Войти
Периодическая таблица с элементами, у которых неспаренные электроны окрашены В химии, неспаренный электрон - это электрон, который занимает орбиталь атома отдельно, а не как часть электронной пары. Каждая атомная орбиталь атома (заданная тремя квантовыми числами n, l и m) может содержать два электрона (электронная пара ) с противоположными спинами. Поскольку образование электронных пар часто является энергетически выгодным, либо в форме химической связи, либо в виде неподеленной пары, неспаренные электроны относительно редко встречаются в химии, поскольку сущность, несущая неспаренный электрон обычно довольно реактивен. В органической химии они обычно возникают ненадолго во время реакции на сущность, называемую радикалом ; однако они играют важную роль в объяснении путей реакции.
Радикалы необычны в химии s- и p-блоков, поскольку неспаренный электрон занимает валентную p-орбиталь или sp, sp или sp гибридную орбиталь. Эти орбитали сильно направлены и поэтому перекрываются, образуя прочные ковалентные связи, что способствует димеризации радикалов. Радикалы могут быть стабильными, если димеризация приведет к слабой связи или неспаренные электроны стабилизируются с помощью делокализации. Напротив, радикалы в химии d- и f-блоков очень распространены. Менее направленные, более диффузные d- и f-орбитали, в которых находятся неспаренные электроны, перекрываются менее эффективно, образуют более слабые связи и, таким образом, димеризация обычно нежелательна. Эти d- и f-орбитали также имеют сравнительно меньшую радиальную протяженность, что не способствует перекрытию для образования димеров.
Существуют относительно более стабильные образования с неспаренными электронами, например молекула оксида азота имеет один. Согласно правилу Хунда, спины неспаренных электронов выровнены параллельно, и это придает этим молекулам парамагнитные свойства.
Наиболее стабильные примеры неспаренных электронов обнаружены на атомах и ионах лантаноидов и актинидов. Неполная f-оболочка этих сущностей не очень сильно взаимодействует с окружающей средой, в которой они находятся, и это препятствует их объединению. Ионы с наибольшим числом неспаренных электронов - это Gd и Cm с семью неспаренными электронами.
неспаренный электрон имеет магнитный дипольный момент, в то время как электронная пара не имеет дипольного момента, потому что два электрона имеют противоположные спины, поэтому их магнитные дипольные поля находятся в противоположных направлениях и сокращаются. Таким образом, атом с неспаренными электронами действует как магнитный диполь и взаимодействует с магнитным полем. Только элементы с неспаренными электронами проявляют парамагнетизм, ферромагнетизм и антиферромагнетизм.
