d-block kontraktion

Atomradien för element i grupperna 2 , 13 och 14 , som visar "d-blockkontraktionen", speciellt för Ga och Ge

D -blockkontraktionen (ibland kallad scandidekontraktion ) är en term som används inom kemin för att beskriva effekten av att ha fulla d- orbitaler på period 4-elementen. Beståndsdelarna i fråga är gallium , germanium , arsenik , selen , brom och krypton ^{[ citat behövs ]} . Deras elektroniska konfigurationer inkluderar helt fyllda d orbitaler (d ¹⁰ ). Sammandragningen av d-blocket illustreras bäst genom att jämföra några egenskaper hos element i grupp 13 för att belysa effekten på gallium.

Element	Atomelektronkonfiguration.	Summa 1:a – 3: e I.Ps kJ / mol	M ³⁺ elektronkonfig.	M ³⁺ radie (pm)
Boron , B	[ Han ] 2s ² 2p ¹	6887,4	[ Han ]
Aluminium , Al	[ 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
Tallium , Tl	[ Xe ] 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² 6p ¹	5438,4	[ Xe ] 4f ¹⁴ 5d ¹⁰	88,5

Gallium kan ses vara anomalt. Den mest uppenbara effekten är att summan av de tre första joniseringspotentialerna för gallium är högre än för aluminium, medan trenden i gruppen skulle vara lägre. Den andra tabellen nedan visar trenden i summan av de tre första joniseringspotentialerna för elementen B , Al , Sc , Y och La . Sc , Y och La har tre valenselektroner ovanför en ädelgaselektronkärna . I motsats till element i grupp 13 visar denna sekvens en jämn reduktion.

Element	Atomelektronkonfiguration.	Summa 1:a – 3: e I.Ps kJ / mol	M ³⁺ elektronkonfig.	M ³⁺ radie (pm)
Boron , B	[ Han ] 2s ² 2p ¹	6887,4	[ Han ]
Aluminium , Al	[ 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
Lantan , La	[ Xe ] 5d ¹ 6s ²	3455,4	[ Xe ]	103,2

Andra effekter av d-blockkontraktionen är att Ga ³⁺ -jonen är mindre än förväntat, och är närmare Al ^{3+ i storlek} . Försiktighet måste iakttas vid tolkningen av joniseringspotentialen för indium och tallium , eftersom andra effekter, t.ex. den inerta pareffekten , blir allt viktigare för de tyngre medlemmarna i gruppen. Orsaken till d-blockets kontraktion är den dåliga avskärmningen av kärnladdningen av elektronerna i d-orbitalerna. De yttre valenselektronerna attraheras starkare av kärnan vilket orsakar den observerade ökningen av joniseringspotentialer. D-blockkontraktionen kan jämföras med lantanidkontraktionen , som orsakas av otillräcklig avskärmning av kärnladdningen av elektroner som upptar f orbitaler.

Se även

Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8 .