Miksi Co2 +: lla on 7 elektronia 3d-kiertoradalla eikä 5: llä kuin Mn: llä?
On helmikuu 16, 2021 by adminOtan yleiskemiaa 2 tämän kesän puoliskolla. Käymme parhaillaan läpi koordinaatiokomplekseja, ligandeja ja siirtymämetalli-ioneja. Erityisesti tämä kysymys on ligandikentän stabilointienergian suhteen.
Miksi $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $: lla on 7 valenssielektronia $ 3d $ -radalla? Eikö alaindeksi $ ^ { 2 +} $ tarkoittavat, että siitä puuttuu 2 elektronia, ja siksi isoelektrinen parametrilla $ \ mathrm {Mn} $?
Vastaus
No, voit löytää jonkinlaisen selityksen, miksi $ \ ce {Co ^ 2 +}: n sähköinen kokoonpano $ on $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ täällä ja siellä, mutta päivän lopussa sinun tarvitsee vain * muistaa se *.
Kun d-lohkoelementit muodostavat ioneja, $ 4s $ -elektronit menetetään ensin. Lähde
$ n + l $ -sääntö kertoo, missä järjestyksessä atomirataat ovat täytettyjä, ja säännön mukaan $ 4s $ kiertorata on varattu ennen $ 3d $ kiertorataa, koska sillä on pienempi energia. Siten $ \ ce {Mn} $: n elektronikonfiguraatio on $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $, kun taas $ \ ce {Co} $: n arvo on $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 4s ^ 2 $. Mutta $ n + l $ -sääntö, kuten monet muut vanhan kvanttiteorian säännöt, ei toimi 100-prosenttisesti, ja antaa siten joskus väärän elektronikonfiguraation. Esimerkiksi yleensä sitä voidaan käyttää vain neutraaleille atomille niiden perustilassa, ja siten, jos käytät sitä kationiin $ \ ce {Co} ^ {2 +} $, saat väärän elektronikonfiguraation [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Kuten toisinaan selitetään, väite, että $ 4s $ kiertorata on energiaa pienempi kuin $ 3d $ kiertorata, on totta vain, kun kiertoradat ovat vapaa . Mutta samalla kun täytät $ 3d $ kiertoradan elektronilla, siitä tulee yhä vähemmän energiaa ja lopulta energiaa pienempi kuin $ 4s $ kiertorata. Joten kun elektronit menetetään $ \ ce {Co} $ atomista, ne menetetään ensin 4 $ s $ kiertoradalta, koska se on itse asiassa enemmän energiaa, kun sekä $ 3d $ että $ 4s $ ovat täynnä elektroneja.
PS Ja jos muistan oikein, tällä ei ole mitään tekemistä ligandikenttien stabiloinnin kanssa.
Vastaus
$ \ ce: n elektroninen määritys { Co} $ on seuraava: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
Kun Cobalt menettää 2 elektronia tulee $ \ ce {Co ^ {2 +}} $, se menettää elektronit, jotka ovat $ 4s ^ 2 $: ssa, eivät dollareissa $ 3d ^ 7 $ olevat, koska $ 4s ^ 2 $: n elektronilla on suuri reaktiivisuus.
Joten $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ sisältää edelleen 7 elektronia sen valenssikuoressa. Uusi kokoonpano $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ on $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Kommentit
- Tervetuloa kemiaan. SE! Tutustu kiertueeseen tutustuaksesi tähän sivustoon. Matemaattiset lausekkeet ja yhtälöt voidaan muotoilla käyttäen $ \ LaTeX $. Uskon myös, että tämä ei ole oikein.
Vastaa