Komplikacje struktur w
drobinach pierwiastków bloku
sp z elektronami

Stabilne drobiny jednordzeniowe
pierwiastków sp

:

0

1

2

3 4 5 6

7

8

A

n+

A

n-2

A

n-8

ne (e

v

)

do ład.

3+

za Zn, Cd, Hg

do ład. 3+

od A

4+

do A

8+

Symetryczne zrównoważenie pola rdzenia przez:

0, 2 i 8 elektronów.

Symetryczne zrównoważenie pola rdzenia

przez

0

,

2

i

8

elektronów

w trwałych drobinach pierwiastków bloku

s i sp

+1 +2

+3

+4

+5

+6

+7 +8

0

H

-

He

0

I

Li

+

Be

2+

C

4-

N

3-

O

2-

F

-

Ne

0

II

Na

+

Mg

2+

Al

3+

Si

4-

P

3-

S

2-

Cl

-

Ar

0

III

Zn

2+

Ga

3+

Ge

4-

As

3-

Se

2-

Br

-

Kr

0

Ga

+

Ge

2+

IV

Cd

2+

In

3+

Sn

4-

Sb

3-

Te

2-

I

-

Xe

0

In

+

Sn

2+

Sb

3+

V

Hg

2+

Tl

3+

Pb

4-

Bi

3-

Po

2-

At

-

Rn

0

Tl

+

Pb

2+

Bi

3+

Po

4+

VI

112 113

114 115

116 117 118

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

7

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

0 1 2 3 4 5 6

7

8

A

n+

A

n-2

A

2

2n-14

A

n-8

od A

4+

do

A

7+

(C

2

6-

) (N

2

4-

) O

2

2-

F

2

0

Si

2

6-

P

2

4-

S

2

2-

Cl

2

0

Ge

2

6-

As

2

4-

Se

2

2-

Br

2

0

Sn

2

6-

Sb

2

4-

Te

2

2-

I

2

0

Pb

2

6-

Bi

2

4-

Po

2

2-

At

2

0

ne (e

v

)

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

6

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

0 1 2 3 4 5

6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-

od A

4+

do

A

6+

A

·

A

· -

A

-

A

-

A

-

(C

2

4-

) (N

2

2-

)

O

2

0

Si

n

2n-

P

n

n-

S

n

0

Ge

n

2n-

As

n

n-

Se

n

0

Sn

n

2n-

Sb

n

n-

Te

n

0

Pb

n

2n-

Bi

n

n-

Po

n

0

ne (e

v

)

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

6

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

(C

2

4-

) (N

2

2-

)

O

2

0

C

2

H

4

N

2

H

2

1.

Wiązania podwójne

:

2.

Makrołańcuchy (A)

n

:

(C

2-

)

n

w (CH

2

)

n

(Si

2-

)

n

(P

-

)

n

(S

0

)

n

(Ge

2-

)

n

(As

-

)

n

(Se

0

)

n

...... itd..

3.

Pierścienie (A)

n

:

(C

6

12-

) w

C

6

H

12

(N

4

4-

) w

N

4

H

4

P

6

6-

, S

n

(n = 6-21)

As

6

6-

,

Se

n

(n = 6-8)

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

5

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

0 1 2 3 4

5

6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-8

od A

4+

do

A

5+

•

A

·

A

· -

A

-

A

-

A

-

·

(C

2

2-

)

(N

2

0

)

Si

n

n-

P

n

0

Ge

n

n-

As

n

0

Sn

n

n-

Sb

n

0

Pb

n

n-

Bi

n

0

ne (e

v

)

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

5

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

C

2

2-

N

2

C

2

H

2

1.

Wiązania potrójne

:

(

wiązania



i

2



)

2.

Makrołańcuchy (A)

n

:

(

wiązania



i



)

3.

Pierścienie (A)

n

:

(

wiązania



i aromatyczne



)

(C

-

)

n

w

(CH)

n

(C

6

6-

) w

C

6

H

6

itp..

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

5

elektronach przypadających na jeden
rdzeń (c.d.):

4.

Klatki (A)

n

:

(

wiązania



)

5.

Makrowarstwy (A)

n

:

(

wiązania



)

C

n

n-

w C

6

H

6

, C

8

H

8

Si

4

4-

P

4

0

Ge

4

4-

As

4

0

...... itd..

(Si

-

)

n

P

n

0

(Ge

-

)

n

As

n

0

...... itd..

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

5

elektronach przypadających na jeden
rdzeń (c.d.):

P

4

0

fosfor biały

P

n

0

fosfor czarny

C

n

n-

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

4

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

0 1 2 3

4

5

6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-4

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-8

A

4+

A

·

A

· -

A

-

A

-

A

-

·

·

Struktura diamentu

C

n

0

Si

n

0

Ge

n

0

Sn

n

0

Pb

n

0

faza

metaliczna

ne (e

v

)

Struktura diamentu

C - C 154 pm

Kąt C - C- C 109,47°

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

4

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

0 1 2 3

4

5

6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-4

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-

14

A

n-8

od A

3+

do

A

4+

A A

A

·

·

Struktura grafitu

·

· ·

A

A

A

·

·

·

ne (e

v

)

Struktura grafitu

C - C 143 pm
kąt C-C-C 120°

338 pm

Grafit 2H

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

4

elektronach przypadających na jeden rdzeń:

0 1 2 3

4

5 6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-4

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-8

A

4+

Fullereny, nanorurki

ne (e

v

)

Fullere
ny

C

60

C - C 137-148 pm

C - C 136-148 pm

C

70

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

3

elektronach przypadających na jeden rdzeń:

0 1 2

3

4 5 6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-3

A

n-4

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-8

tylko

B

3+

Odmiany alotropowe

boru

ne (e

v

)

B

12

Odmiany boru

-B

:

WYKŁAD 7

(

20

)

Odmiany boru

-B

:

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

3

elektronach przypadających na jeden rdzeń:

0 1 2

3

4 5 6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-3

A

n-4

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-8

A

3+

Fazy metaliczne:

Al

regularny

Fm3m
Ga

kilka odmian

In tetragonalny
Tl kilka odmian

ne (e

v

)

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

2

elektronach przypadających na jeden
rdzeń:

0 1

2

3 4 5

6

7 8

A

n+

A

n-2

A

n-3

A

n-4

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-8

A

2+

Oprócz stabilnych drobin 2e leżących za Zn, Cd i Hg,
Fazy metaliczne

:

Be, Mg, Zn, Cd, Hg.

oraz aniony Li

-

, Na

-

ne (e

v

)

Stabilne drobiny pierwiastków sp przy

1

elektronie przypadającym na jeden rdzeń:

0

1

2

3 4 5

6

7 8

A

n+

A

n+1

A

n-2

A

n-3

A

n-4

A

n-5

A

n-6

A

2

2n-14

A

n-8

od A

+

do

A

2+

Fazy metaliczne

:

Li, Na,

oraz kationy :

Zn

2

2+

, Cd

2

2+

, Hg

2

2+

.

ne (e

v

)