d-Block-Kontraktion - d-block contraction

Atomradius von Elementen der Gruppen 2 , 13 und 14 , die die "d-Block-Kontraktion" zeigen , insbesondere für Ga und Ge

Die d-Block-Kontraktion (manchmal auch Scandide-Kontraktion genannt ) ist ein Begriff, der in der Chemie verwendet wird, um die Wirkung von vollen d- Orbitalen auf die Elemente der Periode 4 zu beschreiben. Die fraglichen Elemente sind Gallium , Germanium , Arsen , Selen , Brom und Krypton . Ihre elektronischen Konfigurationen umfassen vollständig gefüllte d-Orbitale (d 10 ). Die d-Block-Kontraktion wird am besten durch den Vergleich einiger Eigenschaften der Elemente der Gruppe 13 veranschaulicht , um die Wirkung auf Gallium hervorzuheben.

Element Atomare Elektronenkonfiguration. Summe 1. – 3. I.Ps kJ / mol M 3+ Elektronenkonfig. M 3+ Radius (pm)
Bor , B [ Er ] 2s 2 2p 1 6887.4 [ Er ]
Aluminium , Aluminium [ Ne ] 3s 2 3p 1 5139 [ Ne ] 53,5
Gallium , Ga [ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 1 5521.1 [ Ar ] 3d 10 62
Indium , In [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 1 5083 [ Kr ] 4d 10 80
Thallium , Tl [ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1 5438.4 [ Xe ] 4f 14 5d 10 88,5

Gallium kann als anomal angesehen werden. Der offensichtlichste Effekt ist, dass die Summe der ersten drei Ionisationspotentiale von Gallium höher ist als die von Aluminium, während der Trend in der Gruppe eher niedriger wäre. Die zweite Tabelle unten zeigt den Trend in der Summe der ersten drei Ionisationspotentiale für die Elemente B , Al , Sc , Y und La . Sc , Y und La haben drei Valenzelektronen über einem Edelgas- Elektronenkern. Im Gegensatz zu den Elementen der Gruppe 13 zeigt diese Sequenz eine sanfte Reduktion.

Element Atomare Elektronenkonfiguration. Summe 1. – 3. I.Ps kJ / mol M 3+ Elektronenkonfig. M 3+ Radius (pm)
Bor , B [ Er ] 2s 2 2p 1 6887.4 [ Er ]
Aluminium , Aluminium [ Ne ] 3s 2 3p 1 5139 [ Ne ] 53,5
Scandium , Sc [ Ar ] 3d 1 4s 2 4256.7 [ Ar ] 74,5
Yttrium , Y [ Kr ] 4d 1 5s 2 3760 [ Kr. ] 90
Lanthan , La [ Xe ] 5d 1 6s 2 3455,4 [ Xe ] 103,2

Andere Effekte der d-Block-Kontraktion sind, dass das Ga 3+ -Ion kleiner als erwartet ist und näher an Al 3+ liegt . Bei der Interpretation der Ionisationspotentiale für Indium und Thallium ist Vorsicht geboten , da andere Effekte, zB der Inert-Paar-Effekt , für die schwereren Mitglieder der Gruppe zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Die Ursache der d-Block-Kontraktion ist die schlechte Abschirmung der Kernladung durch die Elektronen in den d-Orbitalen. Die äußeren Valenzelektronen werden stärker vom Kern angezogen, was den beobachteten Anstieg der Ionisationspotentiale verursacht. Die d-Block-Kontraktion kann mit der Lanthanoid-Kontraktion verglichen werden, die durch eine unzureichende Abschirmung der Kernladung durch f-Orbitale besetzende Elektronen verursacht wird.

Siehe auch

Verweise