¿Por qué el Co2 + tiene 7 electrones en el orbital 3d y no 5 como Mn?
On febrero 16, 2021 by adminEstoy estudiando química general 2 esta mitad del verano. Actualmente estamos revisando complejos de coordinación, ligandos e iones de metales de transición. En particular, esta pregunta es con respecto a la energía de estabilización del campo del ligando.
¿Por qué $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $ tiene 7 electrones de valencia en el orbital $ 3d $? ¿No es el superíndice $ ^ { 2 +} $ denota que le faltan 2 electrones y, por lo tanto, es isoeléctrico con $ \ mathrm {Mn} $?
Respuesta
Bueno, puedes encontrar algún tipo de explicación por qué la configuración electrónica de $ \ ce {Co ^ 2 +} $ es $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ aquí y allá, pero al final del día, solo necesitas * memorizarlo *.
Cuando los elementos del bloque d forman iones, los $ 4s $ electrones se pierden primero. Fuente
El $ La regla n + l $ le indica el orden en que se llenan los orbitales atómicos y, de acuerdo con la regla, el orbital $ 4s $ está ocupado antes que el orbital $ 3d $ porque tiene menor energía. Entonces, la configuración electrónica de $ \ ce {Mn} $ es $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $ mientras que la de $ \ ce {Co} $ es $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 4s ^ 2 $. Pero la regla $ n + l $, como muchas otras reglas de la antigua teoría cuántica, no funciona al 100% y, por lo tanto, a veces da una configuración electrónica incorrecta. Por ejemplo, en general, es aplicable solo para átomos neutros en su estado fundamental y, por lo tanto, si lo aplica al catión $ \ ce {Co} ^ {2 +} $ obtendrá la configuración electrónica incorrecta [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Como se explica a veces, la afirmación de que el orbital $ 4s $ tiene menos energía que el orbital $ 3d $ es verdadera solo cuando los orbitales son desocupado . Pero mientras llena el orbital $ 3d $ con electrones, se vuelve cada vez más bajo en energía y finalmente termina siendo más bajo en energía que el orbital $ 4s $. Por lo tanto, cuando se pierden electrones del átomo $ \ ce {Co} $, primero se pierden del orbital 4 $ s $ porque en realidad es más alto en energía cuando tanto $ 3d $ como $ 4s $ están llenos de electrones.
PD Y si mal no recuerdo, esto no tiene nada que ver con la estabilización en los campos de ligandos.
Respuesta
Configuración electrónica de $ \ ce { Co} $ es el siguiente: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
Cuando el cobalto pierde 2 electrones convertirse en $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ pierde los electrones que están en $ 4s ^ 2 $, no los de $ 3d ^ 7 $ porque los electrones en $ 4s ^ 2 $ tienen una alta reactividad.
Entonces $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ todavía contiene 7 electrones en su capa de valencia. La nueva configuración de $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ es $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Comentarios
- Bienvenido a Química. SE! Realice el recorrido para familiarizarse con este sitio. Las expresiones y ecuaciones matemáticas pueden formateadas usando $ \ LaTeX $. También creo que esto no es del todo correcto.
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