Mietin, kuinka voin määrittää jaksoittaisen taulukon avulla, millä metallilla (elementillä) on suurin tiheys? Onko se mahdollista?
Kommentit
- Etsit sitä. Kemia on empiiristä. Teoria epäonnistuu usein. Siksi ' s, miksi jaksollisissa taulukoissa on usein tarvittavat numerot taulukossa.
Vastaa
Yksi tapa tehdä tämä on tarkastelemalla metallin pakkausrakennetta.
Jos esimerkiksi tarkastellaan Wikipedia , huomaat, että volframilla on vartalokeskeinen kuutiomainen kristallirakenne. Tämä tarkoittaa, että jokaisessa yksikkö solussa tulee olemaan kaksi volframiatomia. Voimme sitten ennustaa täydellisen volframikiteisen ristikon tiheyden käyttämällä jotakin geometriaa ja yksikkömuunnosta.
Ensinnäkin annan sinulle yhtälön, jonka voit todistaa itsellesi melko helposti, joten en mene siihen. Kiteen tiheys on: $$ \ rho = \ frac {n * M} {N_A * V} $$
Missä, $ n $ on yksikkösolun atomien määrä, $ M $ on atomin moolimassa, $ N_A $ on Avogadron luku, $ V $ on yksikön solun tilavuus.
Joten Tungstenille tämä tulee olemaan $$ \ rho = \ frac {2 * 183,83 g * mol ^ {- 1}} {6,022 * 10 ^ {23} * (\ frac {4 * 139 * 10 ^ {- 10} cm} {\ sqrt {3}}) ^ 3} = 18,45 \ frac {g} {cm ^ 3} $$
Volframin kokeellinen tiheys on 19,33 $ \ frac {g} {cm ^ 3} $.
Vastaus on yleensä hiukan parempaa, mutta silti melko lähellä.
Ainoa tieto, jonka sinun on tehtävä tämä laskelma, jota ei ole jaksollisessa taulukossa, on pakkausrakenne ja atomisäde.
Jotain huomionarvoista on atomipakkauskerroin, $ APF $, joka tulee löytämällä atomien tilavuuden suhde yksikkö solun tilavuuteen ja edustaa kuinka paljon tilaa atomit täyttävät kuutiossa tai kuinka tehokasta rakenne on pakattavissa.
Runkokeskeiselle kuutiolle (BCC) $$ APF = \ frac {2 * \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3} {(\ frac { 4r} {\ sqrt {3}}) ^ 3} = 0,68 $$
Tämä tarkoittaa, että BCC vie op 68% solujen yksikköä kohti käytettävissä olevasta tilasta yhtä suurille palloille.
Katso tämä linkki , jos haluat lisätietoja.
Joten, vastaamaan varsinaiseen kysymykseen, mistä löydämme trendi kaikella tällä, tiedämme nyt, että tiheys riippuu säteestä, jolle meillä on jo suuntaus, moolimassa, jolla on myös hyvin yksinkertainen suuntaus, ja pakkausrakenne, joka on todellinen tuntematon.
Tämä on tältä sivulta,
Resonoivassa valenssisidoteoriassa tekijät, jotka määräävät yhden valinnan vaihtoehtoisen metalli- tai metallien yhdisteen kristallirakenteiden joukosta, pyörivät atomien välisten sidosten resonanssienergian ympärillä. On selvää, että joillakin resonanssimoodeilla olisi suurempi panos (mekaanisesti vakaampi kuin toiset) ja että erityisesti joukkovelkakirjojen lukumäärän ja positioiden lukumäärän yksinkertainen suhde olisi poikkeuksellinen. Tuloksena on, että erityinen vakaus liittyy yksinkertaisimpiin suhdelukuihin tai ”joukkolainanumeroihin”: 1/2, 1/3, 2/3, 1/4, 3/4 jne. Rakenteen valinta ja arvo aksiaalinen suhde (joka määrittää suhteelliset sidospituudet) ovat siis seurausta atomin ponnisteluista käyttää valenssiaan vakaan sidoksen muodostamisessa yksinkertaisilla murto-sidosnumeroilla. jota en oikeastaan ymmärrä, mutta näyttää selittävän miksi tietyt ristikot valitaan.
Periaatteessa käyttämällä sitä, että säde pienenee oikealle ja molekyylipaino kasvaa Menemme oikealle, ennustamme, että tiheys kasvaa tasaisesti alkuainemetallien jaksollisessa taulukossa, paitsi että eri metallit pakataan eri tavoin. Kuusikulmainen Close Packed on tehokkain pakkausjärjestelmä, joten en olisi yllättynyt huomatessani, että se liittyy monien tiheiden metallien kanssa.
Toivon, että se antaa hyvän käsityksen siitä, miten trendi on olemassa, mutta myös miksi trendi ei ole todella olemassa.
MUOKKAA:
Selvittääkseni, mikä tiheys on suurin, aloitan selvittämällä, mikä pakkaus on kuusikulmainen Pakattu rakenne, koska se on tehokkain pakkausrakenne, jonka $ APF $ =. 74
Kommentit
- on kaksi tehokkain pakkausrakenne ureet: HCP ja FCC (kasvot keskitetty kuutio). Niillä on identtinen pakkauskerroin.