូមដែលនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃចំនួនអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គងត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការចំណាយថាមពលដ៏ធំបំផុតនោះការចំណាយទាំងនេះមិនត្រូវបានផ្តល់សំណងដោយថាមពលនៃការបង្កើតចំណងថ្មីនោះទេ។ បន្ទាប់មកដំណើរការបែបនេះទាំងមូលប្រែទៅជាមិនអំណោយផល។ ដូច្នេះ អាតូមអុកស៊ីហ្សែន និងហ្វ្លុយអូរីន មិនមានគន្លងសេរីនៅក្នុងស្រទាប់អេឡិចត្រុងខាងក្រៅទេ៖
នៅទីនេះ ការកើនឡើងនៃចំនួនអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងគឺអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែផ្ទេរអេឡិចត្រុងមួយទៅកម្រិតថាមពលបន្ទាប់ ពោលគឺទៅរដ្ឋ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការចំណាយដ៏ធំនៃថាមពល ដែលមិនត្រូវបានគ្របដណ្តប់ដោយថាមពលដែលបានបញ្ចេញនៅពេលដែលចំណងថ្មីកើតឡើង។ ដូច្នេះ ដោយសារអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង អាតូមអុកស៊ីហ្សែនអាចបង្កើតបានមិនលើសពីពីរចំណង covalent ហើយអាតូម fluorine អាចបង្កើតបានតែមួយប៉ុណ្ណោះ។ ជាការពិត ធាតុទាំងនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកូវ៉ាឡង់ថេរស្មើនឹងពីរសម្រាប់អុកស៊ីសែន និងមួយសម្រាប់ហ្វ្លុយអូរីន។
អាតូមនៃធាតុនៃដំណាក់កាលទី 3 និងបន្តបន្ទាប់មាន -sublevel នៅក្នុងស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចខាងក្រៅ ដែល s- និង p-electrons នៃស្រទាប់ខាងក្រៅអាចរំកិលទៅតាមការរំភើប។ ដូច្នេះនៅទីនេះ ឱកាសបន្ថែមកើតឡើងដើម្បីបង្កើនចំនួនអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គង។ ដូច្នេះ អាតូមក្លរីន ដែលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពមិនរំភើប មានអេឡិចត្រុងមួយដែលមិនផ្គូផ្គង។
អាចត្រូវបានផ្ទេរជាមួយនឹងការចំណាយនៃថាមពលមួយចំនួនចូលទៅក្នុងរដ្ឋរំភើបដែលត្រូវបានកំណត់ដោយអេឡិចត្រុងបី, ប្រាំឬប្រាំពីរ unpaired;
ដូច្នេះ មិនដូចអាតូមហ្វ្លុយអូរីនទេ អាតូមក្លរីនអាចចូលរួមក្នុងការបង្កើតមិនត្រឹមតែចំណងមួយប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានចំណងកូវ៉ាលេនបី ប្រាំ ឬប្រាំពីរផងដែរ។ ដូច្នេះនៅក្នុងអាស៊ីត chlorous កូវ៉ាឡង់នៃក្លរីនគឺបី, នៅក្នុងអាស៊ីត perchloric វាគឺប្រាំហើយនៅក្នុងអាស៊ីត perchloric វាគឺប្រាំពីរ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ អាតូមស្ពាន់ធ័រដែលមានកម្រិតរងដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន អាចចូលទៅក្នុងស្ថានភាពរំភើបជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងបួនឬប្រាំមួយដែលមិនផ្គូផ្គង ហើយដូច្នេះចូលរួមក្នុងការបង្កើតមិនត្រឹមតែពីរដូចជាអុកស៊ីហ្សែនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានចំណងកូវ៉ាលេនបួនឬប្រាំមួយផងដែរ។ នេះអាចពន្យល់ពីអត្ថិភាពនៃសមាសធាតុដែលស្ពាន់ធ័របង្ហាញភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃ 4 ឬ 6 ។
ក្នុងករណីជាច្រើន ចំណង covalent ក៏កើតឡើងដោយសារតែអេឡិចត្រុងផ្គូផ្គងមានវត្តមាននៅក្នុងវាលអេឡិចត្រូនិចខាងក្រៅនៃអាតូម។ ជាឧទាហរណ៍ សូមពិចារណាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុលអាម៉ូញាក់៖
នៅទីនេះ ចំនុចចង្អុលបង្ហាញអេឡិចត្រុងដែលដើមឡើយជាកម្មសិទ្ធិរបស់អាតូមអាសូត ហើយឈើឆ្កាងបង្ហាញពីធាតុទាំងនោះដែលដើមឡើយជារបស់អាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ក្នុងចំណោមអេឡិចត្រុងខាងក្រៅទាំងប្រាំបីនៃអាតូមអាសូត ប្រាំមួយបង្កើតជាចំណងកូវ៉ាលេនចំនួនបី ហើយជាទូទៅចំពោះអាតូមអាសូត និងអ៊ីដ្រូសែន។ ប៉ុន្តែអេឡិចត្រុងពីរជាកម្មសិទ្ធិរបស់អាសូត និងបង្កើតជាគូអេឡិចត្រុងតែមួយ។ អេឡិចត្រុងមួយគូបែបនេះក៏អាចចូលរួមក្នុងការបង្កើតចំណង covalent ជាមួយអាតូមមួយទៀតប្រសិនបើមានគន្លងទំនេរនៅក្នុងស្រទាប់អេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៃអាតូមនេះ។ ជាឧទាហរណ៍ អ៊ីដ្រូសែនដែលមិនមានអ៊ីដ្រូសែន ដែលជាទូទៅមិនមានអេឡិចត្រុង៖
ដូច្នេះនៅពេលដែលម៉ូលេគុលមួយធ្វើអន្តរកម្មជាមួយអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន ចំណង covalent កើតឡើងរវាងពួកវា។ អេឡិចត្រុងពីរគូនៅលើអាតូមអាសូតត្រូវបានចែករំលែករវាងអាតូមទាំងពីរ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតអ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូម៖
នៅទីនេះ ចំណង covalent កើតឡើងដោយសារតែអេឡិចត្រុងមួយគូ (គូអេឡិចត្រុង) និងគន្លងទំនេរនៃអាតូមមួយទៀត (អ្នកទទួលគូអេឡិចត្រុង) ដែលដើមឡើយជាកម្មសិទ្ធិរបស់អាតូមមួយ (អ្នកផ្តល់គូអេឡិចត្រុង)។
វិធីសាស្រ្តនៃការបង្កើតចំណង covalent នេះត្រូវបានគេហៅថា donor-acceptor ។ នៅក្នុងឧទាហរណ៍ដែលបានពិចារណា អ្នកផ្តល់គូអេឡិចត្រុងគឺជាអាតូមអាសូត ហើយអ្នកទទួលគឺជាអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។
បទពិសោធន៍បានបង្កើតឡើងថាចំណងទាំងបួននៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូមគឺស្មើនឹងគ្រប់ទិដ្ឋភាពទាំងអស់។ វាកើតឡើងពីនេះថាចំណងដែលបង្កើតឡើងដោយវិធីសាស្ត្រអ្នកទទួលអំណោយមិនខុសគ្នានៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាពីចំណង covalent ដែលបង្កើតឡើងដោយអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងនៃអាតូមអន្តរកម្ម។
ឧទាហរណ៍មួយទៀតនៃម៉ូលេគុលដែលមានចំណងដែលបង្កើតឡើងក្នុងលក្ខណៈអ្នកទទួលអំណោយគឺម៉ូលេគុលនៃនីទ្រីកអុកស៊ីដ។
ពីមុនរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធនៃសមាសធាតុនេះត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម:
យោងតាមរូបមន្តនេះ អាតូមអាសូតកណ្តាលត្រូវបានតភ្ជាប់ទៅអាតូមជិតខាងដោយចំណង covalent ប្រាំ ដូច្នេះស្រទាប់អេឡិចត្រុងខាងក្រៅរបស់វាមានអេឡិចត្រុងដប់ (គូអេឡិចត្រុងប្រាំ) ។ ប៉ុន្តែការសន្និដ្ឋាននេះផ្ទុយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមអាសូត ដោយសារស្រទាប់ L ខាងក្រៅរបស់វាមានគន្លងចំនួនបួន (មួយ s- និង 3 p-orbitals) ហើយមិនអាចផ្ទុកអេឡិចត្រុងលើសពីប្រាំបីបានទេ។ ដូច្នេះ រូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានផ្តល់ឱ្យមិនអាចចាត់ទុកថាត្រឹមត្រូវបានទេ។
ចូរយើងពិចារណាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអុកស៊ីដអាសូត ហើយអេឡិចត្រុងនៃអាតូមនីមួយៗនឹងត្រូវបានកំណត់ឆ្លាស់គ្នាដោយចំនុច ឬឈើឆ្កាង។ អាតូមអុកស៊ីហ៊្សែនដែលមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង បង្កើតជាចំណងកូវ៉ាលេនពីរជាមួយអាតូមអាសូតកណ្តាល៖
ដោយសារតែអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងដែលនៅសេសសល់នៅលើអាតូមអាសូតកណ្តាល ក្រោយមកទៀតបង្កើតជាចំណង covalent ជាមួយអាតូមអាសូតទីពីរ៖
