Juftlanmagan elektron

Kimyoda juftlashtirilmagan elektron elektron juftligining bir qismi sifatida emas, balki atomning orbitalini alohida egallagan elektrondir . Atomning har bir atom orbitali (uchta n, l va m kvant soni bilan ko'rsatilgan) qarama-qarshi spinli ikkita elektronni ( elektron juftligini ) o'z ichiga olish qobiliyatiga ega. Elektron juftlarining hosil bo'lishi ko'pincha kimyoviy bog'lanish yoki yolg'iz juftlik shaklida energiya jihatidan qulay bo'lganligi sababli, juftlashtirilmagan elektronlar kimyoda nisbatan kam uchraydi, chunki juftlashtirilmagan elektronni tashuvchi mavjudot odatda ancha reaktivdir. Organik kimyoda ular odatda radikal deb ataladigan ob'ektga reaktsiya paytida qisqa vaqt ichida paydo bo'ladi; ammo ular reaktsiya yo'llarini tushuntirishda muhim rol o'ynaydi.

Radikallar s- va p-bloklar kimyosida kam uchraydi, chunki juftlashtirilmagan elektron valentlik p orbital yoki sp, sp ² yoki sp ³ gibrid orbitalni egallaydi. Ushbu orbitallar kuchli yo'nalishga ega va shuning uchun radikallarning dimerizatsiyasini qo'llab, kuchli kovalent aloqalarni hosil qilish uchun bir-biriga yopishadi. Agar dimerizatsiya zaif bog'lanishga olib keladigan bo'lsa yoki juftlashtirilmagan elektronlar delokalizatsiya orqali barqarorlashtirilsa, radikallar barqaror bo'lishi mumkin. Bundan farqli o'laroq, d- va f-bloklar kimyosida radikallar juda keng tarqalgan. Bog'lanmagan elektronlar joylashgan kamroq yo'naltirilgan, ko'proq tarqalgan d va f orbitallari kam samarali bir-biriga yopishadi, zaifroq aloqalarni hosil qiladi va shuning uchun dimerizatsiya odatda rad etiladi. Ushbu d va f orbitallari nisbatan kichikroq radial kengayishga ega bo'lib, dimerlarni hosil qilish uchun bir-birining ustiga yopishishni yoqtirmaydi.

Bog'lanmagan elektronlarga ega nisbatan barqarorroq ob'ektlar mavjud, masalan, azot oksidi molekulasida bitta mavjud. Xund qoidasiga ko'ra, juftlashtirilmagan elektronlarning spinlari parallel ravishda hizalanadi va bu molekulalarga paramagnit xususiyatlarni beradi.

Bog'lanmagan elektronlarning eng barqaror namunalari lantanidlar va aktinidlarning atomlari va ionlarida uchraydi. Ushbu ob'ektlarning to'liq bo'lmagan f-qobig'i ular joylashgan muhit bilan unchalik kuchli ta'sir o'tkazmaydi va bu ularning juftlashishiga to'sqinlik qiladi. Eng ko'p juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lgan ionlar Gd ³⁺ va Cm ³⁺ bo'lib, ettita juftlashmagan elektronlar mavjud.

Juftlanmagan elektron magnit dipol momentiga ega, elektron juftida esa dipol momenti yo'q, chunki ikkita elektron qarama-qarshi spinga ega, shuning uchun ularning magnit dipol maydonlari qarama-qarshi yo'nalishda bo'ladi va bekor qilinadi. Shunday qilib, eşleştirilmemiş elektronlari bo'lgan atom magnit dipol vazifasini bajaradi va magnit maydon bilan o'zaro ta'sir qiladi. Faqat juftlashtirilmagan elektronli elementlar paramagnetizm, ferromagnetizm va antiferromagnetizmni namoyon qiladi.