vpravo|náhled|Periodická tabulka se zvýrazněním prvků majících nespárované elektrony

Nespárovaný elektron je elektron nacházející se v atomovém orbitalu samostatně, nevytváří tedy elektronový pár. Každý orbital atomu (popsaný trojicí kvantových čísel n, l, m) může pojmout dva elektrony (s opačnými spiny). Protože vytvoření elektronového páru, prostřednictvím chemické vazby nebo vzniku volného páru, bývá energeticky výhodné, tak se nepárové elektrony v důsledku vysoké reaktivity příslušné látky nevyskytují často; v organické chemii se zpravidla objeví jen na krátkou dobu jako radikálové meziprodukty, jsou ale důležité pro popis mechanismů reakcí.

U prvků bloku s- a p nejsou radikály běžné, protože se nepárový elektron vyskytuje ve valenčním orbitalu p nebo sp, sp2, či sp3 hybridizovaném orbitalu; tyto orbitaly snadno vytvářejí překryvy s jinými orbitaly za vzniku silných kovalentních vazeb, což u radikálů vyvolává dimerizaci. Radikály mohou být stálé, jestliže by dimerizací vznikla slabá vazba nebo jsou nepárové elektrony stabilizovány delokalizací. V případě prvků v blocích d- a f se v důsledku větší rozptýlenosti orbitaly d a f obsahující nepárové elektrony překrývají méně, vytvářejí slabší vazby, a dimerizace bývá nevýhodná.

Jsou známy poměrně stálé molekuly s nepárovými elektrony, například u oxidu dusnatého. Podle Hundova pravidla jsou spiny nespárovaných elektronů uspořádány rovnoběžně, v důsledku čehož mají příslušné molekuly paramagnetické vlastnosti.

Nejstálejší molekuly a ionty s nepárovými elektrony vytvářejí lanthanoidy a aktinoidy. Neúplné slupky f u těchto prvků neinteragují silněji se svým okolím , což brání spárování. Ionty s největším počtem nepárových elektronů jsou Gd3+ a Cm3+, které jich mají sedm.

Nepárový elektron má magnetický dipólový moment, čemuž u elektronového páru brání opačné spiny, kdy mají magnetické dipóly elektronů navzájem opačné směry a vyruší se. Atom s nepárovými elektrony tak vytváří magnetický dipól a působí tak na něj magnetické pole. Pouze prvky s nepárovými elektrony mohou být paramagnetické, feromagnetické, nebo antiferomagnetické.

Reference

Kategorie:Kvantová chemie Kategorie:Chemické vazby