Bléck vum periodesche System
D’s-, p-, d- a f-Bléck weisen, wéi eng Zort atomar Ënnerschuel beim Duerchgoe vum periodesche System gefëllt gëtt. Hir Breet an hir Plaz si keng Dekoratioun: si erginn sech aus der Kapazitéit vun den Orbitalen an aus der Energie-Reiefolleg, an där d’Ënnerschuelen zougänglech ginn.
Definitioun vun engem Block a Kapazitéit vun den Ënnerschuelen
De s-Block entsprécht virun allem dem Fëlle vun ns-Orbitalen; de p-Block dem np, de d-Block dem (n−1)d an de f-Block dem (n−2)f. Eng s-Ënnerschuel hëlt 2 Elektronen op, p 6, d 10 a f 14. Genee dës Zuelen erklären déi typesch Breet vun de Bléck.
s-Block
Gruppen 1–2 plus Helium, wann een strikt no der Elektronekonfiguratioun klasséiert. Dat typescht baussenzegt Muster ass ns¹–². Eng s-Ënnerschuel huet een raimlecht Orbital; no dem Pauli-Prinzip kënnen do zwee Elektrone mat entgéintgesatem Spin sinn.
p-Block
Gruppen 13–18, mat Ausnam vum Helium an der strikter Ënnerschuel-Klassifikatioun. Dat allgemengt baussenzegt Muster ass ns²np¹–⁶. Dräi p-Orbitale ginn sechs Elektroneplazen an domat déi sechs Kolonne vum Block.
d-Block
Iwwergangselementer. Hei ginn d’(n−1)d-Orbitale progressiv gefëllt; an der realer Chimie kënne souwuel ns- wéi d-Elektrone matmaachen, well dës Ënnerschuelen energetesch no beienee leien.
f-Block
Lanthaniden an Actiniden. Hei ginn (n−2)f-Orbitale gefëllt. Déi zwou Reie ginn normalerweis ënner dem Haapttableau gezeechent, fir Plaz ze spueren; elektronesch gehéieren se tëscht de s- an d-Beräicher vun de Perioden 6 a 7.
Wéi d’Form vum periodesche System entsteet
Eng Period kann Ënnerschuele mat verschiddene Haaptquantenzuelen fëllen. Period 4 fänkt mat 4s un, geet iwwer 3d a schléisst mat 4p of. D’Rei besteet also net nëmmen aus Ënnerschuele mam selwechten n.
Period 1 enthält nëmmen 1s a besteet aus 2 Elementer. Perioden 2 an 3 fëllen ns an np a kommen op 8 Elementer. Perioden 4 a 5 setzen en zéng Elementer breeden d-Block tëscht s a p an hunn 18 Elementer. Perioden 6 a 7 enthalen zousätzlech de f-Block mat 14 Plazen a kënnen 32 Elementer hunn.
Déi ofgesate f-Reie sinn eng typografesch Entscheedung. An enger laanger Form leien d’Lanthaniden an d’Actiniden an de Perioden 6 a 7 tëscht s an d; se no ënnen ze réckelen hält den Tableau liesbar.
Konfiguratiounen aus der Positioun liesen
Aus der Positioun am Block kann een d’Muster vun der leschter Ënnerschuel séier ofleeden. An der zweeter Kolonn vum p-Block ass d’Enn zum Beispill np²; an der fënnefter np⁵, zesumme mam viregte ns² bei den Haaptgruppenelementer.
Schwiefel steet an der 3. Period an an der véierter Kolonn vum p-Block: [Ne]3s²3p⁴. Kalzium steet an der 4. Period, zweeter Kolonn vum s-Block: [Ar]4s². Scandium mécht d’3d-Rei no 4s² op: [Ar]3d¹4s². D’Positioun ass eng staark Ofkierzung, mee bei d- a f-Ënnerschuele mat ähnlecher Energie muss een déi experimentell Grondzoustandskonfiguratioun kontrolléieren.
Wiel s, p, d oder f, fir d’Muster ze gesinn.
D’Blockkaart ass nëtzlech, awer net onfeelbar
D’Blockklassifikatioun orientéiert sech un der Elektronestruktur, mee eenzel Grondzoustandskonfiguratioune weisen Ausnamen. Cr a Cu folgen net der einfachster Prognos 4s²3dⁿ; bei méi schwéieren d- a f-Elementer ginn et weider Onreegelméissegkeeten, well Nopesch-Ënnerschuelen energetesch no beienee leien.
Helium ass besonnesch léierräich: 1s² ass elektronesch en s-Block-Muster, mee He steet an der Grupp 18, well seng zou Schuel a säi chemescht Verhalen zu den Edelgase passen. De periodesche System kodéiert also gläichzäiteg Orbitalfëllung a widderhuelend chemesch Ähnlechkeet.