ដូច្នេះស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចខាងក្រៅនៃអាតូមអុកស៊ីសែន និងអាតូមអាសូតកណ្តាលត្រូវបានបំពេញ: ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុងប្រាំបីមានស្ថេរភាពត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅទីនេះ។ ប៉ុន្តែស្រទាប់អេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៃអាតូមអាសូតខាងក្រៅបំផុតមានតែអេឡិចត្រុងប្រាំមួយប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះ អាតូមនេះអាចជាអ្នកទទួលគូអេឡិចត្រុងមួយទៀត។ អាតូមអាសូតកណ្តាលនៅជាប់វាមានគូអេឡិចត្រុងតែមួយ ហើយអាចដើរតួជាអ្នកផ្តល់ជំនួយ។
នេះនាំទៅរកការបង្កើតចំណង covalent មួយទៀតរវាងអាតូមអាសូតដោយវិធីសាស្ត្រអ្នកទទួលជំនួយ៖
ឥឡូវនេះអាតូមទាំងបីដែលបង្កើតជាម៉ូលេគុលមានរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុងប្រាំបីដែលមានស្ថេរភាពនៃស្រទាប់ខាងក្រៅ។ ប្រសិនបើចំណង covalent បង្កើតឡើងដោយវិធីសាស្ត្រអ្នកទទួលអ្នកបរិច្ចាគ ត្រូវបានកំណត់ដូចទម្លាប់ ដោយព្រួញដែលដឹកនាំពីអាតូមអ្នកបរិច្ចាគទៅអាតូមអ្នកទទួល នោះរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធនៃ nitric oxide (I) អាចត្រូវបានតំណាងដូចខាងក្រោម:
ដូច្នេះនៅក្នុង nitric oxide ភាពស៊ីសង្វាក់នៃអាតូមអាសូតកណ្តាលគឺបួន ហើយខាងក្រៅបំផុតគឺពីរ។
ឧទាហរណ៍ដែលបានពិចារណាបង្ហាញថាអាតូមមានលទ្ធភាពជាច្រើនសម្រាប់ការបង្កើតចំណង covalent ។ ក្រោយមកទៀតអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារតែអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គងនៃអាតូមដែលមិនគួរឱ្យរំភើប ហើយដោយសារតែអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គងលេចឡើងជាលទ្ធផលនៃការរំភើបនៃអាតូម ("ការផ្គូផ្គង" នៃគូអេឡិចត្រុង) និងចុងក្រោយដោយវិធីសាស្រ្តអ្នកទទួលអំណោយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ចំនួនសរុបនៃចំណង covalent ដែលអាតូមដែលបានផ្តល់ឱ្យអាចបង្កើតមានកម្រិត។ វាត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួនសរុបនៃ valence orbitals ពោលគឺគន្លងទាំងនោះដែលការប្រើប្រាស់សម្រាប់ការបង្កើតចំណង covalent ប្រែទៅជាអំណោយផលខ្លាំង។ ការគណនាមេកានិច Quantum បង្ហាញថាគន្លងស្រដៀងគ្នារួមមាន s- និង p-orbitals នៃស្រទាប់អេឡិចត្រុងខាងក្រៅ និង-orbitals នៃស្រទាប់មុន; ក្នុងករណីខ្លះ ដូចដែលយើងបានឃើញជាមួយនឹងឧទាហរណ៍នៃអាតូមក្លរីន និងស្ពាន់ធ័រ -orbitals នៃស្រទាប់ខាងក្រៅក៏អាចត្រូវបានប្រើជា valence orbitals ផងដែរ។
អាតូមនៃធាតុទាំងអស់នៃសម័យទីពីរមានគន្លងបួននៅក្នុងស្រទាប់អេឡិចត្រុងខាងក្រៅ ដោយគ្មាន -orbitals នៅក្នុងស្រទាប់មុន។ ដូច្នេះគន្លង valence នៃអាតូមទាំងនេះអាចផ្ទុកអេឡិចត្រុងមិនលើសពីប្រាំបី។ នេះមានន័យថា ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាអតិបរមានៃធាតុនៅក្នុងដំណាក់កាលទីពីរគឺបួន។
អាតូមនៃធាតុនៃដំណាក់កាលទី 3 និងបន្តបន្ទាប់អាចប្រើមិនត្រឹមតែ s- និង orbitals ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំង - orbitals ដើម្បីបង្កើតចំណង covalent ។ មានសមាសធាតុដែលគេស្គាល់នៃ -elements ដែល s- និង p-orbitals នៃស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចខាងក្រៅ និងទាំងប្រាំ -orbitals នៃស្រទាប់មុនចូលរួមក្នុងការបង្កើតចំណង covalent; ក្នុងករណីបែបនេះ ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃធាតុដែលត្រូវគ្នាឈានដល់ប្រាំបួន។
សមត្ថភាពនៃអាតូមក្នុងការចូលរួមក្នុងការបង្កើតនូវចំនួនកំណត់នៃចំណង covalent ត្រូវបានគេហៅថា តិត្ថិភាពនៃចំណង covalent ។
បាឋកថាសម្រាប់និស្សិតជំនាញបច្ចេកទេសទូទៅ និងឯកទេស បាឋកថា ៣ ប្រធានបទ ៤
បាឋកថាសម្រាប់និស្សិតជំនាញបច្ចេកទេសទូទៅ និងឯកទេស បាឋកថា ៤ ប្រធានបទ ៥
ការបង្រៀនសម្រាប់និស្សិតផ្នែកបច្ចេកទេសទូទៅ និងឯកទេស ម៉ូឌុល II ។ ទម្រង់នៃប្រតិកម្ម
បាឋកថាសម្រាប់និស្សិតផ្នែកបច្ចេកទេសទូទៅ និងឯកទេស បាឋកថា 7 ប្រធានបទ មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃគីមីវិទ្យា
បាឋកថាសម្រាប់និស្សិតផ្នែកបច្ចេកទេសទូទៅ និងឯកទេស មេរៀនទី៨ ប្រធានបទ លំនឹងគីមី លើប្រធានបទនេះ អ្នកត្រូវដឹង និងអាចធ្វើដូចខាងក្រោម
បុព្វកថាសម្រាប់អ្នកអប់រំ
ការបង្រៀនសម្រាប់និស្សិតផ្នែកបច្ចេកទេសទូទៅ និងឯកទេស ម៉ូឌុល III ។ ដំណោះស្រាយ និងដំណើរការអេឡិចត្រូគីមី
7. អេឡិចត្រុងដែលបានផ្គូផ្គងនិងមិនផ្គូផ្គង
អេឡិចត្រុងដែលបំពេញគន្លងជាគូត្រូវបានគេហៅថា ផ្គូផ្គង,ហើយអេឡិចត្រុងតែមួយត្រូវបានគេហៅថា មិនបានផ្គូផ្គង. អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងផ្តល់នូវចំណងគីមីរវាងអាតូមមួយ និងអាតូមផ្សេងទៀត។ វត្តមាននៃអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយពិសោធន៍ដោយសិក្សាពីលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញ៉េទិច។ សារធាតុដែលមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង ប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក(ពួកវាត្រូវបានទាញចូលទៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកដោយសារអន្តរកម្មនៃការបង្វិលអេឡិចត្រុង ដូចជាមេដែកបឋម ជាមួយនឹងដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅ)។ សារធាតុដែលមានតែអេឡិចត្រុងផ្គូផ្គង diamagnetic(ដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅមិនប៉ះពាល់ដល់ពួកវាទេ)។ អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងត្រូវបានរកឃើញតែនៅកម្រិតថាមពលខាងក្រៅនៃអាតូម ហើយចំនួនរបស់វាអាចត្រូវបានកំណត់ពីដ្យាក្រាមអេឡិចត្រុងក្រាហ្វិចរបស់វា។
ឧទាហរណ៍ 4 ។កំណត់ចំនួនអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងនៅក្នុងអាតូមស្ពាន់ធ័រ។
ដំណោះស្រាយ។ចំនួនអាតូមនៃស្ពាន់ធ័រគឺ Z = 16 ដូច្នេះរូបមន្តអេឡិចត្រូនិចពេញលេញនៃធាតុគឺ: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ។ ដ្យាក្រាមក្រាហ្វិចអេឡិចត្រូនិចនៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅមានដូចខាងក្រោម (រូបភាពទី 11) ។
អង្ករ។ 11. ដ្យាក្រាមក្រាហ្វិកអេឡិចត្រុងនៃ valence អេឡិចត្រុងនៃអាតូមស្ពាន់ធ័រមួយ។
ពីដ្យាក្រាមក្រាហ្វិចអេឡិចត្រុង វាធ្វើតាមថា អាតូមស្ពាន់ធ័រមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរ។
8. ការលេចធ្លាយអេឡិចត្រុង
កម្រិតរងទាំងអស់បានបង្កើនស្ថេរភាពនៅពេលដែលពួកគេត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងទាំងស្រុង (s 2, p 6, d 10, f 14) និងកម្រិតរង p, d និង f លើសពីនេះទៀតនៅពេលដែលពួកគេត្រូវបានបំពេញពាក់កណ្តាល i.e. ទំ 3, ឃ 5, f 7 ។ រដ្ឋ d 4 , f 6 និង f 13 ផ្ទុយទៅវិញបានកាត់បន្ថយស្ថេរភាព។ ក្នុងន័យនេះ ធាតុមួយចំនួនបង្ហាញពីអ្វីដែលគេហៅថា រអិលអេឡិចត្រុង, ការលើកកម្ពស់ការបង្កើតនៃកម្រិតរងមួយជាមួយនឹងការកើនឡើងស្ថេរភាព។
ឧទាហរណ៍ 5 ។ពន្យល់ថាហេតុអ្វីបានជានៅក្នុងអាតូមក្រូមីញ៉ូម កម្រិតរង 3d ត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុង ខណៈដែលកម្រិតរង 4s មិនត្រូវបានបំពេញទាំងស្រុង? តើមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងប៉ុន្មាននៅក្នុងអាតូមក្រូមីញ៉ូម?
