by 
Για κάθε ένα από τα παρακάτω στοιχεία , ποια είναι η σταθερότερη οξειδωτική κατάσταση Εξηγήστε: Pb4+/Pb2+, C4+/C2+, Al3+/Al+, Tl3+/Tl+
Επειδή το να μοιράζεσαι πράγματα, είναι καλό για όλους…
Για κάθε ένα από τα παρακάτω στοιχεία , ποια είναι η σταθερότερη οξειδωτική κατάσταση Εξηγήστε: Pb4+/Pb2+, C4+/C2+, Al3+/Al+, Tl3+/Tl+
Φτιάχνουμε τα ατομικά τροχιακά των ουδέτερων ατόμων
Αφαιρούμε από τις ενεργειακά υψηλότερες υποστιβάδες και ασταθέσυερες, τόσα ηλεκτρόνια ώστε να δημιιουργήσουμε τα ιόντα των οξειδωμένων ( και όχι οξειδωτικών ) μορφών.
Σταθερότερες είναι α) Pb (+2) έχει συμπληρωμένη την 5d με 10 e (ενώ το Pb (+4 ) ;έχει 8 e στην 5d )
Ακριβώς για τον ίδιο λόγο σταθερότερο είναι το Tl (+1)
β) Σταθερότερος είναι ο C(+4) διότι έχει δομή ευγενούς αερίου He (ενώ ο C (+2) έχει δομή αλκαλικής γαίας Be και είναι ασταθής )
Ομοίως σταθερότερος είναι το Al(+3) διότι έχει δομή ευγενούς αερίου Ne (ενώ το Al (+1) έχει δομή αλκαλικής γαίας Mg και είναι ασταθές )
Αν κάνω λάθος θα με διορθώσει κάποιος Χημικός
Έχω κάνει λάθος στις δομές των Μολύβδου Pb και Θαλλίου Tl …
Συμπληρωμένη d με 10 e έχουν και τα δυο ιόντα. Άλλο είναι το κριτήριο …
Ας με διορθώσει κάποιος.
Ίσως κριτήριο το συζευγμένο ζεύγος της 6s στα λιγότερα οξειδωμμένα ιόντα τα καθιστούν σταθερότερα
όπως μου έγραψε ο Παναγιώτης Κουτσομπόγερας.
Ευχαριστώ Παναγιώτη.
Γράψτο αναλυτικότερα εδώ.
Καλησπέρα Διονύση και Δημήτρη,
όπως είπε και ο Δημήτρης αναφορικα με τον Pb & Tl:
Pb = [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p²
Pb+4 = [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰
Pb+2 = [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²
Pb+2 σταθερότερο λόγω του φαινομένου του αδρανούς ζεύγους ηλεκτρονίων.
Θάλιο Tl = [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p1
Tm + 1 = [Xe] 4f14 5d10 6s2
Tm + 3 = [Xe] 4f14 5d10
Tm + 1 σταθερότερο λόγω του φαινομένου του αδρανούς ζεύγους ηλεκτρονίων
Φαινόμενο του αδρανούς ζεύγους ηλεκτρονίων
https://en.wikipedia.org/wiki/Inert_pair_effect
https://opencourses.auth.gr/modules/document/file.php/OCRS364/%CE%A0%CE%B1%CF%81%CE%BF%CF%85%CF%83%CE%B9%CE%AC%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82%20%CE%9C%CE%B1%CE%B8%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%82/04.%CE%A0%CE%B5%CF%81%CE%B9%CE%BF%CE%B4%CE%B9%CE%BA%CF%8C%CF%82%20%CE%A0%CE%AF%CE%BD%CE%B1%CE%BA%CE%B1%CF%82.pdf
http://users.auth.gr/akrivos/Farmaceftico/%CE%A0%CE%B1%CF%81%CE%B1%CE%B4%CF%8C%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82%20%CE%93%CE%B5%CE%BD%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82%20%CE%A7%CE%B7%CE%BC%CE%B5%CE%AF%CE%B1%CF%82.pdf
(82) Pb: [Χε] 4f(14) 5d(10) 6s(2) 6p(2)
άρα Pb (+2): [Χε] 4f(14) 5d(10) 6s(2) με συζeυγμένο το ζεύγος των εξ. e
ενώ Pb (+4): [Χε] 4f(14) 5d(10) χωρίς εξωτερική κάλυψη από αδρανοποιημένο ζεύγος e
άρα σταθερότερο το δισθενές Pb (+2):
Oμοίως για τα ιόντα του Θαλλίου
(81)Tl (+1): [Χε] 4f(14) 5d(10) 6s(2)
ενώ Tl (+3): [Χε] 4f(14) 5d(10)
σταθερότερο το Tl (+1):
Το ξέρουν όμωςοι μαθητές αυτό με βάση τη θεωρία του βιβλίου τους ;
Σαφώς και δεν προορίζεται για μαθητές Λυκείου έχετε δίκιο (οφείλουν να ξέρουν απλώς την κατανομή ηλεκτρονίων)
Μία πολύ καλή εφαρμογή του ΠΠ όπου βλέπουμε σχεδόν τα πάντα βρίσκεται εδώ.
Βέβαια δεν έχουμε απάντηση για τα παραπάνω ερωτήματα αλλά επί ευκαιρία τα αναφέρω.
Για όποιον ενδιαφέρεται να το δεί ( αλλά όχι για μαθητής ) Δίνω παρακάτω την ποιουική εξήγηση λϊγο πιο αναλυτικά από την βικιπαίδεια
Σχετικιστικά φαινόμενα στα τροχιακά – Φαινόμενο αδρανούς ζεύγους. Καθώς ο πυρήνας ενός ατόμου έλκει ένα ηλεκτρόνιο, θεωρούμενο ως σωματίδιο, αυτό επιταχύνεται εξαιτίας της ακτινικής ταχύτητας που αποκτά και η οποία αυξάνεται, προσεγγίζοντας την ταχύτητα του φωτός, καθώς αυξάνεται το φορτίο, άρα και η έλξη, του πυρήνα. Η αύξηση της ταχύτητας του ηλεκτρονίου όμως συνεπάγεται και σχετικιστική αύξηση της μάζας του και κατά συνέπεια ελάττωση (συστολή) της ακτίνας του Bohr του ηλεκτρονίου*, αφού μάζα και ακτίνα είναι μεγέθη αντιστρόφως ανάλογα. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται σχετικιστική συστολή (relativistic contraction) και είναι υπολογίσιμο στα δύο ηλεκτρόνια s τροχιακών, λιγότερο στα p και δεν εμφανίζεται στα d και f τροχιακά των οποίων τα ηλεκτρόνια δε σπαταλούν πολύ χρόνο κινούμενα κοντά στον πυρήνα.
Όταν το ηλεκτρικό φορτίο του πυρήνα αυξάνεται, αυξάνεται και η σχετικιστική συστολή με αποτέλεσμα τα δύο ηλεκτρόνια σε απομακρυσμένα, από τον πυρήνα, s τροχιακά να μην ιονίζονται εύκολα και επομένως να μη συμμετέχουν εύκολα σε χημικούς δεσμούς. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως φαινόμενο αδρανούς ζεύγους (inert pair effect) και παρουσιάζει μεγάλη ένταση στο θάλλιο, που έχει εξωτερικά ηλεκτρόνια 6s2 6p1 γι' αυτό οι ενώσεις του Tl(Ι) είναι σταθερότερες από εκείνες του Tl(ΙΙΙ) που είναι σχετικά σπανιότερες