Ισοηλεκτρονική σειρά
Ισοηλεκτρονικά είδη έχουν τον ίδιο συνολικό αριθμό ηλεκτρονίων αλλά διαφορετικό αριθμό πρωτονίων ή/και διαφορετικό φορτίο. Η σύγκριση είναι ιδιαίτερα καθαρή επειδή κρατά το μέτρηση ηλεκτρονίων σταθερό και απομονώνει κυρίως την επίδραση του πυρηνικό φορτίο στην ηλεκτρονική κατανομή.
Κλασική σειρά 10 ηλεκτρονίων
O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺, Mg²⁺ και Al³⁺ έχουν όλα 10 ηλεκτρόνια. Οι πυρήνες τους όμως έχουν Z=8,9,10,11,12,13.
Καθώς αυξάνεται το Z, τα ίδια 10 ηλεκτρόνια έλκονται ισχυρότερα και το χαρακτηριστική ακτίνα μειώνεται.
Σειρά ακτίνων
Για την παραπάνω σειρά η ποιοτική τάξη είναι O²⁻>F⁻>Ne>Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺.
Δεν χρειάζεται να απομνημονεύσουμε ξεχωριστές ακτίνες. Το σταθερό μέτρηση ηλεκτρονίων και το αυξανόμενο πυρηνικό φορτίο δίνουν τη βασική φυσική αιτία.
Αποτέλεσμα
Αποτέλεσμα: e⁻
Πώς ελέγχουμε ότι είναι ισοηλεκτρονικά
Για κατιόν αφαιρούμε το θετικό φορτίο από το ατομικός αριθμός: Na⁺ έχει 11−1=10 ηλεκτρόνια. Για ανιόν προσθέτουμε το μέγεθος του αρνητικό φορτίο: O²⁻ έχει 8+2=10.
Πριν συγκρίνετε ακτίνες, κάντε αυτόν τον έλεγχο. Δύο είδη της ίδιας περιόδου δεν είναι αυτομάτως ισοηλεκτρονική.
Διαμόρφωση ηλεκτρονίων
Τα 10-είδη ηλεκτρονίων έχουν διαμόρφωσης 1s²2s²2p⁶. Η χωρική κατανομή δεν είναι πανομοιότυπη, επειδή το πυρηνικό δυναμικό αλλάζει με Z.
Έτσι «ίδια διαμόρφωσης» δεν σημαίνει ίδια τροχιακές ενέργειες, ίδιο ακτίνα ή ίδια ενέργεια ιονισμού.
Ενεργειακές συνέπειες
Με μεγαλύτερο Z, τα τροχιακά της σειράς σταθεροποιούνται γενικά περισσότερο και η απομάκρυνση ηλεκτρόνιο γίνεται δυσκολότερη.
Η ακριβής σύγκριση ενέργειας χρειάζεται πραγματικούς πολλών ηλεκτρονίων υπολογισμούς, αλλά η τάση ακτίνας είναι από τις πιο καθαρές ποιοτικές εφαρμογές του Z_εφ.
Άλλες ισοηλεκτρονικές σειρές
N³⁻, O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺ είναι επίσης 10-ηλεκτρόνιο σειρά. CO, N₂ και NO⁺ είναι μόρια με ίδιο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων, αλλά η μοριακή σύγκριση είναι πιο σύνθετη επειδή αλλάζει και η πυρηνικό πλαίσιο.
Άρα ο όρος ισοηλεκτρονική είναι γενικός, όμως οι απλοί ακτίνα κανόνες εφαρμόζονται πιο καθαρά σε μονοατομικά ιόντων.
Συχνή παγίδα
Μην χρησιμοποιείτε τον κανόνα «περισσότερα ηλεκτρόνια σημαίνει μεγαλύτερο ιόν» μέσα σε ισοηλεκτρονική σειρά, γιατί ο αριθμός ηλεκτρόνια είναι ήδη ίδιος.
Το μεταβλητό μέγεθος είναι κυρίως το αριθμός πρωτονίων. Μεγαλύτερο Z τραβά την ίδια πληθυσμό ηλεκτρονίων προς τα μέσα.
Λυμένο παράδειγμα
Na⁺
Πόσα ηλεκτρόνια;
Λύση
10.
O²⁻ εναντίον Mg²⁺
Ποιο είναι μεγαλύτερο;
Λύση
O²⁻.
Al³⁺
Σε σειρά 10 ηλεκτρόνια, πού βρίσκεται ως προς το μέγεθος;
Λύση
Στο μικρότερο άκρο.