ដំណោះស្រាយ។លេខអាតូមក្រូមីញ៉ូម Z = 24 រូបមន្តអេឡិចត្រូនិច៖ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 . អេឡិចត្រុងលោតពីកម្រិត 4s ទៅកម្រិតរង 3d ដែលធានានូវការបង្កើតរដ្ឋ 3d 5 ដែលមានស្ថេរភាពជាងមុន។ ពីដ្យាក្រាមក្រាហ្វិចអេឡិចត្រុងនៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅ (រូបភាពទី 12) វាដូចខាងក្រោមថាអាតូមក្រូមីញ៉ូមមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងប្រាំមួយ។
អង្ករ។ 12. ដ្យាក្រាមក្រាហ្វិកអេឡិចត្រុងនៃ valence អេឡិចត្រុងនៃអាតូមក្រូមីញ៉ូម
9. រូបមន្តអេឡិចត្រូនិកសង្ខេប
រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃធាតុគីមីអាចត្រូវបានសរសេរជាអក្សរកាត់។ ក្នុងករណីនេះផ្នែកនៃរូបមន្តអេឡិចត្រូនិចដែលត្រូវនឹងសែលអេឡិចត្រុងដែលមានស្ថេរភាពនៃអាតូមនៃឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូមុនត្រូវបានជំនួសដោយនិមិត្តសញ្ញានៃធាតុនេះក្នុងតង្កៀបការ៉េ (ផ្នែកនៃអាតូមនេះត្រូវបានគេហៅថា គ្រោងឆ្អឹង atom) ហើយរូបមន្តដែលនៅសល់ត្រូវបានសរសេរក្នុងទម្រង់ធម្មតា។ ជាលទ្ធផល រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចក្លាយជាសង្ខេប ប៉ុន្តែខ្លឹមសារព័ត៌មានរបស់វាមិនថយចុះពីនេះទេ។
ឧទាហរណ៍ ៦.សរសេររូបមន្តអេឡិចត្រូនិចជាអក្សរកាត់សម្រាប់ប៉ូតាស្យូម និងហ្សីកញ៉ូម។
ដំណោះស្រាយ។ប៉ូតាស្យូម លេខអាតូម Z = 19 រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចពេញលេញ៖ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូមុនគឺ argon រូបមន្តអេឡិចត្រូនិកសង្ខេប៖ 4s 1 ។
លេខអាតូម Zirconium Z = 40 រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចពេញលេញ៖ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 2 ឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូមុនគឺ គ្រីបតុន រូបមន្តអេឡិចត្រូនិកសង្ខេប៖ 4 5s 2 ។
10. គ្រួសារនៃធាតុគីមី
អាស្រ័យលើកម្រិតថាមពលណាមួយនៅក្នុងអាតូមចុងក្រោយត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុង ធាតុត្រូវបានបែងចែកជាបួនគ្រួសារ។ នៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ និមិត្តសញ្ញាសម្រាប់ធាតុនៃគ្រួសារផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានបន្លិចជាពណ៌ផ្សេងគ្នា។
1. s-Elements: នៅក្នុងអាតូមនៃធាតុទាំងនេះ ns-sublevel គឺចុងក្រោយដែលត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុង។
2. p-ធាតុ៖ ចុងក្រោយដែលត្រូវបំពេញដោយអេឡិចត្រុង គឺកម្រិតរង np;
3. d-ធាតុ៖ ចុងក្រោយដែលត្រូវបំពេញដោយអេឡិចត្រុងគឺ (n – 1)d-sublevel;
4. f-ធាតុ៖ ចុងក្រោយដែលត្រូវបំពេញដោយអេឡិចត្រុងគឺ (n – 2)f-sublevel ។
ឧទាហរណ៍ ៧.ដោយប្រើរូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូម កំណត់ថាតើគ្រួសារណានៃធាតុគីមីរួមមាន strontium (z = 38), zirconium (z = 40), សំណ (z = 82) និង samarium (z = 62) ។
ដំណោះស្រាយ។យើងសរសេររូបមន្តអេឡិចត្រូនិកជាអក្សរកាត់សម្រាប់ធាតុទាំងនេះ
Sr: 5s 2; Zr: 5s 2 4d 2 ; Pb: 6s 2 4f 14 5d 10 6p 2 ; Sm: 6s 2 4f 6,
វាច្បាស់ណាស់ថាធាតុទាំងនោះជាកម្មសិទ្ធិរបស់គ្រួសារ s (Sr), p (Pb), d (Zr) និង f (Sm) ។
11. Valence អេឡិចត្រុង
ចំណងគីមីនៃធាតុដែលបានផ្តល់ឱ្យជាមួយធាតុផ្សេងទៀតនៅក្នុងសមាសធាតុត្រូវបានធានា វ៉ាឡង់អេឡិចត្រុង. អេឡិចត្រុង Valence ត្រូវបានកំណត់ដោយធាតុដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់គ្រួសារជាក់លាក់មួយ។ ដូច្នេះសម្រាប់ធាតុ s អេឡិចត្រុង valence គឺជាអេឡិចត្រុងនៃស្រទាប់រង s ខាងក្រៅសម្រាប់ធាតុ p - ស្រទាប់រងខាងក្រៅ s និង p និងសម្រាប់ធាតុ d អេឡិចត្រុង valence មានទីតាំងនៅ s-sublevel ខាងក្រៅនិង កម្រិត d-sublevel មុនខាងក្រៅ។ សំណួរនៃ valence អេឡិចត្រុងនៃធាតុ f មិនត្រូវបានដោះស្រាយយ៉ាងច្បាស់។
ឧទាហរណ៍ ៨.កំណត់ចំនួននៃ valence អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអាលុយមីញ៉ូម និង vanadium ។
ដំណោះស្រាយ។ 1) រូបមន្តអេឡិចត្រូនិកសង្ខេបនៃអាលុយមីញ៉ូម (z = 13): 3s 2 3p 1 ។ អាលុយមីញ៉ូមជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមគ្រួសារនៃធាតុ p ដូច្នេះអាតូមរបស់វាមានអេឡិចត្រុងបី (3s 2 3p 1) ។
2) រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃ vanadium (z = 23): 4s 2 3d 3 ។ Vanadium ជាកម្មសិទ្ធិរបស់គ្រួសារ d-element ដូច្នេះអាតូមរបស់វាមាន 5 valence electrons (4s 2 3d 3)។
12. រចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងតារាងតាមកាលកំណត់
១២.១. ការរកឃើញនៃច្បាប់តាមកាលកំណត់
ការសិក្សាសម័យទំនើបនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃរូបធាតុ ការសិក្សាអំពីភាពចម្រុះនៃសារធាតុគីមីទាំងមូល និងការសំយោគធាតុថ្មីគឺផ្អែកលើច្បាប់តាមកាលកំណត់ និងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុគីមី។
តារាងតាមកាលកំណត់នៃធាតុ គឺជាការរៀបចំប្រព័ន្ធធម្មជាតិ និងចំណាត់ថ្នាក់នៃធាតុគីមី ដែលបង្កើតឡើងដោយអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិរុស្ស៊ីឆ្នើម D.I. Mendeleev ផ្អែកលើច្បាប់តាមកាលកំណត់ដែលគាត់បានរកឃើញ។ ប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់ គឺជាតំណាងក្រាហ្វិកនៃច្បាប់តាមកាលកំណត់ ការបញ្ចេញមតិដែលមើលឃើញរបស់វា។
ច្បាប់តាមកាលកំណត់ត្រូវបានរកឃើញដោយ Mendeleev (1869) ជាលទ្ធផលនៃការវិភាគ និងការប្រៀបធៀបលក្ខណៈសម្បត្តិគីមី និងរូបវន្តនៃធាតុ 63 ដែលត្រូវបានគេស្គាល់នៅពេលនោះ។ រូបមន្តដើមរបស់វា៖
លក្ខណៈសម្បត្តិនៃធាតុ និងសារធាតុសាមញ្ញ និងស្មុគស្មាញដែលបង្កើតឡើងដោយពួកវាគឺអាស្រ័យតាមកាលកំណត់លើម៉ាស់អាតូមនៃធាតុ។
ខណៈពេលដែលកំពុងអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់ លោក Mendeleev បានបំភ្លឺ ឬកែតម្រូវ valence និងម៉ាស់អាតូមនៃធាតុមួយចំនួនដែលគេស្គាល់ ប៉ុន្តែសិក្សាមិនសូវល្អ ព្យាករណ៍ពីអត្ថិភាពនៃធាតុទាំងប្រាំបួនដែលមិនទាន់រកឃើញ ហើយបានពិពណ៌នាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិដែលរំពឹងទុកសម្រាប់បីនៃពួកវា (Ga, Ge, Sc)។ ជាមួយនឹងការរកឃើញនៃធាតុទាំងនេះ (1875-1886) ច្បាប់តាមកាលកំណត់បានទទួលការទទួលស្គាល់ជាសកល និងបានបង្កើតមូលដ្ឋានសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍជាបន្តបន្ទាប់ទាំងអស់នៃគីមីសាស្ត្រ។
អស់រយៈពេលជិត 50 ឆ្នាំបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃច្បាប់តាមកាលកំណត់ និងការបង្កើតប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់ ហេតុផលសម្រាប់ភាពទៀងទាត់នៃលក្ខណៈសម្បត្តិនៃធាតុមិនត្រូវបានគេដឹងនោះទេ។ វាមិនច្បាស់ទេថាហេតុអ្វីបានជាធាតុនៃក្រុមដូចគ្នាមាន valence ដូចគ្នា និងបង្កើតសមាសធាតុជាមួយអុកស៊ីសែន និងអ៊ីដ្រូសែននៃសមាសធាតុដូចគ្នា ហេតុអ្វីបានជាចំនួននៃធាតុនៅក្នុងរយៈពេលមិនដូចគ្នា ហេតុអ្វីបានជានៅក្នុងកន្លែងខ្លះនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់ ការរៀបចំធាតុ មិនត្រូវគ្នានឹងការកើនឡើងនៃម៉ាស់អាតូម (Ar - K, Co - Ni, Te - I) ។ ចម្លើយចំពោះសំណួរទាំងអស់នេះត្រូវបានទទួលដោយការសិក្សាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអាតូម។
