Megpróbáltam megválaszolni (középiskolás) lányom kérdéseit a periódusos rendszerrel és a reaktivitási sorozatokkal kapcsolatban, de folyamatosan hiányosságokat találunk tudásom.
Tehát megmutattam, hogy a nemesgázak teljes külső héjjal rendelkeznek, ezért nem reagálnak semmivel. És akkor a periódusos rendszer másik oldalán kálium és nátrium van, amelyeknek külső héjában csak egy elektron van, ez teszi őket annyira reaktívvá és a reaktivitási listánk tetején található. (És minél nagyobbak lesznek, annál reaktívabbak, ezért nem engedték, hogy céziummal játsszunk osztály …)
De aztán utánanéztünk az aranynak, amely a reaktivitási sorozat alján található, és megállapítottuk, hogy a legkülső héjában is csak egy elektron van (2-8-18-32- 18-1).
Van egy egyszerű magyarázat arra, hogy miért nem habzik az arany, mint a kálium, ha vízbe ejti?
(Ezt a kérdést úgy fogalmazhatnánk meg, hogy “Milyen tulajdonságok?” minden elem eldönti a rangsorukat a fém reaktivitás-sorozat? “, ha úgy tetszik; ez volt az eredeti kérdés, amire megpróbáltunk válaszolni.)
Válasz
Először is, arany nem reagál. Stabil aranyötvözeteket és aranyvegyületeket alkothat. Csak nehéz, főleg a másik válasz által magyarázott okok miatt
Az az oka, hogy az ömlesztett arany szilárd anyag nagyrészt nem reagál, mert a az arany olyan energiákon esik le, amelyeknek kevés molekula vagy vegyi anyag felel meg (azaz relativisztikus hatások miatt).
Jens K. Norskov néhány munkájának szép összefoglalója itt található: http://www.thefreelibrary.com/What+makes+gold+such+a+noble+metal%3F-a017352490
Kísérleteik során megkülönböztették az aranyatomokat kötések megszakadására és kialakítására, valamint az új vegyületek, például az arany-oxidok könnyű létrehozására. A két tulajdonság összefügg: A vegyület előállításához az arany atomoknak meg kell kötődniük más atomokkal, de mindaddig nem tehetik ezt meg, amíg a szomszédos arany atomokkal megkötik a kötvényeiket.
Szerintem ez egy nagyon tömör magyarázat. Mindig ez a kompromisszum a reakciókban, de aranyban nem kap sok energiát az új vegyületképződésben, és elveszíti az arany-arany kölcsönhatásokat.
Természetesen megteheti , reagáljon az aranyra agresszív reagensekkel, például aqua regia , a $ \ ce {HCl} $ és $ \ ce {HNO3} $ 3: 1 arányú keveréke.
Megfelelően elkészítve a termék $ \ ce {HAuCl4} $ vagy klórsav .
Válasz
Relativisztikus hatások fiók az arany reakcióképességének hiánya miatt. Az aranynak elég nehéz a magja, így az elektronjainak a fénysebességhez közeli sebességgel kell haladniuk, hogy megakadályozzák, hogy a magjukba essenek. Ez a relativisztikus hatás azokra a pályákra vonatkozik, amelyeknek a magban érzékelhető sűrűsége van, mint például s és p pályák. Ezek a relativisztikus elektronok tömegre tesznek szert és ennek következtében pályájuk összehúzódik. Mivel ezek az s és (bizonyos mértékben) p pályák összehúzódnak ed, a d és f pályák többi elektronja jobban kiszűrődik a magból, és pályájuk valójában tágul.
Mivel a 6s pálya egy elektronnal összehúzódik, ez az elektron szorosabban kötődik a maghoz, és kevésbé áll rendelkezésre más atomokkal való kötődéshez. A 4f és 5d pályák kibővülnek, de nem vehetnek részt a kötésképződésben, mivel teljesen meg vannak töltve. Ezért az arany viszonylag nem reagál.
Ha szeretné látni a képleteket és a matematikát ennek mögött (ez nem is olyan bonyolult) lásd itt . Vegye figyelembe azt is, hogy hasonló érvek megmagyarázzák a higany anomálist tulajdonságok .
Hozzászólások
- ' nem jó erről beszélni id = “d0155125fb”>
relativisztikus tömeg ", mivel ez a belső tulajdonságok olyan változását vonja maga után, amely nem létezik '.