Ce este un element diatomic?

Elemente diatomice: Moleculele diatomice sunt molecule compuse din numai doi atomi, din același element chimic sau din elemente chimice diferite. Prefixul di- este de origine greacă, însemnând „doi”. Dacă o moleculă diatomică este alcătuită din doi atomi ai aceluiași element, cum ar fi hidrogenul (H2) sau oxigenul (O2), atunci se spune că este homonucleară. În caz contrar, dacă o moleculă diatomică este formată din doi atomi diferiți, cum ar fi monoxidul de carbon (CO) sau oxidul de azot (NO), se spune că este heteronucleară. Legătura într-o moleculă diatomică homonucleară este nepolară.

Unele elemente chimice care formează molecule diatomice homonucleare stabile la temperatura și presiunea standard (STP) (sau în condiții tipice de laborator de 1 bar și 25 °C) sunt gazele hidrogen (H2), azot (N2), oxigen (O2), fluor (F2) și clor (Cl2).

Gazele nobile (heliu, neon, argon, kripton, xenon și radon) sunt, de asemenea, gaze la STP, dar sunt monatomice. Gazele diatomice homonucleare și gazele nobile împreună sunt numite „gaze elementare” sau „gaze moleculare”, pentru a le deosebi de alte gaze care sunt compuși chimici.

La temperaturi ușor ridicate, halogenii brom (Br2) și iod (I2) formează, de asemenea, gaze diatomice. Toți halogenii au fost observați ca molecule diatomice, cu excepția astatinei, care este incertă.

Mnemonicele BrINClHOF, pronunțat „Brinklehof”, și HONClBrIF, pronunțat „Honkelbrif”, și HOFBrINCl (pronunțat ca Hofbrinkle) au fost inventate pentru a ajuta la reamintirea listei de elemente diatomice.

7 Elemente diatomice

Ce sunt elementele diatomice

Elementele diatomice au jucat un rol important în elucidarea conceptelor de element, atom și moleculă în secolul al XIX-lea, deoarece unele dintre cele mai comune elemente, cum ar fi hidrogenul, oxigenul și azotul, apar ca molecule diatomice. Ipoteza atomică inițială a lui John Dalton presupunea că toate elementele sunt monatomice și că atomii din compuși ar avea, în mod normal, cele mai simple raporturi atomice unul față de celălalt. De exemplu, Dalton a presupus că formula apei este HO, dând greutatea atomică a oxigenului ca fiind de opt ori mai mare decât cea a hidrogenului, în loc de valoarea modernă de aproximativ 16. Ca urmare, a existat o confuzie în ceea ce privește greutățile atomice și formulele moleculare timp de aproximativ o jumătate de secol.

Încă din 1805, Gay-Lussac și von Humboldt au arătat că apa este formată din două volume de hidrogen și un volum de oxigen, iar în 1811 Amedeo Avogadro a ajuns la interpretarea corectă a compoziției apei, pe baza a ceea ce astăzi se numește legea lui Avogadro și a presupunerii unor molecule elementare diatomice. Cu toate acestea, aceste rezultate au fost în mare parte ignorate până în 1860, parțial din cauza credinței că atomii unui element nu ar avea nicio afinitate chimică față de atomii aceluiași element și, de asemenea, parțial din cauza unor aparente excepții de la legea lui Avogadro care nu au fost explicate decât mai târziu în termeni de disociere a moleculelor.

La Congresul de la Karlsruhe din 1860 privind greutățile atomice, Cannizzaro a resuscitat ideile lui Avogadro și le-a folosit pentru a produce un tabel coerent al greutăților atomice, care în mare parte concordă cu valorile moderne. Aceste greutăți au fost o condiție prealabilă importantă pentru descoperirea legii periodice de către Dmitri Mendeleev și Lothar Meyer.

Lista elementelor diatomice

Un element diatomic este o moleculă a unui element format din doi atomi. Este o formă de moleculă diatomică homonucleară. Există doar 7 elemente diatomice în total și doar 5 elemente diatomice la temperatura și presiunea standard (STP).

Următoarele 5 elemente gazoase se găsesc sub formă de molecule diatomice la temperatura și presiunea camerei:

• Hidrogenul – H2
• Nitrogenul – N2
• Oxidul – O2
• Fluorul – F2
• Clorul – Cl2

Bromul și iodul există în mod obișnuit sub formă lichidă, dar și ca gaze diatomice la temperaturi puțin mai ridicate, ceea ce face un total de 7 elemente diatomice.

