Hvad er et diatomisk grundstof?

Diatomiske grundstoffer: Diatomare molekyler er molekyler, der kun består af to atomer, af samme eller forskellige kemiske grundstoffer. Præfikset di- er af græsk oprindelse og betyder “to”. Hvis et diatomært molekyle består af to atomer af det samme grundstof, f.eks. hydrogen (H2) eller oxygen (O2), er det såkaldt homonukleært. Hvis et diatomært molekyle derimod består af to forskellige atomer, f.eks. carbonmonoxid (CO) eller nitrogenoxid (NO), siges molekylet at være heteronukleært. Bindingen i et homonukleært diatomært molekyle er upolær.

De eneste kemiske grundstoffer, der danner stabile homonukleære diatomare molekyler ved standardtemperatur og -tryk (STP) (eller typiske laboratorieforhold på 1 bar og 25 °C), er gasserne hydrogen (H2), nitrogen (N2), oxygen (O2), fluor (F2) og klor (Cl2).

Ædelgasserne (helium, neon, argon, krypton, xenon og radon) er også gasser ved STP, men de er monatomære. De homonukleare diatomare gasser og ædelgasser kaldes tilsammen for “elementargasser” eller “molekylære gasser” for at skelne dem fra andre gasser, der er kemiske forbindelser.

Til lidt forhøjede temperaturer danner halogenerne brom (Br2) og jod (I2) også diatomare gasser. Alle halogener er blevet observeret som diatomare molekyler, bortset fra astatin, som er usikkert.

De mnemoniske betegnelser BrINClHOF, udtales “Brinklehof”, og HONClBrIF, udtales “Honkelbrif”, og HOFBrINCl (udtales som Hofbrinkle) er blevet opfundet for at hjælpe med at huske listen over diatomare grundstoffer.

7 diatomare grundstoffer

Hvad er de diatomare grundstoffer

Diatomare grundstoffer spillede en vigtig rolle i opklaringen af begreberne grundstof, atom og molekyle i det 19. århundrede, fordi nogle af de mest almindelige grundstoffer, såsom hydrogen, oxygen og nitrogen, optræder som diatomare molekyler. John Daltons oprindelige atomhypotese gik ud fra, at alle grundstoffer var monatomare, og at atomerne i forbindelser normalt ville have de enkleste atomforhold i forhold til hinanden. Dalton antog f.eks., at vands formel var HO, hvilket gav oxygenets atomvægt otte gange hydrogenets atomvægt i stedet for den moderne værdi på ca. 16. Som følge heraf herskede der forvirring om atomvægte og molekylformler i omkring et halvt århundrede.

Så tidligt som 1805 viste Gay-Lussac og von Humboldt, at vand er dannet af to volumener brint og et volumen ilt, og i 1811 var Amedeo Avogadro nået frem til den korrekte fortolkning af vands sammensætning, baseret på det, der nu kaldes Avogadros lov og antagelsen om diatomare grundstofmolekyler. Disse resultater blev imidlertid for det meste ignoreret indtil 1860, dels på grund af troen på, at atomer af et grundstof ikke ville have nogen kemisk affinitet til atomer af det samme grundstof, dels på grund af tilsyneladende undtagelser fra Avogadros lov, som først senere blev forklaret med dissocierende molekyler.

På Karlsruhe-kongressen i 1860 om atomvægte genoplivede Cannizzaro Avogadros idéer og brugte dem til at udarbejde en konsistent tabel over atomvægte, som for det meste stemmer overens med moderne værdier. Disse vægte var en vigtig forudsætning for Dmitri Mendelejevs og Lothar Meyers opdagelse af den periodiske lov.

Liste over diatomare grundstoffer

Et diatomart grundstof er et molekyle af et grundstof, der består af to atomer. Det er en form for homonukleært diatomært molekyle. Der findes kun 7 diatomare grundstoffer i alt og kun 5 diatomare grundstoffer ved standardtemperatur og -tryk (STP).

De følgende 5 grundstofgasser findes som diatomare molekyler ved stuetemperatur og -tryk:

• Hydrogen – H2
• Stikstof – N2
• Syre – O2
• Fluor – F2
• Chlor – Cl2

Brom og jod findes almindeligvis i flydende form, men også som diatomare gasser ved lidt højere temperaturer, hvilket giver i alt 7 diatomare grundstoffer.

