W jaki sposób orbitale 3p chloru mają mniejszą energię niż orbital 1s wodoru?
W jaki sposób orbitale 3p chloru mają mniejszą energię niż orbital 1s wodoru?
Powiedziałbym, że należy wziąć pod uwagę dwie ważne kwestie: Po pierwsze, $ \ ce {Cl} $ jest bardziej elektroujemne niż $ \ ce {H} $. Po drugie, gdy przechodzisz od lewej do prawej w dowolnym wierszu układu okresowego, energia sip spada. Wynika to z faktu, że elektrony walencyjne nie ekranują się skutecznie. Tak więc dodanie jednego protonu do jądra i jednego elektronu nie znosi się; zamiast tego elektrony walencyjne „odczuwają” zwiększony ładunek jądrowy. Różnica elektroujemności i zmniejszone ekranowanie między elektronami walencyjnymi wydaje się być wystarczające, aby przesunąć orbital 3 $ \ ce {s} $, a nawet 3 \ ce {p} $ orbital $ \ ce {Cl} $ poniżej energii orbitalu $ 1 \ ce {s} $ $ \ ce {H} $. Stan eksperymentalny uśredniony potencjał jonizacji (IP) może służyć jako dobry przewodnik do umieszczania orbitali początkowych na diagramie interakcji orbitalnych. Dla orbitalu $ \ ce {H} $ 1 \ ce {s} $ masz IP $ -13,6 \, \ mathrm {eV} $. Dla orbitali $ \ ce {Cl} $ 3 \ ce {s} $ i $ 3 \ ce {p} $ masz adresy IP $ -25,2 \, \ mathrm {eV} $ i $ -13,7 \, \ mathrm {eV } $, odpowiednio. $ ^ {[1]} $ Oznacza to, że orbital $ 3 \ ce {p} $ $ \ ce {Cl} $ rzeczywiście leży nieco poniżej orbity $ 1 \ ce {s} $ $ \ ce {H} $.
Aktualizacja:
Oto tabela uśrednionych potencjałów jonizacji w stanie eksperymentalnym, w elektronowoltach, dla głównego atomy grupowe. Jednak te orbitale atomowe $ \ ce {p} $ dla grup 1 i 2 oraz orbitali $ \ ce {s} $ i $ \ ce {p} $ szóstego rzędu nie są znane eksperymentalnie i stąd obliczone wartości ( oznaczone gwiazdką). $ ^ {[2,3]} $ Te ostatnie obejmują poprawki relatywistyczne. Tabela pochodzi z drugiego wydania książki Orbital Interactions in Chemistry autorstwa T. A. Albrighta, J. K. Burdetta i M.-H. Whangbo.
[1] L. C. Allen, J. Jestem. Chem. Soc. 1989 , 111 , 9003; L. C. Allen, J. Jestem. Chem. Soc. 1992 , 114 , 1510; L. C. Allen, Acc. Chem. Res. 1990 , 23 , 175.
[2] A. Vela, J. L. Gazquez, J. Fiz. Chem. 1988 , 92 , 5688.
[3] J. P. Desclaux, At. Nucl. Tabele danych 1973 , 12 , 311.