១២.២. ការពន្យល់អំពីច្បាប់តាមកាលកំណត់
នៅឆ្នាំ 1914 ការចោទប្រកាន់នៃនុយក្លេអ៊ែរអាតូមិកត្រូវបានកំណត់ (G. Moseley) ហើយវាត្រូវបានគេរកឃើញថា លក្ខណៈសម្បត្តិនៃធាតុគឺអាស្រ័យតាមកាលកំណត់មិនមែននៅលើម៉ាស់អាតូមនៃធាតុនោះទេ ប៉ុន្តែនៅលើ បន្ទុកវិជ្ជមាននៃស្នូលនៃអាតូមរបស់ពួកគេ។ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរទម្រង់នៃច្បាប់តាមកាលកំណត់ ទម្រង់នៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់មិនផ្លាស់ប្តូរជាមូលដ្ឋានទេ ចាប់តាំងពីម៉ាស់អាតូមនៃធាតុកើនឡើងក្នុងលំដាប់ដូចគ្នានឹងការចោទប្រកាន់នៃអាតូមរបស់វា លើកលែងតែលំដាប់ខាងលើ argon - ប៉ូតាស្យូម cobalt - នីកែលនិង tellurium - អ៊ីយ៉ូត។
ហេតុផលសម្រាប់ការកើនឡើងនៃបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរជាមួយនឹងការកើនឡើងចំនួនធាតុគឺច្បាស់ណាស់: នៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមនៅពេលផ្លាស់ប្តូរពីធាតុមួយទៅធាតុមួយចំនួនប្រូតុងកើនឡើងជាឯកតា។ ប៉ុន្តែរចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមជាមួយនឹងការកើនឡើងជាបន្តបន្ទាប់នៃតម្លៃនៃលេខ quantum សំខាន់ ធ្វើម្តងទៀតតាមកាលកំណត់ការបន្តនៃស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចស្រដៀងគ្នា។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចថ្មីមិនត្រឹមតែកើតឡើងម្តងទៀតប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងកាន់តែស្មុគស្មាញដោយសារការលេចចេញនូវគន្លងថ្មី ដូច្នេះចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងសំបកខាងក្រៅនៃអាតូម និងចំនួនធាតុនៅក្នុងរយៈពេលកើនឡើង។
រយៈពេលដំបូង៖កម្រិតថាមពលដំបូងដែលមានគន្លងតែមួយ (1s គន្លង) កំពុងត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុង ដូច្នេះមានតែធាតុពីរប៉ុណ្ណោះនៅក្នុងសម័យកាលៈ អ៊ីដ្រូសែន (1s 1) និងអេលីយ៉ូម (1s 2) ។
រយៈពេលទីពីរ៖ស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចទីពីរ (2s2p) កំពុងត្រូវបានបំពេញដែលក្នុងនោះស្រទាប់ទីមួយ (2s) ត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតហើយវាកាន់តែស្មុគស្មាញ (2p) - មានធាតុ 8 នៅក្នុងអំឡុងពេលនេះ: ពីលីចូមទៅអ៊ីយូតា។
រយៈពេលទីបី៖ស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចទីបី (3s3p) កំពុងត្រូវបានបំពេញ ដែលក្នុងនោះស្រទាប់ទីពីរត្រូវបានធ្វើម្តងទៀត ហើយមិនមានភាពស្មុគស្មាញណាមួយកើតឡើងទេ ដោយសារស្រទាប់រង 3d មិនមែនជារបស់ស្រទាប់នេះទេ។ ក្នុងអំឡុងពេលនេះក៏មានធាតុ 8 ផងដែរ: ពីសូដ្យូមទៅ argon ។
រយៈពេលទីបួន៖ស្រទាប់ទី 4 (4s3d4p) កំពុងត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងដែលមានភាពស្មុគស្មាញជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងទីបីការលេចឡើងនៃ d-orbitals ប្រាំនៃកម្រិតរង 3d ដូច្នេះមានធាតុ 18 នៅក្នុងអំឡុងពេលនេះ: ពីប៉ូតាស្យូមទៅគ្រីបតុន។
រយៈពេលទីប្រាំ៖ស្រទាប់ទីប្រាំ (5s4d5p) ត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុង ភាពស្មុគស្មាញដែលមិនកើតឡើងនៅក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងទីបួន ដូច្នេះរយៈពេលទីប្រាំក៏មានធាតុ 18 ផងដែរ៖ ពី rubidium ទៅ xenon ។
រយៈពេលទីប្រាំមួយ៖ស្រទាប់ទីប្រាំមួយ (6s4f5d6p) កំពុងត្រូវបានបំពេញ ដែលស្មុគ្រស្មាញជាងស្រទាប់ទីប្រាំ ដោយសារការលេចចេញនូវគន្លងទាំងប្រាំពីរនៃស្រទាប់រង 4f ដូច្នេះនៅក្នុងសម័យកាលទីប្រាំមួយមាន 32 ធាតុ៖ ពីសេសយូម ទៅរ៉ាដុន។
រយៈពេលទីប្រាំពីរ៖ស្រទាប់ទីប្រាំពីរ (7s5f6d7p) ស្រដៀងទៅនឹងទីប្រាំមួយ ពោរពេញទៅដោយអេឡិចត្រុង ដូច្នេះក៏មានធាតុចំនួន 32 ផងដែរនៅក្នុងសម័យកាលនេះ៖ ពីហ្វ្រង់ស្យូម ទៅធាតុដែលមានលេខអាតូម 118 ដែលទទួលបាន ប៉ុន្តែមិនទាន់មានឈ្មោះ។
ដូច្នេះគំរូនៃការបង្កើតសែលអេឡិកត្រូនិកនៃអាតូមពន្យល់ពីចំនួនធាតុនៅក្នុងរយៈពេលនៃតារាងតាមកាលកំណត់។ ចំណេះដឹងអំពីគំរូទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យយើងបង្កើតអត្ថន័យរូបវន្តនៃចំនួនអាតូមិកនៃធាតុគីមីនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ រយៈពេល និងក្រុម។
លេខអាតូមិចធាតុ z គឺ បន្ទុកវិជ្ជមាននៃស្នូលនៃអាតូមមួយ ស្មើនឹងចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូល និងចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូម។
រយៈពេល គឺជាលំដាប់ផ្តេកនៃធាតុគីមី ដែលអាតូមមានកម្រិតថាមពលស្មើគ្នា ដោយផ្នែក ឬទាំងស្រុងដោយអេឡិចត្រុង.
លេខអំឡុងពេលគឺស្មើនឹងចំនួនកម្រិតថាមពលនៅក្នុងអាតូម ចំនួននៃកម្រិតថាមពលខ្ពស់បំផុត និងតម្លៃនៃលេខ quantum សំខាន់សម្រាប់កម្រិតថាមពលខ្ពស់បំផុត។
ក្រុម គឺជាលំដាប់បញ្ឈរនៃធាតុដែលមានប្រភេទដូចគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុងនៃអាតូម ចំនួនស្មើគ្នានៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅ បរិមាណអតិបរមាដូចគ្នា និងលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីស្រដៀងគ្នា
លេខក្រុមគឺស្មើនឹងចំនួនអេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៅក្នុងអាតូម តម្លៃអតិបរមានៃ stoichiometric valency និងតម្លៃអតិបរមានៃស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មវិជ្ជមាននៃធាតុនៅក្នុងសមាសធាតុ។ ដោយប្រើលេខក្រុម អ្នកក៏អាចកំណត់តម្លៃអតិបរមានៃស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មអវិជ្ជមាននៃធាតុមួយ៖ វាស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាងលេខ 8 និងចំនួនក្រុមដែលធាតុស្ថិតនៅ។
១២.៣. ទម្រង់មូលដ្ឋាននៃតារាងតាមកាលកំណត់
មានទម្រង់តារាងតាមកាលកំណត់ប្រហែល 400 ប៉ុន្តែទម្រង់ទូទៅបំផុតពីរគឺវែង (18 ក្រឡា) និងខ្លី (8 ក្រឡា) ។
IN វែងប្រព័ន្ធ (18-cell) (បង្ហាញក្នុងថ្នាក់រៀននេះ និងក្នុងសៀវភៅយោង) មានរយៈពេលខ្លីបី និងរយៈពេលវែងបួន។ រយៈពេលខ្លី (ទីមួយ ទីពីរ និងទីបី) មានតែ s- និង p- ធាតុ ដូច្នេះពួកគេមាន 2 (ដំណាក់កាលដំបូង) ឬ 8 ធាតុ។ នៅក្នុងអំឡុងពេលទី 4 និងទី 5 បន្ថែមលើ s- និង p- ធាតុ 10 d- លេចឡើង ដូច្នេះរយៈពេលទាំងនេះមាន 18 ធាតុនីមួយៗ។ នៅក្នុងដំណាក់កាលទី 6 និងទី 7 ធាតុ f លេចឡើង ដូច្នេះរយៈពេលមាន 32 ធាតុនីមួយៗ។ ប៉ុន្តែធាតុ f ត្រូវបានយកចេញពីតារាង ហើយបង្ហាញខាងក្រោម (ជាឧបសម្ព័ន្ធ) ជាពីរជួរ ហើយកន្លែងរបស់ពួកគេនៅក្នុងប្រព័ន្ធត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយសញ្ញាផ្កាយ។ ជួរទីមួយមាន 14 ធាតុ f ដែលធ្វើតាម lanthanum ដូច្នេះពួកវាមានឈ្មោះទូទៅ "lanthanides" ហើយជួរទីពីរមាន 14 ធាតុ f ដែលធ្វើតាម actinium ដូច្នេះពួកវាមានឈ្មោះទូទៅ "actinides" ។ ទម្រង់តារាងតាមកាលកំណត់នេះត្រូវបានណែនាំដោយ IUPAC សម្រាប់ប្រើប្រាស់នៅក្នុងប្រទេសទាំងអស់។