• Brom – Br2
• Iod – I2

Sådan husker du de diatomare grundstoffer

En nem huskeredskab er:

Have No Fear Of Ice Cold Beer

Hydrogen
Stickstof
Fluorin
Oxygen
Iod
Klorin
Brom

De diatomare grundstoffer er -in-halogenerne (fluor, klor, brom, jod) og grundstoffer med en -gen-endelse (hydrogen, oxygen, nitrogen). Astatin er et andet halogen, men dets adfærd er ikke kendt.

Hvad er diatomare grundstoffer

Diatomare molekyler er normalt i deres laveste eller grundtilstand, som konventionelt også er kendt som {\displaystyle X}tilstanden. Når en gas af diatomare molekyler bombarderes med energiske elektroner, kan nogle af molekylerne blive exciteret til højere elektroniske tilstande, som det f.eks. sker i det naturlige polarlys, ved kerneeksplosioner i høj højde og ved raketbaserede elektronkanoneksperimenter. En sådan excitation kan også forekomme, når gassen absorberer lys eller anden elektromagnetisk stråling. De exciterede tilstande er ustabile og falder naturligt tilbage til grundtilstanden. I løbet af forskellige korte tidsskalaer efter anspændingen (typisk en brøkdel af et sekund, eller undertiden længere end et sekund, hvis den anspændte tilstand er metastabil) sker der overgange fra højere til lavere elektroniske tilstande og i sidste ende til grundtilstanden, og ved hver overgang udsendes en foton. Denne emission er kendt som fluorescens. De successivt højere elektroniske tilstande benævnes konventionelt {\displaystyle A}, {\displaystyle B}, {\displaystyle C} osv. (men denne konvention følges ikke altid, og nogle gange anvendes små bogstaver og alfabetiske bogstaver uden for rækkefølgen, som i eksemplet nedenfor). For at excitationen kan finde sted, skal excitationsenergien være større end eller lig med energien i den elektroniske tilstand, for at excitationen kan finde sted.

I kvanteteorien repræsenteres en elektronisk tilstand i et diatomært molekyle ved det molekylære term-symbol

{\displaystyle ^{2S+1}\Lambda (v)}

hvor {\displaystyle S} er det samlede elektroniske spinkvantetal, {\displaystyle \Lambda } er det samlede elektroniske vinkelmomentkvantetal langs den mellemkernede akse, og {\displaystyle v} er det vibrationelle kvantetal. {\displaystyle \Lambda } antager værdierne 0, 1, 2, …, som er repræsenteret ved de elektroniske tilstandssymboler {\displaystyle \Sigma }, {\displaystyle \Pi }, {\displaystyle \Delta },…. Følgende tabel viser f.eks. de almindelige elektroniske tilstande (uden kvantetal for vibrationer) sammen med energien for det laveste vibrationsniveau ({\displaystyle v=0}) for toatomigt nitrogen (N2), den mest almindelige gas i Jordens atmosfære. I tabellen giver subscripts og superscripts efter {\displaystyle \Lambda } yderligere kvantemekaniske detaljer om den elektroniske tilstand.

Alle diatomare grundstoffer

Noget i måden, du spørger på, får mig til at tro, at du refererer til “diatomare homonukleare molekyler”, alias -ikke officielt- diatomare grundstoffer.

Jamen, nogle grundstoffer er mere stabile kombineret med atomer af samme type end alene. Så de “foretrækker” at være knyttet til et andet atom af samme grundstof.

Individuelle atomer er ret reaktive på grund af deres ufuldstændige valensskaller og ved deres nærhed til deres tilsvarende ædelgasser. Vi kan sige, at disse atomer virkelig ønsker at fuldende sine skaller, og det udmønter sig i deres høje elektronegativitet.

Hvorfor? Det er bare den måde, naturen fungerer på. Men da vi videnskabsmænd hader empiriske svar, vil jeg give dig yderligere data, selv om de ikke er et ultimativt hvorfor.

*Først skal vi huske, hvilke af alle grundstoffer der er som du kalder det, diatomare:

Det faktum, at disse grundstoffer er diatomare, er KUN når de er alene, IKKE når de er kemisk bundet til et andet atom. Når hydrogen er bundet til noget andet end sig selv, afhænger antallet af hydrogener af det andet atoms ladning.

Lad os tage dioxygen som eksempel:

Forklaret med den almindelige “Octect-reason” i den klassiske Lewis-model.

Oxygenatomet har 6 valenselektroner(ufuldstændig oktet), så det har en tendens til at reagere med andre atomer for at fylde sine yderste skaller. Så det er ustabilt.

Oxygenmolekylet er blevet stabilt, da begge atomer i oxygenmolekylet opnår komplet oktet ved at dele elektroner.