なぜCo2 +はMnのように5つではなく、3d軌道に7つの電子を持っているのですか?
On 2月 16, 2021 by admin私は夏のこの半分に一般化学2を取ります。現在、配位錯体、配位子、遷移金属イオンについて調べています。特に、この質問は配位子場の安定化エネルギーに関するものです。
$ \ mathrm {Co} ^ {2 +} $が$ 3d $軌道に7つの原子価電子を持っているのはなぜですか?上付き文字$ ^ { 2+} $は、2つの電子が欠落しているため、$ \ mathrm {Mn} $と等電性であることを示しますか?
回答
そうですね、$ \ ce {Co ^ 2 +}の電子配置がなぜあるのか説明があります。 $は$ [\ ce {Ar}] \、3d ^ 7 $ですが、結局のところ、*覚える*必要があります。
dブロック元素がイオンを形成すると、$ 4s $の電子が最初に失われます。 ソース
$ n + l $ルールは、原子軌道が満たされる順序を示します。ルールによれば、$ 4s $軌道は、エネルギーが低いため、$ 3d $軌道の前に占有されます。したがって、$ \ ce {Mn} $の電子配置は$ [\ ce {Ar}] \、3d ^ 5 4s ^ 2 $であり、$ \ ce {Co} $の電子配置は$ [\ ce {Ar}]です。 \、3d ^ 7 4s ^ 2 $。しかし、$ n + l $規則は、古い量子論の他の多くの規則と同様に、100%機能していないため、誤った電子配置を与えることがあります。たとえば、一般に、基底状態の中性原子にのみ適用できるため、陽イオン$ \ ce {Co} ^ {2 +} $に適用すると、間違った電子配置が得られます[\ ce { Ar}] $ 3d ^ 5 4s ^ 2 $。
時々説明されるように、$ 4s $軌道は$ 3d $軌道よりもエネルギーが低いという記述は、軌道が空いている。しかし、$ 3d $軌道を電子で満たすと、エネルギーはどんどん低くなり、最終的には$ 4s $軌道よりもエネルギーが低くなります。したがって、電子が$ \ ce {Co} $原子から失われると、$ 3d $と$ 4s $の両方が電子で満たされると実際にはエネルギーが高くなるため、最初に4 $ s $軌道から失われます。
PSそして、私が正しく覚えていれば、これはリガンド場の安定化とは何の関係もありません。
答え
$ \ ce {の電子配置Co} $は次のとおりです。$ 1s ^ 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 4s ^ 2 \ 3d ^ 7 $。
Cobaltが2つの電子を失ったとき$ \ ce {Co ^ {2 +}} $になると、$ 4s ^ 2 $の電子は反応性が高いため、$ 3d ^ 7 $の電子ではなく、$ 4s ^ 2 $の電子が失われます。
したがって、$ \ ce {Co ^ {2 +}} $にはまだ7つの電子が含まれています。$ \ ce {Co ^ {2 +}} $の新しい構成は$ 1s ^です。 2 \ 2s ^ 2 \ 2p ^ 6 \ 3s ^ 2 \ 3p ^ 6 \ 3d ^ 7 $。
コメント
- 化学へようこそ。 SE!ツアーに参加して、このサイトに慣れてください。数式や方程式は形式化できます $ \ LaTeX $を使用します。これは完全に正しくないとも思います。
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