IN ខ្លីប្រព័ន្ធ (8-cell) (វាក៏មាននៅក្នុងទស្សនិកជននេះ និងនៅក្នុងសៀវភៅយោងផងដែរ) ធាតុ f ក៏ត្រូវបានបញ្ចូលក្នុងឧបសម្ព័ន្ធផងដែរ ហើយរយៈពេលធំ (ទី 4 ទី 5 ទី 6 និងទី 7) ដែលមាន 18 ធាតុនីមួយៗ (ដោយគ្មាន f-ធាតុ) បែងចែកក្នុងសមាមាត្រ 10:8 ហើយផ្នែកទីពីរត្រូវបានដាក់នៅក្រោមទីមួយ។ ដូច្នេះរយៈពេលធំមានពីរជួរ (ជួរ) នីមួយៗ។ នៅក្នុងកំណែនេះ មានក្រុមចំនួនប្រាំបីនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ ហើយពួកគេនីមួយៗមានក្រុមរងសំខាន់មួយ និងក្រុមរងមួយចំហៀង។ ក្រុមរងសំខាន់ៗនៃក្រុមទីមួយនិងទីពីរមានធាតុ s ហើយនៅសល់មានធាតុ p ។ នៅក្នុងក្រុមរងបន្ទាប់បន្សំនៃក្រុមទាំងអស់មាន d-ធាតុ។ ក្រុមរងសំខាន់មានធាតុ 7-8 ហើយក្រុមរងបន្ទាប់បន្សំមាន 4 ធាតុ លើកលែងតែក្រុមទី 8 ដែលក្រុមរងបន្ទាប់បន្សំ (VIII-B) មានធាតុប្រាំបួន - "បី" ។
នៅក្នុងប្រព័ន្ធនេះ ធាតុនៃក្រុមរងគឺ analogues អេឡិចត្រូនិចពេញលេញ. ធាតុនៃក្រុមដូចគ្នា ប៉ុន្តែក្រុមរងផ្សេងគ្នា ក៏ជា analogues (ពួកវាមានលេខដូចគ្នានៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅ) ប៉ុន្តែភាពស្រដៀងគ្នានេះគឺមិនពេញលេញទេ ដោយសារតែ អេឡិចត្រុងខាងក្រៅស្ថិតនៅក្នុងកម្រិតរងផ្សេងៗគ្នា។ ទម្រង់ខ្លីគឺបង្រួម ហើយដូច្នេះវាងាយស្រួលប្រើជាង ប៉ុន្តែវាមិនមានការឆ្លើយឆ្លងមួយទល់មួយរវាងទម្រង់ និងរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមដែលមាននៅក្នុងប្រព័ន្ធវែងនោះទេ។
ឧទាហរណ៍ ៩.ពន្យល់ពីមូលហេតុដែលក្លរីន និងម៉ង់ហ្គាណែសស្ថិតនៅក្នុងក្រុមតែមួយ ប៉ុន្តែនៅក្នុងក្រុមរងផ្សេងៗគ្នានៃតារាងតាមកាលកំណត់ 8 កោសិកា។
ដំណោះស្រាយ។រូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃក្លរីន (អាតូមិកលេខ 17) គឺ 3s 2 3p 5 និងម៉ង់ហ្គាណែស (អាតូមិកលេខ 25) គឺ 4s 2 3d 5 ។ អាតូមនៃធាតុទាំងពីរមានអេឡិចត្រុងខាងក្រៅចំនួនប្រាំពីរ ដូច្នេះពួកវាស្ថិតនៅក្នុងក្រុមដូចគ្នា (ទីប្រាំពីរ) ប៉ុន្តែនៅក្នុងក្រុមរងផ្សេងៗគ្នា ដោយសារក្លរីនគឺ
p-ធាតុ និងម៉ង់ហ្គាណែសគឺជាធាតុ d ។
១២.៤. លក្ខណៈសម្បត្តិតាមកាលកំណត់នៃធាតុ
Periodicity ត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូម ដូច្នេះ លក្ខណៈសម្បត្តិដែលអាស្រ័យលើស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងគឺស្ថិតក្នុងការព្រមព្រៀងគ្នាដ៏ល្អជាមួយនឹងច្បាប់តាមកាលកំណត់៖ អាតូម និងអ៊ីយ៉ុងរ៉ាឌី ថាមពលអ៊ីយ៉ូដ ភាពស្និទ្ធស្នាលរបស់អេឡិចត្រុង អេឡិចត្រុង និងវ៉ាឡង់នៃធាតុ។ ប៉ុន្តែសមាសភាព និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសារធាតុ និងសមាសធាតុសាមញ្ញ អាស្រ័យលើរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិកត្រូនិកនៃអាតូម ដូច្នេះរយៈពេលត្រូវបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិជាច្រើននៃសារធាតុ និងសមាសធាតុសាមញ្ញ៖ សីតុណ្ហភាព និងកំដៅនៃការរលាយ និងពុះ ប្រវែង និងថាមពលនៃចំណងគីមី សក្តានុពលអេឡិចត្រូត ស្តង់ដារ។ enthalpies នៃការបង្កើត និង entropies នៃសារធាតុ ។ល។ ឃ. ច្បាប់តាមកាលកំណត់គ្របដណ្តប់លើលក្ខណៈសម្បត្តិជាង 20 នៃអាតូម ធាតុ សារធាតុសាមញ្ញ និងសមាសធាតុ។
1) កាំអាតូម និងអ៊ីយ៉ុង
យោងតាមមេកានិចកង់ទិច អេឡិចត្រុងមួយអាចស្ថិតនៅចំណុចណាមួយជុំវិញស្នូលនៃអាតូម ទាំងនៅជិតវា និងនៅចម្ងាយដ៏សន្ធឹកសន្ធាប់។ ដូច្នេះ ព្រំដែននៃអាតូមគឺមិនច្បាស់លាស់ និងគ្មានកំណត់។ ទន្ទឹមនឹងនេះ នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការចែកចាយអេឡិចត្រុងជុំវិញស្នូល និងទីតាំងនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងអតិបរមាសម្រាប់គន្លងនីមួយៗត្រូវបានគណនា។
កាំគន្លងនៃអាតូម (អ៊ីយ៉ុង)គឺជាចម្ងាយពីស្នូលទៅដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងអតិបរមានៃគន្លងខាងក្រៅឆ្ងាយបំផុតនៃអាតូមនេះ (អ៊ីយ៉ុង).
Orbital radii (តម្លៃរបស់ពួកគេត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងសៀវភៅយោង) ថយចុះតាមកាលកំណត់ ពីព្រោះ ការកើនឡើងនៃចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម (អ៊ីយ៉ុង) មិនត្រូវបានអមដោយរូបរាងនៃស្រទាប់អេឡិចត្រូនិចថ្មីទេ។ សំបកអេឡិចត្រុងនៃអាតូម ឬអ៊ីយ៉ុងនៃធាតុបន្តបន្ទាប់នីមួយៗក្នុងកំឡុងពេលមួយក្លាយជាក្រាស់ជាងបើធៀបទៅនឹងវត្ថុមុន ដោយសារការកើនឡើងនៃបន្ទុកនៃស្នូល និងការកើនឡើងនៃការទាក់ទាញអេឡិចត្រុងទៅស្នូល។
កាំនៃគន្លងនៅក្នុងក្រុមកើនឡើងដោយសារតែ អាតូម (អ៊ីយ៉ុង) នៃធាតុនីមួយៗ មានភាពខុសប្លែកគ្នាពីភាពអស្ចារ្យរបស់វា ដោយរូបរាងនៃស្រទាប់អេឡិចត្រុងថ្មី។
ការផ្លាស់ប្តូរនៃកាំអាតូមគន្លងគោចរសម្រាប់រយៈពេលប្រាំត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 13 ដែលវាច្បាស់ណាស់ថាការពឹងផ្អែកមានរូបរាង " sawtooth" លក្ខណៈនៃច្បាប់តាមកាលកំណត់។
អង្ករ។ 13. ការពឹងផ្អែកនៃកាំនៃគន្លង
ប៉ុន្តែក្នុងអំឡុងពេលមករដូវ ការថយចុះនៃទំហំអាតូម និងអ៊ីយ៉ុងមិនកើតឡើងជាឯកតាទេ៖ ការផ្ទុះតូចៗ និង "ការធ្លាក់" ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងធាតុនីមួយៗ។ តាមក្បួន "ចន្លោះ" មានធាតុដែលការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចត្រូវគ្នាទៅនឹងស្ថានភាពនៃស្ថេរភាពកើនឡើង: ឧទាហរណ៍នៅដំណាក់កាលទីបីវាគឺជាម៉ាញ៉េស្យូម (3s 2) នៅដំណាក់កាលទី 4 វាគឺជាម៉ង់ហ្គាណែស (4s 2 3d 5) និង ស័ង្កសី (4s 2 3d 10) ជាដើម។
ចំណាំ។ការគណនានៃកាំគន្លងគន្លងត្រូវបានអនុវត្តចាប់តាំងពីពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ទី 70 នៃសតវត្សចុងក្រោយដោយអរគុណដល់ការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រអេឡិចត្រូនិច។ ធ្លាប់ប្រើពីមុន មានប្រសិទ្ធភាពកាំនៃអាតូម និងអ៊ីយ៉ុង ដែលត្រូវបានកំណត់ពីទិន្នន័យពិសោធន៍លើចម្ងាយអន្តរនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងម៉ូលេគុល និងគ្រីស្តាល់។ វាត្រូវបានគេសន្មត់ថាអាតូមគឺជាបាល់ដែលមិនអាចបង្រួមបានដែលប៉ះផ្ទៃរបស់វានៅក្នុងសមាសធាតុ។ រ៉ាឌីដែលមានប្រសិទ្ធភាពកំណត់ក្នុងម៉ូលេគុល covalent ត្រូវបានគេហៅថា កូវ៉ាឡេនរ៉ាឌីនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ដែក - លោហៈរ៉ាឌី នៅក្នុងសមាសធាតុដែលមានចំណងអ៊ីយ៉ុង - អ៊ីយ៉ុងរ៉ាឌី។ រ៉ាឌីដែលមានប្រសិទ្ធភាពខុសពីកាំគន្លង ប៉ុន្តែការផ្លាស់ប្តូររបស់វាជាមួយនឹងចំនួនអាតូមិកក៏មានតាមកាលកំណត់ផងដែរ។
2) ថាមពលនិងសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម
ថាមពលអ៊ីយ៉ូដ(អ៊ីយ៉ុង) ត្រូវបានគេហៅថា ថាមពលត្រូវបានចំណាយក្នុងការដកអេឡិចត្រុងចេញពីអាតូម ហើយបំលែងអាតូមទៅជាអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន.
