Изоэлектрондылық: молекулалардың электрондық құрамының ұқсастығы, әртүрлі элементтермен. Химиялық байланыс, электрон саны, молекулалық құрылым туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Идентикалық электрондық конфигурация
Identical electron configuration
Изоэлектроника – екі немесе одан көп молекуланың құрылымы (атомдардың өзара орналасуы мен байланыстары) және электрондық конфигурациясы бірдей болған кезде кездесетін құбылыс, бірақ құрылымдағы белгілі бір орындардағы элементтердің өзгешелігімен сипатталады. Мысалы, NO+link=nitrosonium және N2link=Nitrogen изоэлектронды, ал CH3N= изоэлектронды емес. Бұл анықтама кейде валенттілік изоэлектроникасы деп аталады. Анықтамалар кейде осыншалықты қатаң болмайды, кейде жалпы электрон санының және оның құрамындағы электрондық конфигурацияның сәйкес келуін қажет етеді. Көбінесе анықтамалар кеңірек болады және салыстырылатын түрлердегі атомдар санын өзгертуге мүмкіндік береді. Осы ұғымның маңыздылығы – мағыналы байланысты түрлерді жұп немесе тізбек ретінде анықтауда. Изоэлектрондық түрлердің қасиеттерінде тұрақтылық пен болжамдылық байқалуы мүмкін, сондықтан бұрын сипатталған қосылысқа изоэлектронды екенін анықтау, оның мүмкін қасиеттері мен реакциялары туралы ақпарат береді. Изоэлектрондық түрлердегі атомдардың электротерістігі сияқты қасиеттердегі айырмашылықтар реакциялық қабілетке әсер етуі мүмкін. Кванттық механикада сутекке ұқсас атомдар – Li2+link=литий сияқты, тек бір электроны бар иондар болып табылады. Бұл иондар сутекпен изоэлектронды деп сипатталады.
Isoelectronicity is a phenomenon observed when two or more molecules have the same structure (positions and connectivities among atoms) and the same electronic configurations, but differ by what specific elements are at certain locations in the structure. For example, , NO+link=nitrosonium, and N2link=Nitrogen are isoelectronic, while and CH3N= are not. This definition is sometimes termed valence isoelectronicity. Definitions can sometimes be not as strict, sometimes requiring identity of the total electron count and with it the entire electronic configuration. More usually, definitions are broader, and may extend to allowing different numbers of atoms in the species being compared. The importance of the concept lies in identifying significantly related species, as pairs or series. Isoelectronic species can be expected to show useful consistency and predictability in their properties, so identifying a compound as isoelectronic with one already characterised offers clues to possible properties and reactions. Differences in properties such as electronegativity of the atoms in isolelectronic species can affect reactivity. In quantum mechanics, hydrogen like atoms are ions with only one electron such as Li2+link=lithium. These ions would be described as being isoelectronic with hydrogen.
Мысалдар
Атом және O+link=оттегі ионы изоэлектронды, себебі әрқайсысында бес валентті электроны бар, немесе дәлірек айтқанда [He] 2s2 2p3 электрондық конфигурациясы бар. Сол сияқты, K+link=калий, Ca2+link=кальций және Sc3+link=скандий катиондары, сондай-ақ Cl link=хлорид, S2 link=сульфид және P3 link=фосфид аниондары – барлығы атоммен изоэлектронды. CN link=цианид, және де изоэлектронды, өйткені әрқайсысында екі атом үш байланыс арқылы байланысқан, және зарядтың әсерінен ұқсас электрондық конфигурацияға ие (электрондық конфигурациясы бірдей, сондықтан электрондық құрылымы да бірдей). Молекулалық орбитальдық схемалар екі атомды молекулалардағы изоэлектрондықты ең жақсы көрсетеді, изоэлектронды түрлердегі атомдық орбитальдардың араласуы бірдей орбитальдық комбинацияға және, демек, байланысқа қалай әкелетінін көрсетеді. Күрделірек молекулалар да көп атомды болуы мүмкін. Мысалы, серин, цистеин және селеноцистеин аминқышқылы изоэлектронды. Олар тек қана тізбектегі бір белгілі орнында қандай халькогеннің бар екендігімен ғана ерекшеленеді. (ацетон) және (азометан) изоэлектронды емес. Олардың электрондарының саны бірдей, бірақ құрылысы әртүрлі.
The atom and the O+link=oxygen ion are isoelectronic because each has five valence electrons, or more accurately an electronic configuration of [He] 2s2 2p3. Similarly, the cations K+link=potassium, Ca2+link=calcium, and Sc3+link=scandium and the anions Cl link=chloride, S2 link=sulfide, and P3 link=phosphide are all isoelectronic with the atom. , CN link=Cyanide, , and are isoelectronic because each has two atoms triple bonded together, and due to the charge have analogous electronic configurations ( is identical in electronic configuration to so is identical electronically to ). Molecular orbital diagrams best illustrate isoelectronicity in diatomic molecules, showing how atomic orbital mixing in isoelectronic species results in identical orbital combination, and thus also bonding. More complex molecules can be polyatomic also. For example, the amino acids serine, cysteine, and selenocysteine are all isoelectronic to each other. They differ by which specific chalcogen is present at one location in the side chain. (acetone) and (azomethane) are not isoelectronic. They do have the same number of electrons but they do not have the same structure.