Proč má Co2 + na 3d orbitálu 7 elektronů a ne 5 jako Mn?
On 16 února, 2021 by adminTuto polovinu léta používám obecnou chemii 2. V současné době procházíme koordinačními komplexy, ligandy a ionty přechodných kovů. Zejména tato otázka jde o energii stabilizace pole ligandu.
Proč má $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $ 7 valenčních elektronů na orbitálu $ 3d $? Není horní index $ ^ { 2 +} $ znamená, že mu chybí 2 elektrony, a proto izoelektrické s $ \ mathrm {Mn} $?
Odpověď
Můžete najít nějaké vysvětlení, proč elektronická konfigurace $ \ ce {Co ^ 2 +} $ je $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ sem a tam, ale na konci dne si to stačí * zapamatovat *.
Když prvky d-bloku tvoří ionty, elektrony $ 4s $ jsou ztraceny jako první. Zdroj
$ Pravidlo n + l $ vám říká, v jakém pořadí jsou atomové orbitaly vyplněny, a podle pravidla je orbitál $ 4s $ obsazen před orbitálem $ 3d $, protože má nižší energii. Konfigurace elektronů $ \ ce {Mn} $ je tedy $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $, zatímco konfigurace $ \ ce {Co} $ je $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 4s ^ 2 $. Pravidlo $ n + l $, stejně jako mnoho jiných pravidel staré kvantové teorie, však nefunguje stoprocentně, a proto někdy dává nesprávnou elektronovou konfiguraci. Obecně je například použitelný pouze pro neutrální atomy v jejich základním stavu, a pokud jej tedy použijete na kation $ \ ce {Co} ^ {2 +} $, získáte nesprávnou elektronovou konfiguraci [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Jak se někdy vysvětluje, tvrzení, že orbitál $ 4s $ má nižší energii než orbitál $ 3d $ $, je pravdivý pouze tehdy, když jsou orbitaly neobsazeno . Ale zatímco vyplníte orbitál $ 3d $ $ elektrony, bude energie stále nižší a nižší a nakonec skončí nižší energií než orbitál $ 4s $. Když se tedy elektrony ztratí z atomu $ \ ce {Co} $, ztratí se nejprve z orbitálu 4 $ s $, protože je ve skutečnosti vyšší energie, když jsou $ 3d $ i $ 4s $ plněny elektrony.
PS A pokud si dobře pamatuji, nemá to nic společného se stabilizací v ligandových polích.
Odpověď
Elektronická konfigurace $ \ ce { Co} $ je následující: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
Když Cobalt ztratí 2 elektrony na stát $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ ztrácí elektrony, které jsou v $ 4s ^ 2 $, ne ty v $ 3d ^ 7 $, protože elektrony v $ 4s ^ 2 $ mají vysokou reaktivitu.
Takže $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ ve valenčním shellu stále obsahuje 7 elektronů. Nová konfigurace $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ je $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Komentáře
- Vítejte v chemii. SE! Využijte prohlídku a seznamte se s tímto webem. Matematické výrazy a rovnice lze formátovat pomocí $ \ LaTeX $. Také si myslím, že to není úplně správné.
Napsat komentář