តាមការពិសោធន៍ អ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងវាលអគ្គិសនីដោយវាស់ភាពខុសគ្នាសក្តានុពលដែលអ៊ីយ៉ូដកើតឡើង។ ភាពខុសគ្នាសក្តានុពលនេះត្រូវបានគេហៅថា សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដ(ច). ឯកតារង្វាស់សម្រាប់សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដគឺ eV/អាតូម ហើយឯកតាសម្រាប់ថាមពលអ៊ីយ៉ូដគឺ kJ/mol; ការផ្លាស់ប្តូរពីតម្លៃមួយទៅតម្លៃមួយទៀតត្រូវបានអនុវត្តតាមទំនាក់ទំនង៖
អ៊ីអ៊ីយ៉ុង = 96.5 J
ការដកអេឡិចត្រុងទីមួយចេញពីអាតូមត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដទីមួយ (J 1) ទីពីរដោយទីពីរ (J 2) ។ល។ សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដបន្តបន្ទាប់កើនឡើង (តារាងទី 1) ដោយសារអេឡិចត្រុងបន្តបន្ទាប់នីមួយៗត្រូវតែដកចេញពីអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានកើនឡើងមួយ។ ពីតុ 1 បង្ហាញថានៅក្នុងលីចូមការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដត្រូវបានអង្កេតឃើញសម្រាប់ J2, នៅក្នុង beryllium - សម្រាប់ J3, នៅក្នុង boron - សម្រាប់ J4 ជាដើម។ ការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃ J កើតឡើងនៅពេលដែលការយកចេញនៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅបញ្ចប់ ហើយអេឡិចត្រុងបន្ទាប់គឺនៅកម្រិតថាមពលមុនខាងក្រៅ។
តារាងទី 1
សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម (eV/អាតូម) នៃធាតុនៃដំណាក់កាលទីពីរ
| ធាតុ | J ១ | J2 | ច ៣ | J ៤ | J5 | ច ៦ | ច ៧ | ច ៨ |
| លីចូម | 5,39 | 75,6 | 122,4 | – | – | – | – | – |
| បេរីលីយ៉ូម | 9,32 | 18,2 | 158,3 | 217,7 | – | – | – | – |
| បូ | 8,30 | 25,1 | 37,9 | 259,3 | 340,1 | – | – | – |
| កាបូន | 11,26 | 24,4 | 47,9 | 64,5 | 392,0 | 489,8 | – | – |
| អាសូត | 14,53 | 29,6 | 47,5 | 77,4 | 97,9 | 551,9 | 666,8 | – |
| អុកស៊ីហ្សែន | 13,60 | 35,1 | 54,9 | 77,4 | 113,9 | 138,1 | 739,1 | 871,1 |
| ហ្វ្លុយអូរីន | 17,40 | 35,0 | 62,7 | 87,2 | 114,2 | 157,1 | 185,1 | 953,6 |
| អ៊ីយូន | 21,60 | 41,1 | 63,0 | 97,0 | 126,3 | 157,9 |
សក្ដានុពលអ៊ីយ៉ូដគឺជាសូចនាករនៃ "លោហធាតុ" នៃធាតុមួយ៖ កាន់តែទាបវាកាន់តែងាយស្រួលសម្រាប់អេឡិចត្រុងដើម្បីផ្តាច់ចេញពីអាតូម ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិលោហធាតុរបស់ធាតុគួរតែត្រូវបានបង្ហាញកាន់តែខ្លាំង។ សម្រាប់ធាតុដែលមានរយៈពេលចាប់ផ្ដើម (លីចូម សូដ្យូម ប៉ូតាស្យូម ជាដើម) សក្ដានុពលអ៊ីយ៉ូដដំបូងគឺ 4-5 eV/អាតូម ហើយធាតុទាំងនេះគឺជាលោហធាតុធម្មតា។ សម្រាប់លោហធាតុផ្សេងទៀត តម្លៃ J 1 គឺខ្ពស់ជាង ប៉ុន្តែមិនលើសពី 10 eV/អាតូម ហើយសម្រាប់មិនមែនលោហធាតុ ជាធម្មតាលើសពី 10 eV/អាតូម៖ អាសូត 14.53 eV/អាតូម អុកស៊ីសែន 13.60 eV/អាតូម។ល។
សក្ដានុពលអ៊ីយ៉ូដទី 1 កើនឡើងក្នុងកំឡុងពេល និងការថយចុះជាក្រុម (រូបភាពទី 14) ដែលបង្ហាញពីការកើនឡើងនៃលក្ខណៈសម្បត្តិដែលមិនមែនជាលោហធាតុនៅក្នុងរយៈពេល និងលោហៈជាក្រុម។ ដូច្នេះ មិនមែនលោហធាតុស្ថិតនៅផ្នែកខាងលើខាងស្តាំ ហើយលោហធាតុស្ថិតនៅផ្នែកខាងឆ្វេងខាងក្រោមនៃតារាងតាមកាលកំណត់។ ព្រំដែនរវាងលោហធាតុ និងមិនមែនលោហធាតុគឺ "ព្រិលៗ" ពីព្រោះ ធាតុភាគច្រើនមានលក្ខណៈសម្បត្តិ amphoteric (ពីរ) ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ព្រំដែនធម្មតាបែបនេះអាចត្រូវបានគូរ វាត្រូវបានបង្ហាញជាទម្រង់វែង (18 ក្រឡា) នៃតារាងតាមកាលកំណត់ ដែលមាននៅទីនេះក្នុងថ្នាក់រៀន និងក្នុងសៀវភៅយោង។
អង្ករ។ 14. ការពឹងផ្អែកនៃសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដ
ពីចំនួនអាតូមនៃធាតុនៃដំណាក់កាលទីមួយ - ទីប្រាំ។
សារៈសំខាន់ជាក់ស្តែងនៃទំនាក់ទំនងនេះគឺថា ការដឹង μ ដែលងាយស្រួលវាស់វែង មនុស្សម្នាក់អាចកំណត់ D បាន។
ដែលពិបាកកំណត់ដោយផ្ទាល់។
ការរីករាលដាលនៃ ambipolar
ទាំងអេឡិចត្រុង និងអ៊ីយ៉ុងសាយភាយនៅក្នុងប្លាស្មាបញ្ចេញឧស្ម័ន។ ដំណើរការសាយភាយហាក់ដូចជាមានដូចខាងក្រោម។ អេឡិចត្រុងដែលមានចលនាខ្ពស់ សាយភាយលឿនជាងអ៊ីយ៉ុង។ ដោយសារតែនេះ វាលអគ្គិសនីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងអេឡិចត្រុង និងអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមានដែលយឺតយ៉ាវ។ វាលនេះរារាំងការសាយភាយនៃអេឡិចត្រុងបន្ថែមទៀត ហើយផ្ទុយទៅវិញ បង្កើនល្បឿននៃការសាយភាយអ៊ីយ៉ុង។ នៅពេលដែលអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានទាញឆ្ពោះទៅរកអេឡិចត្រុង វាលអគ្គិសនីនេះចុះខ្សោយ ហើយអេឡិចត្រុងត្រូវបានបំបែកម្តងទៀតពីអ៊ីយ៉ុង។ ដំណើរការនេះកើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់។ ការសាយភាយនេះត្រូវបានគេហៅថា ambipolar diffusion ដែលជាមេគុណ
D amb = |
D e μ និង + D និង μ e |
|||
μ e + μ និង |
||||
ដែលជាកន្លែងដែល D e, D និង |
- មេគុណនៃការសាយភាយនៃអេឡិចត្រុង និងអ៊ីយ៉ុង; μ អ៊ី, μ និង - |
|||
ការចល័តនៃអេឡិចត្រុងនិងអ៊ីយ៉ុង។ |
||||
ចាប់តាំងពី D e >> D u និង μ e >> μ និង វាប្រែថា |
D និង μ e ≈ D e μ និង , |
|||
ដូច្នេះ D amb ≈ 2D និង . ការសាយភាយបែបនេះកើតឡើងឧទាហរណ៍នៅក្នុងជួរឈរវិជ្ជមាននៃការបញ្ចេញពន្លឺ។
១.៦. ការរំជើបរំជួល និងអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម និងម៉ូលេគុល
វាត្រូវបានគេដឹងថាអាតូមមួយមានអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន និងអេឡិចត្រុង ដែលចំនួននេះត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួនធាតុនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ D.I. ម៉ែនដេឡេវ។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមគឺនៅកម្រិតថាមពលជាក់លាក់។ ប្រសិនបើអេឡិចត្រុងទទួលបានថាមពលខ្លះពីខាងក្រៅ វាផ្លាស់ទីទៅកម្រិតខ្ពស់ ដែលត្រូវបានគេហៅថាកម្រិតរំភើប។
ជាធម្មតាអេឡិចត្រុងស្ថិតនៅកម្រិតរំភើបក្នុងរយៈពេលខ្លីប្រហែល 10-8 វិនាទី។ នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងទទួលបានថាមពលដ៏សំខាន់ វាផ្លាស់ទីឆ្ងាយពីស្នូលទៅចម្ងាយដ៏ច្រើន ដែលវាអាចបាត់បង់ទំនាក់ទំនងជាមួយវា ហើយក្លាយជាទំនេរ។ ទំនាក់ទំនងតិចបំផុតជាមួយនុយក្លេអូគឺ វ៉ាឡេនអេឡិចត្រុង ដែលមានកម្រិតថាមពលខ្ពស់ជាង ហើយដូច្នេះវាងាយបំបែកចេញពីអាតូម។ ដំណើរការនៃការដកអេឡិចត្រុងចេញពីអាតូមត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីយ៉ូដ។
នៅក្នុងរូបភព។ រូបភាព 1.3 បង្ហាញរូបភាពថាមពលនៃ valence electron នៅក្នុងអាតូមមួយ។ នៅទីនេះ W o គឺជាកម្រិតដីនៃអេឡិចត្រុង W mst គឺជាកម្រិតដែលអាចបំប្លែងបាន។
កម្រិត nal, W 1, W 2 - កម្រិតរំភើប (ទីមួយ ទីពីរ ។ល។)
ផ្នែកទី I. ជំពូកទី 1. ដំណើរការអេឡិចត្រូនិច និងអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងការបញ្ចេញឧស្ម័ន
អង្ករ។ ១.៣. រូបភាពថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម
W ′ = 0 គឺជាស្ថានភាពនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងបាត់បង់ទំនាក់ទំនងជាមួយអាតូម។ តម្លៃ W និង = W ′ − W o គឺ
ជាមួយនឹងថាមពលអ៊ីយ៉ូដ។ តម្លៃនៃកម្រិតទាំងនេះសម្រាប់ឧស្ម័នមួយចំនួនត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង។ ១.៣.
