Warum sind Helium und Lithium so unterschiedlich, während Lithium und Beryllium ähnlich sind?

Wie ist es möglich, dass Helium mit 2 Protonen und Lithium mit 3 Protonen in ihren physikalischen Eigenschaften so unterschiedlich sind? Wie kommt es, dass das eine bei Raumtemperatur ein Gas und das andere ein festes Metall ist?

Warum sind dann Lithium und Beryllium, wobei letzteres 1 Proton mehr als ersteres hat, bei Raumtemperatur sowohl Metalle als auch Festkörper?

Wenn Sie nun Neutronen aus den Kernen eines beliebigen Elements (außer Wasserstoff) entfernen, bilden sie Isotope, die ähnliche chemische Eigenschaften und unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben, während sie immer noch ein Atom desselben Elements sind - daher sind die Protonen, wenn ich es richtig verstehe was bestimmt, ob ein Element bei Raumtemperatur ein Gas oder ein Festkörper ist, und nicht die Neutronen (oder sogar Elektronen). Ist das wahr?

Die tiefere Frage ist, warum ändern sich die Eigenschaften von Elementen und ihren Atomen signifikant - in einigen Fällen wie bei Helium und Lithium - nur durch ein zusätzliches Proton in ihrem Kern, wenn die Grundbausteine ​​​​von Protonen (Quarks) für alle identisch sind Proton? Warum ist dann im Fall von Lithium und Beryllium die Änderung der physikalischen Eigenschaften im Vergleich zum ersten Fall so subtil?

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Diese Frage wurde schon einmal gestellt, aber ich interessiere mich speziell für Helium und Lithium - warum ist das eine ein Gas und das andere bei Raumtemperatur ein festes Metall mit völlig unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften? Ist dies ein Ergebnis der Elektronenhüllenkonfiguration? Warum verursacht ein zusätzliches Proton, Neutron und Elektron einen solchen Unterschied?

Es ist die Struktur der Elektronenhülle, die die physikalischen Eigenschaften der Elemente bestimmt. Die Anzahl der Protonen entspricht zufällig der Anzahl der Elektronen (Atome sind neutral), daher bezieht sich Ihre Frage eher auf Atom- als auf Kernphysik.
Vielen Dank für Ihren Vorschlag, ich habe das Frage-Tag geändert. Aber warum unterscheidet sich dann das Lithiumion Li+ mit 2 Elektronen immer noch stark vom Heliumatom mit ebenfalls 2 Elektronen? Der einzige Unterschied besteht in diesem Fall in der Anzahl der Protonen.
Weil L ich + hat Gesamtladung + 1 , Und H e hat Gesamtladung 0 . Dies macht einen großen Unterschied in ihrem chemischen und physikalischen Verhalten.
Die Edelgase sind im Allgemeinen die scheinbar speziellsten Fälle im Vergleich zu allem anderen im Periodensystem. Die ähnlichsten Eigenschaften finden sich entlang der vertikalen Achse in der Tabelle. Ansonsten kommt es darauf an, was man unter ähnlich versteht.
Ich habe diese Frage nicht bemerkt, bevor ich diese gepostet habe. Diese Frage betrifft jedoch Kupfer und Zink, die beide Metalle und Feststoffe bei rtp sind. Meine Frage bezog sich speziell auf die signifikante Änderung des Siedepunkts zwischen Helium und Lithium. Ist dies wirklich das Ergebnis der Elektronenhüllenstruktur? Ist dann die Elektronenstruktur von Lithium und Beryllium ähnlicher als die von Helium und Lithium?
Ja. Die gesamte Chemie und chemische Physik ist ein Ergebnis der Elektronenhüllenstruktur. Die Tatsache, dass der vorhandene Thread Kupfer und Zink anstelle von Helium und Lithium diskutiert, ist angesichts der aktuellen Formulierung dieses Threads irrelevant – die Antwort ist dieselbe (dh Elektronenhüllenstruktur). Wenn Sie genauer erläutern möchten, warum die Unterschiede zwischen Helium, Lithium und Beryllium in der Elektronenhülle zu ihren Eigenschaften führen (und die Verbindung zur Protonenzahl vollständig fallen lassen), könnte eine umfassende Bearbeitung in dieser Richtung wahrscheinlich die Frage stellen auf -Thema.