• Brom – Br2
• Iod – I2

Cum să rețineți elementele diatomice

Un dispozitiv mnemotehnic ușor de folosit este:

Nu vă temeți de berea rece ca gheața

Hidrogen
Nitrogen
Fluor
Oxid
Iod
Clor
Brom

Elementele diatomice sunt halogenii -ine (fluor, clor, brom, iod) și elementele cu terminația -gen (hidrogen, oxigen, azot). Astatina este un alt halogen, dar nu i se cunoaște comportamentul.

Ce sunt elementele diatomice

Moleculele diatomice sunt în mod normal în starea lor cea mai joasă sau fundamentală, care în mod convențional este cunoscută și sub numele de starea {\displaystyle X}. Atunci când un gaz de molecule diatomice este bombardat de electroni energetici, unele dintre molecule pot fi excitate în stări electronice superioare, așa cum se întâmplă, de exemplu, în cazul aurorei naturale, al exploziilor nucleare la mare altitudine și al experimentelor cu tunuri de electroni purtate de rachete. O astfel de excitație poate avea loc, de asemenea, atunci când gazul absoarbe lumina sau alte radiații electromagnetice. Stările excitate sunt instabile și se relaxează în mod natural înapoi la starea fundamentală. Pe diferite scări scurte de timp după excitare (de obicei, o fracțiune de secundă sau, uneori, mai mult de o secundă dacă starea excitată este metastabilă), au loc tranziții de la stări electronice superioare la stări electronice inferioare și, în cele din urmă, la starea fundamentală, iar la fiecare tranziție se emite un foton. Această emisie este cunoscută sub numele de fluorescență. Stările electronice succesiv superioare sunt denumite în mod convențional {\displaystyle A}, {\displaystyle B}, {\displaystyle C}, etc. (dar această convenție nu este întotdeauna respectată, iar uneori se folosesc litere minuscule și litere care nu se află în ordine alfabetică, ca în exemplul de mai jos). Energia de excitație trebuie să fie mai mare sau egală cu energia stării electronice pentru ca excitarea să aibă loc.

În teoria cuantică, o stare electronică a unei molecule diatomice este reprezentată prin simbolul termenului molecular

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

unde {\displaystyle S} este numărul cuantic de spin electronic total, {\displaystyle \Lambda } este numărul cuantic total al momentului unghiular electronic de-a lungul axei internucleare, iar {\displaystyle v} este numărul cuantic vibrațional. {\displaystyle \Lambda } ia valorile 0, 1, 2, …, care sunt reprezentate prin simbolurile de stare electronică {\displaystyle \Sigma }, {\displaystyle \Pi }, {\displaystyle \Delta },…. De exemplu, tabelul următor enumeră stările electronice comune (fără numere cuantice de vibrație) împreună cu energia celui mai mic nivel de vibrație ({\displaystyle v=0}) al azotului diatomic (N2), cel mai abundent gaz din atmosfera Pământului. În tabel, subsemnele și supersemnele după {\displaystyle \Lambda } oferă detalii suplimentare de mecanică cuantică despre starea electronică.

Toate elementele diatomice

Ceva din modul în care întrebați mă face să cred că vă referiți la „moleculele diatomice homonucleare”, adică -nu oficial- la elementele diatomice.

Bine, unele elemente sunt mai stabile combinate cu atomi de același tip decât singure. Deci, ei „preferă” să fie legați de un alt atom din același element.

Atomii individuali sunt destul de reactivi din cauza învelișurilor de valență incomplete și prin apropierea lor de gazele nobile corespunzătoare. Putem spune că acei atomi își doresc foarte mult să-și completeze învelișurile și asta se traduce prin electronegativitatea lor ridicată.

De ce? Pur și simplu așa funcționează natura. Dar cum noi, oamenii de știință, urâm răspunsurile empirice, am să vă dau date suplimentare, chiar dacă ele nu sunt un Ultimul De ce.

*În primul rând, să ne amintim care dintre toate elementele sunt așa cum le numiți voi, diatomice:

Faptul că aceste elemente sunt diatomice este NUMAI atunci când sunt singure, NU atunci când sunt legate chimic de un alt atom. Când hidrogenul este legat de altceva în afară de el însuși, numărul de hidrogeni depinde de sarcina celuilalt atom.

Să luăm de exemplu dioxigenul:

Explicând prin „Octetul-raționament” obișnuit al modelului clasic Lewis.

Astomul de oxigen are 6 electroni de valență(octet incomplet), deci tinde să reacționeze cu alți atomi pentru a-și umple învelișurile cele mai exterioare. Deci este instabil.

Molcula de oxigen a devenit stabilă deoarece ambii atomi din molecula de oxigen obțin un octet complet prin partajarea electronilor.

.