កម្រិត metastable ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការពិតដែលថាការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងទៅនិងពីវាត្រូវបានហាមឃាត់។ កម្រិតនេះត្រូវបានបំពេញដោយអ្វីដែលគេហៅថា អន្តរកម្មផ្លាស់ប្តូរ នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងពីខាងក្រៅមកលើកម្រិត W mst និងលើស
អេឡិចត្រុងចាកចេញពីអាតូម។ កម្រិត Metastable ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងដំណើរការដែលកើតឡើងនៅក្នុងប្លាស្មាបញ្ចេញឧស្ម័ន ពីព្រោះ នៅកម្រិតធម្មតានៃការរំភើបអេឡិចត្រុងនៅតែមានរយៈពេល 10-8 s ហើយនៅកម្រិតដែលអាចបំប្លែងបាន - 10-2 ÷ 10-3 s ។
តារាង 1.3
ថាមពល, អ៊ី |
ឧស្ម័នកាបូនិក |
||||||||
W សងសឹក |
|||||||||
ដំណើរការនៃការរំភើបនៃភាគល្អិតអាតូមក៏កំណត់ ionization តាមរយៈបាតុភូតនៃការសាយភាយនៃវិទ្យុសកម្ម resonant ។ បាតុភូតនេះគឺថា អាតូមដែលរំភើប ត្រឡប់មកសភាពធម្មតាវិញ បញ្ចេញពន្លឺមួយដុំ ដែលធ្វើឲ្យអាតូមបន្ទាប់រំភើប និងបន្តបន្ទាប់ទៀត។ តំបន់សាយភាយនៃវិទ្យុសកម្មអាស្រ័យ ត្រូវបានកំណត់ដោយផូតុនមានន័យថាផ្លូវទំនេរ λ ν ដែលអាស្រ័យ
Sieves on density of atomic particle n. ដូច្នេះនៅ n = 1016 cm-3 λ ν =10-2 ÷ 1
សូមមើល បាតុភូតនៃការសាយភាយនៃវិទ្យុសកម្ម resonant ក៏ត្រូវបានកំណត់ដោយវត្តមាននៃកម្រិត metastable ។
អ៊ីយ៉ុងអ៊ីយ៉ុងជាជំហានៗអាចកើតឡើងតាមគ្រោងការណ៍ផ្សេងៗគ្នា៖ ក) អេឡិចត្រុង ឬ ហ្វូតុន ដំបូងធ្វើឱ្យអព្យាក្រឹត
ភាគល្អិតនឺត្រុង ហើយអេឡិចត្រុង ឬហ្វូតុនទីពីរផ្តល់ថាមពលបន្ថែមដល់អេឡិចត្រុងវ៉ាឡេន ដែលបណ្តាលឲ្យអ៊ីយ៉ូដនៃភាគល្អិតអព្យាក្រឹតនេះ;
ផ្នែកទី I. ជំពូកទី 1. ដំណើរការអេឡិចត្រូនិច និងអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងការបញ្ចេញឧស្ម័ន
អាតូម ហើយនៅពេលនេះ អាតូមរំភើបនឹងចូលទៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតា ហើយបញ្ចេញពន្លឺមួយដុំ ដែលបង្កើនថាមពល។
គ) ទីបំផុត អាតូមរំភើបពីររកឃើញថាពួកគេនៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក។ ក្នុងករណីនេះ មួយក្នុងចំណោមពួកវាចូលទៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតា ហើយបញ្ចេញពន្លឺមួយដុំ ដែលអ៊ីយ៉ូដអាតូមទីពីរ។
គួរកត់សំគាល់ថា អ៊ីយ៉ូដជាជំហានៗមានប្រសិទ្ធភាពនៅពេលដែលកំហាប់នៃអេឡិចត្រុងលឿន (ជាមួយនឹងថាមពលនៅជិត
ទៅ W និង ) ហ្វូតូន និងអាតូមរំភើបគឺធំណាស់។ នេះគឺជា
កើតឡើងនៅពេលដែល ionization ក្លាយជាខ្លាំងគ្រប់គ្រាន់។ ម៉្យាងវិញទៀត ឧប្បត្តិហេតុនៃហ្វូតុននៅលើអាតូម និងម៉ូលេគុលក៏អាចបង្កើតភាពរំភើប និងអ៊ីយ៉ូដ (ដោយផ្ទាល់ ឬជាជំហានៗ)។ ប្រភពនៃហ្វូតុនក្នុងការបញ្ចេញឧស្ម័នគឺជាវិទ្យុសកម្មនៃការធ្លាក់ព្រិលអេឡិចត្រុង។
១.៦.១. ការរំភើបនិងអ៊ីយ៉ូដនៃម៉ូលេគុល
ចំពោះឧស្ម័នម៉ូលេគុល វាចាំបាច់ក្នុងការគិតគូរពីលទ្ធភាពនៃការរំភើបនៃម៉ូលេគុលខ្លួនឯង ដែលមិនដូចអាតូមធ្វើចលនាបង្វិល និងរំញ័រ។ ចលនាទាំងនេះក៏ត្រូវបានគិតជាបរិមាណផងដែរ។ ថាមពលលោតកំឡុងពេលចលនាបង្វិលគឺ 10-3÷ 10-1 eV ហើយកំឡុងពេលរំញ័រ - 10-2 ÷ 1 eV ។
ក្នុងអំឡុងពេលប៉ះទង្គិចគ្នានៃអេឡិចត្រុងជាមួយអាតូម អេឡិចត្រុងបាត់បង់
ផ្នែកសំខាន់នៃថាមពលរបស់អ្នក។ |
W=2 |
≈ 10 |
− ៤ វ. នៅពេលដែល ក |
|||
នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងធ្វើអន្តរកម្មជាមួយម៉ូលេគុល អេឡិចត្រុងរំភើបនូវចលនាបង្វិល និងរំញ័រនៃម៉ូលេគុល។ ក្នុងករណីចុងក្រោយអេឡិចត្រុងបាត់បង់ថាមពលយ៉ាងសំខាន់រហូតដល់ 10-1 ÷ 1 eV ។ ដូច្នេះការរំភើបនៃចលនារំញ័រនៃម៉ូលេគុលគឺជាយន្តការដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយសម្រាប់ការទាញយកថាមពលពីអេឡិចត្រុង។ នៅក្នុងវត្តមាននៃយន្តការបែបនេះការបង្កើនល្បឿននៃអេឡិចត្រុងត្រូវបានរារាំងហើយវាលខ្លាំងជាងគឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីឱ្យអេឡិចត្រុងអាចទទួលបានថាមពលគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់អ៊ីយ៉ូដ។ ដូច្នេះការបំបែកឧស្ម័នម៉ូលេគុលតម្រូវឱ្យមានតង់ស្យុងខ្ពស់ជាងការបំបែកឧស្ម័នអាតូមិក (និចលភាព) នៅចម្ងាយរវាងអេឡិចត្រូដស្មើគ្នា និងសម្ពាធស្មើគ្នា។ នេះត្រូវបានបង្ហាញដោយទិន្នន័យនៅក្នុងតារាង។ 1.4 ដែលតម្លៃនៃ λ t, S t និង U pr អាតូមត្រូវបានប្រៀបធៀប
nal និងម៉ូលេគុលឧស្ម័ននៅសម្ពាធបរិយាកាសនិង d = 1.3 សង់ទីម៉ែត្រ។
ផ្នែកទី I. ជំពូកទី 1. ដំណើរការអេឡិចត្រូនិច និងអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងការបញ្ចេញឧស្ម័ន
តារាង 1.4 |
||||||||||
លក្ខណៈ |
ឈ្មោះឧស្ម័ន |
|||||||||
S t 10 − 16, cm2 |
||||||||||
U pr, kV |
||||||||||
ពីតុ 1.4 វាច្បាស់ណាស់ថាទោះបីជាផ្នែកឆ្លងកាត់ S t សម្រាប់ម៉ូលេគុលក៏ដោយ។
ឧស្ម័នប៉ូល និង argon គឺអាចប្រៀបធៀបបាន ប៉ុន្តែវ៉ុលបំបែកនៃ argon គឺទាបជាងយ៉ាងខ្លាំង។
១.៧. អ៊ីយ៉ូដកំដៅ
នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ អ៊ីយ៉ូដឧស្ម័នអាចកើតឡើងដោយសារតែការកើនឡើងនៃថាមពល kinetic នៃភាគល្អិតអាតូម ដែលហៅថា អ៊ីយ៉ុងកម្ដៅ។ ដូច្នេះសម្រាប់ Na, K, Cs ចំហាយ ionization កំដៅគឺមានសារៈសំខាន់នៅសីតុណ្ហភាពជាច្រើនពាន់ដឺក្រេហើយសម្រាប់ខ្យល់នៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 104 ដឺក្រេ។ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃអ៊ីយ៉ូដកម្ដៅកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព និងការថយចុះសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម (ម៉ូលេគុល)។ នៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា អ៊ីយ៉ូដកម្ដៅគឺមិនសូវសំខាន់ ហើយអាចអនុវត្តបានលុះត្រាតែការហូរចេញពីធ្នូកើតឡើង។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គួរកត់សំគាល់ថា ត្រលប់ទៅឆ្នាំ 1951 Hornbeck និង Molnar បានរកឃើញថា នៅពេលដែលអេឡិចត្រុង monoenergetic ត្រូវបានឆ្លងកាត់ឧស្ម័ន inert ត្រជាក់ អ៊ីយ៉ុងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅថាមពលអេឡិចត្រុងដែលគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់តែរំភើបប៉ុណ្ណោះ ប៉ុន្តែមិនមែនដើម្បី ionize អាតូមនោះទេ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថា associative ionization ។
Associative ionization ជួនកាលដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការផ្សព្វផ្សាយរលកអ៊ីយ៉ូដ និងការបញ្ចេញផ្កាភ្លើងនៅកន្លែងដែលនៅមានអេឡិចត្រុងតិចតួចនៅឡើយ។ អាតូមរំភើបត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅទីនោះ ជាលទ្ធផលនៃការស្រូបយកពន្លឺ quanta ដែលផុសចេញពីតំបន់អ៊ីយ៉ូដរួចហើយ។ នៅក្នុងខ្យល់ដែលមានកំដៅល្មម នៅសីតុណ្ហភាពពី 4000-8000 K ម៉ូលេគុលត្រូវបានបែកគ្នាគ្រប់គ្រាន់ ប៉ុន្តែនៅមានអេឡិចត្រុងតិចតួចពេកសម្រាប់ការវិវត្តនៃព្រិលធ្លាក់។ យន្តការសំខាន់នៃអ៊ីយ៉ូដគឺប្រតិកម្មដែលអាតូម N និង O ដែលមិនរំភើបចូលរួម។
Associative ionization ដំណើរការទៅតាមគ្រោងការណ៍ខាងក្រោម N + O + 2. 8 eV ↔ NO + + q ។ ថាមពលដែលបាត់នៃ 2.8 eV ត្រូវបានទទួលពីថាមពល kinetic នៃចលនាដែលទាក់ទងនៃអាតូម។
ផលិតផលកម្រិតមធ្យមនៃវិទ្យុសកម្ម
