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惰性電子對效應

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惰性電子對效應是在p區元素化合物中最外層s層電子保持非電離或非分享狀態(即不產生鍵合)之傾向。惰性電子對效應與第III,IV,V,VI族元素最大可能氧化態減去二之氧化價穩定性沿族而下上升之趨向有關。「惰性電子對」一名於一九二七年由西奇威克(Nevil Sidgwick)首先提出。[1]

在第III族中,一價的是穩定的,而三價的鉈則相對活潑而少見。三價具有強氧化性,容易被還原為一價鉈。一價化合物之穩定性沿族而下而上升。三價化合物之穩定性則沿族而下而下降。沿族而下,第III族元素愈向不易表現出高化合價[2]

AlI < GaI < InI < TlI
AlIII > GaIII > InIII > TlIII

在第IV族,第V族,第VI族元素中亦有類似傾向。在第IV族中,二價化合物之穩定性沿族而下而上升。四價化合物之穩定性則沿族而下而下降。

CII < SiII < GeII < SnII < Pb II
CIV > SiIV > GeIV > SnIV > Pb IV

二氧化鉛不穩定,是非常強的氧化劑,能把鹽酸氧化成氯氣,能把離子氧化成高錳酸根離子,而一氧化鉛則比二氧化鉛穩定。三氯化鉈和四氯化鉛在50攝氏度就分解[來源請求],而四溴化鉛和四碘化鉛在常溫下根本就不存在。

其原因可以由「相對論性效應」解釋。實質是指核電荷數較大的原子,其1s層電子收到核強烈吸引,被迫在很靠近核的附近高速運動,而由於相對論效應,電子的質量增加,進而導致了1s軌域的收縮。而本身s軌域存在穿透效應, 6s軌域也受到影響而收縮。因此6s層電子出現的反常的惰性。

參考資料

  1. ^ Sidgwick, Nevil Vincent. The Electronic Theory of Valency. Oxford: Clarendon. 1927: 178–81. 
  2. ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
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