Perché Co2 + ha 7 elettroni nellorbitale 3d e non 5 come Mn?
Su Febbraio 16, 2021 da adminPrenderò chimica generale 2 questa metà dellestate. Attualmente stiamo esaminando complessi di coordinazione, ligandi e ioni di metalli di transizione. In particolare, questa domanda riguarda lenergia di stabilizzazione del campo ligando.
Perché $ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $ ha 7 elettroni di valenza nellorbitale $ 3d $? Non lapice $ ^ { 2 +} $ denotano che mancano 2 elettroni, e quindi isoelettrico con $ \ mathrm {Mn} $?
Risposta
Bene, puoi trovare una spiegazione del perché la configurazione elettronica di $ \ ce {Co ^ 2 +} $ è $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 $ qua e là, ma alla fine della giornata, devi solo * memorizzarlo *.
Quando gli elementi del blocco d formano ioni, gli elettroni $ $ 4s $ vengono persi per primi. Sorgente
Il $ n + l $ regola ti dice lordine in cui gli orbitali atomici sono riempiti, e secondo la regola $ 4s $ orbitale è occupato prima di $ 3d $ orbitale perché ha unenergia inferiore. Quindi, la configurazione elettronica di $ \ ce {Mn} $ è $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 5 4s ^ 2 $ mentre quella di $ \ ce {Co} $ è $ [\ ce {Ar}] \, 3d ^ 7 4 s ^ 2 $. Ma la regola $ n + l $, come molte altre regole della vecchia teoria quantistica, non funziona al 100% e quindi a volte fornisce una configurazione elettronica errata. Ad esempio, in generale, è applicabile solo per atomi neutri nel loro stato fondamentale, e quindi, se lo applichi al catione $ \ ce {Co} ^ {2 +} $ otterrai la configurazione elettronica sbagliata [\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $.
Come a volte viene spiegato, laffermazione che $ 4s $ orbitale ha unenergia inferiore a $ 3d $ orbitale è vera solo quando gli orbitali sono non occupato . Ma mentre riempi $ 3d $ orbitale con elettroni, diventa sempre più basso in energia e alla fine finisce con unenergia inferiore rispetto a $ 4s $ orbitale. Quindi, quando gli elettroni vengono persi da $ \ ce {Co} $ atomo, vengono persi prima dallorbitale di 4 $ s $ perché è effettivamente più alto di energia quando sia $ 3d $ che $ 4s $ sono pieni di elettroni. p>
PS E se ricordo bene questo non ha nulla a che fare con la stabilizzazione nei campi ligando.
Answer
Configurazione elettronica di $ \ ce { Co} $ è il seguente: $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $.
Quando il cobalto perde 2 elettroni a diventa $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ perde gli elettroni che sono in $ 4s ^ 2 $, non quelli in $ 3d ^ 7 $ perché gli elettroni in $ 4s ^ 2 $ hanno unalta reattività.
Quindi $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ contiene ancora 7 elettroni nel suo guscio di valenza. La nuova configurazione di $ \ ce {Co ^ {2 +}} $ è $ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $.
Commenti
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