នៅពេលដែលវិទ្យុសកម្ម ionizing ធ្វើសកម្មភាពលើប្រព័ន្ធណាមួយ ផលិតផលកម្រិតមធ្យមត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃ ionization និងការរំភើបចិត្ត។ ទាំងនេះរួមមាន អេឡិចត្រុង (កម្ដៅ និងរលាយ អេឡិចត្រុងដែលមិនសូវរំភើប។ ផលិតផលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយប្រតិកម្មខ្ពស់ហើយដូច្នេះមានអាយុកាលខ្លី។ ពួកវាមានអន្តរកម្មយ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយនឹងសារធាតុ និងបង្កឱ្យមានការបង្កើតផលិតផលវិទ្យុសកម្មចុងក្រោយ (ស្ថិរភាព)។
ភាគល្អិតរំភើប។ការរំភើបគឺជាដំណើរការសំខាន់មួយនៃអន្តរកម្មនៃវិទ្យុសកម្មអ៊ីយ៉ូដជាមួយរូបធាតុ។ ជាលទ្ធផលនៃដំណើរការនេះ ភាគល្អិតរំភើប (ម៉ូលេគុល អាតូម និងអ៊ីយ៉ុង) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ នៅក្នុងពួកវា អេឡិចត្រុងស្ថិតនៅក្នុងកម្រិតអេឡិចត្រូនិចមួយនៅពីលើស្ថានភាពដី ដែលនៅសេសសល់ដែលជាប់ទាក់ទងនឹងអ្វីដែលនៅសល់ (ឧទាហរណ៍ ប្រហោង) នៃម៉ូលេគុល អាតូម ឬអ៊ីយ៉ុង។ ជាក់ស្តែង នៅពេលមានការរំភើប ភាគល្អិតនៅតែមានដូចនោះ។ ភាគល្អិតរំភើបក៏កើតឡើងនៅក្នុងដំណើរការបន្ទាប់បន្សំមួយចំនួនផងដែរ៖ កំឡុងពេលអព្យាក្រឹតនៃអ៊ីយ៉ុង កំឡុងពេលផ្ទេរថាមពល។ល។ ពួកវាដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងវិទ្យុសកម្មនៃប្រព័ន្ធផ្សេងៗ (អាលីហ្វាទិច និងជាពិសេសអ៊ីដ្រូកាបូនក្រអូប ឧស្ម័ន។ល។)។
ប្រភេទនៃម៉ូលេគុលរំភើប. ភាគល្អិតរំភើបមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរនៅក្នុងគន្លងផ្សេងៗគ្នា។ ការបង្វិលនៃអេឡិចត្រុងទាំងនេះអាចត្រូវបានតម្រង់ទិសដូចគ្នា (ប៉ារ៉ាឡែល) ឬផ្ទុយ (ប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែល) ។ ភាគល្អិតរំភើបបែបនេះគឺ triplet និង singlet រៀងគ្នា។
នៅពេលដែលសារធាតុមួយត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងវិទ្យុសកម្មអ៊ីយ៉ូដ ស្ថានភាពរំភើបកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃដំណើរការសំខាន់ៗដូចខាងក្រោមៈ
1) ជាមួយនឹងការរំភើបដោយផ្ទាល់នៃម៉ូលេគុលនៃសារធាតុមួយដោយវិទ្យុសកម្ម (ការរំភើបចិត្តបឋម),
2) នៅពេលបន្សាបអ៊ីយ៉ុង
3) នៅពេលដែលថាមពលត្រូវបានផ្ទេរពីម៉ូលេគុលរំភើបនៃម៉ាទ្រីស (ឬសារធាតុរំលាយ) ទៅម៉ូលេគុលនៃសារធាតុបន្ថែម (ឬសារធាតុរំលាយ)
4) កំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃម៉ូលេគុលនៃសារធាតុបន្ថែម ឬសារធាតុរំលាយជាមួយអេឡិចត្រុង underexcitation ។
អ៊ីយ៉ុង។ដំណើរការ ionization ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងគីមីវិទ្យាវិទ្យុសកម្ម។ តាមក្បួនមួយពួកគេប្រើប្រាស់ច្រើនជាងពាក់កណ្តាលនៃថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មអ៊ីយ៉ូដដែលត្រូវបានស្រូបយកដោយសារធាតុ។
រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន សម្ភារៈយ៉ាងទូលំទូលាយត្រូវបានប្រមូលផ្ដុំ ជាចម្បងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ photoelectron spectroscopy និង mass spectrometry លើលក្ខណៈពិសេសនៃដំណើរការ ionization លើរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃ ions វិជ្ជមាន ស្ថេរភាពរបស់វា វិធីនៃការបាត់ខ្លួន។ល។
ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការអ៊ីយ៉ុងអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមានត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ភាពខុសគ្នាមួយត្រូវបានធ្វើឡើងរវាង អ៊ីយ៉ូដ ដោយផ្ទាល់ និង ស្វ័យភាពអ៊ីយ៉ូដ។ អ៊ីយ៉ូដដោយផ្ទាល់ត្រូវបានតំណាងដោយសមីការទូទៅខាងក្រោម (M គឺជាម៉ូលេគុលនៃសារធាតុ irradiated):
អ៊ីយ៉ុង M+ ជាធម្មតាត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមានម្តាយ។ ទាំងនេះរួមបញ្ចូលឧទាហរណ៍ H 2 0 + , NH 3 និង CH 3 OH + ដែលកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលវិទ្យុសកម្មនៃទឹកអាម៉ូញាក់និងមេតាណុលរៀងគ្នា។
អេឡិចត្រុង. ដូចដែលបានបញ្ជាក់រួចមកហើយនៅក្នុងដំណើរការ ionization អេឡិចត្រុងបន្ទាប់បន្សំត្រូវបានបង្កើតឡើងរួមជាមួយអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន។ អេឡិចត្រុងទាំងនេះដែលបានចំណាយថាមពលរបស់ពួកគេក្នុងដំណើរការផ្សេងៗ (អ៊ីយ៉ូដ ការរំភើបចិត្ត ការបន្ធូរបន្ថយ dipole ការរំភើបនៃរំញ័រម៉ូលេគុល ជាដើម) បានក្លាយទៅជាកម្ដៅ។ ក្រោយមកទៀតចូលរួមក្នុងដំណើរការគីមី និងរូបវន្ត-គីមីជាច្រើនប្រភេទ ដែលជារឿយៗអាស្រ័យលើធម្មជាតិនៃបរិស្ថាន។ យើងក៏បញ្ជាក់ផងដែរថា នៅក្នុងដំណើរការគីមី និងរូបវិទ្យាមួយចំនួន (ការរំភើបនៃម៉ូលេគុលបន្ថែម ប្រតិកម្មចាប់យក។
អេឡិចត្រុងរលាយ។នៅក្នុងអង្គធាតុរាវដែលមិនមានប្រតិកម្ម ឬប្រតិកម្មខ្សោយទាក់ទងនឹងអេឡិចត្រុង (ទឹក ជាតិអាល់កុល អាម៉ូញាក់ អាមីន អេធើរ អ៊ីដ្រូកាបូន។ ) វាអាចទៅរួចដែលការចាប់យកចាប់ផ្តើមនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងនៅតែមានថាមពលលើស (តិចជាង 1 eV)។ ដំណើរការសូលុយស្យុងអាស្រ័យទៅលើលក្ខណៈនៃសារធាតុរំលាយ និងមានភាពខុសប្លែកគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ឧទាហរណ៍សម្រាប់វត្ថុរាវប៉ូល និងមិនមែនប៉ូល
រ៉ាឌីកាល់សេរី។ក្នុងអំឡុងពេលវិទ្យុសកម្មនៃប្រព័ន្ធស្ទើរតែទាំងអស់ រ៉ាឌីកាល់សេរីលេចឡើងជាផលិតផលកម្រិតមធ្យម។ ទាំងនេះរួមមានអាតូម ម៉ូលេគុល និងអ៊ីយ៉ុងដែលមានអេឡិចត្រុងមួយ ឬច្រើនដែលមិនមានគូដែលមានសមត្ថភាពបង្កើតចំណងគីមី។
វត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងជាធម្មតាត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយចំនុចនៅក្នុងរូបមន្តគីមីនៃរ៉ាឌីកាល់សេរី (ភាគច្រើនជាញឹកញាប់នៅពីលើអាតូមដែលមានអេឡិចត្រុងបែបនេះ)។ ឧទាហរណ៍ រ៉ាឌីកាល់សេរីមេទីលគឺ CH 3 - ចំណុចជាក្បួនមិនត្រូវបានដាក់នៅក្នុងករណីនៃរ៉ាឌីកាល់សេរីសាមញ្ញ (H, C1, OH ជាដើម)។ ជាញឹកញាប់ពាក្យថា "ឥតគិតថ្លៃ" ត្រូវបានលុបចោល ហើយភាគល្អិតទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថាសាមញ្ញរ៉ាឌីកាល់។ រ៉ាឌីកាល់ដែលមានបន្ទុកត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីយ៉ុងរ៉ាឌីកាល់។ ប្រសិនបើការចោទប្រកាន់គឺអវិជ្ជមាននោះវាគឺជា anion រ៉ាឌីកាល់; ប្រសិនបើបន្ទុកគឺវិជ្ជមាន នោះវាគឺជា cation រ៉ាឌីកាល់។ ជាក់ស្តែង អេឡិចត្រុងដែលអាចរំលាយបានអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជា anion រ៉ាឌីកាល់សាមញ្ញបំផុត។
នៅក្នុងវិទ្យុសកម្ម បុព្វហេតុនៃរ៉ាឌីកាល់សេរី គឺជាអ៊ីយ៉ុង និងម៉ូលេគុលរំភើប។ ដំណើរការសំខាន់ៗដែលនាំទៅដល់ការបង្កើតរបស់ពួកគេមានដូចខាងក្រោម៖
1) ប្រតិកម្មម៉ូលេគុលអ៊ីយ៉ុងដែលពាក់ព័ន្ធនឹងអ៊ីយ៉ុងរ៉ាឌីកាល់ និងម៉ូលេគុលអព្យាក្រឹតអគ្គិសនី
2) ការបែកខ្ញែកនៃអ៊ីយ៉ុងរ៉ាឌីកាល់វិជ្ជមានជាមួយនឹងការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់សេរី និងអ៊ីយ៉ុងដែលមានចំនួនគូនៃអេឡិចត្រុងគូ
3) ការបន្ថែមអេឡិចត្រុងដ៏សាមញ្ញ ឬផ្តាច់មុខទៅម៉ូលេគុលអព្យាក្រឹតអេឡិចត្រូនិច ឬអ៊ីយ៉ុងជាមួយអេឡិចត្រុងគូ។
4) ការបំបែកម៉ូលេគុលរំភើបទៅជារ៉ាឌីកាល់សេរីពីរ (ប្រភេទប្រតិកម្ម);
5) ប្រតិកម្មនៃភាគល្អិតរំភើបជាមួយនឹងម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត (ឧទាហរណ៍ ប្រតិកម្មជាមួយនឹងការផ្ទេរបន្ទុក ឬអាតូមអ៊ីដ្រូសែន)។