Opbau Period fir Period
| Period | Ënnerschuelen, déi gefëllt ginn | Maximal Elementer |
|---|---|---|
| 1 | 1s | 2 |
| 2 | 2s, 2p | 8 |
| 3 | 3s, 3p | 8 |
| 4 | 4s, 3d, 4p | 18 |
| 5 | 5s, 4d, 5p | 18 |
| 6 | 6s, 4f, 5d, 6p | 32 |
D’Reiefolleg vun de Perioden weist, firwat d’Periodennummer an den n-Wäert vun der Ënnerschuel, déi grad gefëllt gëtt, net ëmmer identesch sinn. An der 4. Period gëtt 3d gefëllt; an der 6. Period 4f.
Bléck verbannen d’Positioun mat der Chimie
s-Block-Metaller hunn typesch een oder zwee ns-Elektronen, déi relativ liicht ewechgeholl kënne ginn. Am p-Block reecht d’Chimie vu Metaller iwwer Metalloiden bis zu staark elektronegativen Netmetaller. d-Block-Elementer hunn dacks verschidden Oxidatiounszoustänn a Koordinatiounschimie, well s- an d-Zoustänn energetesch no beienee leien.
Am f-Block schiermen 4f-Elektronen déi wuessend Kärladung nëmme schlecht of a bleiwen dobäi relativ staark kontraktéiert. Dat féiert zur Lanthanidekontraktioun, déi och d’Gréisst an d’Chimie vun den duerno kommende Iwwergangsmetaller beaflosst.
Helium an d’Grenze vun enger eenzeger Klassifikatioun
Elektronesch ass He 1s² a géif an enger strikter Definitioun zum s-Block gehéieren. Chemesch mécht déi komplett éischt Schuel Helium kloer zu engem Edelgas, dofir steet et iwwer Ne an der Grupp 18. Eng eenzeg Etikett kann also net all Informatioun vum Tableau zesummefaassen.
Änlech Diskussiounen iwwer déi genee Endpunkte vum f-Block hunn déiselwecht Ursaach: Blockbezeechnunge sinn Erklärungsinstrumenter, wärend real Elektronestrukturen no bei Klassifikatiounsgrenze kënne leien.
Gruppennummeren a Positioun am Block
Am p-Block entspriechen d’Gruppen 13–18 am Grousse Ganze ns²np¹ bis ns²np⁶. Dofir deelen C a Si, allebéid Grupp 14, d’Valenzmuster ns²np², och wann hir Haaptquantenzuel anescht ass.
Am d-Block ass d’Relatioun manner direkt, well ns- an (n−1)d-Besetzunge sech ëmuerdne kënnen. D’Gruppennummer bleift en nëtzlechen Hiweis op Elektronenzuel a Chimie, mee Oxidatiounszoustänn a reell Konfiguratioune mussen Element fir Element kontrolléiert ginn.
Déi verspéit d-Block-Rei
Déi éischt d-Ënnerschuel ass 3d, mee si fänkt eréischt an der 4. Period un ze fëllen, well 4s virdru energetesch zougänglech gëtt. Genee esou gehéiert 4d zur 5. Period a 5d zur 6. Period. D’Periodennummer nennt déi héchst Haaptschuel, déi um Ufank an um Enn vun der Rei besat ass, net all Ënnerschuel, déi dertëschent gefëllt gëtt.
De f-Block an d’Lanthanidekontraktioun
Duerch d’4f-Rei schiermen déi dobäikomm f-Elektronen d’wuessend Kärladung schlecht of. Déi baussenzeg Elektronewollek zitt sech progressiv zesummen: d’Lanthanidekontraktioun. Den Effekt geet iwwer de f-Block eraus; Hf gëtt doduerch bal esou grouss wéi Zr a beaflosst d’Chimie vun der 5d-Rei.
De f-Block ass also keen ofgetrennten Unhang. Seng Elektronestruktur verännert d’Dimensiounen an d’Chimie vun den Elementer, déi him am Haaptdeel vum Tableau nokommen.
Übungen
Längt vun der 4. Period
Firwat enthält déi 4. Period 18 Elementer?
Léisung
Et ginn 4s² + 3d¹⁰ + 4p⁶ gefëllt. Dat sinn zesummen 18 bäikomm Elektronen an domat 18 Plazen an der Period.
Selen
Se steet an der 4. Period an an der véierter Kolonn vum p-Block. Wéi gesäit déi baussenzeg Konfiguratioun aus?
Léisung
4s²4p⁴, mat engem komplett gefëllten 3d¹⁰ an dem [Ar]-Kär virdrun. No [Ar] ass d’Sequenz 3d¹⁰4s²4p⁴.
f-Block
Firwat ass de f-Block 14 Elementer breet?
Léisung
Fir f ass ℓ = 3, also ginn et 2ℓ + 1 = 7 Orbitalen. All Orbital ka mat zwee Elektrone besat ginn: 7 × 2 = 14.