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le terme effet paire inerte Il se réfère à la tendance à ne pas réagir les deux électrons dell 's orbitale dans les éléments les plus lourds de post-transition. Le terme est souvent utilisé pour signifier la stabilité accrue états d'oxydation qu'ils sont inférieurs de deux unités par rapport au maximum possible dans les éléments les plus lourds des groupes 13, 14, 15 et 16 (thallium, conduire, bismuth, polonium). le terme Couple inerte Il a été introduit par Nevil Sidgwick en 1927.[1]

Par exemple, dans le groupe 13 d'états d'oxydation courants sont 1 et 3. Pour le thallium on constate que l'état d'oxydation 1 est plus stable, tandis que les composés à l'état d'oxydation +3 sont plus rares. Dans le groupe 13 de la stabilité à l'état 1 augmente dans la série Al < Ga < In < Tl. La situazione è analoga nei gruppi 14, 15 e 16, e lo stato di ossidazione più basso di due unità diventa più stabile scendendo lungo il gruppo, anche se nel caso di piombo, bismuto e polonio i due stati di ossidazione sono entrambi ben noti. L'effetto della coppia inerte descrive una situazione di fatto, cioè che i due elettroni s non entrano in gioco, ma non è semplice spiegare perché questo succede.[2]

Dans le bloc p, il est courant d'oxydation ont été espacées de deux unités. L'explication la plus évidente est prévu que l'énergie nécessaire pour éliminer en aval augmente d'électrons le long du groupe, mais la situation est pas si simple. Le tableau suivant présente les valeurs de potentiels d'ionisation dans le groupe 13, de l'aluminium au thallium.

le potentiel d'ionisation pour les éléments du groupe 13 (kJ / mol)
PI aluminium Gallio Indio thallium
1er 577,5 578,8 558,3 589,4
2 1816,7 1979,3 1820,6 1971
3 2744,8 2963 2704 2878
(2 ° + 3 °) 4561,5 4942,3 4524,6 4849

L'énergie nécessaire pour l'élimination des électrons correspond d'à la somme des deuxième et troisième potentiel d'ionisation, et on voit que cette valeur n'a pas une tendance régulière. La croissance qui est observée va de l'aluminium au gallium se justifie par la contraction du bloc d, et la croissance entre l'indium et le thallium est due à contraction des lanthanides et effets relativistes.[3]

Il convient également de considérer que dans les composés état de faible oxydation sont alors ioniques, covalentes ont tendance à être dans les états de forte oxydation. Compte tenu de ces effets de manière covalente, le Dragon 1958[4] Il a proposé une autre explication à l'effet de paire inerte. Il considère que l'énergie est nécessaire pour oxyder moins un élément à un faible degré d'oxydation, et plus d'énergie pour l'oxyder à l'un des état d'oxydation élevé. Cette dépense d'énergie devrait être compensée par un libéré par les liaisons formées, mais en général l'énergie de formation des liaisons de gouttes qui descendent d'un groupe. Par exemple, les chlorures de groupe 13 l'énergie moyenne de liaison est de 242, 206 et 153 kJ / mol, respectivement GaCl3, InCl3 et TLCL3. Ainsi, il arrive que, pour les éléments les plus lourds de la p la formation du bloc d'état d'oxydation supérieur est favorisée. Des recherches plus approfondies sur les effets relativistes ont confirmé cette approche.[5] Cependant, il a été suggéré d'utiliser le terme effet paire inerte comme une description d'un comportement chimique, et non pas comme une explication de la même chose.[2]

notes

  1. ^ Nevil Vincent Sidgwick, La théorie électronique de Valency, Oxford, Clarendon, 1927, pages 178-181 ..
  2. ^ à b N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chimie des éléments, 2e éd., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997 ISBN 0-7506-3365-4.
  3. ^ A. F. Holleman; E. Wiberg, Chimie inorganique, San Diego, Academic Press, 2001 ISBN 0-12-352651-5.
  4. ^ Russell S. Drago, Thermodynamique Evaluation de l'effet Inert Pair, en J. Phys. Chem., vol. 62, nº 3, 1958, pp. 353-357, DOI:10.1021 / j150561a027.
  5. ^ P. Schwerdtfeger; G. A. Heath; M. dolg; M. A. Bennet, Faibles valences et tendances périodiques en chimie des éléments lourds. Une étude théorique des effets relativistes et des effets de corrélation d'électrons du groupe 13 et la période de 6 hydrures et des halogénures, en J. Am. Chem. Soc., vol. 114, nº 19, 1992, pp. 7518-7527, DOI:10.1021 / ja00045a027.