العلاقة القطرية

في الكيمياء ، يُقال إن هناك علاقة قطرية بين أزواج معينة من العناصر المتجاورة قطريًا في الدورتين الثانية والثالثة (أول 20 عنصرًا) من الجدول الدوري . تُظهر هذه الأزواج ( الليثيوم (Li) والمغنيسيوم ( Mg)، والبريليوم (Be) والألومنيوم ( Al)، والبورون (B) والسيليكون (Si)، إلخ) خصائص متشابهة؛ على سبيل المثال، البورون والسيليكون كلاهما أشباه موصلات ، ويُكوّنان هاليدات تتحلل مائيًا في الماء، ولهما أكاسيد حمضية.

وقد تم اقتراح أوجه تشابه قطرية أخرى للكربون والفوسفور والنيتروجين والكبريت، إلى جانب توسيع علاقات الليثيوم والمغنيسيوم والبريليوم والألومنيوم وصولاً إلى العناصر الانتقالية (مثل السكانديوم ). ^{[ 1 ]}

يُسهّل تنظيم العناصر في الجدول الدوري في صفوف أفقية وأعمدة رأسية فهم بعض العلاقات ( القانون الدوري ). يؤثر التحرك يمينًا ونزولًا في الجدول الدوري تأثيرًا معاكسًا على نصف قطر الذرات المنفردة. فالتحرك يمينًا عبر الدورة يُقلل من نصف قطر الذرات، بينما التحرك نزولًا في المجموعة يزيد من نصف قطرها. ^{[ 2 ]}

وبالمثل، عند الانتقال إلى اليمين في الدورة، تصبح العناصر أقل قاعدية وأكثر كهرسلبية تدريجيًا ، بينما عند الانتقال إلى أسفل المجموعة، تصبح العناصر أكثر قاعدية وأقل كهرسلبية. وبالتالي، عند الانتقال إلى أسفل الدورة أو عبور المجموعة بعنصر واحد، تلغي التغيرات بعضها بعضًا، وغالبًا ما نجد عناصر ذات خصائص متشابهة وكيمياء متشابهة - نصف القطر الذري، والكهرسلبية، وخصائص المركبات (وما إلى ذلك) لعناصر القطر الرئيسي متشابهة. توجد علاقة قطرية في بعض الأزواج المحددة من عناصر الدورتين الثانية والثالثة، مثل الليثيوم والمغنيسيوم، والبريليوم والألومنيوم، والبورون والسيليكون.

لا تزال أسباب وجود العلاقات القطرية غير مفهومة تمامًا، لكن كثافة الشحنة عاملٌ مؤثر. على سبيل المثال، أيون الليثيوم (Li ⁺⁾ كاتيون صغير يحمل شحنة +1، بينما أيون المغنيسيوم (Mg2 ⁺⁾ أكبر حجمًا ويحمل شحنة +2، لذا فإن الجهد الأيوني لكل من الأيونين متقارب. وقد كشفت دراسة أن كثافة شحنة الليثيوم أقرب بكثير إلى كثافة شحنة المغنيسيوم منها إلى كثافة شحنة الفلزات القلوية الأخرى. ^{[ 3 ]} باستخدام زوج الليثيوم-المغنيسيوم (في درجة حرارة وضغط الغرفة):

1. عند دمجها مع الأكسجين في ظل الظروف القياسية، يشكل الليثيوم والمغنيسيوم أكاسيد عادية فقط، بينما يشكل الصوديوم بيروكسيد ، بالإضافة إلى ذلك، تشكل المعادن الموجودة أسفل الصوديوم أكاسيد فائقة .
2. الليثيوم هو العنصر الوحيد من المجموعة الأولى الذي يشكل نتريدًا _{مستقرًا} ، Li3N . ^{[ 4 ]} كما يشكل المغنيسيوم، بالإضافة إلى عناصر أخرى من المجموعة الثانية ، نتريدات. ^{[ 4 ]}
3. كربونات الليثيوم والفوسفات والفلوريد قليلة الذوبان في الماء. أما أملاح المجموعة الثانية المقابلة فهي غير قابلة للذوبان. (ضع في اعتبارك طاقات الشبكة البلورية والذوبان).
4. يشكل كل من الليثيوم والمغنيسيوم مركبات عضوية فلزية تساهمية . يُعد كل من LiMe وMgMe₂ ₍ انظر كواشف غرينيارد ) من الكواشف التركيبية القيّمة. أما نظائرهما الأخرى من المجموعتين الأولى والثانية فهي أيونية وشديدة التفاعل (وبالتالي يصعب التعامل معها). ^{[ 5 ]}
5. كلوريدات الليثيوم والمغنيسيوم مواد متميعة (تمتص الرطوبة من المحيط) وتذوب في الكحول والبيريدين . ينفصل كلوريد الليثيوم ، مثل كلوريد المغنيسيوم (MgCl₂ _· 6H₂O ₎ ، عن بلورات LiCl· _2H₂O المائية .
6. كربونات الليثيوم وكربونات المغنيسيوم كلاهما غير مستقر ويمكن أن ينتج أكاسيد وثاني أكسيد الكربون عند تسخينهما.