Antworten (2)

Er ist ein Edelgas. Es hat eine vollständig gefüllte 1s-Schale. Li hat ein Elektron mehr, das sich in der 2sp-Schale befindet. Be hat 2 Elektronen in dieser Schale. Beide Atome haben also eine ungefüllte Valenzschale, analog sind zB Na und Mg, ebenfalls beide Metalle.

Wissenschaftler entdeckten, dass es Elemente gibt, die weder mit anderen Elementen (Erwartungen siehe unten) noch mit sich selbst reagieren und nennen diese Gase edle Elemente. Weiterhin wurde herausgefunden, dass diese Elemente Elektronenkonfigurationen mit 2 ( He ), 8 ( Ne ), 8 ( Ar ), 18 ( Kr ), ... Elektronen in der äußersten Schale um den Kern haben. Es wurde festgestellt, dass die edlen Elemente alle Gase sind.

Aus den Emissions- und Absorptionsspektren angeregter Elemente und basierend auf der inzwischen veralteten Notation, dass Elektronen um den Kern kreisen, wurde eine Formel für Elektronenorbitale vorgeschlagen, die nicht mit der oben genannten Anzahl von Elektronen übereinstimmt. Physik Einige Regeln und Ausnahmeformulierungen sind nötig, um zu erklären, was Chemiker in das Mendelejew-System einsortiert haben (siehe die Geschichte des Periodensystems ).

Die Edelelemente sind alle Gase und reagieren nicht oder nur unter besonderen Bedingungen (z. B. XeF6 ). Der Grund ist leicht verständlich, wenn man sich vor Augen führt, dass bei den Zusammenhängen auf atomarer Ebene der Spin bzw. das magnetische Dipolmoment der beteiligten Elektronen die Hauptrolle spielt. Zwei und acht Elektronen um den Kern herum genügen. Die Wechselwirkung mit anderen Atomen wird auf ein Minimum reduziert. Sie reagieren nicht und bilden keine Ketten oder andere Strukturen. Sie gasen einfach, weil sie keine interatomaren Bindungen haben.

Wenn Sie den Raum um den Kern mit zwei Elektronen besetzen, lässt die Natur keine weiteren Elektronen in diesem Orbital zu, und zwei Elektronen im nächsten Orbital ( Be ! Nicht Li , wie Sie vorgeschlagen haben) führen nicht wieder zu einer vollständigen Hülle. Man kann dies durch den Abstand der äußeren Elektronen voneinander erklären. Jedoch bilden vier Elektronenpaare die nächste vollständige Schale und die nächsten 8 Elektronen wieder. Mit weniger oder mehr Elektronen als den edlen Konfigurationen bilden diese Elektronen intermolekulare und andere Bindungen mit Nachbaratomen.

"der Spin bzw. das magnetische Dipolmoment der beteiligten Elektronen spielen die Hauptrolle bei den Verhältnissen auf atomarer Ebene" -- das ist völlig falsch . Bitte hören Sie auf, Fehlinformationen zu posten. Es gibt keine Entschuldigung dafür, sich nicht mit den Grundlagen vertraut zu machen; Dieses Buch bietet eine gute Einführung.
@EmilioPisanty Meine Frage Hat jemand versucht, das magnetische Dipolmoment der Elektronen in die Atomorbitaltheorie zu integrieren? hat Ihren Kommentar nicht klargestellt. Kannst du das genauer erklären?
Diese Antwort behauptet, dass Wechselwirkungen zwischen den magnetischen Dipolmomenten der Elektronen eine "führende Rolle" in der Atomstruktur spielen (oben beispielsweise elektrostatische Wechselwirkungen zwischen dem Kern und den Elektronen und zwischen den Elektronen sowie die Spin-Bahn-Kopplung für die Elektronen). Das ist völlig falsch . In jedem Lehrbuch der Atomphysik (auf das wir Sie seit vielen Jahren verweisen und für das Sie keine Entschuldigung haben, es nicht zu lesen) finden Sie jede Menge Details.
Es liegt in Ihrer Verantwortung, sich auf dem Laufenden zu halten, und die Behauptung von mangelndem Wissen als Entschuldigung für das Posten von Fehlinformationen ist nicht angemessen. Welche Teile davon sind unklar?
Warum sind Helium und Lithium so unterschiedlich, während Lithium und Beryllium ähnlich sind?
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