انقباض الحاجز د

نصف القطر الذري لعناصر المجموعات 2 و 13 و 14 ، مما يُظهر "انكماش المجموعة d" ، وخاصة بالنسبة للغاليوم والجرمانيوم

يُستخدم مصطلح انكماش المجموعة d (ويُسمى أحيانًا انكماش الإسكندنافية [ 1 ] ) في الكيمياء لوصف تأثير امتلاء مدارات d في عناصر الدورة الرابعة. وتشمل هذه العناصر الغاليوم ، والجرمانيوم ، والزرنيخ ، والسيلينيوم ، والبروم ، والكريبتون . وتتميز هذه العناصر بتوزيع إلكتروني يتضمن مدارات d ممتلئة تمامًا (d¹⁰ ) . ويمكن توضيح انكماش المجموعة d بشكل أفضل من خلال مقارنة بعض خصائص عناصر المجموعة 13 لتسليط الضوء على تأثيره على الغاليوم.

عنصرالتوزيع الإلكتروني الذريمجموع النقاط الأولية من 1 إلى 3 (كيلوجول / مول)التوزيع الإلكتروني M 3+نصف قطر M 3+ (بيكومتر)
البورون ، ب[ هو ] 2s 2 2p 16887.4[ هو ]
الألومنيوم ، Al[ Ne ] 3s 2 3p 15139[ ني ]53.5
الغاليوم ، Ga[ Ar ] 3d 10 4s 2 4p 15521.1[ Ar ] 3d 1062
الإنديوم ، إن[ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 15083[ Kr ] 4d 1080
الثاليوم ، Tl[ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 15438.4[ Xe ] 4f 14 5d 1088.5

يُلاحظ أن الغاليوم عنصر شاذ. وأبرز ما يُميزه هو أن مجموع جهود التأين الثلاثة الأولى للغاليوم أعلى من مجموع جهود التأين للألومنيوم، بينما يُفترض أن يكون أقل في بقية عناصر المجموعة. يُبين الجدول الثاني أدناه اتجاه مجموع جهود التأين الثلاثة الأولى للعناصر B و Al و Sc و Y و La . يمتلك كل من Sc و Y و La ثلاثة إلكترونات تكافؤ فوق غلاف إلكتروني لغاز نبيل . وعلى عكس عناصر المجموعة 13 ، يُظهر هذا التسلسل انخفاضًا تدريجيًا.

عنصرالتوزيع الإلكتروني الذريمجموع النقاط الأولية من 1 إلى 3 (كيلوجول / مول)التوزيع الإلكتروني M 3+نصف قطر M 3+ (بيكومتر)
البورون ، ب[ هو ] 2s 2 2p 16887.4[ هو ]
الألومنيوم ، Al[ Ne ] 3s 2 3p 15139[ ني ]53.5
السكانديوم ، Sc[ Ar ] 3d 1 4s 24256.7[ Ar ]74.5
الإيتريوم ، Y[ Kr ] 4d 1 5s 23760[ كر ]90
اللانثانوم ، لا[ Xe ] 5d 1 6s 23455.4[ Xe ]103.2

من الآثار الأخرى لانكماش عناصر المجموعة d أن أيون الغاليوم ( Ga³⁺ ) أصغر من المتوقع، إذ يقترب حجمه من حجم أيون الألومنيوم (Al³⁺ ). يجب توخي الحذر عند تفسير جهود التأين للإنديوم والثاليوم ، لأن تأثيرات أخرى ، مثل تأثير الزوج الخامل ، تزداد أهميةً بالنسبة للعناصر الأثقل في المجموعة. يعود سبب انكماش عناصر المجموعة d إلى ضعف حجب الشحنة النووية بواسطة الإلكترونات في مدارات d. تنجذب إلكترونات التكافؤ الخارجية بقوة أكبر نحو النواة، مما يؤدي إلى الزيادة الملحوظة في جهود التأين. يمكن مقارنة انكماش عناصر المجموعة d بانكماش اللانثانيدات ، الناتج عن عدم كفاية حجب الشحنة النووية بواسطة الإلكترونات التي تشغل مدارات f.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "انكماش اللانثانيدات - انكماش المجموعة d (انكماش السكانديدات)" . chem.libretexts.org . نصوص الكيمياء الإلكترونية. 22 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 6 ديسمبر 2020. يصف انكماش المجموعة d، المعروف أيضًا باسم انكماش السكانديدات، اتجاه نصف القطر الذري الذي تشهده عناصر المجموعة d (الفلزات الانتقالية).